CN201314632Y - 一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置 - Google Patents

Abstract

一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，涉及供热系统控制装置。它解决了现有供热系统中存在的无法根据室外天气情况提前调整热负荷，热负荷调控需要人员实时值守以及能源浪费的问题。它的多个热用户室内温度采集模块用于采集热用户的室内温度，多个锅炉热工参数采集模块和多个进户管线热工参数检测模块分别用于采集供热锅炉和进户管线的热工参数，每个热用户室内温度采集模块、每个锅炉热工参数采集模块和每个进户管线热工参数检测模块分别通过通信总线与数据集中模块连接，综合控制模块的数据输入端、气象数据输入端和锅炉控制输出端分别与数据集中模块的数据输出端、气象信息采集模块的数据输出端和锅炉控制模块的控制信息输入端连接。

Description

一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置

技术领域

本实用新型涉及到供热系统控制装置。

背景技术

目前我国北方有供热期的大部分城市的供热企业一般采用派专人在锅炉房、换热站以有人值守的方式进行轮值值班。同时根据热用户对供热质量的反馈信息，采用人工实地测温等方式，调节锅炉运行。由于供热生产企业运行人员的水平参差不齐，热用户供热质量信息反馈严重滞后，无法保证供热设备的高效、节能运行，也无法提前进行热负荷调节，从而改善热用户供热质量。而国内集中供热系统普遍存在的问题是供热水力工况失调、失水量大、能源消耗高、运行热效率低。供热与天气变化有着密不可分的联系，目前，供热部门虽已实现根据天气变化增减燃煤、调节引风机等供热设备实现水温的调节，但是供热企业生产运行管理仅凭运行人员个人经验，缺乏科学数据指导生产，无法提前进行预测并制定科学的生产运行计划，也无法及时、准确掌握热用户的供热质量；同时，即使同一供热企业，为某一供热区域不同楼宇间供热时，也会出现离热源近端楼宇热用户室内温度较高，离热源远端楼体热用户室内温度却较低的冷热不均现象。室内温度过高的热用户甚至出现开启门窗降低室内温度的不合理现象，造成了极大的能源浪费；而室内温度过低的热用户因为供热质量难以满足冬季基本生活需求，因而拒绝缴纳热费。由于热用户交纳热费积极性不高、甚至恶意拖欠，给供热企业运营带来了巨大的压力。供热企业资金的短缺使其无法进行设备更新和技术改造，致使企业供热设备热效率不高，又直接造成供热质量下降，形成常年无法圆满解决的供热企业、热用户/公众和政府监管部门之间纠缠不清的“三角债”关系和恶性循环，供热质量的优劣也成为政府冬季接受公众信访的主要内容。

如何做到既能保证城市供热质量，又能节约能源，减少污染气体的排放，改善环境空气质量，更好地服务于广大公众和热用户，一直是困扰我国北方城市环境监管部门、供热企业多年、亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有供热系统中存在的无法根据室外天气情况提前调整热负荷，热负荷调控制需要运行人员实时值守以及能源浪费问题，本实用新型提供了一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置。

本实用新型的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，由综合控制模块、多个热用户室内温度采集模块、多个锅炉热工参数采集模块、多个进户管线热工参数采集模块、气象节能参数预报数据采集模块、锅炉控制模块和数据集中模块组成，多个热用户室内温度采集模块用于采集热用户室内温度，每个热用户室内温度采集模块的数据输出端通过通信总线与数据集中模块连接，多个锅炉热工参数采集模块用于采集供热锅炉的热工参数和运行状态，每个锅炉热工参数采集模块的数据输出端通过通信总线与数据集中模块连接，多个进户管线热工参数采集模块用于采集多个进户管线的热工参数，每个进户管线热工参数采集模块的信号输出端通过通信总线与数据集中模块连接，数据集中模块的数据输出端与综合控制模块的数据输入端连接，所述综合控制模块的气象节能参数预报数据输入端与气象节能参数预报数据采集模块的数据输出端连接，所述气象节能参数预报数据采集模块用于录入气象节能参数预报数据信息；所述综合控制模块的锅炉控制输出端与锅炉控制模块的控制信息输入端连接。

本实用新型的多个热用户室内温度采集模块、多个锅炉热工参数采集模块、多个进户管线热工参数采集模块与数据集中模块之间可以采用现有的有线网(APN、VPN)、无线网(GPRS)等多种通信方式进行通信，本实用新型所述的综合控制模块可以采用微型计算机来实现。

本实用新型通过气象节能参数数据采集模块及时获得气象部门的气象节能参数预报，使供热企业根据提前预知的天气情况，达到“看天烧火”的目的，为实现智能预测、指导供热企业生产奠定了良好的基础，可以比较准确地对锅炉启停、锅炉运行参数和热用户室内温度进行调节，从而达到节约原煤，减少二氧化硫、二氧化碳等气体和烟气的排放的目的。

本实用新型能够实时的采集热用户的室内温度信息以及供热管线和锅炉热工参数信息，为供热企业建立数据库提供了可靠的数据基础，也为供热指挥调度管理部门提供了及时可靠的数据，方便政府领导层、供热办、环保局、供热企业、公众、热用户及时查阅供热信息。根据本实用新型所采集的数据能够形成各种数据报表、供热实时曲线、历史曲线或者数据变化曲线等，便于供热技术人员分析、研究实际热负荷调控情况，也使供热信息更直观。

在本实用新型所述的综合控制模块中可以嵌入控制软件，来实现对所采集的数据进行数据分析，形成智能供热气象节能减排预测自学习优化算法，实现决策支持系统(DSS)，指导供热企业根据气象节能参数变化，比较准确地预测锅炉启停时间、热负荷调整时间，提前调整锅炉运行参数，通过锅炉控制模块发送给锅炉控制系统提前调整锅炉出水温度，在保证热用户温度达标的同时，实现节能减排。本实用新型投入使用运行的时间越久，积累的经验数据就越多，所形成的供热气象节能减排预测自学习算法就越接近于实际运行工况，节能减排的效果就越明显。

本实用新型根据采集到的气象节能参数信息和终端用户室内温度信息、供热管线和锅炉的热工参数信息，能够对供热锅炉、供热管线的工作参数进行调节，以达到终端用户室内温度的基本一致的目的，实现了不同热用户、同一供热片区不同楼宇间的热负荷调控，减少不必要的热量和能量损失，使热用户室内温度基本维持在18—22℃之间，提高了供热质量，节约了燃煤、电能等能源，减少了二氧化硫、二氧化碳等气体和烟尘排放；同时解决了供热企业、热用户、公众、政府之间的在供热问题上的矛盾。

本实用新型所述的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置可以应用于我国北方政府供热办、环保局等监管部门、各个供热企业，同时可为公众、热用户提供供热质量、用热指标查询，也为政府领导层、供热企业管理层提供了有关供热问题的决策支持。

本实用新型所述的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，不但解决了现有供热系统中存在的无法根据室外天气情况提前调整热负荷，热负荷调控需要人员实时值守以及能源浪费的问题；也解决了供热企业由于缺乏科学指导、只凭经验调节锅炉运行参数以及不同热用户由于不合理用热而造成的冷热不均问题；还解决了同一供热企业为某一供热区域不同楼宇间供热时，出现的离热源近端楼宇热用户室内温度高，离热源远端楼宇热用户室内温度低的冷热不均问题。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理示意图。图2是具体实施方式二所述的热用户室内温度采集模块2的电路原理示意图。图3是具体实施方式三所述的锅炉热工参数采集模块3的电路原理示意图。图4是具体实施方式四所述的进户管线热工参数采集模块8的电路原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置由综合控制模块1、多个热用户室内温度采集模块2、多个锅炉热工参数采集模块3、多个进户管线热工参数采集模块8、气象节能参数预报数据采集模块4、锅炉控制模块5和数据集中模块6组成，多个热用户室内温度采集模块2用于采集热用户的室内温度，每个热用户室内温度采集模块2的数据输出端通过通信总线与数据集中模块6连接，多个锅炉热工参数采集模块3用于采集锅炉热工参数和运行状态，每个锅炉热工参数采集模块3的数据输出端通过通信总线与数据集中模块6连接，多个进户管线热工参数采集模块8用于采集多个进户管线的热工参数，每个进户管线热工参数采集模块8的信号输出端通过通信总线与数据集中模块6连接，数据集中模块6的数据输出端与综合控制模块1的数据输入端连接，所述综合控制模块1的气象节能参数预报数据采集输入端与气象节能参数预报数据采集模块4的数据输出端连接，所述气象节能参数预报数据信息采集模块4用于录入气象节能参数预报数据信息；所述综合控制模块1的锅炉控制输出端与锅炉控制模块5的控制信息输入端连接。

本实施方式中所述的气象节能参数预报数据信息包括温度、风速、太阳辐射情况等气象信息。

本实施方式中的综合控制模块1可以采用微型计算机来实现，数据集中模块6可以采用现有的多路数据采集卡，锅炉控制模块5可以与现有的锅炉控制系统相联接从而达到热负荷调控的目的。

本实施方式中的多个热用户室内温度采集模块2、多个锅炉热工参数采集模块3、多个进户管线热工参数采集模块8与数据采集模块6之间可以采用现有的有线网(APN、VPN)、无线网(GPRS)等多种通信方式进行通信，以实现数据传输。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置的区别在于，所述热用户室内温度采集模块2包括温度采集控制电路20、热用户温度传感器21、温度采集电路22和通信电路23，温度传感器21的信号输出端与温度采集电路22的温度信号输入端连接，所述温度采集电路22的信号输出端与温度采集控制电路20的温度信号输入端连接，所述温度采集控制电路20的通信信号输出端与通信电路23的信号输入端连接。

本实施方式中的通信电路23可以采用TCP/IP通信模块、GPRS无线通信模块等现有通信模块。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一所述的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置的区别在于，所述锅炉热工参数采集模块3包括参数采集控制电路30、压力采集电路31、温度采集电路32、开关量采集电路33、流量采集电路34、锅炉通信电路35，压力采集电路31的信号输出端与参数采集控制电路30的压力信号输入端连接，所述参数采集控制电路30的温度信号输入端与温度采集电路32的信号输出端连接，所述参数采集控制电路30的开关量采集信号输入端与开关量采集电路33的信号输出端连接，所述参数采集控制电路30的流量信号输入端与流量采集电路34的信号输出端连接，所述参数采集控制电路30的通信信号输出端与锅炉通信电路35的信号输入端连接。

本实施方式中的锅炉通信电路35可以采用TCP/IP通信模块、GPRS无线通信模块等现有通信模块。

本实施方式中的压力采集电路31用于采集锅炉的出水压力。

本实施方式中的温度采集电路32用于采集锅炉出水温度、炉膛温度、补水温度、供水温度和回水温度。

本实施方式中的开关量采集电路33用于采集锅炉的运行状态。

本实施方式中的流量采集电路34用于采集锅炉的供水流量、回水流量、补水流量。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一所述的结合气象信息的节能减排供热综合控制装置的区别在于，所述进户管线热工参数采集模块8包括供热管线参数采集控制电路80、管线压力采集电路81、管线温度采集电路82、管线流量采集电路83、管线通信电路84，管线压力采集电路81的信号输出端与供热管线参数采集控制电路80的压力信号输入端连接，所述供热管线参数采集控制电路80的温度信号输入端与管线温度采集电路82的信号输出端连接，所述供热管线参数采集控制电路80的流量信号输入端与管线流量采集电路83的信号输出端连接，所述供热管线参数采集控制电路80的通信信号输出端与管线通信电路84的信号输入端连接。

本实施方式所述的管线压力采集电路81用于采集供水压力和回水压力。

本实施方式所述的管线温度采集电路82用于采集供水温度和回水温度。

本实施方式所述的管线流量采集电路83用于采集供水流量和回水流量。

Claims (5)

1、一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，其特征在于它由综合控制模块(1)、多个热用户室内温度采集模块(2)、多个锅炉热工参数采集模块(3)、多个进户管线热工参数采集模块(8)、气象节能参数预报数据采集模块(4)、锅炉控制模块(5)和数据集中模块(6)组成，多个热用户室内温度采集模块(2)用于采集热用户的室内温度，每个热用户室内温度采集模块(2)的数据输出端通过通信总线与数据集中模块(6)连接，多个锅炉热工参数采集模块(3)用于采集锅炉热工参数和运行状态，每个锅炉热工参数采集模块(3)的数据输出端通过通信总线与数据集中模块(6)连接，多个进户管线热工参数采集模块(8)用于采集多个进户管线的热工参数，每个进户管线热工参数采集模块(8)的信号输出端通过通信总线与数据集中模块(6)连接，数据集中模块(6)的数据输出端与综合控制模块(1)的数据输入端连接，所述综合控制模块(1)的气象节能参数预报数据输入端与气象节能参数预报信息采集模块(4)的数据输出端连接，所述气象节能参数预报信息采集模块(4)用于录入气象节能参数预报数据信息；所述综合控制模块(1)的锅炉控制输出端与锅炉控制模块(5)的控制信息输入端连接。

2、根据权利要求1所述的一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，其特征在于所述多个热用户室内温度采集模块(2)、多个锅炉热工参数采集模块(3)、多个进户管线热工参数采集模块(8)与数据集中模块(6)之间采用APN有线网、VPN有线网或GPRS无线网进行通信。

3、根据权利要求1所述的一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，其特征在于所述热用户室内温度采集模块(2)包括温度采集控制电路(20)、用户温度传感器(21)、温度采集电路(22)和通信电路(23)，温度传感器(21)的信号输出端与温度采集电路(22)的温度信号输入端连接，所述温度采集电路(22)的信号输出端与温度采集控制电路(20)的温度信号输入端连接，所述温度采集控制电路(20)的通信信号输出端与通信电路(23)的信号输入端连接。

4、根据权利要求1所述的一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，其特征在于所述锅炉热工参数采集模块(3)包参数采集控制电路(30)、压力采集电路(31)、温度采集电路(32)、开关量采集电路(33)、流量采集电路(34)、锅炉通信电路(35)，压力采集电路(31)的信号输出端与参数采集控制电路(30)的压力信号输入端连接，所述参数采集控制电路(30)的温度信号输入端与温度采集电路(32)的信号输出端连接，所述参数采集控制电路(30)的开关量采集信号输入端与开关量采集电路(33)的信号输出端连接，所述参数采集控制电路(30)的流量信号输入端与流量采集电路(34)的信号输出端连接，所述参数采集控制电路(30)的通信信号输出端与锅炉通信电路(35)的信号输入端连接。

5、根据权利要求1所述的一种结合气象信息的节能减排供热综合控制装置，其特征在于所述进户管线热工参数采集模块(8)包括供热管线参数采集控制电路(80)、管线压力采集电路(81)、管线温度采集电路(82)、管线流量采集电路(83)、管线通信电路(84)，管线压力采集电路(81)的信号输出端与供热管线参数采集控制电路(80)的压力信号输入端连接，所述供热管线参数采集控制电路(80)的温度信号输入端与管线温度采集电路(82)的信号输出端连接，所述供热管线参数采集控制电路(80)的流量信号输入端与管线流量采集电路(83)的信号输出端连接，所述供热管线参数采集控制电路(80)的通信信号输出端与管线通信电路(84)的信号输入端连接。

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