[發(fā)明專利]管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811042931.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109163374A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范旭強(qiáng);韓曉斌;喬樑;范旭盛;范海源
• 申請（專利權(quán)）人: 北京海源信達(dá)科技有限公司
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10
• 代理公司: 北京康隆智佳專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11704
• 代理人: 夏滿強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，屬于管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)領(lǐng)域。本發(fā)明管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：在交換終端和熱源之間由供水管和回水管構(gòu)成的管網(wǎng)，以及在管網(wǎng)的每一個供水管的控制閥門處并聯(lián)分支供水管和連接到遠(yuǎn)程控制平臺的遠(yuǎn)程自控閥門，所述遠(yuǎn)程控制平臺通過控制分支供水管上遠(yuǎn)程自控閥門的開度從而調(diào)節(jié)管網(wǎng)流量達(dá)到管網(wǎng)平衡。本發(fā)明管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)方法是通過控制中心設(shè)置的遠(yuǎn)程控制平臺，遠(yuǎn)程自動控制分支供水管上的遠(yuǎn)程自控閥門的開度從而對管網(wǎng)平衡進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明所公開的管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和很好的推廣性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，具體涉及一種通過對管網(wǎng)進(jìn)行熱量調(diào)節(jié)(供暖/制冷)的系統(tǒng)和方法，屬于管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

城市集中供熱系統(tǒng)主要包括熱源、熱網(wǎng)和用戶三個部分。集中供熱的方式有很多優(yōu)點(diǎn)，可提高能源利用率，節(jié)約能源，從而減輕大氣污染，還可以節(jié)約用地、降低運(yùn)行費(fèi)用、減少勞動力、改善市容和環(huán)境衛(wèi)生。此外，由于集中供熱方式容易實(shí)行科學(xué)管理，還可以提高供熱的質(zhì)量。

集中供熱管網(wǎng)因供熱介質(zhì)的不同分為熱水熱網(wǎng)和蒸汽熱網(wǎng)；按敷設(shè)管道數(shù)量的不同分為單管、雙管和多管系統(tǒng)；根據(jù)是否直接耗用其中供熱介質(zhì)分為開式和閉式系統(tǒng)。其中，雙管系統(tǒng)通常由一條供水管和一條回水管組成，是城市集中供熱設(shè)施中應(yīng)用較普遍的一種系統(tǒng)。在閉式雙管系統(tǒng)中，熱水由熱源沿著供水管輸送到用戶的采暖或通風(fēng)系統(tǒng)中，供熱介質(zhì)通過表面換熱降低溫度后，沿著回水管道返回?zé)嵩矗辉陂_式系統(tǒng)中，其中的一部分供熱水還提供給用戶作為生活熱水使用。

供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的典型表現(xiàn)是建筑物間受熱不勻：離熱源近的建筑物，由于管道阻力小，獲得的水流量大，送去的熱量多，因此室內(nèi)溫度高；離熱源遠(yuǎn)的建筑物，由于管道阻力加大，獲得的水流量小，送去的熱量少，因此室內(nèi)溫度低。現(xiàn)實(shí)案例中，離熱源近的樓內(nèi)溫度達(dá)到27℃，管網(wǎng)末端樓內(nèi)溫度僅為14℃，這就是典型的水力失調(diào)表現(xiàn)。水力失調(diào)是制約整體供熱質(zhì)量、能源消耗高的主要原因之一。按行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，如管網(wǎng)平衡后，通常可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能8％-15％。按《環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)手冊，表2-63“燃料燃燒產(chǎn)生污染物”計(jì)算》，以北京為例，截止至2017年，冬季供暖面積達(dá)到8.4億平方米，按耗氣量8m^３/m²計(jì)算，一個采暖季耗氣量約為67億立方米。如管網(wǎng)平衡實(shí)現(xiàn)節(jié)能10％，則每年節(jié)省燃?xì)?.7億立方米，實(shí)現(xiàn)NO₂減排422.1噸，SO₂減排67噸，煙塵減排160噸。

如圖3所示，為目前常見的管網(wǎng)系統(tǒng)示意圖，圖中僅示意性示出了一個交換終端(大樓)2的情況，實(shí)際上，可以通過供水管5和回水管6在熱源1和多個交換終端2之間形成管網(wǎng)，在供水管5上設(shè)置有控制閥門3以及過濾器等裝置，控制閥門3用于控制供給到每一個交換終端的供水流量，在回水管6上設(shè)置有回水閥門4和過濾器。通過調(diào)整控制閥門3或回水閥門4來控制針對一個交換終端2的熱量供應(yīng)。為了使多個交換終端實(shí)現(xiàn)熱量平衡，則需要對多個控制閥門和回水閥門進(jìn)行調(diào)控，從而使得熱源提供的熱量能夠適宜地供給到每一個交換終端。

但是，管網(wǎng)常常存在水力失調(diào)的情況，其可能是管網(wǎng)內(nèi)部的阻力增加，而且成因很多，大致可分為如下幾類：1)前期設(shè)計(jì)導(dǎo)致：如管網(wǎng)過長、分支過多、管道閥件較多、選用管徑較細(xì)等原因；2)管道施工導(dǎo)致：如管道內(nèi)部未清干凈的泥沙、焊渣、鐵銹及其它異物；3)供熱運(yùn)行過程產(chǎn)生：如水垢、厭氧菌腐蝕管壁產(chǎn)生的銹塊、用戶改變采暖設(shè)施或調(diào)節(jié)閥門開度等操作。由于管道內(nèi)部是封閉的，水在內(nèi)部循環(huán)流動，是個動態(tài)過程；上述原因?qū)е鹿艿纼?nèi)部何處阻力增大，增大多少，這都是未知且不可預(yù)測。

針對管網(wǎng)的水力失調(diào)行業(yè)常用的方法包括：1)人工調(diào)平衡法——工人利用便攜式流量計(jì)，依次到管網(wǎng)的每個分支點(diǎn)，測量分支管路流量，并調(diào)節(jié)手動閥，達(dá)到預(yù)期的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各建筑物用熱均衡；2)靜態(tài)壓差平衡法——在每個分支的供回水管之間加裝平衡閥，平衡閥根據(jù)供回水壓差機(jī)械式調(diào)節(jié)供水閥開度，達(dá)到控制流量的目的；3)將管網(wǎng)看做是靜態(tài)的，每處的阻力是不變的，基于理論設(shè)計(jì)值為計(jì)算依據(jù)，根據(jù)面積推算出各分支需要的流量，用閥門調(diào)節(jié)出流量后，每年維持該閥門開度。