[發(fā)明專利]供熱二次管網(wǎng)分布式平衡控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110439848.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102494365A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪松林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市偉岸測(cè)器制造股份有限公司
• 主分類號(hào): F24D19/10
• 分類號(hào): F24D19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供熱系統(tǒng)，具體地說，是一種供熱二次管網(wǎng)分布式平衡控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

在比較寒冷的地區(qū)，居民住房、教室以及辦公樓等建筑中均設(shè)置有采暖供熱系統(tǒng)。中國(guó)專利CN2816635就公開了一種鍋爐節(jié)能供熱系統(tǒng)，對(duì)供熱管網(wǎng)的分布及工作原理作了詳盡介紹，同時(shí)采用溫度傳感器和智能控制器對(duì)各個(gè)用戶的供熱時(shí)間進(jìn)行控制，達(dá)到節(jié)能的目的。

而為了實(shí)現(xiàn)管道的平衡控制，有人提出了前端差壓控制技術(shù)，即在二次管網(wǎng)的前端，通過檢測(cè)二次管網(wǎng)供熱總管和回流總管之間的壓差來控制總管的流速，從而實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部流量平衡。也有人提出了最不利末端差壓控制技術(shù)，即以一個(gè)最差的樓棟管網(wǎng)為檢測(cè)點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)供熱總管的流速使得最差樓棟管網(wǎng)的壓差滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部流量平衡。

但是，現(xiàn)有各種供熱系統(tǒng)中，不管是采用前端差壓控制還是最不利差壓控制，管網(wǎng)平衡控制還不夠理想，在部分端點(diǎn)壓差滿足的情況下，供熱總管的流量與多條供熱支管的流量并沒有完全平衡，在某些管道內(nèi)產(chǎn)生壓力波動(dòng)甚至引起管道振動(dòng)，不但對(duì)用戶造成不良影響，而且縮短了管道的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種供熱二次管網(wǎng)分布式平衡控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使供熱總管的壓差與每個(gè)供熱支管之間的壓差都能相互平衡，從而避免管道振動(dòng)，提高用戶的滿意度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的方案是：

一種供熱二次管網(wǎng)分布式平衡控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在換熱站處的前端控制系統(tǒng)和設(shè)置在每個(gè)樓棟管網(wǎng)處的末端控制系統(tǒng)，其中前端控制系統(tǒng)設(shè)置有總控機(jī)，末端控制系統(tǒng)設(shè)置有微控制器，其關(guān)鍵在于：所述總控機(jī)通過無線通信與多個(gè)微控制器連接，在總控機(jī)的輸入端組上分別連接有第一壓力變送器、第二壓力變送器以及總管流量計(jì)，在總控機(jī)的輸出端組上分別連接有變頻泵和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在總控機(jī)的通信端組上還連接有用于實(shí)現(xiàn)無線通信的GPRS模塊，在所述微控制器的輸入端組上分別連接有第三壓力變送器、第四壓力變送器以及支管流量計(jì)，在微控制器的輸出端組上連接有平衡調(diào)節(jié)閥，在微控制器的通信端組上也連接有用于實(shí)現(xiàn)無線通信的GPRS模塊。

通過微控制器上的支管流量計(jì)可以檢測(cè)每個(gè)樓棟管網(wǎng)所提供的熱水/熱氣流量，各個(gè)微控制器將檢測(cè)的流量值通過GPRS模塊上傳到總控機(jī)中，總控機(jī)通過各個(gè)樓棟管網(wǎng)的流量與總管流量計(jì)所檢測(cè)的流量可以判斷二次管網(wǎng)中流量是否平衡，從而判斷管路是否完善，是否出現(xiàn)管道漏水現(xiàn)象等。

作為進(jìn)一步描述，所述第一壓力變送器安裝在換熱站供水端相連的供熱總管上，所述第二壓力變送器安裝在換熱站回水端相連的回流總管上，所述第三壓力變送器安裝在每個(gè)樓棟管網(wǎng)輸入端相連的供熱支管上，所述第四壓力變送器安裝在每個(gè)樓棟管網(wǎng)輸出端相連的回流支管上。

所述變頻泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及總管流量計(jì)依次安裝在換熱站供水端相連的供熱總管上，所述平衡調(diào)節(jié)閥和支管流量計(jì)依次安裝在每個(gè)樓棟管網(wǎng)輸入端相連的供熱支管上。

在末端控制系統(tǒng)中，微控制器通過第三壓力變送器和第四壓力變送器所檢測(cè)的值可以判斷出樓棟管網(wǎng)輸入端與輸出端之間的壓差，通過改變平衡調(diào)節(jié)閥的閥門開度可以保證每個(gè)樓棟管網(wǎng)輸入端與輸出端之間的壓差維持在某一平衡范圍內(nèi)。各個(gè)微控制器將其平衡調(diào)節(jié)閥的閥門改變量傳送到前端控制系統(tǒng)中，總控機(jī)根據(jù)供熱總管與供熱支管之間的供水關(guān)系可以確定前端平衡調(diào)節(jié)閥所需的閥門改變量。

在前端控制系統(tǒng)中，總控機(jī)首先改變平衡調(diào)節(jié)閥的閥門，然后通過第一壓力變送器和第二壓力變送器所檢測(cè)的值可以判斷換熱站處供熱總管和回流總管之間的壓差，通過改變變頻泵的工作頻率可以保證供熱總管和回流總管之間的壓差維持在某一平衡范圍內(nèi)。

根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，所述樓棟管網(wǎng)為一整棟樓的供熱管網(wǎng)、一個(gè)樓棟單元的供熱管網(wǎng)或者幾個(gè)樓棟的供熱管網(wǎng)。

本發(fā)明的目的之二是提出了所述供熱二次管網(wǎng)分布式平衡控制系統(tǒng)的具體控制方法，按照如下步驟進(jìn)行：

第一步：前端初始化：

前端控制系統(tǒng)中的總控機(jī)按預(yù)設(shè)頻率f0控制變頻泵工作，同時(shí)按預(yù)設(shè)閥門開度K控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作；

第二步：末端差壓控制：

末端控制系統(tǒng)中的每個(gè)微控制器通過第三壓力變送器和第四壓力變送器檢測(cè)樓棟管網(wǎng)輸入端與輸出端之間的壓差，通過改變平衡調(diào)節(jié)閥的開度使得樓棟管網(wǎng)輸入端與輸出端之間的壓差維持在末端預(yù)設(shè)壓差范圍內(nèi)，每個(gè)所述平衡調(diào)節(jié)閥的閥門改變量分別記為ΔK₁，ΔK₂，…，ΔK_n；

第三步：前端衡流控制：