CN201093622Y - 集中供热二次网节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集中供热二次网节能控制系统。其技术方案是：主要由集中监测控制中心、二次网调节阀遥控遥测部分、无线数据传输部分和用户室内温度遥测部分组成，其中，集中监测控制中心：对安装的二次网调节阀进行开度测量和控制，同时能够及时测量获取典型用户室内温度；无线数据传输部分：通过无线GSM网络传输数据和控制指令；用户室内温度遥测部分：测量典型用户室内温度；其中，在二次网调节阀遥控遥测部分加装电动调节阀，安装在二次网的管线上，实现开度测量、开度控制和数据接收远传功能。有益效果是：根据用户室温的变化情况，调节二级管网的调节阀，控制供热量，达到节能目的。

Description

集中供热二次网节能控制系统

一、技术领域：

本实用新型涉及一种集中供热控制系统，特别是涉及一种集中供热二次网节能控制系统。

二、背景技术：

随着测量技术、监控技术、自动化技术和计算机技术的发展，我国的供热事业目前正在进入集约化管理、智能自动化控制的快速发展阶段。采用热电联产、区域集中供热优化技术，取代分散和小型工业锅炉供热以及提高热电比重，是集约化供热的一个重要特征。在集中供热系统中，可以把供热系统分为热源、热网两个相对独立的系统，热源包括锅炉及锅炉房公共部分，热网包括一次网、换热站及二次网。

从目前油田集中供热发展的情况可以看到，热源的自动化控制大部分社区都已经进行改造或者准备进行改造，通过热源控制，可以在一定程度上调整锅炉的负荷，使锅炉的运行更经济高效，供热更均衡合理，从而达到节能目的，相对于热源的控制，热网的控制主要是消除各终端用户之间的水平热力失调，根据负荷预测、环境温度、用户室内温度、二次网回水温度来调节管网的投入量，实现均衡供热。但是目前热网的控制和改造基本上是依赖环境温度和一次网回水温度对一次网和换热站进行节能改造，目前已有系统存在下面问题：

(1)基本上是对一次网进行均衡控制，主要参考环境温度进行供热量调节。没有考虑二次网的自动化控制部分。

(2)不是一个完整的动态变流量供热系统，完整的动态变流量系统是目前国际供热和环保系统发展的趋势，国外发达国家基本上从热源到热网、用户室内温度测量形成了一个整体的动态系统，使使热用户的室内温度更合理舒适，同时又能大大节省能源。

(3)针对部分特殊的企事业单位夜间供暖没有调控机制，因为部分企事业单位在晚上11点后基本上没有人，这种情况下若能进行精细控制，可以降低这部分单位的供热量，节省供热量。

(4)目前系统主要参考环境温度和供回水温度，没有参考用户室内温度，因此对供热方案和供热规律的掌握不够精确科学，若加上典型用户室温测量点，可以更为准确的对整个供热系统进行合理调节，均衡供热。

供热的目的是使热用户的室内温度达到合理、舒适的温度值，无论是过热还是过冷都偏离了这个目的，过热会造成能源大量浪费，加大了供热部门的成本；过冷，用户不满意，加大了供热部门的工作难度。不论那种情况发生都会造成供热部门实际运作的困难。

三、发明内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种大大减轻热网和热源的负荷，达到节能的集中供热二次网节能控制系统。

其技术方案是：主要由集中监测控制中心(1)、二次网调节阀遥控遥测部分(2)、无线数据传输部分(3)和用户室内温度遥测部分(4)组成，

其中，集中监测控制中心(1)：对安装的二次网调节阀进行开度测量和控制，同时能够及时测量获取典型用户室内温度；

无线数据传输部分(3)：通过无线GSM网络传输数据和控制指令；

用户室内温度遥测部分(4)：测量典型用户室内温度；

其中，在二次网调节阀遥控遥测部分(2)加装电动调节阀，安装在二次网的管线上，实现开度测量、开度控制和数据接收远传功能。

较详细的是用户室内温度遥测部分(4)由单片机、嵌入式调制解调器、数字温度传感器组成，还配有扩展的RS232和RS485串行接口，可方便的通过无线或电力线载波或RS485网络等不同通讯方式组成较大范围的测温网络，并且，通过一线总线分别与数字温度传感器连接。

较详细的是无线数据传输部分(3)采用无线数传电台和基于GSM网络的无线MODEM实现，并且提供标准RS232或者RS485数据口直接与计算机、RTU、PLC、数据终端等连接。

本实用新型的有益效果是：本系统是一套完整的计算机监控系统，中央调度室可以根据用户室温的变化情况，首先从热网热平衡的角度进行平衡调节，当热网平衡仍达不到用户的室温要求，就可以通过调整热源供热量以满足用户需要；另外，根据用户室内温度测量情况，调节二级管网的调节阀，控制供热量，达到节能目的。

四、附图说明：

附图1是本实用新型的总体示意框架图；

附图2是远程户用测温仪的结构框图。

五、具体实施方式：

结合附图，对本实用新型作进一步的描述：

其技术方案是：主要由集中监测控制中心(1)、二次网调节阀遥控遥测部分(2)、无线数据传输部分(3)和用户室内温度遥测部分(4)组成，

其中，集中监测控制中心(1)：对安装的二次网调节阀进行开度测量和控制，同时能够及时测量获取典型用户室内温度；

无线数据传输部分(3)：通过无线GSM网络传输数据和控制指令；

用户室内温度遥测部分(4)：测量典型用户室内温度；

在二次网调节阀遥控遥测部分(2)加装电动调节阀，安装在二次网的管线上，实现开度测量、开度控制和数据接收远传功能。

从附图1上可以看出，在二次网上需要加载控制终端，该终端包括调节阀、开度测量、开度控制和数据接收远传功能，在办公区楼头和居民区重点控制区的二次网上加装电动调节阀终端系统，完成如下功能：

1、测量各二次网上调节阀的开度大小，按百分比获取，例如开度为100％代表全开，0％代表关闭该调节阀，50％为半开，通过开度大小可以有效控制管网的供热量和热源的供热负荷。

2、接收监控中心指令并发送数据到监控中心。二次网的调节阀系统不仅仅是一个可以进行本地开度调节的系统，该系统还可以通过监控中心发送指令方式进行遥控。在监控发送开度设置指令，就可以调节调节阀的开度大小。

3、该测量终端加载温度传感器可以完成二次网温度就地测量，并把该温度数据通过本地测量终端以无线方式发送到监控中心。

4、可以按时间段对调节阀的开度大小进行设定。例如对夜间无人的企事业单位可以编制自动设置方案：晚上11点后调节阀开关度小，早上5点开始自动调大流量，从而既不影响正常上班时间的供暖要求，同时又能大大节省夜间供热量，达到节能目的。通过企事业单位的这种供热量控制，整个系统的投资当年即可完全收回。

2)典型用户室温测量部分

传统的供热平衡调节基本上依赖于供回水温度、环境温度和热源的出口温度进行调节，本方案基于上面基础，加入了用户室温测量环节，使得对供热系统的平衡调节更为准确合理。我们采用的方法是在设置典型温度测量点，在每个测量点安装无线遥测探头和无线传输终端，通过典型点获取用户的室内温度，并把该用户室内温度及时反馈到监控中心和集中调度室，从而根据测量的用户温度建立整体的动态流量调节系统。同时为了对比，加装环境温度测量点和二次网供回水温度测量点。

用户室内温度遥测部分(4)即远程户用测温仪是由单片机系统、嵌入式调制解调器、数字温度传感器组成的高性能、高度集成的热网用户温度采集仪表，它的主要功能是完成采集多点热用户的温度，并可通过无线方式向热网监控计算机传输所测各热用户的温度。测温仪与温度传感器之间使用“一线方式”总线，方便连接与布线。测温仪还配有扩展的RS232和RS485串行接口，可方便的通过无线或电力线载波或RS485网络等不同通讯方式组成较大范围的测温网络。综合应用这些功能可以尽可能少的使用通讯线路，将更大范围内更多数量的用户温度采集到中央调度室监控计算机。

参照附图2，测温仪单片机系统采用高性能双串口单片机，具有看门狗定时器，可使测温仪在故障时自动复位，维护简单。测温仪具有E2ROM存储器在断电时保持数据参数不丢失。测温仪内配备的调制解调器是高度集成、性能稳定的智能嵌入式无线调制解调器，这使测温仪更加小巧。数字温度传感器可将所测温度信号直接转换成串行数字信号，通过“一线总线”传输，所有数字信号都具有高可靠性的CRC校验，这些措施使信号传输的可靠性大大提高。数字温度传感器测量范围为-55℃～125℃，分辨率为0.625℃，具有很好的同一性。

3)监控中心

该微机监控系统的总体构成方式是采用了集散控制的模式。监控中心计算机管理平台根据用户室温和环境温度情况，统一调度指挥各热力站和锅炉房的运行调节，根据供热情况调整二次网各个调节阀的开度，以实现对全网的协调管理。通讯系统全部由目前非常成熟的GSM无线网络方式实现，充分利用了已有通讯资源，在加快了计算机监控系统建设的同时，也解决了通讯系统的重复投资和未来的维护费用。特别对于直接测量用户室内温度的情况，采用GSM无线通讯方案就更显示出了它的灵活性和操作的方便性。

4)无线传输部分

无线传输方式因为不依赖于具体的网络线路，因此具备传统传输方式不具备的优势，同时无线传输相对于架设专用电缆(或光缆)、租用电信专线等，具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。本方案使用的无线数据传输方式中采用无线数传电台和基于GSM网络的无线MODEM实现。具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准RS232或者RS485数据口可直接与计算机、RTU、PLC、数据终端等连接，传输速率达19200bps，并具有远程诊断、测试、监管功能。

Claims (3)

1.一种集中供热二次网节能控制系统，主要由集中监测控制中心(1)、二次网调节阀遥控遥测部分(2)、无线数据传输部分(3)和用户室内温度遥测部分(4)组成，

其中，集中监测控制中心(1)：对安装的二次网调节阀进行开度测量和控制，同时能够及时测量获取典型用户室内温度；

无线数据传输部分(3)：通过无线GSM网络传输数据和控制指令；

用户室内温度遥测部分(4)：测量典型用户室内温度；

其特征是：在二次网调节阀遥控遥测部分(2)加装电动调节阀，安装在二次网的管线上，实现开度测量、开度控制和数据接收远传功能。

2.根据权利要求1所述的集中供热二次网节能控制系统，其特征是：用户室内温度遥测部分(4)由单片机、嵌入式调制解调器、数字温度传感器组成，还配有扩展的RS232和RS485串行接口，可方便的通过无线或电力线载波或RS485网络组成较大范围的测温网络，并且，通过一线总线分别与数字温度传感器连接。

3.根据权利要求1所述的集中供热二次网节能控制系统，其特征是：所述的无线数据传输部分(3)采用无线数传电台和基于GSM网络的无线MODEM实现，并且提供标准RS232或者RS485数据口直接与计算机、RTU、PLC和数据终端连接。

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