CN202868849U - 供暖节能监测与控制装置 - Google Patents

Abstract

一种供暖节能监测与控制装置，针对热源厂供暖节能控制，它将气候补偿器，室温采集器有机联系起来，同时将设备信息反馈给中央控制计算机，直观分析气候补偿器运行状况以及通过室温采集器了解供暖品质。

Description

供暖节能监测与控制装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种供暖系统节能及控制装置，能实时监测及控制供暖系统所属设备的运行情况。 

背景技术

能源关系到整个社会的生存与发展，据资料介绍我国采暖能耗为相近气候条件的发达国家的3倍左右，目前采暖用能已占全国商品能源总消耗量的9.6％。采暖的高能耗不仅造成资源的浪费，而且还是大气污染的一个重要因素。 

我国集中供热主要是借鉴前苏联供热模式。目前城市集中供热普及率已经达到90％。国内集中供热系统由于缺乏先进合理的调节措施和控制系统，大多采用手动调节，司炉工“看天烧锅炉”，使得供暖系统能耗居高不下，造成了资源的严重浪费。 

发明内容

本实用新型推出一种供暖节能监测与控制装置，该系统将神经元控制理论、网络技术以及集散控制理论融入整个供暖系统，使得供暖控制智能化、集约化、精确化，解决了目前国内供暖系统普遍存在的手动调节带来的效率低下、能源浪费严重等问题。本系统保留多个接口供用户拓展子系统选择，具有友好的人机界面，可实现统一的集约化管理，达到节电及节约燃料的目的。 

要解决的技术问题 

本实用新型基于神经元控制理论、网络技术以及集散控制理论，采用计算机控制，实时采集系统的温度数据，通过计算处理将信息反馈至执行机构，通过对供水的质调、量调，精确控制供暖所需热量，解决了目前国内供暖系统普遍存在的手动调节带来的效率低下、能源浪费严重等问题，克服了人工手动操作带来的操作繁琐、工作量大、无法精确调节以及系统拓展性能差等弊端，在实现集约化管理的同时达到节电及节约燃料的目的。 

技术方案 

供暖节能监测与控制装置包括：中央控制计算机、气候补偿器、室外温度传感器、二次供水温度传感器以及电动调节阀。中央控制计算机为方形操作台，内置研华工控机；气候补偿器为方形，内置西门子可编程控制器；温度传感器采用杆状一体化温度变送器；电动调节 阀型号由主管道尺寸确定。中央控制计算机通过GPRS网络与气候补偿器相联；气候补偿器通过电缆与室外温度传感器、二次供水温度传感器以及电动调节阀相联。 

解决问题的方法：以中央控制计算机为核心，在采集系统数据的同时控制其下的所有设备，主要包括气候补偿器。 

执行方式为：当室外气候发生变化时，气候补偿器通过温度采集器采集供水温度以及室外温度，据其内部设定的调节曲线，确定当前室外温度下恰当的供水温度，将其与此时供水温度传感器所测实际供水温度对比，据此输出动作信号至执行器——电动调节阀，调节一次进水流量使二次供水供水温度符合设定的调节曲线，在满足热用户舒适度的同时达到节能的目的。 

于此同时气候补偿器将所有数据反馈至中央控制计算机，由中央计算机为用户显示所有采集数据及调节结果，并进一步接受中央控制计算机的控制指令，由此实现远程监测及控制。 

在实际运行中，由于受管理水平及管网条件的限制，供热量通常是需热量的150％～170％，有时甚至达200％。在供热端采用供暖节能监测与控制装置，对供水进行动态的质调及量调，避免了因凭经验和感觉进行系统运行操作而造成的大量能源浪费；同时供水温度的降低，也使管路沿程的热力损失降低，(通常热水管网热损失占总输热量5％～8％，供回水平均温度tp每降低1℃热损失较设计工况tp＝82.5℃减少1.2％)减少了无效能耗。设置供暖节能监测与控制装置是供热系统节能的必要措施。 

有益效果 

本实用新型采用计算机集约化管理，与现有供暖系统普遍采用的人工及机械控制相比：可以实现精确化管理，有效降低用电及能源消耗量；按需供热，可以进一步提高供暖品质；可以降低工人的劳动强度，节省人工成本；数据化管理，可以给领导提供详细的决策依据；可扩展性强，有利于设备的更新换代。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型的系统结构图。 

图2是本实用新型中的气候补偿器设定的室外温度与二次供水温度曲线图。 

具体实施方式

如图1所示，中央控制计算机(1)通过控制线路与气候补偿器(2)连接，气候补偿器分别与安装于室外用于测量室外温度的室外温度传感器(3)、安装于室内用于测量室内温度的室内温度变送器(4)、安装于二次侧供水主管路用于测量供水温度的温度传感器(5)及及用于调节一次侧供水温度的电动三通阀(6)等连接，组成联动系统。 图2是本实用新型中的气候补偿器设定的室外温度与二次供水温度曲线图。 

如图2所示，根据用热单位多年的供热历史数据，考虑到用户不同时间段对室内温度的不同要求，经过计算在气候补偿器内预设定多条不同气候条件下室外温度与二次侧供水温度的变化关系曲线，在气候及室外温度变化时，在不同时间段内，通过选择不同的供热曲线，改变二次侧供水温度，使供水温度按设定的曲线随室外温度变化，从而满足用户不同室外温度、不同时间段对室温的要求，做到分时供暖、按需供热，达到舒适、节能的目的。 

根据公式：W供＝η*C*(T出水-T回水)*G 

其中：W供：总供热量；η：管网散热和漏损系数；C：水的比热，KJ/℃*m3；T出水：出水温度：T回水：回水温度；G：循环水量，m3/h； 

采暖期内，因各种条件变化，气候的变化不是很有规律，室外温度传感器(3)实时采集室外温度，将此温度信号传输至气候补偿器(2)，气候补偿器(2)按预先设定的曲线(图二)计算出此时对应的二次侧水供水温度，将此计算温度与当时通过供水温度传感器(5)实测的二次供水温度相比较。若实测供水温度高于计算温度，由于天气转暖或者因太阳能的增益作用，总供热量将相应地减少，此时由气候补偿器主机发出操作指令，通过电动三通阀(6)加大旁通流量减小进入换热器一次热源供水(7)流量从而降低二次供水(8)温度，以获得最佳取暖舒适度和最小的能源消耗；若实测供水温度低于计算温度则由气候补偿器主机(2)发出操作指令，通过电动三通阀(6)减小旁通流量加大进入换热器一次热源供水(7)流量从而提高二次供水(8)温度，以保证采暖的需要。于此同时，气候补偿器(2)将所采集的数据及执行情况上传至中央控制计算机(1)，由中央控制计算机(1)实时显示、存储所接受的数据。于此同时，用户可以通过中央控制计算机(1)控制气候补偿器(2)，通过调整气候补偿器(2)内所设定的温度曲线达到调整供热量的目的。 

本供暖节能监测与控制装置的特点是： 

全集成电脑控制，主控CPU气候补偿器主机采用西门子主流工控PLC，并内嵌气候-二次供水温度曲线及分时分温功能模块； 

分时分温功能模块内嵌，系统默认提供四时段、四条独立运行曲线，以满足用户在不同时段对室内温度的要求； 

精确控制供水温度，根据室外温度模糊运算出所需的供暖水温，并运用PID控制规律实时与实际供水温度比较，调节电动阀开度，精确保证稳定供水温度，避免发生用户室温过高的现象而浪费能源消耗； 

曲线自学习功能，根据历史参数实时修正室外温度---供水温度曲线，使供暖系统最优化运行； 

多电动阀控制，模块化设计，可通过扩充模块自由增加电动阀数量； 

支持联机运行的同时可实现独立运行，增加了系统的稳定性和可操作性； 

支持多种通讯方式：TCP/IP网络、RS232/RS485、无线传输、电话线通讯及电力线载波通讯等。 

在图1中，中央控制计算机(1)设置在监控层，气候补偿器(2)设置在受控层。 

Claims (4)

1.一种供暖节能监测与控制装置，针对热源厂供暖节能控制，它将气候补偿器、室温采集器有机联系起来，并将气候补偿器、室温采集器所有信号采集到中央控制计算机，同时中央控制计算机也可以对各设备进行操作。

2.根据权利要求1所述的供暖节能监测与控制装置，其特征是将气候补偿器，室温采集器联系。

3.根据权利要求1所述的供暖节能监测与控制装置，其特征是气候补偿器，室温采集器能将自身信息通过GPRS网络反馈给中央监控计算机。

4.据权利要求1所述的供暖节能监测与控制装置，其特征是中央控制计算机可以对各设备进行操作与监控。 

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