一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统的制作方法

本实用新型涉及供暖系统领域，更具体地说是一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统。

背景技术：

相对于小型燃煤锅炉来说，大容量燃煤锅炉具有更高的热利用效率，除尘净化设备相对齐全、管理较规范，从经济性和环保上更好，而小型燃煤锅炉热效率较低、除尘净化设施配套不全、煤堆场和灰渣场占地较多、分散污染较为严重，因此，在过去天然气短缺年代，以煤炭为燃料的热电联产、集中供热是我国北方各地发展热力供应的主流模式，即建设一座集中燃煤锅炉房，通过一次管网将中高温热水送往各个区域的换热站，再由换热站换热加热二次管网的热水，二次网热水送往末端用户，一次网热水则从换热站回到集中锅炉房重新加热。该模式也存在造价高、一次性投资大、施工难度高、管网热损失大、自动化控制程度低、冷热不均、热量浪费大等缺点。

经济发展带来能源消耗的增加，环境污染日趋严峻，而燃烧煤炭是大气污染物的主要来源之一，近年来国家严格限制燃煤锅炉的使用，提高了燃煤设备的环保排放标准。在雾霾天气愈来愈严重的情况下，各地陆续采用天然气清洁能源取代燃煤锅炉供暖。但许多煤改燃供热项目仍然沿用了传统燃煤锅炉集中供热方式，这种供热方式对于天然气供暖显然是不合时宜的。

天然气主要成分为甲烷，无毒、易散发，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，比重小于空气，不宜积聚成爆炸性气体，作为一种清洁能源，无二氧化硫和粉尘排放量，二氧化碳和氮氧化合物排放量分别只有燃煤排放的60％、50％，能从根本上改善环境质量。与燃煤锅炉不同的是，天然气燃料通过管道输送，热值恒定，无论锅炉容量大小，都可以实现高度自动化运行，都可以获得很高的运行效率，都具有同样的环保效益。天然气中氢原子数量多，每立方米天然气燃烧生成的水蒸汽达到1.5千克，通过烟气冷凝方式，将烟气温度降到露点温度以下，可以将其中部分水蒸汽变为水，同时释放出大量的气化潜热，因此天然气锅炉的理论热效率相对于低位发热值来说，可以达到111％。而传统的集中燃气锅炉房中高温热水输送，使用的供回水工艺温度通常是115/70℃或130/70℃，由于回水温度 高于天然气烟气的露点温度，使得其水蒸汽热量难以冷凝回收，热效率难以突破95％，因此无论从造价、能耗还是供暖质量等角度，燃气供暖系统需要根据天然气燃料独有的特性进行变革。

此外，采暖节能的重要环节在于运行管理，粗放的经验式管理一方面造成室内超温浪费能源、另一方面经常出现部分建筑供暖室温不达标，影响了人们的居住生活，在控制元件质量越来越可靠、控制手段越来越丰富、信息传输越来越方便的情况下，借助现代科技进行精准的供热自动化控制，将使供暖质量得到有效保证，采暖能耗下降30％以上，供暖更节能、更环保，并大大降低管理工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了弥补现有燃气供暖系统造价高、管网热损耗多、供热质量差、自动化程度低、运行能耗高等缺陷，提供一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，包括中央远程控制中心、区域中央控制站、供热子站控制站以及末端PLC控制站，其特征在于：所述的中央远程控制中心和区域中央控制站通过互联网连接，区域中央控制站和供热子站控制站通过以太网连接，供热子站控制站和末端PLC控制站通过以太网连接；所述的供热子站控制站包括PLC控制站、燃气热水机组、板式换热器、供水箱、回水箱，燃气热水机组上安装有燃烧器，燃烧器上连接有燃气管道，燃气热水机组上连接有外部自来水管，外部自来水管上安装有水处理装置，燃气热水机组上安装有出水管，出水管的另一端穿过板式换热器安装有供水箱，供水箱上安装有供水管，出水管在热气热水机组和板式换热器之间位置安装有一次侧环热泵，供水箱通过管道连接有软水箱，软水箱和外部自来水管连接，软水箱通过管道连接有定压补水系统，定压补水系统通过管道和回水箱连接，回水箱上安装有回水管，回水箱通过管道安装有热水循环泵，热水循环泵通过管道和燃气热水机组连接，热水循环泵和燃气热水机组之间的管道穿过板式换热器。

所述的一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，其特征在于：所述的中央远程控制中心包括数据存储器、服务器和操作站。

所述的一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，其特征在 于：所述的区域中央控制站安装有工业计算机。

所述的一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，其特征在于：所述的供水管和所述的回水管连接至单栋建筑或建筑群，供水管上安装有两个手动蝶阀，两个手动蝶阀之间安装有热量计，回水管上安装有两个手动蝶阀，两个手动蝶阀之间安装有电动阀门，单栋建筑或建筑群内安装有室内温度传感器，室内温度传感器、热量计以及电动阀门都和末端PLC控制站信号连接。

所述的一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，其特征在于：所述的燃气热水机组内部设置有炉膛燃烧室，炉膛燃烧室上部设置有螺纹管，螺纹管的上部设置有内翅管片，燃气热水机组的右侧安装有烟气冷凝回收装置，燃气热水机组在烟气冷凝回收装置上部位置安装有后烟箱。

本实用新型的优点在于：

本实用新型根据特定用户或区块的状况，经计算机软件模型计算分析后分布式设立燃气供热站，达到造价与运行的经济性；以具有第四回程垂直方向的逆流换热、烟气在管内流动、螺纹/内翅片型式的强化传热措施的烟气冷凝式四回程常压燃气热水机组作为核心热能设备；以热水机组常压运行，采暖外网闭式运行，通过板式换热器进行热交换的工艺流程，保证热能设备的长期运行效率的同时、保障外网可靠水力平衡；以室外温度动态调整供热温度、以供热动态水温对燃气机组燃烧负荷进行PID调节，以室内温度动态调整楼栋采暖管道入口电动阀门的开启度，保证室内温度满足需要，并达到节能运行的目标。根据供回水恒压差变频方式控制采暖循环泵的转速、以回水压力变频控制定压泵的转速，减少系统运行电力消耗。建设中央远程控制中心+区域中央控制站+供热子站控制站+末端PLC控制站的四级控制架构，进行网络通讯和数据储存，实现运行的自动化、智能化和远程监控，提高系统运行的保障能力、减少管理工作量，减少采暖供暖能耗。

本实用新型能大范围在线监督分布式采暖系统的运行状态、运行能耗，进行远程维护，采用精准的节能控制策略，在保证供热质量的前提下，从造价、运行能耗、理工作量等方面满足经济性的要求，具有显著的节能环保的效益。

附图说明

图1为本实用新型分布式燃气热水采暖远程自动化监控系统架构框图。

图2为本实用新型供热子站系统原理图。

图3为本实用新型PID燃气热水机组结构图。

图4为本实用新型末端PLC控制站控制原理图。

具体实施方式

参见附图，一种基于PID调节和远程控制的分布式燃气热水采暖系统，包括中央远程控制中心1、区域中央控制站2、供热子站控制站3以及末端PLC控制站4，所述的中央远程控制中心1和区域中央控制站2通过互联网连接，区域中央控制站3和供热子站控制站4通过以太网连接，供热子站控制站4和末端PLC控制站4通过以太网连接；所述的中央远程控制中心1包括数据存储器5、服务器6和操作站7；所述的区域中央控制站2安装有工业计算机8；所述的供热子站控制站3包括PLC控制站9、燃气热水机组10、板式换热器11、供水箱12、回水箱13，燃气热水机组10上安装有燃烧器14，燃烧器14上连接有燃气管道15，燃气热水机组10上连接有外部自来水管16，外部自来水管16上安装有水处理装置17，燃气热水机组10上安装有出水管18，出水管18的另一端穿过板式换热器11安装有供水箱12，供水箱12上安装有供水管19，出水管18在热气热水机组10和板式换热器11之间位置安装有一次侧环热泵20，供水箱12通过管道连接有软水箱21，软水箱21和外部自来水管16连接，软水箱21通过管道连接有定压补水系统22，定压补水系统22通过管道和回水箱13连接，回水箱13上安装有回水管23，回水箱12通过管道安装有热水循环泵24，热水循环泵24通过管道和燃气热水机组10连接，热水循环泵24和燃气热水机组10之间的管道穿过板式换热器11；供水管19和回水管23连接至单栋建筑或建筑群25，供水管19上安装有两个手动蝶阀26，两个手动蝶阀26之间安装有热量计27，回水管23上安装有两个手动蝶阀26，两个手动蝶阀26之间安装有电动阀门28，单栋建筑或建筑群25内安装有室内温度传感器29，室内温度传感器29、热量计27以及电动阀门28都和末端PLC控制站4信号连接；所述的燃气热水机组10内部设置有炉膛燃烧室30，炉膛燃烧室30上部设置有螺纹管31，螺纹管31的上部设置有内翅管片32，燃气热水机组10的右侧安装有烟气冷凝回收装置33，燃气热水机组10在烟气冷凝回收装置33上部位置安装有后烟箱34。