專利名稱：二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供熱管網(wǎng)控制系統(tǒng)和方法，特別涉及一種二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控 制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的供熱管網(wǎng)的間供二次循環(huán)泵控制系統(tǒng)，對二次循環(huán)泵的選型是按照設計負 荷進行的，由于在實際運行時，能夠達到設計負荷的運行時間很短，大多數(shù)時間都處于小于 設計負荷的運行狀態(tài)。目前，由于無法對水泵的輸出功率進行調(diào)節(jié)，所以在一個供暖季中大 約有70%的時間都處于浪費能源的運行狀態(tài)。特別是對分戶計量的用戶，由于用戶性質(zhì)不 同，用熱需求也不同，造成95%的時間實際負荷都處于小于設計負荷狀態(tài)，能量浪費十分嚴 重。與此同時，在用戶主動開閉分戶計量的控制閥門，供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性也將受到威脅，壓 力變化頻繁，這時，在系統(tǒng)中采用人為調(diào)節(jié)無法滿足系統(tǒng)變化的要求，造成了安全的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種在分戶計量的供熱管網(wǎng)中，隨系統(tǒng)壓力 和溫度可以實時自動進行調(diào)節(jié)，保持壓力穩(wěn)定，保障系統(tǒng)合理安全運行，實現(xiàn)節(jié)能降耗的二 次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)及其控制方法。為達到上述目的，本發(fā)明提供的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，包括安裝在 供熱管網(wǎng)中的二次循環(huán)泵、二次回水壓力傳感器和二次供回水溫度采集器，以及控制器，還 包括室外溫度采集器和變頻器，所述室外溫度采集器、二次回水壓力傳感器、二次供水溫度 采集器、二次回水溫度采集器、變頻器分別與所述控制器相連，所述變頻器與所述二次循環(huán) 泵相連，所述控制器采集室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)，并將采集的 室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)分別與各自的設定值相比較后，將相應 的變頻調(diào)節(jié)信號輸出至所述變頻器，由所述變頻器對所述二次循環(huán)泵進行變頻調(diào)節(jié)。本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，其中所述控制器包括主控制模塊、設 備控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊，所述主控制模塊通過通訊模塊與所述設備控制模 塊和數(shù)據(jù)處理模塊分別相連，所述主控制模塊、設備控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊分別與所述 變頻器相連。本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述室外溫 度采集器、二次回水壓力傳感器、二次供水溫度采集器和二次回水溫度采集器分別相連。為達到上述目的，本發(fā)明提供的一種采用所述溫差式流量控制系統(tǒng)的控制方法， 執(zhí)行如下步驟(1)系統(tǒng)上電，主控制模塊檢測主控制模塊與設備控制模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊的 通訊是否正常，如不正常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；(2)主控制模塊檢測設備控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊所接的測點是否正常，如不正 常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；
(3)主控制模塊讀取室外溫度采集器、二次回水壓力傳感器、二次供水溫度采集器 和二次回水溫度采集器數(shù)據(jù)，并實時顯示數(shù)據(jù)；(4)主控制模塊判斷回水壓力傳感器數(shù)值是否在預定范圍，如在預定范圍，執(zhí)行第 (5)步；如不在，則由回水壓力傳感器的數(shù)值作為控制信號來控制變頻器的運行頻率；(5)主控制模塊實時讀取回水壓力傳感器數(shù)值與預定范圍做比較，當回水壓力傳 感器數(shù)值保持在預定范圍內(nèi)一段時間后，切換為以供水溫度采集器與回水溫度采集器的差 值作為控制信號來控制變頻器的運行頻率；(6)主控制模塊實時檢測回水壓力采集器的數(shù)值，如變頻器的調(diào)整引起回水壓力 采集器的數(shù)值超出預定范圍，則以回水壓力采集器的數(shù)值重新作為控制信號控制變頻器的 運行；如未超出預定范圍，執(zhí)行下一步；(7)在溫差信號控制下系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，投入氣候補償曲線，系統(tǒng)根據(jù)室外溫度變 化實時調(diào)整溫差設定，從而調(diào)節(jié)循環(huán)泵的運行；(8)系統(tǒng)保持運行，直到供熱管網(wǎng)二次循環(huán)泵停止運行。本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)及其控制方法的優(yōu)點和積極效果在于 由于在原有二次回水壓力傳感器、二次供水溫度采集器和二次回水溫度采集器和控制器構 成的控制系統(tǒng)中設置了室外溫度采集器和變頻器，構成了新的、能夠依據(jù)分戶計量用戶、普 通用戶用熱需求及室外溫度實時調(diào)整循環(huán)泵運行參數(shù)的控制系統(tǒng)，通過對室外溫度、回水 壓力和供、回水溫度的采集和分析，確定合理的運行壓力和運行溫差，從而通過調(diào)整循環(huán)泵 運行頻率，保障系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，同時，節(jié)約了電能消耗。其運行模式特別適合于分戶計量模 式等用戶用熱需求變化頻繁的系統(tǒng)。下面將結合實施例參照附圖進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)的方框圖；圖2是本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)中信號采集的示意圖；圖3是本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)中控制器的結構示意圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明提供的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，包括安裝在供熱管網(wǎng) 中的二次循環(huán)泵B、二次回水壓力傳感器和二次供回水溫度采集器，以及控制器C，還包括 室外溫度采集器TA3和變頻器AV。室外溫度采集器TA3、二次回水壓力傳感器PA1、二次供 水溫度采集器TA1、二次回水溫度采集器TA2、變頻器AV分別與控制器C相連，變頻器AV與 二次循環(huán)泵B相連，控制器C采集室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)，并將 采集室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)分別與各自的設定值相比較后，將 相應的變頻調(diào)節(jié)信號輸出至所述變頻器AV，由變頻器AV對二次循環(huán)泵B進行變頻調(diào)節(jié)。在本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)的實施例中，結合圖2和圖3，控制器 C包括主控制模塊MC、設備控制模塊EC、數(shù)據(jù)處理模塊DAU和通訊模塊CC.主控制模塊MC 通過通訊模塊CC與設備控制模塊EC和數(shù)據(jù)處理模塊DAU分別相連，主控制模塊MC、設備 控制模塊EC和數(shù)據(jù)處理模塊DAU分別與變頻器AV相連。其中數(shù)據(jù)處理模塊DAU與室外溫度采集器TA3、二次回水壓力傳感器PA1、二次供水溫度采集器TAl和二次回水溫度采集器 TA2分別相連。下面說明本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)的工作過程。本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)上電后，主控制模塊MC首先檢測主控 制模塊MC與設備控制模塊EC以及數(shù)據(jù)處理模塊DAU的通訊是否正常，如不正常則報警故 障。如正常，則檢測設備控制模塊EC和數(shù)據(jù)處理模塊DAU所接的測點是否正常，如不正常 則報警故障。如正常，主控制模塊MC則讀取相應數(shù)據(jù)，并由主控制模塊MC顯示實時數(shù)據(jù)。隨后主控制模塊MC首先判斷回水壓力傳感器PAl數(shù)值是否在預定范圍，如不在， 則由回水壓力傳感器PAl的數(shù)值作為控制信號來控制變頻器AV的運行頻率，并實時讀取回 水壓力傳感器PAl數(shù)值與預定范圍做比較，當回水壓力傳感器PAl數(shù)值保持在預定范圍內(nèi) 一段時間后，切換為以供水溫度采集器TAl與回水溫度采集器TA2的差值作為控制信號來 控制變頻器AV的運行頻率，同時檢測供水溫度采集器TAl的數(shù)值，如變頻器AV的調(diào)整引起 供水溫度采集器TAl的數(shù)值超出預定范圍，則以供水溫度采集器TAl的數(shù)值重新作為控制 信號控制變頻器AV的運行。在運行中，主控制模塊MC實時檢測室外溫度采集器TA3的數(shù)值，在主控制模塊MC 里預置有氣候補償曲線，該補償曲線可以跟蹤室外溫度采集器TA3并自動調(diào)整。在溫差信 號控制下系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，投入氣候補償曲線，系統(tǒng)根據(jù)室外溫度變化實時調(diào)整溫差設定， 從而調(diào)節(jié)循環(huán)泵B的運行。本發(fā)明提供的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)的控制方法，執(zhí)行如下步驟(1)系統(tǒng)上電，主控制模塊MC檢測主控制模塊MC與設備控制模塊EC以及數(shù)據(jù)處 理模塊DAU的通訊是否正常，如不正常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；(2)主控制模塊MC檢測設備控制模塊EC和數(shù)據(jù)處理模塊DAU所接的測點是否正 常，如不正常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；(3)主控制模塊MC讀取室外溫度采集器TA3、二次回水壓力傳感器PA1、二次供水 溫度采集器TAl和二次回水溫度采集器TA2數(shù)據(jù)，并實時顯示數(shù)據(jù)；(4)主控制模塊MC判斷回水壓力傳感器PAl數(shù)值是否在預定范圍，如在預定范圍， 執(zhí)行第(5)步；如不在，則由回水壓力傳感器PAl的數(shù)值作為控制信號來控制變頻器AV的 運行頻率；(5)主控制模塊MC實時讀取回水壓力傳感器PAl數(shù)值與預定范圍做比較，當回水 壓力傳感器PAl數(shù)值保持在預定范圍內(nèi)一段時間后，切換為以供水溫度采集器TAl與回水 溫度采集器TA2的差值作為控制信號來控制變頻器AV的運行頻率；(6)主控制模塊MC實時檢測回水壓力采集器PAl的數(shù)值，如變頻器AV的調(diào)整引起 回水壓力采集器PAl的數(shù)值超出預定范圍，則以回水壓力采集器PAl的數(shù)值重新作為控制 信號控制變頻器AV的運行；如未超出預定范圍，執(zhí)行下一步；(7)在溫差信號控制下系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，投入氣候補償曲線，系統(tǒng)根據(jù)室外溫度變 化實時調(diào)整溫差設定，從而調(diào)節(jié)循環(huán)泵B的運行；(8)系統(tǒng)保持運行，直到供熱管網(wǎng)二次循環(huán)泵停止運行。綜合起來，本發(fā)明提供的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，實時通過壓力采集 器實時監(jiān)控系統(tǒng)壓力變化做出調(diào)整，使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在系統(tǒng)能夠安全運行的范圍內(nèi)。同時，通過室外溫度采集器實時采集室外溫度變化情況，并依據(jù)室外溫度的數(shù)據(jù)調(diào)整回水壓力采 集器的設定，使系統(tǒng)負荷與用戶負荷需求相匹配。在此基礎上，通過分析供回水溫度采集器 傳送過來的數(shù)據(jù)，確定水泵運行的合理頻率，對發(fā)布調(diào)整指令，調(diào)整水泵運行頻率，實現(xiàn)控 制功率輸出，降低電耗的功能，從而達到節(jié)能、高質(zhì)量的供暖運行。 上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構 思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計方案前提下，本領域中普通工程技術人員對本發(fā) 明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技 術內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權利要求書中。
權利要求
一種二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，包括安裝在供熱管網(wǎng)中的二次循環(huán)泵(B)、二次回水壓力傳感器和二次供回水溫度采集器，以及控制器(C)，其特征在于還包括室外溫度采集器(TA3)和變頻器(AV)，所述室外溫度采集器(TA3)、二次回水壓力傳感器(PA1)、二次供水溫度采集器(TA1)、二次回水溫度采集器(TA2)、變頻器(AV)分別與所述控制器(C)相連，所述變頻器(AV)與所述二次循環(huán)泵(B)相連，所述控制器(C)采集室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)，并將采集的室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)分別與各自的設定值相比較后，將相應的變頻調(diào)節(jié)信號輸出至所述變頻器(AV)，由所述變頻器(AV)對所述二次循環(huán)泵(B)進行變頻調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，其特征在于其中所述 控制器(C)包括主控制模塊(MC)、設備控制模塊(EC)、數(shù)據(jù)處理模塊(DAU)和通訊模塊 (CC)，所述主控制模塊(MC)通過通訊模塊(CC)與所述設備控制模塊(EC)和數(shù)據(jù)處理模塊 (DAU)分別相連，所述主控制模塊(MC)、設備控制模塊(EC)和數(shù)據(jù)處理模塊(DAU)分別與 所述變頻器(AV)相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，其特征在于其中 所述數(shù)據(jù)處理模塊(DAU)與所述室外溫度采集器(TA3)、二次回水壓力傳感器(PAl)、二次 供水溫度采集器(TAl)和二次回水溫度采集器(TA2)分別相連。
4.一種采用權利要求1或2或3所述溫差式流量控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于 該方法執(zhí)行如下步驟(1)系統(tǒng)上電，主控制模塊(MC)檢測主控制模塊(MC)與設備控制模塊(EC)以及數(shù)據(jù) 處理模塊(DAU)的通訊是否正常，如不正常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；(2)主控制模塊(MC)檢測設備控制模塊(EC)和數(shù)據(jù)處理模塊(DAU)所接的測點是否 正常，如不正常則報警故障；如正常，執(zhí)行下一步；(3)主控制模塊(MC)讀取室外溫度采集器(TA3)、二次回水壓力傳感器(PAl)、二次供 水溫度采集器(TAl)和二次回水溫度采集器(TA2)數(shù)據(jù)，并實時顯示數(shù)據(jù)；(4)主控制模塊(MC)判斷回水壓力傳感器(PAl)數(shù)值是否在預定范圍，如在預定范 圍，執(zhí)行第(5)步；如不在，則由回水壓力傳感器(PAl)的數(shù)值作為控制信號來控制變頻器 (AV)的運行頻率；(5)主控制模塊(MC)實時讀取回水壓力傳感器(PAl)數(shù)值與預定范圍做比較，當回水 壓力傳感器(PAl)數(shù)值保持在預定范圍內(nèi)一段時間后，切換為以供水溫度采集器(TAl)與 回水溫度采集器(TA2)的差值作為控制信號來控制變頻器(AV)的運行頻率；(6)主控制模塊(MC)實時檢測回水壓力采集器PAl的數(shù)值，如變頻器(AV)的調(diào)整引起 回水壓力采集器(PAl)的數(shù)值超出預定范圍，則以回水壓力采集器(PAl)的數(shù)值重新作為 控制信號控制變頻器(AV)的運行；如未超出預定范圍，執(zhí)行下一步；(7)在溫差信號控制下系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，投入氣候補償曲線，系統(tǒng)根據(jù)室外溫度變化實 時調(diào)整溫差設定，從而調(diào)節(jié)循環(huán)泵(B)的運行；(8)系統(tǒng)保持運行，直到供熱管網(wǎng)二次循環(huán)泵停止運行。
全文摘要
本發(fā)明二次供熱管網(wǎng)溫差式流量控制系統(tǒng)，包括室外溫度采集器、二次回水壓力傳感器、二次供、回水溫度采集器、變頻器、二次循環(huán)泵和控制器。室外溫度采集器、二次回水壓力傳感器、二次供水溫度采集器、二次回水溫度采集器、變頻器分別與控制器相連，變頻器與二次循環(huán)泵相連，控制器采集室外溫度、二次回水壓力和二次供、回水溫度各參數(shù)，并將相應的變頻調(diào)節(jié)信號輸出至變頻器，由變頻器對二次循環(huán)泵進行變頻調(diào)節(jié)。本發(fā)明同時提供了該系統(tǒng)的控制方法。其優(yōu)點和積極效果在于能夠依據(jù)分戶計量用戶、普通用戶用熱需求及室外溫度實時調(diào)整循環(huán)泵運行參數(shù)，確定合理的運行壓力和運行溫差，通過調(diào)整循環(huán)泵運行頻率，保障系統(tǒng)壓力穩(wěn)定和節(jié)約電能消耗。
文檔編號F24D19/10GK101975418SQ201010560200
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2010年11月25日
發(fā)明者包英, 崔建華, 王守金, 趙長春 申請人:北京華通興遠供熱節(jié)能技術有限公司