CN206300269U - 换热站智能调控与分户计量系统 - Google Patents

Abstract

一种换热站智能调控与分户计量系统。热站是指连接于一次网与二次网并装有与用户连接的相关设备，仪表和控制设备的机房。它用于调整和保持热媒参数，使供热、用热达到安全经济运行，是热量交换，热量分配系统监控，调节的枢纽。一种换热站智能调控与分户计量系统，其组成包括：热交换机（1）和水箱（2），热交换机分别与一次高温水管（3）、高温回水管（4）、二次高温水压力管（5）和二次循环水压力管（6）连接，二次高温水压力管与居民楼（7）连接，二次循环水压力管与补水泵（8）连接，补水泵与水箱连接，水箱与注水泵（9）连接，二次循环水压力管上并联有循环泵一（10）和循环泵二（11）。本实用新型应用于换热站。

Description

换热站智能调控与分户计量系统

技术领域：

本实用新型涉及一种换热站智能调控与分户计量系统，根据需求调节用户温度，官网可以检测所有用户，做到计量、检测、缴费和管理为一体的综合服务平台。

背景技术：

换热站和热水管网是连接热源和热用户的重要环节，在整个供暖系统中具有举足轻重的作用。热站是指连接于一次网与二次网并装有与用户连接的相关设备，仪表和控制设备的机房。它用于调整和保持热媒参数（压力，温度和流量），使供热、用热达到安全经济运行，是热量交换，热量分配系统监控，调节的枢纽。

换热站一般由汽水换热器组成的换热系统，循环水泵组成的循环系统，补水泵组成的补水系统来构成。在控制过程中，需要采集大量的物理量，如压力，温度，流量等模拟量参数。需要通过PLC 对这些参数进行实时采集和处理。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种换热站智能调控与分户计量系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

换热站智能调控与分户计量系统，其组成包括：热交换机和水箱，所述的热交换机分别与一次高温水管、高温回水管、二次高温水压力管和二次循环水压力管连接，所述的二次高温水压力管与居民楼供暖设施连接，所述的二次循环水压力管与所述的补水泵连接，补水泵与所述的水箱连接，所述的水箱与注水泵连接，所述的二次循环水压力管上并联有循环泵一和循环泵二。

所述的换热站智能调控与分户计量系统，所述的二次高温水压力管上连接有无线压力变送器一和无线温度变送器一，所述的二次循环水压力管上连接有无线压力变送器二和无线温度变送器二，所述的水箱与无线液位变送器连接，所述的一次高温水管上连接有调节阀。

所述的换热站智能调控与分户计量系统，所述的无线压力变送器一、所述的无线温度变送器一、所述的无线压力变送器二、所述的无线温度变送器二和所述的无线液位变送器通过无线信号与智能采集终端连接，所述的智能采集终端分别与三相电参数采集模块和多功能IO控制器连接。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的系统通过二次网需要的热量，智能调节换热机组的目的，通过用户实际用热数量进行收费，可以根据用户需求调节室内温度，最终根据用户实际用热进行收费，管网系统检测供热所有用户，做到计量、控制、缴费和管理为一体的综合服务平台。

附图说明：

附图1是本实用新型的系统结构示意图。

附图2是系统流程构架连接示意图。

图中：21、触摸屏，22、监控中心，23、无线通讯模块，24、可编程逻辑控制器，25、变频器，26、循环泵，27、补水泵，28、压力变送器，29、电磁流量计，30、温度变送器，31、调节阀。

具体实施方式：

实施例1：

一种换热站智能调控与分户计量系统，其组成包括：热交换机1和水箱2，所述的热交换机分别与一次高温水管3、高温回水管4、二次高温水压力管5和二次循环水压力管6连接，所述的二次高温水压力管与居民楼7连接，所述的二次循环水压力管与补水泵8连接，所述的补水泵与所述的水箱连接，所述的水箱与注水泵9连接，所述的二次循环水压力管上并联有循环泵一10和循环泵二11。

实施例2：

根据实施例1所述的换热站智能调控与分户计量系统，所述的二次高温水压力管上连接有无线压力变送器一12和无线温度变送器一13，所述的二次循环水压力管上连接有无线压力变送器二14和无线温度变送器二15，所述的水箱与无线液位变送器16连接，所述的一次高温水管上连接有调节阀17。

实施例3:

根据实施例1或2所述的换热站智能调控与分户计量系统，所述的无线压力变送器一、所述的无线温度变送器一、所述的无线压力变送器二、所述的无线温度变送器二和所述的无线液位变送器通过无线信号与智能采集终端18拦截，所述的智能采集终端分别与三相电参数采集模块19和多功能IO控制器20连接。

实施例4：

换热器是换热站结构中一个最为重要的部分，它是连接一次管网和二次管网的中间环节，它的主要功能是将一次管网的蒸汽和循环水混合，加热循环水送至用户。

该结构采用的调节方式是一次侧采用量调节方式，二次侧采用分阶段改变流量的质调节方式，并且采用变频调速技术调节补水泵对系统进行补水定压，本系统的控制部分采用 PLC可编程控制器进行计算及控制各传感元件和执行器，实现对换热站的自动调节。

该改造方案主要是结合换热站的实际情况，通过对环境温度，二次供水温度及压力的监测，实现对一次侧的供汽量和二次循环水供水温度，流量的自动调节以适应热用户的实际需求。

实施例5：

对循环水系统进行变频的改造正是基于以上原理。改造后的系统，将室外温度、系统供回水压差及回水温度作为输入参数，加上 PLC控制器处理下达变频调速指令，通过变频器适时适量地控制循环泵电机的转速来调节循环泵的输出流量，满足供暖负荷要求。这就使电机在整个负荷和变化过程当中的能量消耗降到最小程度。再有，应用变频器还能提高系统的功率因数，减少电机的无功损耗，并提高供电效率和供电质量。综上所述，不难看出，对供暖换热系统进行变频节能控制能够带来巨大的节能效果。对系统进行变频控制时，为确保安全可靠性，保证系统可以方便地在工频和变频两种运行状态下进行切换。

实施例6：

换热站中用到进气阀、减压阀、自动排气阀、止回阀等。自动排气阀是用来排出管道中蒸汽冷凝水，进气阀用来调节蒸汽量，减压阀是用来调节减少蒸汽的压力，止回阀是为了防止系统中的水倒流。

集中供热系统的控制是一个多层次的复杂控制系统。由换热站控制柜和检测控制系统构成，控制柜完成循环水泵系统和补水系统的控制功能，具有手动和自动运行模式，也有工频和变频运行模式。

实施例7：

PLC 可以根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽量进行控制，以达到对二次供水温度进行控制，提高供热质量的目的。 PLC 通过压力传感器和变频器来实现对二次供水压力的控制，当一台水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式进行。

换热站的运行程序独立存在于其控制系统 PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，其运行可以通过中央控制室上位机监控管理系统来观察并实施调整。各个换热站独立工作的同时，利用通讯系统将运行状态数据传给监控管理系统供参考，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。

实施例8：

现场PLC控制站主要由液晶显示操作终端和控制系统两部分组成。彩色液晶显示屏主要完成各种监控画面、采集参数的显示，并接受一些参数设定的输入信息。控制系统采用性价比较高的和利时 LM系列 PLC，包括 CPU模块、I/O模块，背板等，系统集成多种通讯接口，适用于各种通讯网络。现场 PLC控制站主要功能是对各换热站、供热沿线各节点、热用户运行参数（一、二次网温度、压力、流量等）、各种设备运行状态进行实时监控及采集，并根据气象环境和负荷的变化按预先设定的控制策略对换热站循环泵、补水泵和调节阀进行自动调节，来实现换热机组的完全自动控制。

实施例9：

换热站的工作原理为热源提供的蒸汽在换热器中与循环水相混合，加热循环水并经供水管道输送到用户，再把用过的热水经回水管道通过循环水泵回收到换热器中加热循环使用，利用供，回水温差产生的热量给用户供暖。

该结构采用的调节方式是一次侧采用量调节方式，二次侧采用分阶段改变流量的质调节方式，本系统的控制部分采用 PLC可编程控制器进行计算及控制各传感元件和执行器，实现对换热站的自动调节。

以热水和蒸汽为载能体，通过管网为一个区域的所有热用户供热。通常是由一个和多个供热设备集中供热，例如供热锅炉、热电联产装置、温泉地热、低温供热核反应堆的热源及工业余热等。集中供热系统是由热源、热用户和热网三部分组成。热源负责制备热媒，热力网负责热媒的输送，热用户是指用热场所。集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空气调节及生产工艺等用热系统。

由于供热系统中热用户的热负荷并不是恒定的，如供暖通风热负荷随室外气象条件变化，热水供应和生产工艺用热随使用条件等因素变化。要保证供热质量，满足各热用户要求，并使热能的制备和输送合理，就要对供热系统进行运行调节一一也就是供热调节。

在城市集中热水供热系统中，供暖热负荷是系统最主要的热负荷，甚至是唯一的热负荷。因此，在供热系统中，通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律，作为供热调节的依据。供热调节的目的，在于使供暖用户的散热设备的放热量与用户热负荷的变化规律相适应，以防止供暖热用户出现温度过高或过低。

换热站是供热网路与热用户的连接场所，在其内安装有与用户连接的有关设备、管道、阀门、仪表和控制装置。它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户的需求;同时还应根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。根据规模和设置地点不同，换热站又可分为首站、区域换热站、集中换热站和用户换热站。热力输配网络控制的重点是换热站的控制。

换热站主要完成从供热一次网到二次网的热量交换，置换出的二次网的热水温度一般在 40℃~65℃之间。换热站监控系统可对热网的温度、压力、流量、开关量等进行信号采集测量、控制、远传，实时监控一次网、二次网温度、压力、流量，循环泵运行状态，及水箱液位等各个参数信息，进而对供热过程进行有效的监测和控制。在供热期间可按室外温度调节二次网供回水温度（可手动、自动切换），达到按需供热，实现气候补偿节能控制；也可以进行分时分区节能控制，实现供热全网热量平衡及节约能源。

该方案主要是结合换热站的实际情况，通过对环境温度，二次供水温度及压力的监测，实现对一次侧的供汽量和二次循环水供水温度，流量的自动调节以适应热用户的实际需求，同时对二次管网系统进行自动补水定压以维持其的稳定性。

Claims (3)

1.一种换热站智能调控与分户计量系统，其组成包括：热交换机和水箱，其特征是：所述的热交换机分别与一次高温水管、高温回水管、二次高温水压力管和二次循环水压力管连接，所述的二次高温水压力管与居民楼供暖设施连接，所述的二次循环水压力管与补水泵连接，所述的补水泵与所述的水箱连接，所述的水箱与注水泵连接，所述的二次循环水压力管上并联有循环泵一和循环泵二。

2.根据权利要求1所述的换热站智能调控与分户计量系统，其特征是：所述的二次高温水压力管上连接有无线压力变送器一和无线温度变送器一，所述的二次循环水压力管上连接有无线压力变送器二和无线温度变送器二，所述的水箱与无线液位变送器连接，所述的一次高温水管上连接有调节阀。

3.根据权利要求2所述的换热站智能调控与分户计量系统，其特征是：所述的无线压力变送器一、所述的无线温度变送器一、所述的无线压力变送器二、所述的无线温度变送器二和所述的无线液位变送器通过无线信号与智能采集终端连接，所述的智能采集终端分别与三相电参数采集模块和多功能IO控制器连接。