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          公共建筑分時段供熱控制在熱網監控系統的應用實踐

          2016-01-19

          【摘 要】本文結合工程實例,介紹了分時段供熱控制器及熱網監控系統的設計思路、功能和實施效果。包括針對公用建筑的分時供溫調節和針對民居供曖的溫差控制以及氣候補償調節。經過實際運行,分時段供熱控制器及熱網監控系統在保證舒適供熱效果的同時,起到了很好的節能效果。

          [關鍵詞]分時段供熱控制器及熱網監控系統;分時控溫調節;實施效果

          1、引言

          每到冬季采曖期,北方各地的熱力企業在保證居民溫暖過冬的同時,也存在著耗能量大,利用率差,運營成本高等諸多問題,造成大量的能源浪費。傳統的集中供熱模式中,供熱單位對每個用戶的實際室內溫度、和實際用熱情況并不了解,只是采用單一的集中供熱模式,熱效率低、運行成本大。采用分時段供熱控制器及熱網監控系統軟件,可以針對性的根據普通民居和公用建筑,通過分時段溫度調節,保證居民正常生活供熱的同時,利用氣候補償功能及時調整二次供水溫度,從而保證供熱效果,提高服務質量,減少能源損耗和人工勞動強度,降低運行管理成本,并能創造供需和諧、舒適節能的供熱效果。

          2、總體設計

          首先以一座公用建筑(購物中心)的公用建筑節能分時段調控,和一座負責50棟居民樓供熱的換熱站,分時段氣候補償調節熱網監控系統為例。

          (1)網絡環境建設。由用戶聯系當地通信運營商(中國移動),光纖專線接入Internet,設有固定IP。

          (2)監控中心設置一臺數據服務器、兩個操作員站。數據通訊服務器加裝網絡防火墻,同時包括路由器、打印機、及服務器機柜等網絡外圍設備。

          (3)操作站配有UPS電源,斷電后自動接換到UPS供電系統,一旦重新受電UPS供電系統能自動恢復正常工作而無需運行人員任何干預。UPS規格要求為2K在線2小時。

          (4)監控中心編制系統控制軟件兩套,一套為公用建筑節能分時段調控軟件,另一套為分時段氣候補償調節熱網監控系統軟件。監控中心軟件通過GPRS無線通訊網絡從本地采集熱網室溫的各種變量信息,并將這些數據保存在通用數據庫中,用來生成各種表格、曲線等。通過公用建筑節能分時段調控軟件可將公用建筑分為“有人”和“無人”兩個大時間段來進行溫度控制;即可通過分時段氣候補償調節熱網監控系統軟件將換熱站內的各項溫度、壓力流量數據進行采集、監測,通過室外溫度曲線和氣候補償功能來調整二次供水的溫度,以達到舒適供曖,節能運行的效果。

          3、系統構成

          3.1針對公用建筑調控的現場檢測儀表

          在購物中心每個采暖進口的供回水主管道上分別在安裝熱電阻溫度傳感器2只、電動調節閥1個、GPRS傳輸模塊、分時段供熱控制器1套(負責數據采集和通訊),可就地顯示和控制。公建內設室溫遠傳溫度計8支,數據采集控制箱安裝在距離采暖進口最近適宜位置。

          3.2針對民居換熱站的現場檢測儀表

          換熱站內需要在一次網供回水、二次網供回水管道上加裝溫度、壓力、流量儀表,室外溫度、一次網回水側安裝電動調節閥,分時段供熱控制箱內置GRPS傳輸模塊,將電動調節閥狀態、溫度、壓力等各項數據全部遠傳至監控中心熱網監控系統。

          3.3分時段供熱控制器的重要功能

          分時段供熱控制器作為連接監控儀表和通訊設備的數據處理、運算、采集、控制、顯示和操作單元,能夠實現對公用建筑的溫度控制和換熱站的分時供溫調節,并配合網絡通訊。分時段供熱控制器帶有觸摸式操作屏,通過顯示屏操作可以實現畫面選擇、參數修改和在線編程等,顯示屏在控制箱正面開孔安裝。分時段供熱控制器在網絡通訊中斷下仍可以完全獨立的實現本地控制并保存數據,此時的室外溫度值以最近一次監控中心下達的數據為準,也可以由現地的室外溫度傳感器采集。分時段供熱控制器實時采集、分析、上傳站內的工況數據,自動比較設定值從而發出報警信息等等,可完全自動控制調節,并能接收監控中心發來的指令,使整個熱網始終處于高效,穩定,節能,安全的最佳運行狀態。

          4、監控中心的軟件功能

          4.1分時段供熱控制器及公用建筑節能分時段調控軟件

          公建節能調控軟件通過分時段供熱控制器,可將24小時分成12個溫度段來控制閥門開度。白天工作的時間段(06:00-20:00)保證室內正常供曖達到18℃±2度,晚上下班之后至第二天早上(20:00-06:00)關閉電動調節閥到低溫運行,保證室內溫度在10℃±2,保證管道不凍,待第二天上班前升溫。分時段供熱控制器也現地自動運行,也可有監控中心通過GPRS無線方式對閥門開度進行分時段設定。采用此方式時,供熱管理人員掌握白天和晚間兩個大溫度段的開度預設范圍,然后再在滿足用戶室內溫度的前提下,逐漸將開度調整到最下開度。同時,監控中心形成“室外溫度--供水溫度---室內溫度---閥門開度”對應關系表(曲線),可作為以后分時段開度預設的執行文檔。

          4.2分時段供熱控制器及分時段氣候補償調節熱網監控系統軟件

          分時段氣候補償調節熱網監控系統軟件負責協調熱網、換熱站及主要設備的運行。負責水溫、水壓、供水溫度、氣候補償曲線的調節擬定,熱網調控方案的確定,系統故障檢測與診斷、數據采集與報警、自動對換熱站的電動調節閥下達開關指令,確保熱量的均勻分配。使整個供熱系統達到自動運行、統一指揮、節能降耗的理想運行效果。分時段供熱控制器在接受并執行監控中心所下達各項指令的同時,亦可實現自動控制。當網絡出現問題或有其它情況發一時,各換熱站控制器將根據不同運行情況及天氣變化自動調整運行模式,可在中心遠程控制和自動運行之間自由切換。

          分時段氣候補償調節熱網監控系統軟件根據室外溫度的變化和當地供熱負荷曲線,決定二次側的供水溫度。分時段供熱控制器輸出信號調節電動調節閥的開度,從而改變一次側的流量,實現二次側供水溫度的質調節和一次側流量的量調節。室外溫度信號由調節中心通過通訊網絡下達。通過改變二次循環泵供回水差壓給定值調節循環泵變頻的輸出,改變循環泵的轉速,通過調節補水泵變頻器的給定值改變二次回水的定壓值。室外溫度、二次供水溫度應成反比例曲線,但當白天氣溫上升、陽光充足的時候和夜晚人們休息活動減少的時候,可將二次供水溫度按12個時間段控制減溫調整,在保證舒適的同時節約能源。

          5、結束語

          分時段供熱控制器及熱網監控系統,充分利用換熱站已有的調節閥和流量計量儀表,對各換熱站的流量進行統一的、宏觀的分配,同時可隨供暖季的不同時段、每天不同的時間點隨時調節供熱流量的分配,方法簡單,節能效果顯著,同時節省投資。
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