一种基于换热站按需供热算法的水泵自动调速控制方法及设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及居民生活小区冬季供热换热站运营技术领域，特别涉及一种基于换热站按需供热算法的水泵自动调速控制方法及设备。本发明所要解决的技术问题是提供一种基于换热站按需供热算法的水泵自动调速控制方法及设备，实现换热站按需供热，达到控制节能的技术效果。本发明通过计算单位时间需要从热源管网中提取出的热量理论值，经修正后，与单位时间热源管网向小区供热管网的实际供热量进行实时对比，根据理论值与实际值的差值对换热站的水泵变频器进行调控，实现了按实际采暖需求进行供热，相较现有换热站控制方法大幅减少的热能浪费。
【专利说明】
-种基于换热站按需供热算法的水累自动调速控制方法及 设备
技术领域
[0001] 本发明设及居民生活小区冬季供热换热站运营技术领域，特别设及一种基于换热 站按需供热算法的水累自动调速控制方法及设备。
【背景技术】
[0002] 换热站是北方居民生活小区冬季采暖的重要节点设施之一，主要功能是从热源管 网中提取热源，通过换热站转换输送到用户的室内W抵抗严寒的天气。现有的技术是根据 用户的供水溫度来控制并提取热源管网中的热量，运就导致换热站实际运行中为保证小区 用户供热质量，必须从热源管网中多提取一定热量来提高用户侧的供水溫度，提高的溫度 就是一种浪费。现有技术缺乏按小区居民消耗热量的所需供热的标准统计方法，运是现有 换热站控制节能的难点所在。同时，现有技术很难解决换热站运行时，天气的变化对提取热 源管网中热量的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于换热站按需供热算法的水累自动调 速控制方法及设备，实现换热站按需供热，达到控制节能的技术效果。
[0004] 本发明的技术方案为：
[0005] -种基于换热站按需供热算法的水累自动调速控制方法，包括W下步骤：
[0006] 步骤(1)计算小区散热总量R
[0007] R = S · ω 公式 1
[000引公式1中，R为小区散热总量，单位MW;S为小区供热面积，单位m2;w为热指标，单位 W。
[0009] 步骤(II)查看换热站的换热效率η。
[0010] 步骤(III)计算需要从热源管网中提取出的热量Rg
[0011]
公式 2
[0012] 公式2中，Rg为需要从热源管网中提取出的热量，单位MW;R为小区散热总量，单位 MW; η为换热站的换热效率。
[0013] 步骤(IV)计算单位时间需要从热源管网中提取出的热量
[0014] Qg = Rg . t 公式3
[001引公式3中，Qg为单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;Rg为需要从热源 管网中提取出的热量，单位MW; t为单位时间，t = 1S。
[0016] 步骤(V)修正单位时间需要从热源管网中提取出的热量
[0017] 依照公式4计算修正差值A q
[001引
么巧4
[0019] 公式4中，Qg为单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;C为用户室内溫 度均值，单位°C ; Δ q为修正差值，单位MJ。
[0020] 依照公式5计算修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量分g
[0021] Q'g = Qg+Aq 公式 5
[0022] 公式5中，恥为单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ; Aq为修正差 值，单位MJ; Q ' g为修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ。
[0023] 依照公式6计算从换热站到用户的热量调节滞后时间T
[0024] Τ = Τι-Τ2 公式 6
[002引公式6中，Τι为水累开始动作的时间，Τ2为末端用户室内溫度达标的时间，Τ为从换 热站到用户的热量调节滞后时间，单位m i η。
[0026] 步骤(VI)控制热源管网的供热量
[0027] 根据单位时间热源管网向小区供热管网的实际供热量Qs与步骤(V)计算出的修正 后单位时间需要从热源管网中提取出的热量Q'g的差值A Q，对换热站的水累变频器进行控 审IJ，若差值A Q>0，则降低换热站的水累变频器转速;若差值Δ Q = 0，则保持换热站的水累 变频器转速;若差值A Q<0，则提高换热站的水累变频器转速。
[0028] 一种水累自动调速控制设备，包括换热站控制器、DTU、热量表、水累变频器、工控 机和室内溫度采集传送器。换热站控制器、DTU和水累变频器安装在换热站控制柜内，热量 表安装在换热站一次热源供水管网上，工控机安装在调度室，所述室内溫度采集传送器安 装在末端用户室内。热量表实时计量单位时间热源管网向小区供热管网的实际供热量Qs并 将Qs信号传输至换热站控制器，换热站控制器利用DTU将Qs信号传输至工控机，室内溫度采 集传送器将末端用户室内溫度信号传输至工控机，工控机利用Qs信号和末端用户室内溫度 信号计算得到换热站控制信号并利用DT闲尋换热站控制信号发送至换热站控制器，换热站 控制器按照接收到的换热站控制信号操控水累变频器的工作。
[0029] 本发明的有益效果:本发明的水累自动调速控制方法通过计算单位时间需要从热 源管网中提取出的热量理论值，经修正后，与单位时间热源管网向小区供热管网的实际供 热量进行实时对比，根据理论值与实际值的差值对换热站的水累变频器进行调控，实现了 按实际采暖需求进行供热，相较现有换热站控制方法大幅减少的热能浪费。本发明的水累 自动调速控制设备利用安装在末端用户室内的室内溫度采集传送器实时采集并传输供热 不利用户的室内溫度，在解决用户不利位置供热问题的同时，可W将天气溫度的影响引入 换热站水累自动控制系统和设备。此外，本发明的水累自动调速控制设备利用安装在换热 站一次热源供水管网上的热量表实时计量热源管网的实际供热量，通过与按需计算得到的 理论供热量比较，实现对换热站水累的按需供热调控。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明水累自动调速控制设备的组成示意图。
【具体实施方式】
[0031] 依照图1组建的水累自动调速控制设备。实施例的的水累自动调速控制设备包括 换热站控制器、DTU、热量表、水累变频器、工控机和室内溫度采集传送器。换热站控制器、 DTU和水累变频器安装在换热站控制柜内，热量表安装在换热站一次热源供水管网上，工控 机安装在调度室，所述室内溫度采集传送器安装在末端用户室内。热量表向换热站控制器 单向通信，换热站控制器向水累变频器单向通信，换热站控制器与DTU双向通信，DTU与工控 机双向通信，室内溫度采集传送器向工控机单向通信。实施例中室内溫度采集传送器可在 多个采暖不利位置用户的室内设置，数量无限制。实施例将采暖不利位置用户的室内溫度 作为修正热源管网供热理论值的依据，只要采暖不利位置用户的室内溫度能够达标，则其 余用户的室内溫度均可达标，从根本上解决了用户不利位置的问题，同时，将天气溫度对按 需供热的影响引入实施例的设备和控制方法中。
[0032] 实施例按照本发明的水累自动调速控制方法于2015年11月对石家庄瑞城D区的小 区居民供热过程进行自动调速控制，步骤如下：
[0033] 步骤(1)计算小区散热总量R
[0034] 小区供热面积5=13,59001112，热指标〇=35胖，将5和〇代入公式1得到小区散热总 量 R = 4.8825MW。
[0035] 步骤(II)该小区换热站的换热效率11 = 0.98%。
[0036] 步骤(III)计算需要从热源管网中提取出的热量Rg
[0037] 将步骤(1)计算所得小区散热总量R = 4.8825MW和步骤（II)小区换热站的换热效 率11 = 〇.98%代入公式2，得到需要从热源管网中提取出的热量1^； = 4.9821丽。
[0038] 步骤(IV)计算单位时间需要从热源管网中提取出的热量
[0039] 将步骤(III)计算所得需要从热源管网中提取出的热量Rg = 4.9821MW和单位时间 t = ls代入公式3,得到单位时间需要从热源管网中提取出的热量Qg = 4.9821MJ。
[0040] 步骤(V)修正单位时间需要从热源管网中提取出的热量 [0041 ] 依照公式4计算修正差值Δ q
[0042]
公式 4
[0043] 公式4中，Qg为单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;C为用户室内溫 度均值，单位°C;Aq为修正差值，单位MJ;18°C为国家规定的供热室内达标溫度。在计算热 总量Q'g时，热指标ω受多种条件影响，为减小影响，应当综合考虑不同用户室内溫度的平 均值W及该平均值与标准要求室内溫度的差，计算溫度差占标准要求室内溫度的百分比， 间接换算为再需要补充的热量，W补偿外界的影响。
[0044] 依照公式5计算修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量分g
[0045] Q'g = Qg+Aq 公式 5
[0046] 公式5中，恥为单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ; Aq为修正差 值，单位MJ; Q ' g为修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ。
[0047] 依照公式6计算从换热站到用户的热量调节滞后时间T [004引 T = TrT2 公式 6
[0049] 公式6中，Τι为水累开始动作的时间，Τ2为末端用户室内溫度达标的时间，Τ为从换 热站到用户的热量调节滞后时间，单位min。如果天气溫度不变，通过W上的修正，用户室内 溫度基本会保持恒定;在天气的变化时，可根据天气变化曲线提前时间T进行水累动作，W 保证用户室内溫度，避免天气变化影响供暖。
[0050] 步骤(VI)控制热源管网的供热量
[0051] 根据单位时间热源管网向小区供热管网的实际供热量Qs与步骤(V)计算出的修正 后单位时间需要从热源管网中提取出的热量Q'g的差值A Q，对换热站的水累变频器进行控 审IJ，若差值A Q>0，则降低换热站的水累变频器转速;若差值Δ Q = 0，则保持换热站的水累 变频器转速;若差值A Q<0，则提高换热站的水累变频器转速。
[0052] W上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对 于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而 易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于换热站按需供热算法的水栗自动调速控制方法，其特征在于其包括以下步 骤： 步骤(1)计算小区散热总量R R=S · ω 公式1 公式1中，R为小区散热总量，单位MW; S为小区供热面积，单位m2; ω为热指标，单位W; 步骤(II)查看换热站的换热效率η 步骤(III)计算需要从热源管网中提取出的热量心公式2中，Rg为需要从热源管网中提取出的热量，单位MW; R为小区散热总量，单位MW; η为 换热站的换热效率； 步骤(IV)计算单位时间需要从热源管网中提取出的热量 Qg=Rg · t 公式3 公式3中，QgS单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;Rg为需要从热源管网 中提取出的热量，单位MW; t为单位时间，t = 1 s; 步骤(V)修正单位时间需要从热源管网中提取出的热量 依照公式4计算修正差值Δ q公式4中，QgS单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;石为用户室内温度均 值，单位°C ; Δ q为修正差值，单位MJ; 依照公式5计算修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量Q'g Q'g = Qg+Aq 公式 5 公式5中，QgS单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ;Aq为修正差值，单位 MJ;Q'gS修正后单位时间需要从热源管网中提取出的热量，单位MJ; 依照公式6计算从换热站到用户的热量调节滞后时间T Τ = Τι-Τ2 公式 6 公式6中，Ti为水栗开始动作的时间，Τ2为末端用户室内温度达标的时间，Τ为从换热站 到用户的热量调节滞后时间，单位min; 步骤(VI)控制热源管网的供热量 根据单位时间热源管网向小区供热管网的实际供热量Qs与步骤(V)计算出的修正后单 位时间需要从热源管网中提取出的热量Q'g的差值A Q，对换热站的水栗变频器进行控制， 若差值A Q>0，则降低换热站的水栗变频器转速;若差值△ Q = 0，则保持换热站的水栗变频 器转速;若差值A Q<〇，则提高换热站的水栗变频器转速。2. -种水栗自动调速控制设备，其特征在于其包括换热站控制器、DTU、热量表、水栗变 频器、工控机和室内温度采集传送器;所述换热站控制器、DTU和水栗变频器安装在换热站 控制柜内，所述热量表安装在换热站一次热源供水管网上，所述工控机安装在调度室，所述 室内温度采集传送器安装在末端用户室内；所述热量表实时计量单位时间热源管网向小区 供热管网的实际供热量Qs并将Qs信号传输至换热站控制器，所述换热站控制器利用DTl^#Q s 信号传输至工控机，所述室内温度采集传送器将末端用户室内温度信号传输至工控机，所 述工控机利用Qs信号和末端用户室内温度信号计算得到换热站控制信号并利用DTU将所述 换热站控制信号发送至换热站控制器，所述换热站控制器按照接收到的换热站控制信号操 控水栗变频器的工作。
【文档编号】F24D19/10GK105928051SQ201610251399
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】尹红卫, 刘建省, 张云改, 陈雨, 罗鹏
【申请人】安能科技股份有限公司