熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于熱力工程自動(dòng)化領(lǐng)域。一次循環(huán)水管及一次循環(huán)回水管一端連通并設(shè)置在換熱器本體內(nèi)，另一端與熱網(wǎng)首站連通，一次循環(huán)水管上安裝有與一次側(cè)智能控制器相連的一次循環(huán)水流量計(jì)、一次循環(huán)水溫度傳感器及一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥，二次循環(huán)水管及二次循環(huán)回水管一端連通并設(shè)置在換熱器本體內(nèi)，二次循環(huán)水管上安裝有與二次側(cè)智能控制器相連的二次循環(huán)水溫度傳感器，二次循環(huán)回水管上安裝有與二次側(cè)智能控制器相連的二次循環(huán)回水溫度傳感器和二次循環(huán)回水流量計(jì)，二次循環(huán)回水管與二次網(wǎng)循環(huán)泵連通，二次網(wǎng)循環(huán)泵通過變頻器與二次側(cè)智能控制器連接，室外溫度測量儀與一、二次側(cè)智能控制器相連。該系統(tǒng)用于熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制。
【專利說明】
熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于熱力工程自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常規(guī)劃熱力系統(tǒng)時(shí)，總是由供熱面積決定建設(shè)熱源和熱網(wǎng)規(guī)模。即W將要供熱 面積為依據(jù)，采用理論計(jì)算方法確定熱源輸出熱量總值，同時(shí)為了將該熱量總值輸送給受 熱用戶，又要合理設(shè)計(jì)出輸送熱量的熱網(wǎng)規(guī)模。該熱網(wǎng)需分成N個(gè)換熱站，將熱源總熱量合 理、高效、平衡地輸送給受熱用戶，該熱量輸送環(huán)節(jié)的重點(diǎn)問題是熱量平衡輸送。在熱源總 熱量確定之后，對(duì)受熱用戶的總供熱量是一個(gè)定量，運(yùn)個(gè)定量也是被分配到N個(gè)換熱站熱量 的總和，盡管每個(gè)換熱站接受的熱量不一定相同，但總和是運(yùn)個(gè)定量。若發(fā)生供熱不平衡， 在兩個(gè)或多個(gè)樓群相距不遠(yuǎn)的狀況下，會(huì)發(fā)生受熱不均現(xiàn)象，嚴(yán)重狀況會(huì)有相鄰兩棟樓熱 者開窗戶，冷者溫度低于15度情況發(fā)生。因此，需要亟待解決一網(wǎng)多站熱力輸送不平衡問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是為了解決一網(wǎng)多站熱力輸送不平衡問題，提供一種熱網(wǎng)換熱 站自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0004] 實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0005] 熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括熱網(wǎng)首站、換熱器一次側(cè)、換熱器二次側(cè)、室外溫 度測量儀及換熱器本體，所述的換熱器一次側(cè)包括一次側(cè)智能控制器、一根一次循環(huán)水管、 一根一次循環(huán)回水管、一臺(tái)一次循環(huán)水流量計(jì)、一臺(tái)一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥、一個(gè)一次循環(huán) 水溫度傳感器及一個(gè)一次循環(huán)回水溫度傳感器；
[0006] 所述的換熱器二次側(cè)包括二次側(cè)智能控制器、一根二次循環(huán)水管、一根二次循環(huán) 回水管、一臺(tái)二次循環(huán)回水流量計(jì)、一臺(tái)二次網(wǎng)循環(huán)累、一臺(tái)變頻器、一個(gè)二次循環(huán)水溫度 傳感器及一個(gè)二次循環(huán)回水溫度傳感器；
[0007] 所述的換熱器本體對(duì)應(yīng)一根一次循環(huán)水管、一根一次循環(huán)回水管、一根二次循環(huán) 水管及一根二次循環(huán)回水管，與所述的換熱器本體對(duì)應(yīng)設(shè)置的一次循環(huán)水管的出水端及一 次循環(huán)回水管的進(jìn)水端均設(shè)置在換熱器本體內(nèi)，且該一次循環(huán)水管的出水端與該一次循環(huán) 回水管的進(jìn)水端相連通，一次循環(huán)水管的進(jìn)水端與熱網(wǎng)首站相對(duì)應(yīng)的出水端相連通，一次 循環(huán)回水管的出水端與熱網(wǎng)首站相對(duì)應(yīng)的進(jìn)水端相連通，一次循環(huán)水管上由進(jìn)水端向出水 端方向依次安裝有一次循環(huán)水流量計(jì)、一次循環(huán)水溫度傳感器和一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥， 所述一次循環(huán)水流量計(jì)的輸出端與一次側(cè)智能控制器的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相 連，所述的一次循環(huán)水溫度傳感器的輸出端與一次側(cè)智能控制器的多個(gè)輸入端口的其中一 個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥的輸入端與一次側(cè)智能控制器的多個(gè)輸出端口 的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)回水溫度傳感器的輸出端與一次側(cè)智能控制器的多 個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連；
[0008] 與所述的換熱器本體對(duì)應(yīng)設(shè)置的二次循環(huán)水管的進(jìn)水端及二次循環(huán)回水管的出 水端均設(shè)置在換熱器本體內(nèi)，且該二次循環(huán)水管的進(jìn)水端與該二次循環(huán)回水管的出水端相 連通，二次循環(huán)水管上安裝有二次循環(huán)水溫度傳感器，二次循環(huán)回水管上安裝有二次循環(huán) 回水溫度傳感器和二次循環(huán)回水流量計(jì)，所述的二次循環(huán)水溫度傳感器的輸出端與二次側(cè) 智能控制器的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，所述的二次循環(huán)回水溫度傳感器的輸出 端與二次側(cè)智能控制器的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，二次循環(huán)回水流量計(jì)的輸出 端與二次側(cè)智能控制器的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，二次循環(huán)回水管的進(jìn)水端與 二次網(wǎng)循環(huán)累相連通，所述的二次網(wǎng)循環(huán)累與變頻器連接，所述的變頻器與二次側(cè)智能控 制器連接，所述的室外溫度測量儀的輸出端分別與一次側(cè)智能控制器和二次側(cè)智能控制器 的室外溫度測量輸入端口相連。
[0009] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：
[0010] 1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，通過對(duì)換熱站換熱器一、二次側(cè)熱工參數(shù)自動(dòng) 控制，可建設(shè)無人值守?fù)Q熱站。
[0011] 2、本實(shí)用新型可使二次熱網(wǎng)輸出功率變化，在有擾動(dòng)情況下，通過一次側(cè)熱網(wǎng)引 入to改變一次側(cè)輸出功率，達(dá)到對(duì)二次側(cè)熱網(wǎng)所需輸出功率自動(dòng)跟蹤調(diào)整的效果，從而解 決了一網(wǎng)多站熱力輸送不平衡的問題，并節(jié)約了運(yùn)行成本。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是現(xiàn)有熱網(wǎng)換熱站控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖中：熱網(wǎng)首站1、換熱器一次側(cè)2、換熱器二次側(cè)3、室外溫度測量儀4、換熱器本體 5,一次側(cè)智能控制器6、一次循環(huán)水管7、一次循環(huán)回水管8、一次循環(huán)水流量計(jì)9、一次循環(huán) 水流量調(diào)節(jié)閥10、一次循環(huán)水溫度傳感器11、一次循環(huán)回水溫度傳感器12、二次側(cè)智能控制 器13、二次循環(huán)水管14、二次循環(huán)回水管15、二次循環(huán)回水流量計(jì)16、二次網(wǎng)循環(huán)累17、變頻 器18、二次循環(huán)水溫度傳感器19、二次循環(huán)回水溫度傳感器20。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0015] 一：如圖1所示，本實(shí)施方式記載了一種熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)， 包括熱網(wǎng)首站1、換熱器一次側(cè)2、換熱器二次側(cè)3、室外溫度測量儀4及換熱器本體5,所述的 換熱器一次側(cè)2包括一次側(cè)智能控制器6、一根一次循環(huán)水管7、一根一次循環(huán)回水管8、一臺(tái) 一次循環(huán)水流量計(jì)9、一臺(tái)一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10、一個(gè)一次循環(huán)水溫度傳感器11及一個(gè) 一次循環(huán)回水溫度傳感器12;
[0016] 所述的換熱器二次側(cè)3包括二次側(cè)智能控制器13、一根二次循環(huán)水管14、一根二次 循環(huán)回水管15、一臺(tái)二次循環(huán)回水流量計(jì)16、一臺(tái)二次網(wǎng)循環(huán)累17、一臺(tái)變頻器18、一個(gè)二 次循環(huán)水溫度傳感器19及一個(gè)二次循環(huán)回水溫度傳感器20;
[0017] -臺(tái)所述的換熱器本體5對(duì)應(yīng)一根一次循環(huán)水管7、一根一次循環(huán)回水管8、一根二 次循環(huán)水管14及一根二次循環(huán)回水管15,與所述的換熱器本體5對(duì)應(yīng)設(shè)置的一次循環(huán)水管7 的出水端及一次循環(huán)回水管8的進(jìn)水端均設(shè)置在換熱器本體5內(nèi)，且該一次循環(huán)水管7的出 水端與該一次循環(huán)回水管8的進(jìn)水端相連通，一次循環(huán)水管7的進(jìn)水端與熱網(wǎng)首站I相對(duì)應(yīng) 的出水端相連通，一次循環(huán)回水管8的出水端與熱網(wǎng)首站1相對(duì)應(yīng)的進(jìn)水端相連通，一次循 環(huán)水管7上由進(jìn)水端向出水端方向依次安裝有一次循環(huán)水流量計(jì)9、一次循環(huán)水溫度傳感器 11和一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10,所述一次循環(huán)水流量計(jì)9的輸出端與一次側(cè)智能控制器6的 多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)水溫度傳感器11的輸出端與一次側(cè)智 能控制器6的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10的輸入 端與一次側(cè)智能控制器6的多個(gè)輸出端口的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)回水溫度 傳感器12的輸出端與一次側(cè)智能控制器6的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連；
[0018] 與所述的換熱器本體5對(duì)應(yīng)設(shè)置的二次循環(huán)水管14的進(jìn)水端及二次循環(huán)回水管15 的出水端均設(shè)置在換熱器本體5內(nèi)，且該二次循環(huán)水管14的進(jìn)水端與該二次循環(huán)回水管15 的出水端相連通，二次循環(huán)水管14上安裝有二次循環(huán)水溫度傳感器19,二次循環(huán)回水管15 上安裝有二次循環(huán)回水溫度傳感器20和二次循環(huán)回水流量計(jì)16,所述的二次循環(huán)水溫度傳 感器19的輸出端與二次側(cè)智能控制器13的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，所述的二次 循環(huán)回水溫度傳感器20的輸出端與二次側(cè)智能控制器13的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口 相連，二次循環(huán)回水流量計(jì)16的輸出端與二次側(cè)智能控制器13的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè) 端口相連，二次循環(huán)回水管15的進(jìn)水端與二次網(wǎng)循環(huán)累17相連通，所述的二次網(wǎng)循環(huán)累17 與變頻器18連接，所述的變頻器18與二次側(cè)智能控制器13連接，所述的室外溫度測量儀4的 輸出端分別與一次側(cè)智能控制器6和二次側(cè)智能控制器13的室外溫度測量輸入端口相連。
【具體實(shí)施方式】 [0019] 二：如圖1所示，一所述的熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)， 所述的一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
[0020] 本熱網(wǎng)由N個(gè)換熱站構(gòu)成，我們?cè)诖藘H選一個(gè)換熱站，并且運(yùn)個(gè)換熱站僅由單臺(tái)換 熱器本體5組成。N個(gè)換熱站選用N臺(tái)換熱器本體5。
[0021] 圖2描述了現(xiàn)有熱網(wǎng)首站1通過換熱站輸出熱量的基本關(guān)系，描述方法是在N個(gè)換 熱站中取其一。設(shè)該換熱站由單臺(tái)換熱器本體5構(gòu)成。
[0022] 從換熱站的換熱器本體5-次側(cè)控制看出：由理論計(jì)算得出換熱站換熱器一次側(cè)2 應(yīng)輸出功率Wl, W輸出功率Wl為目標(biāo)函數(shù)。
[0023]
[0024] 在（1)式中dt為時(shí)同，Tl、T2分別為一次循環(huán)水溫度和一次循環(huán)回水溫度，Qi為N 個(gè)換熱站之一的流量。
[0025] 當(dāng)（T1-T2)確定后，通過調(diào)整一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10開度，間接調(diào)整化，使輸出 功率達(dá)到Wl。
[00%] 從換熱站換熱器二次側(cè)3可W看出：同換熱器一次側(cè)2相同，可通過理論計(jì)算出Wl, 換熱器二次側(cè)3通過室外溫度測量儀4輸入了室外溫度值，由室外溫度變化引發(fā)換熱器二次 偵杉需要調(diào)整的熱量Wr,才能維持當(dāng)室外溫度變化而室內(nèi)溫度保持恒定。此時(shí)令換熱器二次 偵杉的熱功率為
[0027]
[00%]在(2)式中化為換熱器二次側(cè)被調(diào)整過程中的瞬時(shí)流量，T3、T4分別為換熱器二次 循環(huán)水溫度和換熱器二次循環(huán)回水溫度。
[0029] 目P :當(dāng)室外溫度變化時(shí)，換熱器二次側(cè)3輸出功率需要隨之變化。
[0030] 對(duì)比關(guān)系式（1)、（2)，則發(fā)現(xiàn)式（1)比式(2)缺項(xiàng)Wr。運(yùn)一結(jié)果表明，室外溫度測量 儀4測量值未輸入到換熱器一次側(cè)2中，室外溫度變化對(duì)換熱器一次側(cè)2輸出功率無影響。如 果室外溫度升溫，換熱器一次側(cè)2對(duì)換熱器二次側(cè)3供熱是在過熱狀態(tài)下工作，屬于浪費(fèi)了 運(yùn)行能源。如果室外溫度降溫，換熱器一次側(cè)2輸出功率不變，則換熱器二次側(cè)3輸出功率W出 不提高，換熱器二次側(cè)3輸出熱量不變，達(dá)不到受熱用戶調(diào)整室內(nèi)溫度的目的。
[0031] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案填補(bǔ)了上述現(xiàn)有控制系統(tǒng)的缺項(xiàng)，將室外溫度變化引入到 換熱器一次側(cè)2,用來調(diào)整換熱器一次側(cè)2輸出功率。
[0032] 從圖1中看出，室外溫度測量儀4的測量結(jié)果to已分別被輸入到換熱器一、二次側(cè) 中。下面用to調(diào)整換熱器一次側(cè)2輸出功率，敘述如下：
[0033] to在換熱器一次側(cè)2的調(diào)整作用：
[0034] 將換熱器一次側(cè)2參數(shù)化、T5、T6分別輸入到一次側(cè)智能控制器6,用來控制和調(diào)整 換熱器一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10的開度B，運(yùn)時(shí)僅是一個(gè)基本量的調(diào)節(jié)。當(dāng)室外溫度發(fā)生變 化時(shí)，to也跟著變。由于to輸入到一次側(cè)智能控制器6,當(dāng)一次側(cè)智能控制器6接收到to的變 化時(shí)，B值按一定規(guī)律跟著變。即一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥10的開度在基本量上發(fā)生變化，運(yùn) 時(shí)換熱器一次側(cè)2輸出功率也發(fā)生變化，即換熱器一次側(cè)2達(dá)到引入to后改變輸出功率目 的。
[0035] 其中，Qh為換熱器一次側(cè)調(diào)整輸出過程中的瞬時(shí)流量，T5、T6分別為換熱器一次循 環(huán)水溫度和換熱器一次循環(huán)回水溫度。
[0036] 從圖1看出：設(shè)置一次側(cè)智能控制器6和二次側(cè)智能控制器13。同時(shí)將室外溫度變 化to分別引入一次側(cè)智能控制器6和二次側(cè)智能控制器13,通過一次側(cè)智能控制器6和二次 側(cè)智能控制器13分別控制由to引發(fā)的一、二次側(cè)輸出功率的變化，達(dá)到換熱器一次側(cè)2和換 熱器二次側(cè)3輸出功率同時(shí)因引入to而隨to變化而變化，實(shí)現(xiàn)了隨動(dòng)跟蹤控制結(jié)果。
[0037] 雖然本實(shí)用新型已W較佳實(shí)例披露如上，然而并非用W限定本實(shí)用新型的，本領(lǐng) 域技術(shù)人員還可W在本實(shí)用新型精神內(nèi)做其他變化，W及應(yīng)用到本實(shí)用新型未提及的領(lǐng)域 中，當(dāng)然，運(yùn)些依據(jù)本實(shí)用新型精神所做的變化都應(yīng)包含在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括熱網(wǎng)首站（I)、換熱器一次側(cè)(2)、換熱器二次側(cè) (3)、室外溫度測量儀(4)及換熱器本體(5)，所述的換熱器一次側(cè)(2)包括一次側(cè)智能控制 器(6)、一根一次循環(huán)水管(7)、一根一次循環(huán)回水管(8)、一臺(tái)一次循環(huán)水流量計(jì)(9)、一臺(tái) 一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥（10)、一個(gè)一次循環(huán)水溫度傳感器（11)及一個(gè)一次循環(huán)回水溫度傳 感器（12); 所述的換熱器二次側(cè)(3)包括二次側(cè)智能控制器(13)、一根二次循環(huán)水管（14)、一根二 次循環(huán)回水管（15)、一臺(tái)二次循環(huán)回水流量計(jì)（16)、一臺(tái)二次網(wǎng)循環(huán)栗（17)、一臺(tái)變頻器 (18)、一個(gè)二次循環(huán)水溫度傳感器(19)及一個(gè)二次循環(huán)回水溫度傳感器(20); 其特征在于：一臺(tái)所述的換熱器本體(5)對(duì)應(yīng)一根一次循環(huán)水管(7)、一根一次循環(huán)回 水管(8)、一根二次循環(huán)水管（14)及一根二次循環(huán)回水管（15)，與所述的換熱器本體(5)對(duì) 應(yīng)設(shè)置的一次循環(huán)水管(7)的出水端及一次循環(huán)回水管(8)的進(jìn)水端均設(shè)置在換熱器本體 (5)內(nèi)，且該一次循環(huán)水管(7)的出水端與該一次循環(huán)回水管(8)的進(jìn)水端相連通，一次循環(huán) 水管(7)的進(jìn)水端與熱網(wǎng)首站（1)相對(duì)應(yīng)的出水端相連通，一次循環(huán)回水管(8)的出水端與 熱網(wǎng)首站（1)相對(duì)應(yīng)的進(jìn)水端相連通，一次循環(huán)水管(7)上由進(jìn)水端向出水端方向依次安裝 有一次循環(huán)水流量計(jì)(9)、一次循環(huán)水溫度傳感器(11)和一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥（10)，所述 一次循環(huán)水流量計(jì)(9)的輸出端與一次側(cè)智能控制器(6)的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口 相連，所述的一次循環(huán)水溫度傳感器（11)的輸出端與一次側(cè)智能控制器(6)的多個(gè)輸入端 口的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥（10)的輸入端與一次側(cè)智能控制器 (6 )的多個(gè)輸出端口的其中一個(gè)端口相連，所述的一次循環(huán)回水溫度傳感器（12 )的輸出端 與一次側(cè)智能控制器(6)的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連； 與所述的換熱器本體（5)對(duì)應(yīng)設(shè)置的二次循環(huán)水管（14)的進(jìn)水端及二次循環(huán)回水管 (15)的出水端均設(shè)置在換熱器本體(5)內(nèi)，且該二次循環(huán)水管（14)的進(jìn)水端與該二次循環(huán) 回水管（15)的出水端相連通，二次循環(huán)水管（14)上安裝有二次循環(huán)水溫度傳感器（19)，二 次循環(huán)回水管（15)上安裝有二次循環(huán)回水溫度傳感器(20)和二次循環(huán)回水流量計(jì)（16)，所 述的二次循環(huán)水溫度傳感器（19)的輸出端與二次側(cè)智能控制器（13)的多個(gè)輸入端口的其 中一個(gè)端口相連，所述的二次循環(huán)回水溫度傳感器(20)的輸出端與二次側(cè)智能控制器(13) 的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，二次循環(huán)回水流量計(jì)（16)的輸出端與二次側(cè)智能控 制器(13)的多個(gè)輸入端口的其中一個(gè)端口相連，二次循環(huán)回水管（15)的進(jìn)水端與二次網(wǎng)循 環(huán)栗17相連通，所述的二次網(wǎng)循環(huán)栗（17)與變頻器（18)連接，所述的變頻器（18)與二次側(cè) 智能控制器(13)連接，所述的室外溫度測量儀(4)的輸出端分別與一次側(cè)智能控制器(6)和 二次側(cè)智能控制器(13)的室外溫度測量輸入端口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱網(wǎng)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的一次循環(huán)水流 量調(diào)節(jié)閥（10 )為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
【文檔編號(hào)】F24D19/10GK205536122SQ201620309315
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】馬宏
【申請(qǐng)人】哈爾濱市現(xiàn)代控制工程研究所, 馬宏