專利名稱：集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種集中供熱管網(wǎng)控制系統(tǒng)，尤其涉及一種集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會技術(shù)進步及經(jīng)濟的發(fā)展，集中供熱管網(wǎng)發(fā)展迅速，為廣大采暖用戶提供了溫暖舒適的生活環(huán)境，但在供熱系統(tǒng)運行中尤其在二次網(wǎng)的水力平衡調(diào)整上仍存在調(diào)整不到位的問題，直接影響用戶供熱效果。水力平衡的調(diào)整包括對水平水力失調(diào)的調(diào)整和垂直水力失調(diào)的調(diào)整，水平水力失調(diào)是指各樓棟之間的水力失調(diào)，垂直水力失調(diào)是指樓棟上下層之間的水力失調(diào)。目前二次網(wǎng)水力平衡的調(diào)整主要依靠在樓棟及用戶處加裝自力式流量限制閥對用戶的用熱量進行最大限制，其結(jié)果只能實現(xiàn)二次網(wǎng)水力平衡的初步調(diào)整，不能進行適應(yīng)實際運行工況變化的適應(yīng)性調(diào)整，無法滿足均勻供熱的要求。尤其目前，隨著國家對供熱系統(tǒng)采取熱計量方式的推廣，基于對流量進行限制的自力式流量限制閥已失去使用的實用性，不能滿足供熱需求；此外，為實現(xiàn)節(jié)能降耗，避免因?qū)τ脩艄崃康牟町愒斐傻哪芰繐p耗，迫切需要解決二次網(wǎng)水力平衡的有效調(diào)整。鑒于此，研發(fā)集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)，提高二次網(wǎng)水力平衡的調(diào)整效果，滿足采取熱計量方式的供熱系統(tǒng)的需求，并實現(xiàn)二次網(wǎng)水力平衡的自動適應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)均勻供熱，成為供熱領(lǐng)域關(guān)注的課題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于針對上述問題，提供一種集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)，通過采取手動控制裝置與自動控制系統(tǒng)相結(jié)合對二次網(wǎng)水力平衡實現(xiàn)了自動適應(yīng)調(diào)整，保證供熱系統(tǒng)正常、均勻供熱，進而提高用戶用熱的舒適性，并達到節(jié)能降耗效果O本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)，其特征在于包括遠程中央計算機控制單元及其控制的若干與各樓棟對應(yīng)設(shè)置的水平水力失調(diào)控制單元，所述水平水力失調(diào)控制單元包括與所述遠程中央計算機控制單元連接的設(shè)置在樓棟入口的GPRS通訊器、本地測控終端、與所述測控終端連接的設(shè)置在樓棟入口樓棟供水管上的電動調(diào)節(jié)閥、分別設(shè)置在樓棟入口樓棟回水管上的回水溫度傳感器及樓棟自力式差壓控制閥，所述樓棟自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該閥的出水側(cè)樓棟回水管和電動調(diào)節(jié)閥進水側(cè)樓棟供水管上；并在樓棟內(nèi)各用戶入口用戶回水管上設(shè)置控制垂直水力失調(diào)的用戶自力式差壓控制閥，所述用戶自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該閥出水側(cè)用戶回水管和用戶入口的用戶供水管上。本實用新型的有益效果是:在設(shè)置手動樓棟自力式差壓控制閥對水平水力失調(diào)進行初步調(diào)整的基礎(chǔ)上，通過 設(shè)置樓棟回水溫度傳感器隨時測量樓棟的回水溫度，又采取了提供本地測控終端閉環(huán)控制和中央計算機控制單元遠程實時控制的雙重結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)對電動調(diào)節(jié)閥的開度進行調(diào)節(jié)，達到可靠及時的適應(yīng)性調(diào)整；這里，由于自力式差壓控制閥其機械結(jié)構(gòu)的特性決定，在差壓值設(shè)定后，不能根據(jù)實際運行工況的變化對設(shè)定值進行適應(yīng)性的調(diào)整，因此不能真正滿足水平水力失調(diào)調(diào)整的需求，但由于其具有工作可靠、穩(wěn)定的性能，采用在設(shè)置自力式差壓控制閥完成主體調(diào)整的基礎(chǔ)上，配合電動調(diào)節(jié)閥進行適應(yīng)性自動調(diào)整，可以獲得更均勻的水平水力平衡效果。本實用新型中，還設(shè)置了用戶手動自力式差壓控制閥實現(xiàn)了二次網(wǎng)垂直水力失調(diào)的調(diào)整。此外，本實用新型中采用自力式差壓控制閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自力式流量限制閥，既可實現(xiàn)水平水力失調(diào)和垂直水力失調(diào)的調(diào)整，又能滿足供熱系統(tǒng)采取熱計量方式的推廣需要。通過本實用新型提供的控制系統(tǒng)的實施提高了供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)水力平衡性能，防止資源浪費，提高了供熱均勻性、節(jié)能性，從而提高用戶用熱的可靠性、舒適性，同時提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。

圖1是集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)的自動適應(yīng)調(diào)整水平水力失調(diào)方法的流程圖。圖中:1中央計算機控制單元，2測控終端，20用戶供水管，30用戶回水管，3，GPRS通訊器，4球閥，5電動調(diào)節(jié)閥，6除污器，7樓棟自力式差壓控制閥，71、72樓棟自力式差壓控制閥引壓管，8回水溫度傳感器，80樓棟供水管，90樓棟回水管，9用戶自力式差壓控制閥，91、92用戶自力式差壓控制閥引壓管，Al-An樓棟，Bl-Bm用戶，Cl-Cn水平水力失調(diào)控制單元。[0011]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
圖1示出某供熱居民區(qū)的集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力失調(diào)控制系統(tǒng)，本實施例中，圖中的η為9，m為15。即該供熱居民區(qū)有9個樓棟A1-A9，每個樓棟中有15個用戶B1-B 15，并對應(yīng)樓棟A1-A9有9個水平水力失調(diào)控制單元C1-C9?；谏鲜龉釁^(qū)域，該集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)的特征在于包括遠程中央計算機控制單元I及其控制的9個與各樓棟對應(yīng)設(shè)置的水平水力失調(diào)控制單元C1-C9，上述水平水力失調(diào)控制單元C1-C9分別包括與上述遠程中央計算機控制單元I連接的設(shè)置在樓棟入口的GPRS通訊器2、本地測控終端3、與上述測控終端3連接的設(shè)置在樓棟入口樓棟供水管80上的電動調(diào)節(jié)閥5、分別設(shè)置在樓棟入口樓棟回水管90上的回水溫度傳感器8及樓棟自力式差壓控制閥7，上述樓棟自力式差壓控制閥的兩引壓管71、72分別連接在該閥的出水側(cè)樓棟回水管90和電動調(diào)節(jié)閥進水側(cè)樓棟供水管80上；并在樓棟內(nèi)各用戶入口的用戶回水管30上設(shè)置控制垂直水力失調(diào)的用戶自力式差壓控制閥9，上述用戶自力式差壓控制閥的兩引壓管91、92分別連接在該閥出水側(cè)用戶回水管30和用戶入口的用戶供水管20上。如圖1所示，在樓棟供水管80和用戶供水管20及樓棟回水管90和用戶回水管30上分別設(shè)有控制管路開、閉的球閥4，在在樓棟供水管80和用戶供水管20上還設(shè)有對管路中的雜質(zhì)進行除污凈化的除污器6，這些設(shè)施是樓棟裝置和入戶熱力小室中的標準配置設(shè)備。樓棟自力式差壓控制閥7采用了 Honeywell公司的型號為Kombi_3-plus的自力式差壓控制閥，其功能是⑴.對二次網(wǎng)水平水力失調(diào)進行初步調(diào)整。⑵.限制電動調(diào)節(jié)閥回路的差壓值，保證電動調(diào)節(jié)閥5的正常工作。自力式差壓控制閥的工作原理是當熱水介質(zhì)通過閥芯、閥座截流后，進入電動調(diào)節(jié)閥回路，而電動調(diào)節(jié)閥的壓差通過引壓管71、72分別引入自力式差壓控制閥的上下膜室，在上下膜室內(nèi)產(chǎn)生推動力，與其彈簧的反作用力相平衡，從而決定了閥芯與閥座的相對位置，而閥芯與閥座的相對位置確定了壓差值的大??；當被控壓差變化時，力的平衡被破壞，從而帶動了閥芯運動，改變了閥的阻力系數(shù)，達到保證控制壓差為設(shè)定值的作用，從而限制電動調(diào)節(jié)閥回路的差壓值，確使工作壓差不超過最大允許壓差，保證電動調(diào)節(jié)閥的正常工作。上述用戶自力式差壓控制閥9也米用了 Honeywell公司的型號為Kombi_3-plus的自力式差壓控制閥，其功能是消除二次網(wǎng)垂直水力失調(diào)。電動調(diào)節(jié)閥5采用丹佛斯有限公司的VF2+AME55電動調(diào)節(jié)閥，其功能是對二次網(wǎng)水力失調(diào)進行水平失調(diào)適應(yīng)性自動調(diào)整，其開度數(shù)據(jù)通過有線形式傳至測控終端4。設(shè)置在供熱管網(wǎng)管理中心的中央計算機控制單元I為現(xiàn)有計算機硬件系統(tǒng)，主機內(nèi)存儲各樓棟回水溫度設(shè)定值t的計算程序，該設(shè)定值為與室外溫度相關(guān)的函數(shù)值；中央計算機控制單元I的功能是通過向各樓棟測控終端2提供樓棟回水溫度設(shè)定值t控制電動調(diào)節(jié)閥5的開度，進而控制調(diào)整二次網(wǎng)水平水力失調(diào)達到水平水力平衡；同時通過分別設(shè)置在9個樓棟的GPRS通訊器3接收來自各樓棟測控終端2上傳的該樓棟回水溫度數(shù)據(jù)和電動調(diào)節(jié)閥開度反饋數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。上述測控終端2采用了天津市藍深科技發(fā)展有限公司的GT50測控終端，該測控終端是直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的工控機，為包括多種模板的一體化設(shè)備，機內(nèi)存儲二次網(wǎng)水力失調(diào)控制程序、本地樓 棟回水溫度初始設(shè)定值to、接受中央計算機控制單元I下傳的樓棟回水溫度設(shè)定值t，并計算采集的樓棟回水溫度數(shù)值T和樓棟回水溫度設(shè)定值t的偏差值Δ T，進而把計算的偏差值Λ T換算成控制量控制電動調(diào)節(jié)閥5進行開度調(diào)整，實現(xiàn)本地閉環(huán)控制；在遠程通訊正常狀態(tài)下，采取中央計算機控制單元下發(fā)的樓棟回水溫度設(shè)定值t進行閉環(huán)控制；當遠程通訊出故障時，采用通訊故障前中央計算機控制單元下發(fā)的最近時間的樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to進行本地閉環(huán)控制。GPRS通訊器的功能是實現(xiàn)測控終端與中央計算機控制單元的雙向數(shù)據(jù)通訊的通訊設(shè)備，采用目前常規(guī)使用的APN虛擬專網(wǎng)的通訊方式，本例中選用了天津市藍深科技發(fā)展有限公司的GPRS通訊器。以下為采用上述集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)進行水力平衡控制的方法，包括如下步驟:A、手動初步調(diào)整水平水力失調(diào):通過手動設(shè)定樓棟回水管90上的樓棟自力式差壓控制閥7的差壓值，實現(xiàn)水平水力失調(diào)的初步調(diào)整；B、自動適應(yīng)調(diào)整水平水力失調(diào)，參見圖2:(I).中央計算機控制單元I依據(jù)室外溫度計算出樓棟回水溫度設(shè)定值t，并判斷通訊系統(tǒng)是否有故障:(1.1).當通訊系統(tǒng)正常時，則啟動遠程控制，測控終端2接收中央計算機控制單元I的樓棟回水溫度設(shè)定值t，并進入步驟⑵；(1.2).當通訊系統(tǒng)有故障時，則啟動本地控制，進入步驟⑶；⑵.測控終端2通過溫度傳感器8采集樓棟回水溫度T及電動調(diào)節(jié)閥5的開度數(shù)據(jù)并上傳至中央計算機控制單元I;并將采集的樓棟回水溫度T與接收的中央計算機控制單元I的樓棟回水溫度設(shè)定值t進行偏差值計算，得到偏差值Λ T=T-t，并把偏差值Λ T轉(zhuǎn)換成4-20ma的模擬控制信號，控制電動調(diào)節(jié)閥5的開度:(2.1).當偏差值Λ T > 0，調(diào)小電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(2.2).當偏差值Λ T < 0，調(diào)大電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(2.3).當偏差值Λ T=O,電動調(diào)節(jié)閥5的開度維持原狀態(tài)；(3).測控終端2采集樓棟回水溫度T及電動調(diào)節(jié)閥5的開度數(shù)據(jù)；并判斷是否接收過樓棟回水溫度設(shè)定值t:(3.1)當測控終端2接收過樓棟回水溫度設(shè)定值t時，將采集的樓棟回水溫度T與通訊故障前中央計算機控制單元I下發(fā)的最近時間的樓棟回水溫度設(shè)定值t進行偏差值計算，得到偏差值Λ T=T-t，并把偏差值Λ T轉(zhuǎn)換成4-20ma的模擬控制信號，控制電動調(diào)節(jié)閥5的開度:(3.1.1).當偏差值Λ T > 0，調(diào)小電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(3.1.2).當偏差 值Λ T < 0，調(diào)大電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(3.1.3).當偏差值=0，電動調(diào)節(jié)閥5的開度維持原狀態(tài)；(3.2)當測控終端2沒接收過樓棟回水溫度設(shè)定值t時，將采集的樓棟回水溫度T與測控終端存儲的本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to進行偏差值計算，這里回水溫度初始設(shè)定值t0根據(jù)不同地區(qū)的不同氣候情況進行設(shè)定，計算得到偏差值Λ T=T-t,并把偏差值Δ T轉(zhuǎn)換成4-20ma的模擬控制信號，控制電動調(diào)節(jié)閥5的開度:(3.2.1).當偏差值Λ T > 0，調(diào)小電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(3.2.2).當偏差值Λ T < 0，調(diào)大電動調(diào)節(jié)閥5的開度；(3.2.3).當偏差值=0，電動調(diào)節(jié)閥5的開度維持原狀態(tài)；C、手動調(diào)整樓棟內(nèi)垂直水力失調(diào):通過手動設(shè)定用戶回水管30上的用戶自力式差壓控制閥9的差壓值，實現(xiàn)樓棟內(nèi)垂直水力失調(diào)的調(diào)整。綜上所述，本實用新型中，通過采用樓棟自力式差壓控制閥對二次網(wǎng)進行手動水平水力失調(diào)初步調(diào)整，用電動調(diào)節(jié)閥進行水平水力失調(diào)的自動適應(yīng)調(diào)整，同時結(jié)合采用用戶手動自力式差壓控制閥進行二次網(wǎng)垂直水力失調(diào)的調(diào)整，實現(xiàn)了對二次網(wǎng)水力平衡的綜合調(diào)整，獲得了更均勻的水力平衡效果。尤其，在電動調(diào)節(jié)閥進行水平水力失調(diào)自動調(diào)整過程中通過樓棟回水溫度傳感器隨時測量樓棟的回水溫度，并采用了由中央計算機控制單元遠程實時控制和本地測控終端閉環(huán)控制相結(jié)合的雙重結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了二次網(wǎng)水平水力平衡的可靠、及時、適應(yīng)性調(diào)整。當檢測的樓棟回水溫度T高于中央計算機控制單元計算的樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to時，說明該棟樓的供熱流量較大，此時調(diào)小電動調(diào)節(jié)閥5的開度，直至樓棟回水溫度T與樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to —致后維持閥門開度；當檢測的樓棟回水溫度T低于樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to時，說明該棟樓的供熱流量較小，此時調(diào)大電動調(diào)節(jié)閥5的開度，直至樓棟回水溫度T與樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to —致后維持閥門開度；當檢測的樓棟回水溫度T與樓棟回水溫度設(shè)定值t或本地樓棟回水溫度初始設(shè)定值to —致時，說明該棟樓的供熱流量正常，因此電動調(diào)節(jié)閥維持開度不變。通過本實用新型提供的控制系統(tǒng)的實施提高了供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)水力平衡性能，防止資源浪費，提高了供熱均勻性、節(jié)能性，從而提高用戶用熱的可靠性、舒適性，同時提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性?！?br> 權(quán)利要求1.一種集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)，其特征在于包括遠程中央計算機控制單元及其控制的若干與各樓棟對應(yīng)設(shè)置的水平水力失調(diào)控制單元，所述水平水力失調(diào)控制單元包括與所述遠程中央計算機控制單元連接的設(shè)置在樓棟入口的GPRS通訊器、本地測控終端、與所述測控終端連接的設(shè)置在樓棟入口樓棟供水管上的電動調(diào)節(jié)閥、分別設(shè)置在樓棟入口樓棟回水管上的回水溫度傳感器及樓棟自力式差壓控制閥，所述樓棟自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該閥的出水側(cè)樓棟回水管和電動調(diào)節(jié)閥進水側(cè)樓棟供水管上；并在樓棟內(nèi)各用戶入口用戶回水管上設(shè)置控制垂直水力失調(diào)的用戶自力式差壓控制閥，所述用戶自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該閥出水側(cè)用戶回水管和用戶入口的用戶供水 管上。
專利摘要本實用新型涉及一種集中供熱管網(wǎng)二次網(wǎng)水力平衡控制系統(tǒng)，其特征是包括遠程中央計算機控制單元及其控制的若干與各樓棟對應(yīng)設(shè)置的水平水力失調(diào)控制單元，該控制單元包括與遠程中央計算機控制單元連接的在樓棟入口的GPRS通訊器、本地測控終端、與測控終端連接的在樓棟入口樓棟供水管上的電動調(diào)節(jié)閥、分別設(shè)置在樓棟入口樓棟回水管上的回水溫度傳感器及樓棟自力式差壓控制閥，樓棟自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該閥的出水側(cè)樓棟回水管和電動調(diào)節(jié)閥進水側(cè)樓棟供水管上；在樓棟內(nèi)各用戶入口用戶回水管上設(shè)置控制垂直水力失調(diào)的用戶自力式差壓控制閥。本實用新型的優(yōu)點保證均勻供熱，節(jié)能降耗。
文檔編號F24D19/10GK203131975SQ201320056419
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者黃鸞, 董現(xiàn)海 申請人:天津市熱電設(shè)計院