热网换热站自动控制系统的制作方法
【专利摘要】热网换热站自动控制系统，属于热力工程自动化领域。一次循环水管及一次循环回水管一端连通并设置在换热器本体内，另一端与热网首站连通，一次循环水管上安装有与一次侧智能控制器相连的一次循环水流量计、一次循环水温度传感器及一次循环水流量调节阀，二次循环水管及二次循环回水管一端连通并设置在换热器本体内，二次循环水管上安装有与二次侧智能控制器相连的二次循环水温度传感器，二次循环回水管上安装有与二次侧智能控制器相连的二次循环回水温度传感器和二次循环回水流量计，二次循环回水管与二次网循环泵连通，二次网循环泵通过变频器与二次侧智能控制器连接，室外温度测量仪与一、二次侧智能控制器相连。该系统用于热网换热站自动控制。
【专利说明】
热网换热站自动控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于热力工程自动化技术领域，具体是一种热网换热站自动控制系 统。
【背景技术】
[0002] 通常规划热力系统时，总是由供热面积决定建设热源和热网规模。即W将要供热 面积为依据，采用理论计算方法确定热源输出热量总值，同时为了将该热量总值输送给受 热用户，又要合理设计出输送热量的热网规模。该热网需分成N个换热站，将热源总热量合 理、高效、平衡地输送给受热用户，该热量输送环节的重点问题是热量平衡输送。在热源总 热量确定之后，对受热用户的总供热量是一个定量，运个定量也是被分配到N个换热站热量 的总和，尽管每个换热站接受的热量不一定相同，但总和是运个定量。若发生供热不平衡， 在两个或多个楼群相距不远的状况下，会发生受热不均现象，严重状况会有相邻两栋楼热 者开窗户，冷者溫度低于15度情况发生。因此，需要亟待解决一网多站热力输送不平衡问 题。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了解决一网多站热力输送不平衡问题，提供一种热网换热 站自动控制系统。
[0004] 实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0005] 热网换热站自动控制系统，包括热网首站、换热器一次侧、换热器二次侧、室外溫 度测量仪及换热器本体，所述的换热器一次侧包括一次侧智能控制器、一根一次循环水管、 一根一次循环回水管、一台一次循环水流量计、一台一次循环水流量调节阀、一个一次循环 水溫度传感器及一个一次循环回水溫度传感器；
[0006] 所述的换热器二次侧包括二次侧智能控制器、一根二次循环水管、一根二次循环 回水管、一台二次循环回水流量计、一台二次网循环累、一台变频器、一个二次循环水溫度 传感器及一个二次循环回水溫度传感器；
[0007] 所述的换热器本体对应一根一次循环水管、一根一次循环回水管、一根二次循环 水管及一根二次循环回水管，与所述的换热器本体对应设置的一次循环水管的出水端及一 次循环回水管的进水端均设置在换热器本体内，且该一次循环水管的出水端与该一次循环 回水管的进水端相连通，一次循环水管的进水端与热网首站相对应的出水端相连通，一次 循环回水管的出水端与热网首站相对应的进水端相连通，一次循环水管上由进水端向出水 端方向依次安装有一次循环水流量计、一次循环水溫度传感器和一次循环水流量调节阀， 所述一次循环水流量计的输出端与一次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相 连，所述的一次循环水溫度传感器的输出端与一次侧智能控制器的多个输入端口的其中一 个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀的输入端与一次侧智能控制器的多个输出端口 的其中一个端口相连，所述的一次循环回水溫度传感器的输出端与一次侧智能控制器的多 个输入端口的其中一个端口相连；
[0008] 与所述的换热器本体对应设置的二次循环水管的进水端及二次循环回水管的出 水端均设置在换热器本体内，且该二次循环水管的进水端与该二次循环回水管的出水端相 连通，二次循环水管上安装有二次循环水溫度传感器，二次循环回水管上安装有二次循环 回水溫度传感器和二次循环回水流量计，所述的二次循环水溫度传感器的输出端与二次侧 智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的二次循环回水溫度传感器的输出 端与二次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水流量计的输出 端与二次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水管的进水端与 二次网循环累相连通，所述的二次网循环累与变频器连接，所述的变频器与二次侧智能控 制器连接，所述的室外溫度测量仪的输出端分别与一次侧智能控制器和二次侧智能控制器 的室外溫度测量输入端口相连。
[0009] 本实用新型相对于现有技术的有益效果是：
[0010] 1、本实用新型结构简单，控制方便，通过对换热站换热器一、二次侧热工参数自动 控制，可建设无人值守换热站。
[0011] 2、本实用新型可使二次热网输出功率变化，在有扰动情况下，通过一次侧热网引 入to改变一次侧输出功率，达到对二次侧热网所需输出功率自动跟踪调整的效果，从而解 决了一网多站热力输送不平衡的问题，并节约了运行成本。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的热网换热站自动控制系统的结构示意图；
[0013] 图2是现有热网换热站控制系统的结构示意图。
[0014] 图中：热网首站1、换热器一次侧2、换热器二次侧3、室外溫度测量仪4、换热器本体 5,一次侧智能控制器6、一次循环水管7、一次循环回水管8、一次循环水流量计9、一次循环 水流量调节阀10、一次循环水溫度传感器11、一次循环回水溫度传感器12、二次侧智能控制 器13、二次循环水管14、二次循环回水管15、二次循环回水流量计16、二次网循环累17、变频 器18、二次循环水溫度传感器19、二次循环回水溫度传感器20。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0015] 一：如图1所示，本实施方式记载了一种热网换热站自动控制系统， 包括热网首站1、换热器一次侧2、换热器二次侧3、室外溫度测量仪4及换热器本体5,所述的 换热器一次侧2包括一次侧智能控制器6、一根一次循环水管7、一根一次循环回水管8、一台 一次循环水流量计9、一台一次循环水流量调节阀10、一个一次循环水溫度传感器11及一个 一次循环回水溫度传感器12;
[0016] 所述的换热器二次侧3包括二次侧智能控制器13、一根二次循环水管14、一根二次 循环回水管15、一台二次循环回水流量计16、一台二次网循环累17、一台变频器18、一个二 次循环水溫度传感器19及一个二次循环回水溫度传感器20;
[0017] -台所述的换热器本体5对应一根一次循环水管7、一根一次循环回水管8、一根二 次循环水管14及一根二次循环回水管15,与所述的换热器本体5对应设置的一次循环水管7 的出水端及一次循环回水管8的进水端均设置在换热器本体5内，且该一次循环水管7的出 水端与该一次循环回水管8的进水端相连通，一次循环水管7的进水端与热网首站I相对应 的出水端相连通，一次循环回水管8的出水端与热网首站1相对应的进水端相连通，一次循 环水管7上由进水端向出水端方向依次安装有一次循环水流量计9、一次循环水溫度传感器 11和一次循环水流量调节阀10,所述一次循环水流量计9的输出端与一次侧智能控制器6的 多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水溫度传感器11的输出端与一次侧智 能控制器6的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀10的输入 端与一次侧智能控制器6的多个输出端口的其中一个端口相连，所述的一次循环回水溫度 传感器12的输出端与一次侧智能控制器6的多个输入端口的其中一个端口相连；
[0018] 与所述的换热器本体5对应设置的二次循环水管14的进水端及二次循环回水管15 的出水端均设置在换热器本体5内，且该二次循环水管14的进水端与该二次循环回水管15 的出水端相连通，二次循环水管14上安装有二次循环水溫度传感器19,二次循环回水管15 上安装有二次循环回水溫度传感器20和二次循环回水流量计16,所述的二次循环水溫度传 感器19的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的二次 循环回水溫度传感器20的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个端口 相连，二次循环回水流量计16的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个 端口相连，二次循环回水管15的进水端与二次网循环累17相连通，所述的二次网循环累17 与变频器18连接，所述的变频器18与二次侧智能控制器13连接，所述的室外溫度测量仪4的 输出端分别与一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13的室外溫度测量输入端口相连。
【具体实施方式】 [0019] 二：如图1所示，一所述的热网换热站自动控制系统， 所述的一次循环水流量调节阀10为电动调节阀。
[0020] 本热网由N个换热站构成，我们在此仅选一个换热站，并且运个换热站仅由单台换 热器本体5组成。N个换热站选用N台换热器本体5。
[0021] 图2描述了现有热网首站1通过换热站输出热量的基本关系，描述方法是在N个换 热站中取其一。设该换热站由单台换热器本体5构成。
[0022] 从换热站的换热器本体5-次侧控制看出：由理论计算得出换热站换热器一次侧2 应输出功率Wl, W输出功率Wl为目标函数。
[0023]
[0024] 在（1)式中dt为时同，Tl、T2分别为一次循环水溫度和一次循环回水溫度，Qi为N 个换热站之一的流量。
[0025] 当（T1-T2)确定后，通过调整一次循环水流量调节阀10开度，间接调整化，使输出 功率达到Wl。
[00%] 从换热站换热器二次侧3可W看出：同换热器一次侧2相同，可通过理论计算出Wl, 换热器二次侧3通过室外溫度测量仪4输入了室外溫度值，由室外溫度变化引发换热器二次 侦杉需要调整的热量Wr,才能维持当室外溫度变化而室内溫度保持恒定。此时令换热器二次 侦杉的热功率为
[0027]
[00%]在(2)式中化为换热器二次侧被调整过程中的瞬时流量，T3、T4分别为换热器二次 循环水溫度和换热器二次循环回水溫度。
[0029] 目P :当室外溫度变化时，换热器二次侧3输出功率需要随之变化。
[0030] 对比关系式（1)、（2)，则发现式（1)比式(2)缺项Wr。运一结果表明，室外溫度测量 仪4测量值未输入到换热器一次侧2中，室外溫度变化对换热器一次侧2输出功率无影响。如 果室外溫度升溫，换热器一次侧2对换热器二次侧3供热是在过热状态下工作，属于浪费了 运行能源。如果室外溫度降溫，换热器一次侧2输出功率不变，则换热器二次侧3输出功率W出 不提高，换热器二次侧3输出热量不变，达不到受热用户调整室内溫度的目的。
[0031] 本实用新型的技术方案填补了上述现有控制系统的缺项，将室外溫度变化引入到 换热器一次侧2,用来调整换热器一次侧2输出功率。
[0032] 从图1中看出，室外溫度测量仪4的测量结果to已分别被输入到换热器一、二次侧 中。下面用to调整换热器一次侧2输出功率，叙述如下：
[0033] to在换热器一次侧2的调整作用：
[0034] 将换热器一次侧2参数化、T5、T6分别输入到一次侧智能控制器6,用来控制和调整 换热器一次循环水流量调节阀10的开度B，运时仅是一个基本量的调节。当室外溫度发生变 化时，to也跟着变。由于to输入到一次侧智能控制器6,当一次侧智能控制器6接收到to的变 化时，B值按一定规律跟着变。即一次循环水流量调节阀10的开度在基本量上发生变化，运 时换热器一次侧2输出功率也发生变化，即换热器一次侧2达到引入to后改变输出功率目 的。
[0035] 其中，Qh为换热器一次侧调整输出过程中的瞬时流量，T5、T6分别为换热器一次循 环水溫度和换热器一次循环回水溫度。
[0036] 从图1看出：设置一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13。同时将室外溫度变 化to分别引入一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13,通过一次侧智能控制器6和二次 侧智能控制器13分别控制由to引发的一、二次侧输出功率的变化，达到换热器一次侧2和换 热器二次侧3输出功率同时因引入to而随to变化而变化，实现了随动跟踪控制结果。
[0037] 虽然本实用新型已W较佳实例披露如上，然而并非用W限定本实用新型的，本领 域技术人员还可W在本实用新型精神内做其他变化，W及应用到本实用新型未提及的领域 中，当然，运些依据本实用新型精神所做的变化都应包含在本实用新型所要求保护的范围 内。
【主权项】
1. 一种热网换热站自动控制系统，包括热网首站（I)、换热器一次侧(2)、换热器二次侧 (3)、室外温度测量仪(4)及换热器本体(5)，所述的换热器一次侧(2)包括一次侧智能控制 器(6)、一根一次循环水管(7)、一根一次循环回水管(8)、一台一次循环水流量计(9)、一台 一次循环水流量调节阀（10)、一个一次循环水温度传感器（11)及一个一次循环回水温度传 感器（12); 所述的换热器二次侧(3)包括二次侧智能控制器(13)、一根二次循环水管（14)、一根二 次循环回水管（15)、一台二次循环回水流量计（16)、一台二次网循环栗（17)、一台变频器 (18)、一个二次循环水温度传感器(19)及一个二次循环回水温度传感器(20); 其特征在于：一台所述的换热器本体(5)对应一根一次循环水管(7)、一根一次循环回 水管(8)、一根二次循环水管（14)及一根二次循环回水管（15)，与所述的换热器本体(5)对 应设置的一次循环水管(7)的出水端及一次循环回水管(8)的进水端均设置在换热器本体 (5)内，且该一次循环水管(7)的出水端与该一次循环回水管(8)的进水端相连通，一次循环 水管(7)的进水端与热网首站（1)相对应的出水端相连通，一次循环回水管(8)的出水端与 热网首站（1)相对应的进水端相连通，一次循环水管(7)上由进水端向出水端方向依次安装 有一次循环水流量计(9)、一次循环水温度传感器(11)和一次循环水流量调节阀（10)，所述 一次循环水流量计(9)的输出端与一次侧智能控制器(6)的多个输入端口的其中一个端口 相连，所述的一次循环水温度传感器（11)的输出端与一次侧智能控制器(6)的多个输入端 口的其中一个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀（10)的输入端与一次侧智能控制器 (6 )的多个输出端口的其中一个端口相连，所述的一次循环回水温度传感器（12 )的输出端 与一次侧智能控制器(6)的多个输入端口的其中一个端口相连； 与所述的换热器本体（5)对应设置的二次循环水管（14)的进水端及二次循环回水管 (15)的出水端均设置在换热器本体(5)内，且该二次循环水管（14)的进水端与该二次循环 回水管（15)的出水端相连通，二次循环水管（14)上安装有二次循环水温度传感器（19)，二 次循环回水管（15)上安装有二次循环回水温度传感器(20)和二次循环回水流量计（16)，所 述的二次循环水温度传感器（19)的输出端与二次侧智能控制器（13)的多个输入端口的其 中一个端口相连，所述的二次循环回水温度传感器(20)的输出端与二次侧智能控制器(13) 的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水流量计（16)的输出端与二次侧智能控 制器(13)的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水管（15)的进水端与二次网循 环栗17相连通，所述的二次网循环栗（17)与变频器（18)连接，所述的变频器（18)与二次侧 智能控制器(13)连接，所述的室外温度测量仪(4)的输出端分别与一次侧智能控制器(6)和 二次侧智能控制器(13)的室外温度测量输入端口相连。2. 根据权利要求1所述的热网换热站自动控制系统，其特征在于:所述的一次循环水流 量调节阀（10 )为电动调节阀。
【文档编号】F24D19/10GK205536122SQ201620309315
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】马宏
【申请人】哈尔滨市现代控制工程研究所, 马宏