CN111609462A - 一种二次供暖管网集中热计量节能模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次供暖管网集中热计量节能模块，包括电气自动化控制箱、管道和热力入户端，电气自动控制箱包括有上位机、PLC可编程控制器、互联网模块、物联网远传模块、工控触摸屏、按钮、手机、电脑、模拟量采集及输出模块、数字量采集及输出模块、中间继电器、指示灯、声光报警器，热力入户端包括有用户选择区、温度变送器、压力变送器、水密度采集仪、水流传感器。本发明二次供暖管网集中热计量节能模块操作灵活，可降低劳动成本和采暖成本，同时具备足够的防冻效果，同时节能模块实时监测管道压力、温度，压力达不到设定值后会自动补水，超过补水时长后会报警，温度有上下限达到上下限设定值也会报警。

Description

一种二次供暖管网集中热计量节能模块

技术领域

本发明涉及热量节能领域，特别涉及一种二次供暖管网集中热计量节能模块。

背景技术

目前欧盟各国在供热工程中采用的热量计量系统分两大类:第一类是热量表，其原理是通过对流量和进、出口温度差的测定而由积算装置求得热量。按流量计的类型，可分为叶轮式、涡轮式、涡结式、超声波和电磁式等类型。第二类是热分配表，分蒸发式和电子式两种。这类表不属于直接计量式仪表，它必须有热量表的配合。它的特点是能够反一个大型热量表所计量的整个计量单元的总热量分配到每个用户的各个房间。

热计量供暖，作为供给方只负责温度达标不考虑用户节能方面，例1：在用户不需要24小时供暖的时候；例2：节假日不需要供暖的时候；例3：当室外环境温度上升的时候等等，都造成了大量能源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种二次供暖管网集中热计量节能模块。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种二次供暖管网集中热计量节能模块，包括电气自动化控制箱、管道和热力入户端，所述电动自动化控制箱通过管道与热力入户端相连接，所述电气自动控制箱包括有上位机、PLC可编程控制器、互联网模块、物联网远传模块、工控触摸屏、按钮、手机、电脑、模拟量采集及输出模块、数字量采集及输出模块、中间继电器、指示灯、声光报警器，所述热力入户端包括有用户选择区、温度变送器、压力变送器、水密度采集仪、水流传感器，所述管道通往热力入户端部分安装有阀门、温度调节控制阀、电动蝶阀、电动截止阀和电磁阀组。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上位机通过工控触摸屏、按钮、手机、电脑向可编程控制器上传或下达指令，所述热力入户端由PLC可编程控制器通过温度变送器、压力变送器、水密度采集仪采集相关数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述用户选择区包括供暖前期、正常供暖期、PID恒温供暖、假期节能、时间段节能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述供暖前期全面采集数据进行比对，匹配阀门开启度为系统匹配合理压力及流量，管道有气体会自动从末端电磁阀排出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述正常供暖期不干预供暖温度，温度调节控制阀以最大化开启，旁通电动截止阀关闭，达到室内快速升温的效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述PID恒温供暖结合室内环境温度、室外环境温度、供水温度、回水温度、供水压力、回水压力进行PID运算达到恒定室内设定供暖温度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述假期节能在法定节假日及寒假，节能模块会关闭热力入户供暖系统达到假期节能效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述时间段节能可以根据实际供暖情况，结合时间段控制热力入户供暖系统阀门的开启达到节能效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.操作灵活性：结合以上所述不难看出二次供暖管网集中热计量节能模块在供暖期起到的作用，它有着灵活的可操作性，本地工控触摸屏和按钮可操作，可通过互联网模块用台式电脑或笔记本电脑操作及显示数据，可通过物联网用手机APP、平板电脑操作及显示数据。

2.降低劳动成本：有着供暖前期可以自动排出采暖管道系统气体，可升压、可静压、可按水密度、温度、压力排气，大大降低了劳动成本。

3.降低采暖成本：多元化节能方案设定，结合环境温度、室内温度、室外温度、PID恒定温度、假期设定、时间设定随意组合达到最大化节能效果。

4.防冻效果：无论用户采取哪种节能方式，当室内环境温度降低到设定温度时都会唤醒节能模块对室内环境升温不需要人为操作，包括开启阀门、巡检温度、反馈当前温度、反馈当前室内环境温度，以保障室内自来水管道、消防管道及其他用水管道不结冰。

5.节能模块实时监测管道压力、温度，压力达不到设定值后会自动补水，超过补水时长后会报警，温度有上下限达到上下限设定值也会报警。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的节能模块示意图；

图2是本发明的模块安装连接示意图；

图3是本发明的供暖前期工作示意图；

图4是本发明的供暖前期流程图；

图5是本发明的正常供暖期工作示意图；

图6是本发明的供暖前期流程图；

图7是本发明的PID恒温供暖流程图；

图8是本发明的假期节能流程图；

图9是本发明的时间段节能流程图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-9所示，本发明提供一种二次供暖管网集中热计量节能模块，包括电气自动化控制箱、管道和热力入户端，电动自动化控制箱通过管道与热力入户端相连接，电气自动控制箱包括有上位机、PLC可编程控制器、互联网模块、物联网远传模块、工控触摸屏、按钮、手机、电脑、模拟量采集及输出模块、数字量采集及输出模块、中间继电器、指示灯、声光报警器，热力入户端包括有用户选择区、温度变送器、压力变送器、水密度采集仪、水流传感器，管道通往热力入户端部分安装有阀门、温度调节控制阀、电动蝶阀、电动截止阀和电磁阀组。

进一步的，上位机通过工控触摸屏、按钮、手机、电脑向PLC可编程控制器上传或下达指令，热力入户端由PLC可编程控制器通过温度变送器、压力变送器、水密度采集仪采集相关数据。

用户选择区包括供暖前期、正常供暖期、PID恒温供暖、假期节能、时间段节能，可根据用户需求自由组合。

供暖前期全面采集数据进行比对，匹配阀门开启度为系统匹配合理压力及流量，管道有气体会自动从末端电磁阀排出，供暖前期就是通常说的供暖冷循环期，主要是给供暖管道注水升压，选择前期供暖模式时，PLC可编程控制器通过模拟量输出电信号给供回水电动截止阀，供回水电动截止阀得到电信号后开启，外管网的水能顺利流到楼内采暖管道系统，同时PLC可编程控制器通过模拟量输出电信号给旁通电动截止阀，旁通电动截止阀得到电信号后关闭以增加室外管网压力；注水时，PLC可编程控制器通过水流传感器、内部时间继电器间接输出数字量电信号给中间继电器，中间继电器得电后接通末端电磁阀，电磁阀开启进行排气，当有水流过电磁阀时PLC可编程控制器会停止末端电磁阀，同时PLC可编程控制器通过模拟量输入采集供回水压力，当供回水压力到达设定值时，PLC可编程控制器通过模拟量输出电信号给供回水电动截止阀，供回水电动截止阀得到电信号后关闭，已达到楼内静压效果(静压目的是让气和水分离)，同时PLC可编程控制器通过模拟量输出电信号给旁通电动截止阀，旁通电动截止阀得到电信号后开启，以减少外管网压力，当到达设定静压时长时PLC可编程控制器通过模拟量输入采集水密度是否达标，不达标时开启末端电磁阀排空气体和多余的压力，进入静压循环期直到压力、水密度正常为止，正常后PLC可编程控制器会自动打开供回水电动截止阀，关闭旁通电动截止阀进入正式供暖前期冷循环阶段。

正常供暖期不干预供暖温度，温度调节控制阀以最大化开启，旁通电动截止阀关闭，达到室内快速升温的效果，正常供暖期大约在每年的11月1日至15日正是秋冬交换的季节，人体表感温较为敏感需要快速对各楼宇升温，PLC可编程控制器输出电信号给模拟量输出模块，模拟量输出模块得到电信号后完全开启温度调节控制阀，以达到快速升温；PLC可编程控制器通过模拟量输入采集供回水压力与设定值比对自动调节供回水电动截止阀开启度达到整体供暖管网压力平衡，同时PLC可编程控制器模拟量输入采集水密度、末端温度数据和设定数据对比，设定温度和水密度只要有一项不达标，PLC可编程控制器通过内部时间继电器，间歇性输出电信号给数字量输出模块，数字量输出模块得电后输出给中间继电器，中间继电器得电后输出给电磁阀排气，期间不受水流传感器控制，直到末端温度到达设定值时停止。

PID恒温供暖结合室内环境温度、室外环境温度、供水温度、回水温度、供水压力、回水压力进行PID运算达到恒定室内设定供暖温度，PID恒温供暖通过PLC可编程控制器模拟量输入采集供水温度、回水温度、室内温度、室外温度、供水压力、回水压力在PLC可编程控制设定的时间内分别采集多次求平均值输入给PLC可编程控制器内部PID进行运算，运算值与设定值比对后输出给模拟量输出模块，模拟量输出模块得到电信号后，输出给温度调节控制阀，调节温度调节控制阀开启度以达到PID恒温效果。

假期节能在法定节假日及寒假，节能模块会关闭热力入户供暖系统达到假期节能效果，假期节能模式是节能模块一大亮点，通过本地工控触摸屏、手机、电脑一键设定假期天数及时间，PLC可编程控制器可根据用户设定的天数或时间进入睡眠状态，在PLC可编程控制器进入睡眠状态前，会输出电信号给模拟量输出模块，关闭供回水电动截止阀同时开启旁通电动截止阀，减少外管网压力上升，在此期间PLC可编程控制器通过模拟量输入模块，间歇性采集室内环境温度(防止结冰)低于设定温度时，PLC可编程控制器自动唤醒，唤醒后通过模拟量输出模块开启供回水电动截止阀、完全开启温度调节控制阀，关闭旁通电动截止阀增加外管网管道压力，PLC可编程控制器进入等待阶段，当温度上升到设定值后，PLC可编程控制器通过模拟量输出模块，关闭供回水电动截止阀同时开启旁通电动截止阀，减少外管网压力上升，再次进入睡眠状态，在要结束假期的前4小时苏醒(时间可自由调整)，PLC可编程控制器苏醒后，通过模拟量输出模块完全开启温度调节控制阀，已达到快速升温的效果，当温度上升到设定值后，PLC可编程控制器会自动进入PLC恒温模式(模式可选)，PLC可编程控制器进入睡眠状态后通过模拟量输入模块采集压力数据，当压力低于设定值时，PLC可编程控制器通过数字量输出模块，输出电信号给中间继电器，中间继电器得电后开启补水电磁阀给供暖系统补水升压。

时间段节能可以根据实际供暖情况，结合时间段控制热力入户供暖系统阀门的开启达到节能效果，时间段节能模式更是亮点中的聚焦点，通过本地工控触摸屏、手机、电脑一键设定节能时间段，在用户设定的时间段让PLC可编程控制器进入睡眠模式，在PLC可编程控制器进入睡眠状态前，会输出电信号给模拟量输出模块，关闭供回水电动截止阀同时开启旁通电动截止阀，减少外管网压力上升，在此期间PLC可编程控制器通过模拟量输入模块，间歇性采集室内环境温度(防止结冰)低于设定温度时，PLC可编程控制器自动唤醒，唤醒后通过模拟量输出模块开启供回水电动截止阀、完全开启温度调节控制阀，关闭旁通电动截止阀增加外管网管道压力，PLC可编程控制器进入等待阶段，当温度上升到设定值后，PLC可编程控制器通过模拟量输出模块，关闭供回水电动截止阀同时开启旁通电动截止阀，减少外管网压力上升，再次进入睡眠状态，在要结束假期的前3小时苏醒(时间可自由调整)，PLC可编程控制器苏醒后，通过模拟量输出模块完全开启温度调节控制阀，已达到快速升温的效果，当温度上升到设定值后，PLC可编程控制器会自动进入PID恒温模式(模式可选)，PLC可编程控制器进入睡眠状态后通过模拟量输入模块采集压力数据，当压力低于设定值时，PLC可编程控制器通过数字量输出模块，输出电信号给中间继电器，中间继电器得电后开启补水电磁阀给供暖系统补水升压。

具体的，通过上位机(本地工控触摸屏、按钮及远程手机、电脑)向PLC可编程控制器上传或下达指令，采暖期间安装节能模块的热力入户装置由PLC可编程控制器，通过温度变送器、压力变送器、流量变送器采集相关数据，PLC可编程控制器得到数据后进行室内外温度，管道压力、比对运算，决定开启电动截止阀的开启度达到压力平衡，得到的温度数据决定开启温度调节控制阀的开启度达到温度平衡，通过水密度采集仪采集水的密度判断管道内的气体变化，PLC可编程控制器得到数据后决定是否开启电磁阀进行排气。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，包括电气自动化控制箱、管道和热力入户端，所述电动自动化控制箱通过管道与热力入户端相连接，所述电气自动控制箱包括有上位机、PLC可编程控制器、互联网模块、物联网远传模块、工控触摸屏、按钮、手机、电脑、模拟量采集及输出模块、数字量采集及输出模块、中间继电器、指示灯、声光报警器，所述热力入户端包括有用户选择区、温度变送器、压力变送器、水密度采集仪、水流传感器，所述管道通往热力入户端部分安装有阀门、温度调节控制阀、电动蝶阀、电动截止阀和电磁阀组。

2.根据权利要求1所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述上位机通过工控触摸屏、按钮、手机、电脑向PLC可编程控制器上传或下达指令，所述热力入户端由PLC可编程控制器通过温度变送器、压力变送器、水密度采集仪采集相关数据。

3.根据权利要求1所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述用户选择区包括供暖前期、正常供暖期、PID恒温供暖、假期节能、时间段节能。

4.根据权利要求3所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述供暖前期全面采集数据进行比对，匹配阀门开启度为系统匹配合理压力及流量，管道有气体会自动从末端电磁阀排出。

5.根据权利要求3所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述正常供暖期不干预供暖温度，温度调节控制阀以最大化开启，旁通电动截止阀关闭，达到室内快速升温的效果。

6.根据权利要求3所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述PID恒温供暖结合室内环境温度、室外环境温度、供水温度、回水温度、供水压力、回水压力进行PID运算达到恒定室内设定供暖温度。

7.根据权利要求3所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述假期节能在法定节假日及寒假，节能模块会关闭热力入户供暖系统达到假期节能效果。

8.根据权利要求3所述的一种二次供暖管网集中热计量节能模块，其特征在于，所述时间段节能可以根据实际供暖情况，结合时间段控制热力入户供暖系统阀门的开启达到节能效果。

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