CN113719886B - 一种户间水利平衡控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种户间水利平衡控制系统，涉及供暖调节技术领域，本发明包括中控系统、控制系统、采集系统、分析系统和阀门系统；本发明基于获取到的目标采暧用户建筑围护保温状况、领间传热状况、即时室外气象参数和用户需要的室内温度预测动态供暖热负荷，基于动态供暖热负荷和热计盘表检测的实际供然量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号，控制信号中携带开度信息和/或通断时间信息，向目标阀门发送控制信号，以使目标阀门按照控制信号执行相应的动作，解决了现有空温测温设施安装位置不同导致测温偏差问题及用户对测温装置干扰的问题，以及供热公司能对不同用户不同室温需求实现按需供热的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及供暖调节技术领域，尤其涉及一种户间水利平衡控制系统。
背景技术
为保持供热和需热之间的平衡所采取的调整措施。通过供热调节，适当改变供热介质的参数和流量，可以防止供热过多或不足，保证热用户的正常需要。供热系统在投入运行之前，为使供热介质流量的分配符合设计工况，常用专用阀门，对各配热干支线的流量进行一次调节。这种调节称初调节，是供热系统启动过程中的重要步骤。在供热系统运行期间，建筑物的采暖和通风等热负荷随室外气温而变化，生产工艺热负荷也常因生产过程中用热情况和工作班制的变更而增减。为保证供热质量，就必须经常进行系统的调节。这种调节称运行调节，是供热系统运行管理的主要内容。为了做好运行调节，现代供热系统已采用遥测、遥控等自动调节设备，以控制供热介质的流量、压力和温度。
现有的供热系统在工作时，会存在由于空温测温设施安装位置不同导致测温偏差问题，还会出现用户对测温装置干扰的问题，以及供热公司无法对不同用户不同室温需求实现按需供热的问题，为此我们提出一种户间水利平衡控制系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在由于空温测温设施安装位置不同导致测温偏差问题，还会出现用户对测温装置干扰的问题，以及供热公司无法对不同用户不同室温需求实现按需供热的问题，而提出的一种户间水利平衡控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种户间水利平衡控制系统，包括中控系统、控制系统、采集系统、分析系统和阀门系统；
所述中控系统将对供回水温度、室内外温度和供回水压力设定的阈值发送至整个系统中，并将整个系统采集到的数据及所述阀门系统中阀门的工作状态进行展示；
所述采集系统对供回水温度、室内外温度和压力的数据进行采集，并将采集到的数据发送给分析系统；
所述分析系统根据采集系统采集到的数据对整个系统进行建模，并根据所述中控系统设定的阈值进行动态供暖热负荷预测，所述分析系统包括建模模块、数据存储模块、动态供暖热负荷预测模块和热计盘表检测模块；
所述分析系统接收到所述采集系统发送的数据，将数据发送至所述建模模块，所述建模模块根据接收到的数据进行理论流量计算并算出总单元流量，所述动态供暧热负荷预测模块根据所述建模模块计算出的数据对供暖热负荷进行计算，所述热计量表检测模块进行实际的供热量检测，并将检测到的数据供热量数据数据发送至所述控制系统中；
补水时供热流量需增加：
ΔW＝ΔQ/nγ＝CP M1(T1-T2)；
而不补水时供热流量为：
W＝Q1/nγ＝CP M2(T1-T3)/nγ；
式中：ΔQ为增加的供热量；Q1′为系统补水时瞬时供热量；CP为水的比热容；Q1为系统不补水时瞬时供热量；M1为补水流量；M2为回水流量；T1为供水温度；T2为补水温度；T3为回水温度；n为换热器的热效率；γ为过热蒸汽汽化潜热；
补水时换热器的效率为：
不补水时换热器的效率为：
式中：Q1′为系统补水时瞬时供热量；Q1为系统不补水时瞬时供热量；Q2为过热蒸汽经换热器后变成凝结水所提供的热量；
所述控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号；
所述阀门系统接收到携带开度信息和/或通断时间信息的控制信号，并根据控制信号对阀门进行控制。
优选地，所述中控系统包括服务器和PC机；
所述服务器对整个系统进行连接，并将整个系统中出现运行不畅的部分展示在所述PC机上，所述PC机用于对整个系统的工作状态进行展示，并对系统检测采集到的数据进行展示。
优选地，所述采集系统包括供水温度采集模块、室内温度采集模块、室外温度采集模块、传热温度采集模块和供水压力采集模块；
所述供水温度采集模块对管道内外的温度进行检测，并将检测到的数据发送到所述采集系统，所述室内温度采集模块对用户室内的温度进行采集，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述室外温度采集模块对用户室外的温度进行采集，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述传热温度采集模块对邻间传热的温度进行检测，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述供水压力采集模块对管道所承受压力进行检测，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述采集系统将所有采集到的数据发送到所述分析系统中，还将数据发送至所述数据存储模块中进行存储。
优选地，所述控制系统包括通信模块、供电模块、数据处理模块、分时控制模块和阀门控制模块；
通过所述通信模块对所述中控系统设定的阈值进行读取，通过所述数据处理模块对数据处理，处理后的数据与所述分析系统发送的数据进行对比，所述控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据及设定的阈值生成对目标阀门进行控制的控制信号，根据所述控制信号由所述阀门控制模块并结合所述分时控制模块对阀门系统进行控制，所述供电模块开始对阀门系统供电。
优选地，所述阀门系统包括目标阀门、调节阀、单元控制器和单元平衡阀；
所述阀门系统接收到所述控制系统发送的携带开度信息和/或通断时间信息的所述控制信号，以使所述目标阀门或所述调节阀按照所述控制信号执行相应的动作，根据计算出的总单元流量，通过所述单元控制器和所述单元平衡阀来实现粗调，然后通过所述单元控制器和所述单元平衡阀实现单元水力平衡的细调，实现用户精准供热。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明基于获取到的目标采暧用户建筑围护保温状况、领间传热状况、即时室外气象参数和用户需要的室内温度预测动态供暖热负荷，基于动态供暖热负荷和热计盘表检测的实际供然量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号，控制信号中携带开度信息和/或通断时间信息，向目标阀门发送控制信号，以使目标阀门按照控制信号执行相应的动作，解决了现有空温测温设施安装位置不同导致测温偏差问题及用户对测温装置干扰的问题，以及供热公司能对不同用户不同室温需求实现按需供热的技术问题。
2、本发明通过分析外墙保温、邻间传热、室内、外温度等逻辑关系，得到室内温度的理论流量并算出总单元流量，通过单元控制器和单元平衡阀来实现粗调，然后通过单元控制器和平衡阀实现单元水力平衡的细调，形成一套完整的户间水力平衡控制系统，实现用户精准供热。
附图说明
图1为本发明提出的一种户间水利平衡控制系统的系统框图；
图2为本发明提出的一种户间水利平衡控制系统的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种户间水利平衡控制系统，包括中控系统、控制系统、采集系统、分析系统和阀门系统；
中控系统将对供回水温度、室内外温度和供回水压力设定的阈值发送至整个系统中，并将整个系统采集到的数据及阀门系统中阀门的工作状态进行展示；
采集系统对供回水温度、室内外温度和压力的数据进行采集，并将采集到的数据发送给分析系统；
分析系统根据采集系统采集到的数据对整个系统进行建模，并根据中控系统设定的阈值进行动态供暖热负荷预测；
控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号；
阀门系统接收到携带开度信息和/或通断时间信息的控制信号，并根据控制信号对阀门进行控制。
其中，中控系统包括服务器和PC机；
服务器对整个系统进行连接，并将整个系统中出现运行不畅的部分展示在PC机上，PC机用于对整个系统的工作状态进行展示，并对系统检测采集到的数据进行展示。
其中，采集系统包括供水温度采集模块、室内温度采集模块、室外温度采集模块、传热温度采集模块和供水压力采集模块；
供水温度采集模块对管道内外的温度进行检测，并将检测到的数据发送到采集系统，室内温度采集模块对用户室内的温度进行采集，并将采集到的温度发送至采集系统，室外温度采集模块对用户室外的温度进行采集，并将采集到的温度发送至采集系统，传热温度采集模块对邻间传热的温度进行检测，并将采集到的温度发送至采集系统，供水压力采集模块对管道所承受压力进行检测，并将采集到的温度发送至采集系统，采集系统将所有采集到的数据发送到分析系统中。
其中，分析系统包括建模模块、数据存储模块、动态供暖热负荷预测模块和热计盘表检测模块；
分析系统接收到采集系统发送的数据，将数据发送至建模模块，建模模块根据接收到的数据进行理论流量计算并算出总单元流量，动态供暧热负荷预测模块根据建模模块计算出的数据对供暖热负荷进行计算，热计量表检测模块进行实际的供热量检测，并将检测到的数据供热量数据数据发送至控制系统中，还将数据发送至数据存储模块中进行存储。
其中，控制系统包括通信模块、供电模块、数据处理模块、分时控制模块和阀门控制模块；
通过通信模块对中控系统设定的阈值进行读取，通过数据处理模块对数据处理，处理后的数据与分析系统发送的数据进行对比，控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据及设定的阈值生成对目标阀门进行控制的控制信号，根据控制信号由阀门控制模块并结合分时控制模块对阀门系统进行控制，供电模块开始对阀门系统供电。
其中，阀门系统包括目标阀门、调节阀、单元控制器和单元平衡阀；
阀门系统接收到控制系统发送的携带开度信息和/或通断时间信息的控制信号，以使目标阀门或调节阀按照控制信号执行相应的动作，根据计算出的总单元流量，通过单元控制器和单元平衡阀来实现粗调，然后通过单元控制器和单元平衡阀实现单元水力平衡的细调，实现用户精准供热。
其中，补水时供热流量需增加：
ΔW＝ΔQ/nγ＝CP M1(T1-T2)；
而不补水时供热流量为：
W＝Q1/nγ＝CP M2(T1-T3)/nγ；
式中：ΔQ为增加的供热量；Q1′为系统补水时瞬时供热量；CP为水的比热容；Q1为系统不补水时瞬时供热量；M1为补水流量；M2为回水流量；T1为供水温度；T2为补水温度；T3为回水温度；n为换热器的热效率；γ为过热蒸汽汽化潜热。
其中，补水时换热器的效率为：
不补水时换热器的效率为：
式中：Q1′为系统补水时瞬时供热量；Q1为系统不补水时瞬时供热量；Q2为过热蒸汽经换热器后变成凝结水所提供的热量为。
本发明中，使用时，首先通过中控系统设定供回水温度、室内外温度和供回水压力的阈值，采集系统获取到的目标采暧用户建筑围护保温状况、领间传热状况、即时室外气象参数和用户需要的室内温度预测动态供暖热负荷，基于动态供暖热负荷和热计盘表检测的实际供然量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号，控制信号中携带开度信息和/或通断时间信息，向目标阀门发送控制信号，以使目标阀门按照控制信号执行相应的动作，并通过分析外墙保温、邻间传热、室内、外温度等逻辑关系，得到室内温度的理论流量并算出总单元流量，通过单元控制器和单元平衡阀来实现粗调，然后通过单元控制器和平衡阀实现单元水力平衡的细调。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种户间水利平衡控制系统，其特征在于，包括中控系统、控制系统、采集系统、分析系统和阀门系统；
所述中控系统将对供回水温度、室内外温度和供回水压力设定的阈值发送至整个系统中，并将整个系统采集到的数据及所述阀门系统中阀门的工作状态进行展示；
所述采集系统对供回水温度、室内外温度和压力的数据进行采集，并将采集到的数据发送给分析系统；
所述分析系统根据采集系统采集到的数据对整个系统进行建模，并根据所述中控系统设定的阈值进行动态供暖热负荷预测，所述分析系统包括建模模块、数据存储模块、动态供暖热负荷预测模块和热计盘表检测模块；
所述分析系统接收到所述采集系统发送的数据，将数据发送至所述建模模块，所述建模模块根据接收到的数据进行理论流量计算并算出总单元流量，所述动态供暧热负荷预测模块根据所述建模模块计算出的数据对供暖热负荷进行计算，所述热计盘表检测模块进行实际的供热量检测，并将检测到的数据供热量数据发送至所述控制系统中，还将数据发送至所述数据存储模块中进行存储；
补水时供热流量需增加：
ΔW＝ΔQ/nγ＝CP M1(T1-T2)；
而不补水时供热流量为：
W＝Q1/nγ＝CP M2(T1-T3)/nγ；
式中：ΔQ为增加的供热量；Q1′为系统补水时瞬时供热量；CP为水的比热容；Q1为系统不补水时瞬时供热量；M1为补水流量；M2为回水流量；T1为供水温度；T2为补水温度；T3为回水温度；n为换热器的热效率；γ为过热蒸汽汽化潜热；
补水时换热器的效率为：
不补水时换热器的效率为：
式中：Q1′为系统补水时瞬时供热量；Q1为系统不补水时瞬时供热量；Q2为过热蒸汽经换热器后变成凝结水所提供的热量；
所述控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据生成对目标阀门进行控制的控制信号；
所述阀门系统接收到携带开度信息和/或通断时间信息的控制信号，并根据控制信号对阀门进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种户间水利平衡控制系统，其特征在于，所述中控系统包括服务器和PC机；
所述服务器对整个系统进行连接，并将整个系统中出现运行不畅的部分展示在所述PC机上，所述PC机用于对整个系统的工作状态进行展示，并对系统检测采集到的数据进行展示。
3.根据权利要求1所述的一种户间水利平衡控制系统，其特征在于，所述采集系统包括供水温度采集模块、室内温度采集模块、室外温度采集模块、传热温度采集模块和供水压力采集模块；
所述供水温度采集模块对管道内外的温度进行检测，并将检测到的数据发送到所述采集系统，所述室内温度采集模块对用户室内的温度进行采集，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述室外温度采集模块对用户室外的温度进行采集，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述传热温度采集模块对邻间传热的温度进行检测，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述供水压力采集模块对管道所承受压力进行检测，并将采集到的温度发送至所述采集系统，所述采集系统将所有采集到的数据发送到所述分析系统中。
4.根据权利要求1所述的一种户间水利平衡控制系统，其特征在于，所述控制系统包括通信模块、供电模块、数据处理模块、分时控制模块和阀门控制模块；
通过所述通信模块对所述中控系统设定的阈值进行读取，通过所述数据处理模块对数据处理，处理后的数据与所述分析系统发送的数据进行对比，所述控制系统基于动态供暖热负荷预测和热计盘表检测的实际供热量数据及设定的阈值生成对目标阀门进行控制的控制信号，根据所述控制信号由所述阀门控制模块并结合所述分时控制模块对阀门系统进行控制，所述供电模块开始对阀门系统供电。
5.根据权利要求1所述的一种户间水利平衡控制系统，其特征在于，所述阀门系统包括目标阀门、调节阀、单元控制器和单元平衡阀；
所述阀门系统接收到所述控制系统发送的携带开度信息和/或通断时间信息的所述控制信号，以使所述目标阀门或所述调节阀按照所述控制信号执行相应的动作，根据计算出的总单元流量，通过所述单元控制器和所述单元平衡阀来实现粗调，然后通过所述单元控制器和所述单元平衡阀实现单元水力平衡的细调，实现用户精准供热。
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