CN113623705A - 一种以水流量比例为基准的管网平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，S1:通过不同的单元门的条件参数获取对应单元门水流量的权重系数；S2:对水流相互连通的任意区域的所有单元门进行流量检测，得到该区域所有单元门的流量数据并统计为总流量，输入任意单元门的所述条件参数，通过匹配所述条件参数所对应的所述权重系数，并根据所述权重系数生成相应的单元门水流量占总流量的比例；S3:根据所述单元门水流量占总流量的比例得出任意单元门的目标流量值；S4:通过调节阀门直到该单元门的实时流量符合所述目标流量值为止。
Description
技术领域
本发明涉及调节方法，特别涉及一种以水流量比例为基准的管网平衡方法。
背景技术
供热管网是由众多串、并联管路以及各热用户组成的一个复杂的相互连通的管道系统，在运行过程中，由于各种原因的影响，往往使得网路的流量分配与各用户的设计要求不相符合，近端用户流量大，室温过高，远端用户流量小，室温低，热水供热系统中，各热用户的实际流量与要求流量之间的不一致性称为热用户的水力平衡失调。
近年来，国内为能解决系统的水力平衡调节问题进行一些探索工作，取得了一些成果，近年来，国内二网平衡采用的主要调节方法有压差法、温差法、比例法、CCR法以及综合调节法。压差法的实现主要利用自力式平衡阀，实现流量动态自动调节。自力式平衡阀主要分自力式流量平衡阀和自力式压差平衡阀。原理相同，只是设定值是流量还是压差的区别。温差法的实现主要是在用户引入口安装压力表温度计，对系统进行初调节，使整个系统首先达以热力稳定。网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化，若热源的总回水温度不再变化就可以认为整个系统已达到热力稳定。比例法的基本原理是如果两条并联管路中的水流量以某比例流动(例如1：2)，那么当总流量在+30％范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变(1：2)。CCR法的基本原理是由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成，是在严格的对全系统阻力分析计算的基础上，对全系统实行一次调整的新方法。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度，使系统达到所要求的分配流量。综合调节法是CCR法和温差法的结合简化版，利用简易快速法(简称粗调)与温度调节法(简称精调)相结合来进行调节。供暖前期先粗调，在供热阶段采用精调进一步调节。是目前采取最多的调节方法。粗调是根据调节工人的经验，把近端楼门的阀门关小，依次逐步放大，末端楼门的阀门不关。精调是测量楼门回水温度，与基准温度对比，温度高的楼门阀门关小，温度低的楼门阀门开大，最终使所有楼门回水温度±1度视为调节完成。综合调节法电控法的原理和综合调节法一样，只是把手动平衡阀升级为电动的或远程可操控的平衡阀。有更先进的，加入PID算法，可以设定目标(回温、温差、压力、压差、流量、能量)，自动调节开启度。
以上调节方法早些年压差法比较流行，由于水质，阀芯等问题，还有压力测量基准问题造成反作用，部分单元门供热不足，并且现有条件相近的单元门之间的热水流量差异十分巨大，造成同一小区的不同单元的室内温度差异大。
传统调节方法由于手段和技术的限制，主要是通过压力、温度、温差、阀门开启线性度来迂回衡量水量平衡，根本不知道条件一样情况下，位置不同的单元门该给多少流量，同样的供水温度情况下，对不同的单元门该给多少比例的流量才能实现不同单元门温度平衡，传统的调节方法没有研究。
压力、温度、温差、阀门开启线性度与水流量之间的换算受诸多因素影响，存在一定的误差。造成这几种传统调节模式只能在一定程度上改善二次网的水力工况，不能从根本上消除水力不平衡状态。水作为供热中热量的载体，在供水温度一致前提下，水量决定热量，水力平衡才是热力平衡的基石。
发明内容
针对上述现有问题，本发明要解决的技术问题在于能够直接对水流量比例进行调节，通过本发明的管网平衡方法去调节管网，能够达到不同单元门温度平衡，还彻底解决末端单元门取暖温度不足的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法。
本发明提供一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，包括如下步骤：
S1:通过不同的单元门的条件参数获取对应单元门水流量的权重系数；
S2:对水流相互连通的任意区域的所有单元门进行流量检测，得到该区域所有单元门的流量数据并统计为总流量，输入任意单元门的所述条件参数，通过匹配所述条件参数所对应的所述权重系数，并根据所述权重系数生成相应的单元门水流量占总流量的比例；
S3:根据所述单元门水流量占总流量的比例得出任意单元门的目标流量值；
S4:通过调节阀门直到该单元门的实时流量符合所述目标流量值为止。
进一步的，所述步骤S1具体包括以下步骤：
将所述条件参数不同或部分相同多个小区，通过不断改变水流量，实时采集流量和室温数据，建立这些条件参数之间的权重模型，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出所述条件参数对室内温度产生影响的所述权重系数。
进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：
在管网条件系统中以任意小区的其中一个分区机组为调网单位输入各单元门的所述条件参数，根据所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例。
进一步的，所述步骤S1中，所述单元门的原始流量的权重系数为一个常量α，其它的所述条件参数以A、B、C、D直至Z来代表并依次列出，并确定所有所述条件参数之间的关系式为σ，任意单元门的最终的权重系数为β，任意单元门的最终的权重系数为β＝α+σ，根据室温高低进行流量调节，通过不断改变流量的值，最终实现所有单元门标准住户室温都相等，把期间的变化数据都上传到服务器，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出A、B、C、D、……、Z的条件参数的所述权重系数，然后根据新的所述权重系数重新生成水流量反复验证和修正，生成最终的权重系数。
进一步的，所述最终的权重系数能够随着数据的积累迭代更新。
进一步的，将所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例的数据进行保存至数据库。
进一步的，还包括步骤S5，所述步骤S5包括同机组所有单元门同时进行流量测量，并在每一单元门调整时，对其余的单元门同步进行的流量测量和调节流量大小，最终使得每个单元门达到指定目标流量值。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，由于不同单元门是通过相对应所需的热水量来实现温度调节一致的，通过采用流量计实现以水流量检测，比用阀门的线性度来计算流量更精准；而且不依赖阀门，不需要改造阀门，可以重复使用且成本低，而且直接通过水流量比例调节，准确性高，能够直接对水流量比例进行调节，通过本发明的管网平衡方法去调节管网，能够达到所有不同单元门的每户的温度平衡，还能够彻底解决末端单元门取暖温度不足，避免不同单元门的取暖温度差距过大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种以水流量比例为基准的管网平衡方法的方法步骤图。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1，本发明提供一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，包括如下步骤：
S1:通过不同的单元门的条件参数获取对应单元门水流量的权重系数；
S2:对水流相互连通的任意区域的所有单元门进行流量检测，得到该区域所有单元门的流量数据并统计为总流量，输入任意单元门的所述条件参数，通过匹配所述条件参数所对应的所述权重系数，并根据所述权重系数生成相应的单元门水流量占总流量的比例；
S3:根据所述单元门水流量占总流量的比例得出任意单元门的目标流量值；
S4:通过调节阀门直到该单元门的实时流量符合所述目标流量值为止。
由于不同单元门是通过相对应所需的热水量来实现温度调节一致的，通过采用流量计实现以水流量检测，比用阀门的线性度来计算流量更精准；而且不依赖阀门，不需要改造阀门，可以重复使用且成本低，而且直接通过水流量比例调节，准确性高，能够直接对水流量比例进行调节，通过本发明的管网平衡方法去调节管网，能够达到所有不同单元门的每户的温度平衡，还能够彻底解决末端单元门取暖温度不足，避免不同单元门的取暖温度差距过大的问题。
进一步的，所述步骤S1具体包括以下步骤：
将所述条件参数不同或部分相同多个小区，通过不断改变水流量，实时采集流量和室温数据，建立这些条件参数之间的权重模型，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出所述条件参数对室内温度产生影响的所述权重系数。
进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：
在管网条件系统中以任意小区的其中一个分区机组为调网单位输入各单元门的所述条件参数，根据所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例。
进一步的，所述步骤S1中，所述单元门的原始流量的权重系数为一个常量α，所述α＝1，其它的所述条件参数以A、B、C、D直至Z来代表并依次列出，所述条件参数可以是不同的保温级别、不同的供暖方式、不同的楼门位置、不同的停暖率以及不同的城市热岛效应，同时可以根据实际情况确定其他的相应的所述条件参数，并确定所有所述条件参数之间的关系式为σ，所述关系式中的A、B、C、D直至Z的相互之间关系由实际情况决定，任意单元门的最终的权重系数为β(KG/㎡)，任意单元门的最终的权重系数为β＝α+σ，根据室温高低进行流量调节，通过不断改变流量的值，最终实现所有单元门标准住户室温都相等，把期间的变化数据都上传到服务器，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出A、B、C、D、……、Z的条件参数的所述权重系数，然后根据新的所述权重系数重新生成水流量反复验证和修正，生成最终的权重系数。
可使用卷积神经网络进行训练并生成权重模型，让权重模型实时识别权重系数，并不断进行验证、测试和调优，最终使权重系数达到较高的精度。
进一步的，所述最终的权重系数能够随着数据的积累迭代更新。
具体的，所述步骤S2中，所述最终的权重系数转换成所述单元门水流量占总流量的比例，每个单元门的流量比例为Y＝β*该单元的供暖面积，所有单元门流量比例和为ΣY，求得每个单元门的流量百分比比例Y/(ΣY)，最后把每个单元门的流量百分比比例存到当前分区(机组)调网数据库中。
进一步的，将所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例的数据进行保存至数据库。
进一步的，还包括步骤S5，所述步骤S5包括同机组所有单元门同时进行流量测量，并在每一单元门调整时，对其余的单元门同步进行的流量测量和调节流量大小，最终使得每个单元门达到指定目标流量值，通过流量计所对应的管理系统，使得管理系统显示所有单元门的流量异常情况、目标流量值的区间和实际流量值，在每次调整后能够实时观测所述实际流量值是否能够达到所述目标流量值的区间。
由供热管网调节原理可知，并联支路的任一支路阻力改变必然引起整个供热管网流量的重新分配，某一支路的阀门开度变化，流量变化时必引起其他支路流量的变化。同机组所有单元门同时放置远程流量计，数据可以上传到系统中，使得所有单元门的水流量都实时可见，每次调整都能看到所有楼门的流量变化情况。
每调完一轮，再看一下机组各个单元门情况，继续重复调整动作，把流量有变化的单元门再次调整到目标流量值。
每轮调整，整个管网的流量分布越来越靠近指定的目标流量值分布，经过多次调整，可让每个单元门的流量达到指定目标流量值。
同时为了节约成本，调完管网平衡后，喷漆封条做好记号，流量计和探头可选择撤走，去其它小区反复使用。
通过本方法的使用，能够有效解决近端用户流量大，室温过高，远端用户流量小，室温低，热水供热系统中，各热用户的实际流量与要求流量之间不一致的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:通过不同的单元门的条件参数获取对应单元门水流量的权重系数；
S2:对水流相互连通的任意区域的所有单元门进行流量检测，得到该区域所有单元门的流量数据并统计为总流量，输入任意单元门的所述条件参数，通过匹配所述条件参数所对应的所述权重系数，并根据所述权重系数生成相应的单元门水流量占总流量的比例；
S3:根据所述单元门水流量占总流量的比例得出任意单元门的目标流量值；
S4:通过调节阀门直到该单元门的实时流量符合所述目标流量值为止。
2.根据权利要求1所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
将所述条件参数不同或部分相同多个小区，通过不断改变水流量，实时采集流量和室温数据，建立这些条件参数之间的权重模型，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出所述条件参数对室内温度产生影响的所述权重系数。
3.根据权利要求1所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
在管网条件系统中以任意小区的其中一个分区机组为调网单位输入各单元门的所述条件参数，根据所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例。
4.根据权利要求2所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述单元门的原始流量的权重系数为一个常量α，其它的所述条件参数以A、B、C、D直至Z来代表并依次列出，并确定所有所述条件参数之间的关系式为σ，任意单元门的最终的权重系数为β，任意单元门的最终的权重系数为β＝α+σ，根据室温高低进行流量调节，通过不断改变流量的值，最终实现所有单元门标准住户室温都相等，把期间的变化数据都上传到服务器，利用机器学习算法和数据挖掘方法解出A、B、C、D、……、Z的条件参数的所述权重系数，然后根据新的所述权重系数重新生成水流量反复验证和修正，生成最终的权重系数。
5.根据权利要求4所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，所述最终的权重系数能够随着数据的积累迭代更新。
6.根据权利要求3所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，将所述条件参数对应的所述权重系数生成这些单元门水流量占总流量的比例的数据进行保存至数据库。
7.根据权利要求1所述的一种以水流量比例为基准的管网平衡方法，其特征在于，还包括步骤S5，所述步骤S5包括同机组所有单元门同时进行流量测量，并在每一单元门调整时，对其余的单元门同步进行的流量测量和调节流量大小，最终使得每个单元门达到指定目标流量值。
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