本实用新型涉及一种集中供暖循环水热能供给量自动调节系统。
背景技术：
目前，北方城市居民冬季取暖普遍采用燃煤集中供暖方式，集中供暖质量的好坏直接影响到居民的生活质量，冬季室内最佳温度为22°-24°之间，温度偏低使人感觉冷，不舒适，对于体弱者容易诱发感冒，温度偏高会使室内空气过于燥热，同样感觉到不舒适，同时还会对能源造成极大的浪费，增加废气及粉尘排放量，容易形成雾霾天气，对空气环境造成不必要的污染，由于供暖管网具有反应温度纯滞后的特点，无法进行精准的室温闭环负反馈式调节方案，目前通过控制循环水流量的方式调节供热区域内居民室内温度，通过预先调整阀门开度，使各支路基本达到设计流量的要求，基本上调整好的循环水流量是固定的，由于存在供暖季室外温度不恒定（冬季最冷和最热时相差20°左右）、循环水温度及压力不稳定、管网内阻力变化（如住户暖气阀门的开闭）及昼夜温差等干扰因素的影响，室内温度也会或高或低，因采用人工操作控制阀门开度的方式，存在调控不及时、不准确等人为因素，对供暖质量及能源消耗造成一定影响。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种集中供暖循环水热能供给量自动调节系统，它具有自动化程度高、温度控制精准、节能环保等特点。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种集中供暖循环水热能供给量自动调节系统，包括用于计算供热所需负荷量的热能给定值模拟信号产生单元、用于产生循环水热能供给量调节信号的PID调节器QC、用于计量循环水所释放热能的循环水热能表Q和循环水热能供给量调节装置；热能给定值模拟信号产生单元包括室外环境温度传感器TT，室外环境温度传感器TT的输出信号传送至产生热能给定值模拟信号的P调节器TC的给定值信号输入端，P调节器TC的调节信号传送至PID调节器QC的给定值输入端；PID调节器QC的测量信号输入端接受循环水热能表Q的测量输出信号，循环水热能表Q的流量传感器QF用于测量循环水流量，循环水热能表Q的进水温度传感器QT1用于测量循环水进水温度，循环水热能表Q的回水温度传感器QT2用于测量循环水回水温度；循环水热能PID调节器QC的调节信号控制循环水热能供给量调节装置。
本实用新型进一步改进在于：
循环水热能表Q的流量传感器QF安装于循环水进水管道。
室外环境温度传感器TT为PT100铂电阻一体化温度变送器。
循环水热能供给量调节装置为流量特性为直线型的调节阀QV。
技术原理：
冬季小区集中供暖的目的是使供暖用户室内达到适宜温度，按照传统的调节理论，将室温作为调节参数，循环水流量作为被调参数的调节系统是不能满足调节要求的，因为调节通道容量滞后（时间常数）太大，超过二十分钟，当调节器检测出室温偏离给定值时，发出循环水流量控制信号，去调节室温，由于供暖管路较长及温度反应滞后等原因，该循环水调节量需要二十多分钟（例如管网中段及末段）才能使室温达到对应值，但调节器在该段时间因偏差不能及时修正而一直在增大调节信号，直至调节信号处于极限状态），这是集中供暖管网采用调平衡（固定各支路循环水流量）这种粗放式调节的原因。
从自控理论上分析，调节系统的作用其实就是通过调节操纵变量来克服干扰量以达到动态平衡的过程，室温保持给定（设定）值的条件是：室温在给定值时，暖气所散发的热能与住户室内向室外由于温差所释放的热能相平衡，住户的房屋结构及材质以及室外空气是不变的（热传导系数不变），因此，在一定室温下，室内向室外所释放的热能与室内外温差正相关，且基本为线性关系，因此，通过室外环境温度传感器TT对室外环境进行测温，并通过P调节器TC对室外温度进行一个比值运算，只要比值系数选择合适，基本可以模拟出在该室外环境温度下，室内温度在给定值时所要向室外传导的热能（虽运算出的不是热能值，但是它是与热能值有关的仪表信号量），通过热能表计算出循环水向小区住户所释放的热能，将调节参数由循环水流量改为循环水所释放的热能，克服了循环水温度变化、压力变化及供暖管路阻力变化带来的干扰，使循环水向用户室内所供热能抵消掉在给定室温下室内向室外所传导的热能，使二者之间达到动态平衡，则可使室内温度保持在给定值。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本实用新型根据室外环境温度，将供暖住户达到最佳温度所需热能定量的计算出来，并计算循环水所释放的热能，通过调节循环水热能供给量调节装置将所需热能通过控制循环水流量定量输送至小区住户，科学地避开了由于供暖管网室内温度反应滞后时间较长，无法将室温作为调节参数形成闭环调节系统这一弊端，同时将调节参数由循环水流量改为循环水所释放的热能，克服了循环水温度变化、压力变化及供暖管路阻力变化带来的干扰，以实现对室温进行精准及时控制，具有自动化程度高、温度控制精准、节能环保等特点。
附图说明
图1是本实用新型的控制方框图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
由图1所示的实施例可知，本实施例包括用于计算供热所需负荷量的热能给定值模拟信号产生单元、用于产生循环水热能供给量调节信号的PID调节器QC（型号XMPA-9000智能PID调节器）、用于计量循环水所释放热能的循环水热能表Q（型号TY-2000F）和循环水热能供给量调节装置；热能给定值模拟信号产生单元包括室外环境温度传感器TT，室外环境温度传感器TT的输出信号传送至产生热能给定值模拟信号的P调节器TC（可选用PID调节器只用其中的比例调节功能，型号XMPA-9000智能PID调节器）的给定值信号输入端，P调节器TC的调节信号传送至PID调节器QC的给定值输入端；PID调节器QC的测量信号输入端接受循环水热能表Q的测量输出信号，循环水热能表Q的流量传感器QF用于测量循环水流量，循环水热能表Q的进水温度传感器QT1用于测量循环水进水温度，循环水热能表Q的回水温度传感器QT2用于测量循环水回水温度；循环水热能PID调节器QC的调节信号控制循环水热能供给量调节装置。
循环水热能表Q的流量传感器QF安装于循环水进水管道。
室外环境温度传感器TT为PT100铂电阻一体化温度变送器。
循环水热能供给量调节装置为流量特性为直线型的调节阀QV。
循环水热能供给量调节装置还可以为控制循环水动力泵转速的变频器。
工作原理：
用于计算供热所需负荷量的热能给定值模拟信号产生单元通过室外环境温度传感器TT，将设定量程范围为-20°～+15°的室外环境温度转换成4mA～20mA电流信号，该信号通过P调节器TC的比例运算计算出室内温度在给定值时所要向室外传导的热能，将该信号送至用于产生循环水热能供给量调节信号的PID调节器QC的给定值输入端作为PID调节器的给定信号，循环水热能表Q对循环水输出热能进行实时检，将测量信号输送至PID调节器QC的测量信号输入端，PID调节器将二者的偏差值进行PID运算输出4mA～20mA调节信号控制调节阀QV动作，使循环水输出热能等于室内温度在给定值时所要向室外传导的热能，以达到动态平衡，使室温保持在给定值，由于操纵变量由之前的流量参数调节改为热能参数调节，克服了循环水温度变化、压力变化所带来的干扰，调节精准及时。