户端管网平衡控制方案

工程主要改造内容为通过户户平衡的改造,实现二级管网户户热力平衡,达到精细化供热的目的

根据改造区域管网实际情况在用户回水管安装户端物联网平衡阀、用户室内安装插座式室内温度采集器。每栋楼或每个单元安装一个物联网平衡控制箱(平衡箱内置数据集中器DTU,可将数据通过网络上传至智慧热网控制平台)。我公司自主生产的物联网平衡阀是一款集数据采集、控制、信号传输为一体的高端全自动水力平衡阀,其内置控制与运算单元、采集单元、执行单元、通讯单元(各种通讯方式可选),执行器支持多种控制模式:回温控制、温差控制、室温控制等,用户只需设定相关数据参数(如:回水温度、供回水温差、室内温度或阀门开度),其即可实现自行的监测与控制操作,现场设备采集到的数据通过物联网平衡控制箱无线通讯方式上传至热网控制中心服务器上(就地、云服务器可选),控中心设置操作站可对所有二次网平衡阀情况进行监视和操作。热网平台做统计分析,数据展示及各项策略运算以及命令下发。

我公司二级管网平衡系统热用户的室内温度恒定作为二次网的调节目标,结合室温采集系统采集的建筑物室内温度一控制根据平台下发室内温度设定值与室温采集器传回的室内温度实际值比较自动调节户端平衡阀开度,保证各热用户间的均匀供热,避免由于冷热不均引起的能源浪费。

1、设计背景

集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用,而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分,是国家大力推广的节能和环保措施。随着我国的城市集中供热规模也不断扩大,科学的管理热力管网具有非常重大的经济和社会效益。

在热水供暖系统中,热媒由闭式系统输送到各用户。这里的用户指一栋建筑、一栋建筑中的某个区域或者供热系统的一个末端。对于一个正确的设计,并且按照设计要求运行的管网系统而言,各用户应该均能获得其要求的设计水量,满足其供热需求,达到满意的室内舒适度。目前很多供热管网由于设计、施工等各方面的原因,大部分输配环路及热源环路存在水力失调,使得流经用户与热源的流量与设计要求不符。再加上水泵选型偏大、水泵运行在不合适的工作点等原因,导致水系统处于大流量、小温差的运行工况。水泵运行效率低,不同远近的用户、同一楼层边户中间户、中户与底户顶户之间冷热不均现象严重。所谓水力失衡主要包含以下两方面:

    静态水力失衡:主要由于系统在设计、产品选型、施工等过程中的种种误差迭加产生的,设计需要的系统管道阻力特性与实际系统管道阻力特性不相符,所造成的实际流量与设计流量不一致的水力失调状态。

    动态水力失衡:在供暖水系统上安装了很多调控设备,应用了变流量技术,从而使系统的瞬时阻力特性与设计所需阻力特性不符,而造成了系统的瞬时失调状况。

   为解决上述问题并提高公共建筑的能耗管理水平,满足用户供热需求的前提下解决管网水利的平衡,耐威科自主研发了一套供热平衡解决方案。

2、系统组成


本系统主要包括智慧热网软件平台户端智能物联网平衡阀管道回水温度传感器,操作终端(电脑或者智能手机)(选配)。监测换热站内各支路的供热参数,根据系统生成的目标值远程和就地自动调整阀门开启度。实现每条支路的远程自控动态温控调节。


近端的温度过高,远端的温度过低。造成热量的浪费。供热效果差采用传统方法加大流量增加泵的扬程后

我公司上位机系统消除管网热力失调的方法可分为手动控制阀门开度法、回水温度一致法、室内温度调节法3种。下面对这几种方法进行简要说明

1)回水温度一致

1. 供暖初期保持所有阀门全开运行24小时以上,使得建筑内温度达到初步平衡。

2、 系统采集计算所有回水温度平均值,定时计算定时将计算得出的回温均值下发至物联网智慧平衡阀。物联网智慧平衡阀根据系统下发的设定回水温度与实际监测的回水温度值进行比较,自动计算调节阀门开度,使回温与设定温度保持一致。

3、当系统达到初步平衡后,系统自动筛选区域内一到两路最不利环路,并始终保持最不利环路平衡阀全开,按最不利环路回水温度+偏差值的方式作为目标值定时下发至区域内各支路平衡阀。按照第3步自动运行系统,一般12天可以达到区域内所有支路回水温度完全一致,实现管网热平衡的目的。

 

2)手动控制阀门开度法(适用于电池供电)

调节的原理:

其原理是当用户系统阻力特性系数一定时(初期可默认一样),系统上游端的调节将引起下游端各用户的流量成比例变化。利用上游端的调节引起下游端各用户的流量一致等比失调的规律,即可实现系统的水力平衡调节。

是在失调的用户系统中设置局部阻力构件即电动调节阀,

使得增加的局部阻力等于该用户的总剩余压头,

用户的流量与要求的流量相一致,即实现水力平衡。

调节方法:

1)供暖初期阀门开度都保持全开状态

2)供暖一段时间后(一周以上)待系统达到初步的稳定之后,通过测到的一些参数如:各用户流量、温度、压力等,手动调节阀门开度。

3)一段时间后测量各支路参数进行比较

4)重复第2步和第3步的做法进行调节。直至各用户基本一致

3)室内温度调节法

根据室温检测装置采集的室内温度通过无线局域网形式传至户端物联网平衡阀,户端物联网平衡阀根据采集到的室内温度及平台设定温度自动调节阀门开度,达到二级管网垂直平衡的目的。一般情况下建筑物室内温度差别小于1℃时,即可认为系统达到初步平衡。

应用产品:物联网户控阀、室温采集器、数据采集箱、智慧热网平台