专利名称：一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供暖节能技术领域，尤其涉及一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统。
背景技术：
目前，公共建筑的集中供暖系统大都存在着极大的浪费与热量分配不平衡现象，其主要缺点有:热源设计热负荷过大，管网过粗；系统自动化水平低，监控中心只是起到低层次的监测作用；以锅炉为热源的供暖系统中锅炉的运行主要依赖司炉工的经验来调节锅炉运行参数，没有科学合理的依据计算动态热负荷，并据此调节锅炉及管网运行参数，以换热站为热源的供暖系统供暖量过大，不能根据每个热用户的实际情况按需供热；不能根据室外气温变化及室内热扰变化及时调整热负荷，使热源在一天中始终运行在同一条件下，造成了热量与电力等能源的大量浪费；大多数的供热管网存在水力失调的问题，管网中流体流量计算方法不科学，调节方法落后单一，形成“近端热、远端冷”的现象，浪费了大量的电力。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统，旨在解决现有技术提供的集中供暖系统大都存在着极大的浪费与热量分配不平衡现象的问题。本实用新型是这样实现的，一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统，所述系统包括:实时监控热源运行参数，控制热源的输出热量，同时完成与现场仪表和控制设备的数据交互，并输出所述现场仪表采集到的参数的热源控制装置；采集管网的热水流量数据以及循环泵和补水泵的运行参数，并对所述循环泵和所述补水泵进行相应的控制和调节，同时输出采集到的所述管网的热水流量数据以及所述循环泵和所述补水泵的运行参数的泵房控制装置；对室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度进行采集，并以此控制流量调节阀的开度，同时输出采集到的室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度的管网监控装置；分别与所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置连接，用于接收所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置输出的相应参数，并根据所述相应参数，计算建筑物所需要的热负荷，向所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置输出控制指令，以调节所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置的工作状态的供暖总控服务器；所述供暖总控服务器包括第一工控服务器和与所述第一工控服务器通讯连接的第二工控服务器；作为一种改进的方案，所述热源控制装置具体包括:[0011]显示热源的现场数据的第一显示单元；将包括温度、压力、流量的变送器信号以及的控制与反馈信号转换成数字量信号，同时，将控制命令转换为相应的模拟信号下达给所述变送器和电动执行机构的第一模拟量处理单元；对电机的启动和停止进行控制的开关量控制单元；根据热源运行负荷及运行参数，控制电机用电频率的变频节电单元；将检测到的温度和压力信号，转换为标准的4_20mA电流信号的现场检测仪表，所述现场检测仪表包括压力变送器和温度变送器；电动执行机构，包括电动执行器和变频器；分别与所述显示单元、所述第一模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构连接，接收所述第一模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构的工作参数，并向所述第一显示单元、所述模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构输出控制指令的第一 CPU控制单元；所述第一 CPU控制单元与所述第一工控服务器通讯连接。作为一种改进的方案，所述泵房控制装置具体包括第二 CPU控制单元、第二显示单元、循环泵控制单元和补水泵控制单元，其中:所述第二显示单元包括实时显示循环泵和补水泵的运行参数，并接收现场操作人员对循环泵和补水泵的运行状态进行手动设置的触摸屏和将流量计采集的现场超声波信号进行计算转换成瞬时流量和累计流量进行显示的超声波流量计数显表；所述循环泵控制单元和所述补水泵控制单元包括实现循环泵的工频和变频运行切换、主备循环泵的切换的功率控制器件和对循环泵和补水泵进行变频调速控制和电机的平滑启动的变频节电器；与所述第二显示单元、所述循环泵控制单元和所述补水泵控制单元连接，采集管网的流量数据以及循环泵和补水泵的电压、电流、频率和转速数据，并对所述循环泵和补水泵进行相应的控制和调节的所述第二 CPU控制单元；所述第二 CPU控制单元与所述第一工控服务器连接。作为一种改进的方案，所述管网监控装置具体包括:采集室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单元的信号的第二模拟量处理单元；与所述第二模拟量处理单元连接，对所述第二模拟量处理单元的供水温度、回水温度、室内温度和执行单元的信号进行转换处理，并以此控制流量调节阀的开度的第三CPU控制单兀；分别与第二模拟量处理单元和第三CPU控制单元连接，根据所述第三CPU控制单元的控制信号，调节管网阀门开度的执行单元；与所述第三CPU控制单元连接，将所述第三CPU控制单元处理过的参数信号发送给所述第二工控服务器，并接收所述第二工控服务器发送给控制指令的无线通信单元；与所述第三CPU控制单元连接，对所述室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单元的信号进行显示的第三显示单元。[0030]在本实用新型中，集中供暖公共建筑供热节能控制系统包括热源控制装置、泵房控制装置、管网监控装置，实现从热源到供热管网的整体监控和调节，系统实时根据室内外温度的变化与风量、风速及日照、人员、照明及设备的开关状态来确定房间所需热负荷，实现热负荷的实时调节，同时，实时调整管网中热水能供给用户的热量，解决了水利失调的问题，彻底改变现有技术中的“近端热、远端冷”的问题。
图1是本实用新型提供的集中供暖公共建筑供热节能控制系统的构架示意图；图2是本实用新型提供的热源控制装置的结构框图；图3是本实用新型提供的泵房控制装置的结构框图；图4是本实用新型提供的管网监控装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1示出了本实用新型提供的集中供暖公共建筑供热节能控制系统的构架示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。本实用新型提供的集中供暖公共建筑供热节能控制系统具体包括热源控制装置
1、泵房控制装置2、管网监控装置3和供暖总控服务器4，其具体为:热源控制装置1，用于实时监控热源运行参数，控制热源的输出热量，同时完成与现场仪表和控制设备的数据交互，并输出所述现场仪表采集到的参数；泵房控制装置2，用于采集管网的热水流量数据以及循环泵和补水泵的运行参数，并对循环泵和补水泵进行相应的控制和调节，同时输出采集到的所述管网的热水流量数据以及循环泵和补水泵的运行参数；管网监控装置3，用于对室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度进行采集，并以此控制流量调节阀的开度，同时，输出采集到的室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度;供暖总控服务器4，分别与热源控制装置1、泵房控制装置2和管网监控装置3连接，用于接收热源控制装置1、泵房控制装置2和管网监控装置3输出的相应参数，并根据所述相应参数，计算建筑物所需要的热负荷，向热源控制装置、泵房控制装置和管网监控装置输出控制指令，以调节热源控制装置、泵房控制装置和管网监控装置的工作状态。作为本实用新型的一个具体实施例，图1中所示的供暖总控服务器包括两部分，第一工控服务器41和第二工控服务器42，具体为:第一工控服务器41，用于运行热源供暖监控软件，对热源、循环泵、补水泵、现场控制器和室内温度采集卡相关运行参数进行显示，动态仿真的描述供暖系统各辅机的实时运行状态，采用PID控制算法，实时计算包括热源、循环泵、补水泵在内的现场装置的运行参数和运行状态，并输出所述运行参数到现场装置；第二工控服务器42，用于运行智能管网监控软件，实时采集管网的供暖数据和不同室内监测点的室内温度，对每个管网监控装置进行远程监控；第一工控服务器41和第二工控服务器42通讯连接。当然，在本实施例中，也可以采用一台服务器来进行控制，但不用以限制本实用新型。作为本实用新型的一个实施例，图2示出了本实用新型提供的热源控制装置的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。热源控制装置I具体包括第一显示单元11、第一模拟量处理单元12、开关量控制单元13、变频节电单元14、现场检测仪表15、电动执行机构16和第一 CPU控制单元17，其中:第一显示单元11，用于显示热源的现场数据；第一模拟量处理单元12，用于将包括温度、压力、流量的变送器信号以及的控制与反馈信号转换成数字量信号，同时，将控制命令转换为相应的模拟信号下达给所述变送器和电动执行机构；开关量控制单元13，用于对电机的启动和停止进行控制；变频节电单元14，用于根据热源运行负荷及运行参数，控制电机用电频率；现场检测仪表15，包括压力变送器、温度变送器，用于将检测到的温度和压力信号，转换为标准的4-20mA电流信号；电动执行机构16，包括电动执行器和变频器；第一 CPU控制单元17，分别与显示单元11、第一模拟量处理单元12、开关量控制单元13、变频节电单元14、现场检测仪表15和电动执行机构16连接，接收第一模拟量处理单元12、开关量控制单元13、变频节电单元14、现场检测仪表15和电动执行机构16的工作参数，并向第一显示单元11、模拟量处理单元12、开关量控制单元13、变频节电单元14、现场检测仪表15和电动执行机构16输出控制指令；第一 CPU控制单元17与第一工控服务器41通讯连接。当然，在该实施例中，该热源控制装置I还包括其他部件，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。作为本实用新型的一个实施例，图3示出了本实用新型提供的泵房控制装置的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。泵房控制装置2具体包括第二 CPU控制单元21、第二显示单元22、循环泵控制单元23和补水泵控制单元24，其中:第二显示单元22包括触摸屏和超声波流量计数显表(图中未给出)，触摸屏实时显示循环泵和补水泵的运行参数，并接收现场操作人员对循环泵和补水泵的运行状态进行手动设置，超声波流量计数显表将流量计采集的现场超声波信号进行计算转换成瞬时流量和累计流量进行显示；循环泵控制单元23和补水泵控制单元24包括功率控制器件和变频节电器(图中未给出)，控制器件实现循环泵的工频和变频运行切换、主备循环泵的切换，变频节电器对循环泵和补水泵进行变频调速控制和电机的平滑启动；第二 CPU控制单元21与显示单元22、循环泵控制单元23和补水泵控制单元24连接，用于采集管网的流量数据以及循环泵和补水泵的电压、电流、频率和转速数据，并对所述循环泵和补水泵进行相应的控制和调节；第二 CPU控制单元24与第一工控服务器41连接。在本实施例中，该泵房控制装置2与循环泵和补水泵连接，对循环泵和补水泵进行控制，当然，该装置还可能包括其他部件，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。作为本实用新型的一个实施例，图4示出了本实用新型提供的管网监控装置的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。管网监控装置3具体包括第三CPU控制单元31、第三显示单元32、第二模拟量处理单元33、执行单元34及无线通信单元35，其中:第二模拟量处理单元33，用于采集室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单兀的信号；第三CPU控制单元31，与第二模拟量处理单元33连接，对第二模拟量处理单元33的供水温度、回水温度、室内温度和执行单元34的信号进行转换处理，并以此控制流量调节阀的开度；执行单元34，分别与第二模拟量处理单元33和第三CPU控制单元31连接，用于根据第三CPU控制单元31的控制信号，调节管网阀门开度；无线通信单元35，与第三CPU控制单元31连接，将第三CPU控制单元31处理过的参数信号发送给第二工控服务器42，并接收第二工控服务器42发送给控制指令；第三显示单元32，与第三CPU控制单元31连接，对室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单元34的信号进行显示。上述无线通信单元35与第二工控服务器42通讯连接。在本实施例中，该管网监控装置3还可以包括其他部件，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。在本实用新型中，不同类型不同用途的建筑物在不同时段的用热需求是不同的。本集中供暖公共建筑供热节能控制系统采用分时分区供暖可以减少建筑物全天恒温供暖所造成的热量浪费，分时分区供暖是根据建筑物不同类型以及国家或地方规定的用热标准，设定白天的室内温度范围与夜晚室内温度范围，达到既满足用热需求又节能的目的，系统中室温设定值并不是一个确定值，而是设定在一定范围内的原因是在满足人们用暖需求的同时，避免频繁的热量调节，维持系统稳定，延长系统寿命。其中，分时分区供暖是通过供暖总控服务器来设定每栋建筑物的室内温度温度范围，根据热负荷计算模型计算出该时段的实时热负荷值。例如办公楼，白天工作时间正常供暖，夜晚休息时间楼内只要保持防冻温度或值班温度即可。考虑到供暖系统的热滞后性，本系统在正常的用热时段之前提前恢复正常供暖，并在值班阶段之前降温预冷，保证了供暖的舒适度，同时降低供暖能耗。假设办公楼内8点开始正式办公，为保证供暖质量，6点之后开始正常供暖，为建筑物预热。在下午下班时，也要为建筑物进行预冷，楼内下午5至6点下班，6点正式进入值班期，为减少浪费，提前一个小时即降低供暖量，在6点时室内达到值班温度。在本实用新型中，集中供暖公共建筑供热节能控制系统包括热源控制装置、泵房控制装置、管网监控装置和供暖总控服务器，实现从热源到供热管网的整体监控和调节，系统实时根据室内外温度的变化与风量、风速及日照、人员、照明及设备的开关状态来确定房间所需热负荷，实现热负荷的实时调节，同时，实时调整管网中热水能供给用户的热量，解决了水利失调的问题，彻底改变现有技术中的“近端热、远端冷”的问题。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统，其特征在于，所述系统包括: 实时监控热源运行参数，控制热源的输出热量，同时完成与现场仪表和控制设备的数据交互，并输出所述现场仪表采集到的参数的热源控制装置； 采集管网的热水流量数据以及循环泵和补水泵的运行参数，并对所述循环泵和所述补水泵进行相应的控制和调节，同时输出采集到的所述管网的热水流量数据以及所述循环泵和所述补水泵的运行参数的泵房控制装置； 对室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度进行采集，并以此控制流量调节阀的开度，同时，输出采集到的室内温度、管网中热水的供水温度、回水温度的管网监控装置； 分别与所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置连接，用于接收所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置输出的相应参数，并根据所述相应参数，计算建筑物所需要的热负荷，向所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置输出控制指令，以调节所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置的工作状态的供暖总控服务器； 所述供暖总控服务器包括第一工控服务器和与所述第一工控服务器通讯连接的第二工控服务器。
2.根据权利要求1所述的集中供暖公共建筑供热节能控制系统，其特征在于，所述热源控制装置具体包括: 显示热源的现场数据的第一显示单元； 将包括温度、压力、流量的变送器信号以及的控制与反馈信号转换成数字量信号，同时，将控制命令转换为相应的模拟信号下达给所述变送器和电动执行机构的第一模拟量处理单元； 对电机的启动和停止进行控制的开关量控制单元； 根据热源运行负荷及运行参数，控制电机用电频率的变频节电单元； 将检测到的温度和压力信号，转换为标准的4-20mA电流信号的现场检测仪表，所述现场检测仪表包括压力变送器和温度变送器； 电动执行机构，包括电动执行器和变频器； 分别与所述显示单元、所述第一模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构连接，接收所述第一模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构的工作参数，并向所述第一显示单元、所述模拟量处理单元、所述开关量控制单元、所述变频节电单元、所述现场检测仪表和所述电动执行机构输出控制指令的第一 CPU控制单元； 所述第一 CPU控制单元与所述第一工控服务器通讯连接。
3.根据权利要求1所述的集中供暖公共建筑供热节能控制系统，其特征在于，所述泵房控制装置具体包括第二 CPU控制单元、第二显示单元、循环泵控制单元和补水泵控制单元，其中: 所述第二显示单元包括实时显示循环泵和补水泵的运行参数，并接收现场操作人员对循环泵和补水泵的运行状态进行手动设置的触摸屏和将流量计采集的现场超声波信号进行计算转换成瞬时流量和累计流量进行显示的超声波流量计数显表； 所述循环泵控制单元和所述补水泵控制单元包括实现循环泵的工频和变频运行切换、主备循环泵的切换的功率控制器件和对循环泵和补水泵进行变频调速控制和电机的平滑启动的变频节电器； 与所述显示单元、所述循环泵控制单元和所述补水泵控制单元连接，采集管网的流量数据以及循环泵和补水泵的电压、电流、频率和转速数据，并对所述循环泵和所述补水泵进行相应的控制和调节的所述第二 CPU控制单元； 所述第二 CPU控制单元与所述第一工控服务器连接。
4.根据权利要求1所述的集中供暖公共建筑供热节能控制系统，其特征在于，所述管网控制装置具体包括: 采集室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单元的信号的第二模拟量处理单元; 与所述第二模拟量处理单元连接，对所述第二模拟量处理单元的供水温度、回水温度、室内温度和执行单元的信号进行转换处理，并以此控制流量调节阀的开度的第三CPU控制单元； 分别与第二模拟量处理单元和第三CPU控制单元连接，根据所述第三CPU控制单元的控制信号，调节管网阀门开度的执行单元； 与所述第三CPU控制单元连接，将所述第三CPU控制单元处理过的参数信号发送给所述第二工控服务器，并接收所述第二工控服务器发送给控制指令的无线通信单元； 与所述第三CPU控制单元连接，对所述室内温度、管网中供水温度、回水温度和执行单元的信号进行显示的第三显示单元。
专利摘要本实用新型涉及供暖节能技术领域，提供了一种集中供暖公共建筑供热节能控制系统，所述集中供暖公共建筑供热节能控制系统包括热源控制装置、泵房控制装置、管网监控装置及分别与所述热源控制装置、所述泵房控制装置和所述管网监控装置连接的供暖总控服务器，实现从热源到供热管网的整体监控和调节，系统实时根据室内外温度的变化与风量、风速及日照、人员、照明及设备的开关状态来确定房间所需热负荷，实现热负荷的实时调节，同时，实时调整管网中热水能供给用户的热量，解决了水利失调的问题，彻底改变现有技术中的“近端热、远端冷”的问题。
文档编号F24D19/10GK203010761SQ201220505030
公开日2013年6月19日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者季涛 申请人:季涛