专利名称：二次供热管网温差式流量控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及供热管网控制系统和方法，特别涉及一种二次供热管网温差式流量控 制系统及其控制方法。
背景技术：
传统的供热管网的间供二次循环泵控制系统，对二次循环泵的选型是按照设计负 荷进行的，由于在实际运行时，能够达到设计负荷的运行时间很短，大多数时间都处于小于 设计负荷的运行状态。目前，由于无法对水泵的输出功率进行调节，所以在一个供暖季中大 约有70%的时间都处于浪费能源的运行状态。特别是对分户计量的用户，由于用户性质不 同，用热需求也不同，造成95%的时间实际负荷都处于小于设计负荷状态，能量浪费十分严 重。与此同时，在用户主动开闭分户计量的控制阀门，供热系统的稳定性也将受到威胁，压 力变化频繁，这时，在系统中采用人为调节无法满足系统变化的要求，造成了安全的隐患。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种在分户计量的供热管网中，随系统压力 和温度可以实时自动进行调节，保持压力稳定，保障系统合理安全运行，实现节能降耗的二 次供热管网温差式流量控制系统及其控制方法。为达到上述目的，本发明提供的二次供热管网温差式流量控制系统，包括安装在 供热管网中的二次循环泵、二次回水压力传感器和二次供回水温度采集器，以及控制器，还 包括室外温度采集器和变频器，所述室外温度采集器、二次回水压力传感器、二次供水温度 采集器、二次回水温度采集器、变频器分别与所述控制器相连，所述变频器与所述二次循环 泵相连，所述控制器采集室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数，并将采集的 室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数分别与各自的设定值相比较后，将相应 的变频调节信号输出至所述变频器，由所述变频器对所述二次循环泵进行变频调节。本发明二次供热管网温差式流量控制系统，其中所述控制器包括主控制模块、设 备控制模块、数据处理模块和通讯模块，所述主控制模块通过通讯模块与所述设备控制模 块和数据处理模块分别相连，所述主控制模块、设备控制模块和数据处理模块分别与所述 变频器相连。本发明二次供热管网温差式流量控制系统，其中所述数据处理模块与所述室外温 度采集器、二次回水压力传感器、二次供水温度采集器和二次回水温度采集器分别相连。为达到上述目的，本发明提供的一种采用所述温差式流量控制系统的控制方法， 执行如下步骤(1)系统上电，主控制模块检测主控制模块与设备控制模块以及数据处理模块的 通讯是否正常，如不正常则报警故障；如正常，执行下一步；(2)主控制模块检测设备控制模块和数据处理模块所接的测点是否正常，如不正 常则报警故障；如正常，执行下一步；
(3)主控制模块读取室外温度采集器、二次回水压力传感器、二次供水温度采集器 和二次回水温度采集器数据，并实时显示数据；(4)主控制模块判断回水压力传感器数值是否在预定范围，如在预定范围，执行第 (5)步；如不在，则由回水压力传感器的数值作为控制信号来控制变频器的运行频率；(5)主控制模块实时读取回水压力传感器数值与预定范围做比较，当回水压力传 感器数值保持在预定范围内一段时间后，切换为以供水温度采集器与回水温度采集器的差 值作为控制信号来控制变频器的运行频率；(6)主控制模块实时检测回水压力采集器的数值，如变频器的调整引起回水压力 采集器的数值超出预定范围，则以回水压力采集器的数值重新作为控制信号控制变频器的 运行；如未超出预定范围，执行下一步；(7)在温差信号控制下系统运行稳定后，投入气候补偿曲线，系统根据室外温度变 化实时调整温差设定，从而调节循环泵的运行；(8)系统保持运行，直到供热管网二次循环泵停止运行。本发明二次供热管网温差式流量控制系统及其控制方法的优点和积极效果在于 由于在原有二次回水压力传感器、二次供水温度采集器和二次回水温度采集器和控制器构 成的控制系统中设置了室外温度采集器和变频器，构成了新的、能够依据分户计量用户、普 通用户用热需求及室外温度实时调整循环泵运行参数的控制系统，通过对室外温度、回水 压力和供、回水温度的采集和分析，确定合理的运行压力和运行温差，从而通过调整循环泵 运行频率，保障系统压力稳定，同时，节约了电能消耗。其运行模式特别适合于分户计量模 式等用户用热需求变化频繁的系统。下面将结合实施例参照附图进行详细说明。
图1是本发明二次供热管网温差式流量控制系统的方框图；图2是本发明二次供热管网温差式流量控制系统中信号采集的示意图；图3是本发明二次供热管网温差式流量控制系统中控制器的结构示意图。
具体实施例方式参照图1，本发明提供的二次供热管网温差式流量控制系统，包括安装在供热管网 中的二次循环泵B、二次回水压力传感器和二次供回水温度采集器，以及控制器C，还包括 室外温度采集器TA3和变频器AV。室外温度采集器TA3、二次回水压力传感器PA1、二次供 水温度采集器TA1、二次回水温度采集器TA2、变频器AV分别与控制器C相连，变频器AV与 二次循环泵B相连，控制器C采集室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数，并将 采集室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数分别与各自的设定值相比较后，将 相应的变频调节信号输出至所述变频器AV，由变频器AV对二次循环泵B进行变频调节。在本发明二次供热管网温差式流量控制系统的实施例中，结合图2和图3，控制器 C包括主控制模块MC、设备控制模块EC、数据处理模块DAU和通讯模块CC.主控制模块MC 通过通讯模块CC与设备控制模块EC和数据处理模块DAU分别相连，主控制模块MC、设备 控制模块EC和数据处理模块DAU分别与变频器AV相连。其中数据处理模块DAU与室外温度采集器TA3、二次回水压力传感器PA1、二次供水温度采集器TAl和二次回水温度采集器 TA2分别相连。下面说明本发明二次供热管网温差式流量控制系统的工作过程。本发明二次供热管网温差式流量控制系统上电后，主控制模块MC首先检测主控 制模块MC与设备控制模块EC以及数据处理模块DAU的通讯是否正常，如不正常则报警故 障。如正常，则检测设备控制模块EC和数据处理模块DAU所接的测点是否正常，如不正常 则报警故障。如正常，主控制模块MC则读取相应数据，并由主控制模块MC显示实时数据。随后主控制模块MC首先判断回水压力传感器PAl数值是否在预定范围，如不在， 则由回水压力传感器PAl的数值作为控制信号来控制变频器AV的运行频率，并实时读取回 水压力传感器PAl数值与预定范围做比较，当回水压力传感器PAl数值保持在预定范围内 一段时间后，切换为以供水温度采集器TAl与回水温度采集器TA2的差值作为控制信号来 控制变频器AV的运行频率，同时检测供水温度采集器TAl的数值，如变频器AV的调整引起 供水温度采集器TAl的数值超出预定范围，则以供水温度采集器TAl的数值重新作为控制 信号控制变频器AV的运行。在运行中，主控制模块MC实时检测室外温度采集器TA3的数值，在主控制模块MC 里预置有气候补偿曲线，该补偿曲线可以跟踪室外温度采集器TA3并自动调整。在温差信 号控制下系统运行稳定后，投入气候补偿曲线，系统根据室外温度变化实时调整温差设定， 从而调节循环泵B的运行。本发明提供的二次供热管网温差式流量控制系统的控制方法，执行如下步骤(1)系统上电，主控制模块MC检测主控制模块MC与设备控制模块EC以及数据处 理模块DAU的通讯是否正常，如不正常则报警故障；如正常，执行下一步；(2)主控制模块MC检测设备控制模块EC和数据处理模块DAU所接的测点是否正 常，如不正常则报警故障；如正常，执行下一步；(3)主控制模块MC读取室外温度采集器TA3、二次回水压力传感器PA1、二次供水 温度采集器TAl和二次回水温度采集器TA2数据，并实时显示数据；(4)主控制模块MC判断回水压力传感器PAl数值是否在预定范围，如在预定范围， 执行第(5)步；如不在，则由回水压力传感器PAl的数值作为控制信号来控制变频器AV的 运行频率；(5)主控制模块MC实时读取回水压力传感器PAl数值与预定范围做比较，当回水 压力传感器PAl数值保持在预定范围内一段时间后，切换为以供水温度采集器TAl与回水 温度采集器TA2的差值作为控制信号来控制变频器AV的运行频率；(6)主控制模块MC实时检测回水压力采集器PAl的数值，如变频器AV的调整引起 回水压力采集器PAl的数值超出预定范围，则以回水压力采集器PAl的数值重新作为控制 信号控制变频器AV的运行；如未超出预定范围，执行下一步；(7)在温差信号控制下系统运行稳定后，投入气候补偿曲线，系统根据室外温度变 化实时调整温差设定，从而调节循环泵B的运行；(8)系统保持运行，直到供热管网二次循环泵停止运行。综合起来，本发明提供的二次供热管网温差式流量控制系统，实时通过压力采集 器实时监控系统压力变化做出调整，使系统压力稳定在系统能够安全运行的范围内。同时，通过室外温度采集器实时采集室外温度变化情况，并依据室外温度的数据调整回水压力采 集器的设定，使系统负荷与用户负荷需求相匹配。在此基础上，通过分析供回水温度采集器 传送过来的数据，确定水泵运行的合理频率，对发布调整指令，调整水泵运行频率，实现控 制功率输出，降低电耗的功能，从而达到节能、高质量的供暖运行。 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构 思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发 明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技 术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求
一种二次供热管网温差式流量控制系统，包括安装在供热管网中的二次循环泵(B)、二次回水压力传感器和二次供回水温度采集器，以及控制器(C)，其特征在于还包括室外温度采集器(TA3)和变频器(AV)，所述室外温度采集器(TA3)、二次回水压力传感器(PA1)、二次供水温度采集器(TA1)、二次回水温度采集器(TA2)、变频器(AV)分别与所述控制器(C)相连，所述变频器(AV)与所述二次循环泵(B)相连，所述控制器(C)采集室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数，并将采集的室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数分别与各自的设定值相比较后，将相应的变频调节信号输出至所述变频器(AV)，由所述变频器(AV)对所述二次循环泵(B)进行变频调节。
2.根据权利要求1所述的二次供热管网温差式流量控制系统，其特征在于其中所述 控制器(C)包括主控制模块(MC)、设备控制模块(EC)、数据处理模块(DAU)和通讯模块 (CC)，所述主控制模块(MC)通过通讯模块(CC)与所述设备控制模块(EC)和数据处理模块 (DAU)分别相连，所述主控制模块(MC)、设备控制模块(EC)和数据处理模块(DAU)分别与 所述变频器(AV)相连。
3.根据权利要求1或2所述的二次供热管网温差式流量控制系统，其特征在于其中 所述数据处理模块(DAU)与所述室外温度采集器(TA3)、二次回水压力传感器(PAl)、二次 供水温度采集器(TAl)和二次回水温度采集器(TA2)分别相连。
4.一种采用权利要求1或2或3所述温差式流量控制系统的控制方法，其特征在于 该方法执行如下步骤(1)系统上电，主控制模块(MC)检测主控制模块(MC)与设备控制模块(EC)以及数据 处理模块(DAU)的通讯是否正常，如不正常则报警故障；如正常，执行下一步；(2)主控制模块(MC)检测设备控制模块(EC)和数据处理模块(DAU)所接的测点是否 正常，如不正常则报警故障；如正常，执行下一步；(3)主控制模块(MC)读取室外温度采集器(TA3)、二次回水压力传感器(PAl)、二次供 水温度采集器(TAl)和二次回水温度采集器(TA2)数据，并实时显示数据；(4)主控制模块(MC)判断回水压力传感器(PAl)数值是否在预定范围，如在预定范 围，执行第(5)步；如不在，则由回水压力传感器(PAl)的数值作为控制信号来控制变频器 (AV)的运行频率；(5)主控制模块(MC)实时读取回水压力传感器(PAl)数值与预定范围做比较，当回水 压力传感器(PAl)数值保持在预定范围内一段时间后，切换为以供水温度采集器(TAl)与 回水温度采集器(TA2)的差值作为控制信号来控制变频器(AV)的运行频率；(6)主控制模块(MC)实时检测回水压力采集器PAl的数值，如变频器(AV)的调整引起 回水压力采集器(PAl)的数值超出预定范围，则以回水压力采集器(PAl)的数值重新作为 控制信号控制变频器(AV)的运行；如未超出预定范围，执行下一步；(7)在温差信号控制下系统运行稳定后，投入气候补偿曲线，系统根据室外温度变化实 时调整温差设定，从而调节循环泵(B)的运行；(8)系统保持运行，直到供热管网二次循环泵停止运行。
全文摘要
本发明二次供热管网温差式流量控制系统，包括室外温度采集器、二次回水压力传感器、二次供、回水温度采集器、变频器、二次循环泵和控制器。室外温度采集器、二次回水压力传感器、二次供水温度采集器、二次回水温度采集器、变频器分别与控制器相连，变频器与二次循环泵相连，控制器采集室外温度、二次回水压力和二次供、回水温度各参数，并将相应的变频调节信号输出至变频器，由变频器对二次循环泵进行变频调节。本发明同时提供了该系统的控制方法。其优点和积极效果在于能够依据分户计量用户、普通用户用热需求及室外温度实时调整循环泵运行参数，确定合理的运行压力和运行温差，通过调整循环泵运行频率，保障系统压力稳定和节约电能消耗。
文档编号F24D19/10GK101975418SQ201010560200
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者包英, 崔建华, 王守金, 赵长春 申请人:北京华通兴远供热节能技术有限公司