热网回水温度平衡系统的制作方法

本实用新型涉及供热节能技术领域，具体来说，涉及一种热网回水温度平衡系统。

背景技术：

以煤为主要燃料的集中供热是我国北方冬季取暖的主要形式，消耗能源的同时也加剧了环境污染，所以在供热行业进行节能减排，有良好的社会效益及经济效益。

集中供热近些年在我国发展很快，大量的新技术新产品在供热领域得到应用，能耗指标也在不断降低，但是和国外发达国家相比，还是有很大的差距。

集中供热一般分为热源、热力管网、热用户三部分，其中耗能主要在热用户端，而热用户端之所以能耗高，主要是由于供热管网水力工况不平衡，导致了用户室温的供热效果冷热不均，造成了能源的巨大浪费。供热管网水力工况不平衡的原因主要是在设计、施工、运行各环节的综合原因造成的。

目前主要是用纯人工的手段进行水力工况平衡调整，人工调整时，工人们首先测量待调整小区各模块的回水温度，用红外测温仪依次检测，由于不是实时检测，滞后性很大，测量管道内的水温，属于非接触测量，误差也偏大，测量完所有的回水温度后，求得平均值，把平均值作为小区各模块回水温度调整的目标值，根据偏差情况再人工去调整各模块的回水手动阀门，反复调整多次，直至小区各模块的回水温度都趋近于目标值，并在允许的误差范围内为止。

上述的水力工况平衡调整方法是应用最广泛的方法，但是效果一直不理想，主要是测量小区各模块的回水温度时的准确度及同步性不好。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种热网回水温度平衡系统，以解决现有技术中存在的上述不足。

为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

热网回水温度平衡系统，包括热网控制柜、热网自动调节阀和智能监控终端；

所述热网自动调节阀设于热网用户端楼栋的模块回水母管上，所述热网自动调节阀包括驱动器和设于所述驱动器下端的阀体，所述驱动器包括设于所述阀体内的阀芯以及用于调节所述阀芯开度的执行器，所述执行器包括数据采集模块，所述数据采集模块包括供水温度采集模块、回水温度采集模块、供水压力采集模块、回水压力采集模块、电池供电模块和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与智能监控终端相连；

所述热网控制柜包括柜体，所述柜体内设有两两相互连接的中央处理器、电源和触摸屏，所述中央处理器包括运算处理模块、通讯模块、存储模块、输入模块、输出模块和统计模块，所述输入模块分别与数据采集模块、存储模块和运算处理模块相连，所述通讯模块分别与运算处理模块、热网自动调节阀的无线信号收发模块和智能监控终端相连。

进一步的，所述执行器还包括显示模块、时钟控制模块和信号时间同步模块；

所述显示模块用于显示采集的环境温度、电池电量、万年历以及无线信号状态；

所述时钟控制模块用于基于所述万年历控制所述无线信号收发模块发射信号的时间和频率；

所述信号时间同步模块用于矫正所述万年历。

进一步的，所述执行器还包括与电池供电模块相连的定位模块。

进一步的，所述统计模块包括热能损耗统计模块、失水量统计模块和电能损耗统计模块。

进一步的，所述中央处理器还包括与通讯模块相连的故障报警模块，所述故障报警模块包括温度超限报警模块、压力超限报警模块、流量超限报警模块和防盗报警模块。

进一步的，所述柜体内还设有与通讯模块相连的签到设备。

进一步的，所述中央处理器还包括与输出模块、运算处理模块和通讯模块分别连接的联锁保护模块，所述联锁保护模块包括调节阀联锁保护模块、循环泵联锁保护模块和补水泵联锁保护模块；

所述调节阀联锁保护模块用于当一次网回水温度超过上限时、二次网供水温度超过上限时或者循环泵接收指令不运行时关闭热网自动调节阀；

所述循环泵联锁保护模块用于当二次网供水压力超过上限时或者二次网回水压力低于下限时关闭循环泵；

所述补水泵联锁保护模块用于当二次网回水压力超限时或者水箱液位超过下限时关闭补水泵。

进一步的，所述热网回水温度平衡系统还包括插接于热网管道的热网短管阀门组件，所述热网短管阀门组件包括阀门和与所述阀门两端相连的第一短管和第二短管，所述第一短管的管径和第二短管的管径均与阀门的口径相同，所述第一短管的管长为所述管径的十倍，所述第二短管的管长为所述管径的五倍。

进一步的，所述热网自动调节阀的阀体设有自锁装置。

进一步的，所述智能监控终端包括电脑、平板或手机。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种经济的、可移动重复使用的热网回水温度平衡系统，解决了热网用户端水力失衡引起的冷热不均现象，保证了供热品质的同时，又为热企节约了大量的供热成本，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型所述的热网回水温度平衡系统的结构示意图；

图2是本实用新型所述的热网自动调节阀的正面结构示意图；

图3是本实用新型所述的热网自动调节阀的侧面结构示意图；

图4是本实用新型所述的热网自动调节阀的驱动器的内部电路连接结构示意图；

图5是本实用新型所述的热网控制柜的结构示意图；

图6是本实用新型所述的热网控制柜的中央处理器的功能结构框图；

图7是本实用新型所述的热网短管阀门组件的结构示意图；

图8是本实用新型所述的热网短管阀门组件的使用状态结构示意图。

图中所示：

1-热网控制柜；2-热网自动调节阀；3-智能监控终端；4-驱动器；5-阀体；6-执行器；7-数据采集模块；8-供水温度采集模块；9-回水温度采集模块；10-供水压力采集模块；11-回水压力采集模块；12-电池供电模块；13-无线信号收发模块；14-柜体；15-中央处理器；16-电源；17-触摸屏；18-运算处理模块；19-通讯模块；20-存储模块；21-输入模块；22-输出模块；23-统计模块；24-显示模块；25-时钟控制模块；26-信号时间同步模块；27-热能损耗统计模块；28-失水量统计模块；29-电能损耗统计模块；30-故障报警模块；31-温度超限报警模块；32-压力超限报警模块；33-流量超限报警模块；34-防盗报警模块；35-签到设备；36-联锁保护模块；37-调节阀联锁保护模块；38-循环泵联锁保护模块；39-补水泵联锁保护模块；40-热网短管阀门组件；41-阀门；42-第一短管；43-第二短管；44-原供热管道；45-换热站；46-热网用户端楼栋；47-定位模块；48-隔离配电箱。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种热网回水温度平衡系统，包括热网控制柜1、热网自动调节阀2和智能监控终端3；所述热网自动调节阀2设于热网用户端楼栋46的模块回水母管上，如图2-4所示，所述热网自动调节阀2包括驱动器4和设于所述驱动器4下端的阀体5，所述驱动器4包括设于所述阀体5内的阀芯以及用于调节所述阀芯开度的执行器6，所述执行器6包括数据采集模块7，所述数据采集模块7包括供水温度采集模块8、回水温度采集模块9、供水压力采集模块10、回水压力采集模块11、电池供电模块12和无线信号收发模块13，所述无线信号收发模块13与智能监控终端3相连；

如图5-6所示，所述热网控制柜1包括柜体14，所述柜体14内设有两两相互连接的中央处理器15、电源16和触摸屏17，所述中央处理器包括运算处理模块18、通讯模块19、存储模块20、输入模块21、输出模块22和统计模块23，所述输入模块21分别与数据采集模块7、存储模块20和运算处理模块18相连，所述通讯模块19分别与运算处理模块18、热网自动调节阀2的无线信号收发模块13和智能监控终端3相连，所述统计模块23包括热能损耗统计模块27、失水量统计模块28和电能损耗统计模块29，所述中央处理器15还包括与通讯模块19相连的故障报警模块30，所述故障报警模块30包括温度超限报警模块31、压力超限报警模块32、流量超限报警模块33和防盗报警模块34，所述中央处理器15还包括与输出模块22、运算处理模块18和通讯模块19分别连接的联锁保护模块36，所述联锁保护模块36包括调节阀联锁保护模块37、循环泵联锁保护模块38和补水泵联锁保护模块39；所述调节阀联锁保护模块37用于当一次网回水温度超过上限时、二次网供水温度超过上限时或者循环泵接收指令不运行时关闭热网自动调节阀2；所述循环泵联锁保护模块38用于当二次网供水压力超过上限时或者二次网回水压力低于下限时关闭循环泵；所述补水泵联锁保护模块39用于当二次网回水压力超限时或者水箱液位超过下限时关闭补水泵，所述柜体14内还设有与通讯模块19相连的签到设备35。

具体使用时，柜体1内的输入模块21接收热网自动调节阀5的无线信号收发模块13发送来的数据采集信息，并将各个数据采集信息发送给运算处理模块18、存储模块20、触摸屏17和通讯模块19，存储模块20将这些采集的数据存储起来，便于后面巡检人员进行巡检，触摸屏17将这数据中的一些重要信息实时显示在屏幕上，巡检人员可通过触摸屏17查询这些重要信息或现场进行一些数据的调整。这些采集的数据还通过通讯模块19传送给智能监控终端3进行备份以及为智能监控终端3做出合理的指令提供参考。运算处理模块18对接收到的这些数据做一些常规的逻辑运算，并根据这些运算结果向热网系统中的控制设备发出相应的控制指令。当系统出现故障时，对应的报警模块就会发出相应的报警信号，通过相关人员进行故障的维修处理。并同时启动热网控制柜的联锁保护功能做出相应的保护。

在本实施例中，如图4所示，所述执行器6还包括显示模块24、时钟控制模块25和信号时间同步模块26；

所述显示模块24用于显示采集的环境温度、电池电量、万年历以及无线信号状态；

所述时钟控制模块25用于基于所述万年历控制所述无线信号收发模块发射信号的时间和频率；

所述信号时间同步模块26用于矫正所述万年历。

在本实施例中，所述执行器6还包括与电池供电模块12相连的定位模块47。

如图1所示，所述热网回水温度平衡系统还包括插接于热网管道的热网短管阀门组件40，如图7-8所示，所述热网短管阀门组件40包括阀门41和与所述阀门41两端相连的第一短管42和第二短管43，所述第一短管42的管径和第二短管43的管径均与阀门41的口径相同，所述第一短管42的管长为所述管径的十倍，所述第二短管43的管长为所述管径的五倍。

在本实施例中，所述阀门41为闸阀或截止阀。

在本实施例中，所述第一短管42与阀门41之间以及所述第二短管43与阀门41之间均通过螺纹固定相连。

在具体使用时，关闭供热水源，将原有供热管道44截断，然后将通过计算选得的阀门41与第一短管42和第二短管43相连，再然后将第一管道42与原有供热管道44截断部位的出水端通过变径管道相连，第二管道43与原有供热管道44截断部位的进水端通过变径管道相连。各管道连接好后，理论上各原供热管道44达到了静态水力平衡，有个别超差的管路通过阀门41的微调就可以实现水力平衡了。

在本实施例中，所述热网自动调节阀2的阀体5设有自锁装置(图中未示)。

在本实施例中，所述智能监控终端3包括电脑、平板或手机。

在本实施例中，所述无线信号包括GPRS信号、北斗信号、3G信号或4G信号。

具体调节时，由热平衡方程可以得到，散热器向房间传热应与房间向室外的传热量相同，即：

其中：q为建筑物的体积供热指标，V为建筑物的外部体积，t_n为室内温度，t_w为室外温度，K为散热器的传热系数，F为散热器的散热面积，为散热器热煤平均温度。

由上式可解出：

即，在稳定工况下，室温为供回水平均温度和外温的加权平均，系数由建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数之比决定，如果在比值差不多的情况下，测各热力站的值基本上反映了该热力站所负责建筑的平均室温，如果各支路的供回水平均温度调为一致，则可以近似认为采暖房间的室温是彼此均匀的。

由于从热力站出来的各支路供水温度是一致的，只要把各支路的回水温度调整成一致就可以了，这也是回水温度平衡法的理论依据。

为了各单元支路的回水温度一致，首先要设定控制目标值th。

公式为：th＝支路1回水温度X(支路1供热面积/总面积)+支路2回水温度X(支路2供热面积/总面积)+支路n回水温度X(支路n供热面积/总面积)

调整步骤：在智能监控终端3配备指挥人员一名，在每个单元旁配备操作工人，服务器云平台统一采集各单元的回水温度，根据各单元测量的回水温度和控制目标值进行比较的结果，在智能监控终端3上生成指挥命令，指挥人员把指挥指令下达给现场的操作工人，操作工人根据指挥指令操作单元母管上的热网自动调节阀2，如此反复几次，就可以快速实现平衡调整。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。