一种基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统的制作方法

本发明属于供热技术领域，尤其涉及一种基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统。

背景技术

目前，城市建筑通常采用集中供热系统进行采暖，集中供热系统是利用集中热源，通过供热管网等设施向热用户(利用热能的用户)供应生产或生活用热能的供热网络。其具有舒适、节能、环保、安全等特点。

然而，集中供热系统的供热网络在运行过程中经常出现供热不平衡的现象，也即，处于不同位置的热用户分配的热量可能会不均匀。例如距离热源较近的近端楼栋可能会过热，而距离热源较远的远端楼栋的热用户又可能会热度不够。这样，近端楼栋的热用户可能会开窗散热，使大量热能流失造成热能浪费，而远端楼栋的热用户又可能由于供热不足与供热单位发生矛盾。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统，以缓解现有的集中供热系统中存在的供热不平衡的问题。

本发明实施例提供了一种基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统，所述供热平衡调控系统包括监控平台和两个以上的智能阀；

所述智能阀包括温度传感器和阀位控制器，所述温度传感器用于采集热用户的回水温度，所述阀位控制器用于调节所述智能阀的阀位；

所述监控平台包括通讯软件及智能调控软件，所述通讯软件用于与所述智能阀远程数据通讯、接收所述温度传感器的测温数据及所述智能阀的阀位当前状态；所述智能调控软件用于根据所述测温数据以及所述阀位状态，利用预设的智能算法生成阀位调节指令，所述阀位调节指令用于指示所述阀位控制器调节所述智能阀的阀位，以使所述智能阀对应的各热用户的回水温度符合指定条件。

进一步的，所述智能阀还包括阀位反馈模块，所述阀位反馈模块用于向所述监控平台反馈其当前的阀位。

进一步的，所述监控平台还包括报警模块，所述报警模块用于获取所述阀位反馈模块反馈的阀位信息，并在所述阀位信息符合预设的报警条件时输出报警信息。

进一步的，所述指定条件包括：任一热用户的回水温度与所有热用户的平均回水温度之差的绝对值不大于指定值。

进一步的，所述指定值的取值范围为0.2～1.5℃。

进一步的，所述智能阀的阀门开度可调节，所述智能阀的阀位控制器通过控制所述智能阀的阀位实现阀门开度调节。

本发明与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明提供的基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统，包括监控平台和两个以上的智能阀；所述智能阀包括温度传感器和阀位控制器，所述温度传感器用于采集热用户的回水温度，所述阀位控制器用于调节所述智能阀的阀位；所述监控平台包括通讯软件及智能调控软件，通讯软件用于与所述智能阀远程数据通讯、接收所述温度传感器的测温数据及所述智能阀的阀位状态；所述智能调控软件用于根据所述测温数据以及所述阀位状态，利用预设的智能算法生成阀位调节指令，所述阀位调节指令用于指示所述阀位控制器调节所述智能阀的阀位，以使所述智能阀对应的各热用户的回水温度符合指定条件。也即，本发明通过监控平台控制各热用户的回水流量，进而使得各热用户的回水温度保持一致或相近的水平；由于回水温度与热用户的室温相关，因此，本发明能够使不同热用户的室温也保持一致或相近的水平，从而能够缓解现有的集中供热系统中存在的供热不平衡的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统的结构示意图，详述如下：

如图1所示，一种基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统，该供热平衡调控系统1包括监控平台10、智能阀11和智能阀12，本领域技术人员可以理解，本发明在其它的实施例中，还可以在本系统中增加另外的智能阀，其中，智能阀的数量可以与热用户的数量相对应。

在本发明实施例中，智能阀可以安装于热用户的回水管道上，用于测量热用户的回水温度，也即流经回水管道的供热热水的温度。

如图1所示，智能阀11上设置有温度传感器112和阀位控制器111，智能阀11通过温度传感器112采集热用户的回水温度，通过阀位控制器111可以调节智能阀的阀位，智能阀的每个阀位分别可以对应不同的回水流量。阀位控制器可以调节和控制智能阀的当前阀位。示例性的，智能阀可以具有3个阀位，第一阀位、第二阀位和第三阀位，智能阀的阀位处于第一阀位时，对应的回水流量为0，也即智能阀的阀门处于全闭状态，该状态下禁止回水水流通过；智能阀的阀位处于第三阀位时，对应的回水流量为满流量，也即智能阀的阀门处于全开状态；智能阀的阀位处于第二阀位时，对应的回水流量可以为满流量的一半，也即智能阀的阀门处于半开状态。

如图1所示，智能阀12包括阀位控制器121、温度传感器122，其结构和功能与智能阀11一致，在此不再赘述。

如图1所示，供热平衡调控系统1的监控平台10包括通讯软件101及智能调控软件102，也即，该监控平台对应的监控终端上安装有通讯软件101和智能调控软件102，其中，通讯软件101用于与各智能阀远程数据通讯、并接收各智能阀的温度传感器的测温数据(例如各温度传感器采集的回水温度)及智能阀的阀位状态；智能调控软件102用于根据通讯软件接收的测温数据以及阀位状态，利用预设的智能算法生成阀位调节指令，阀位调节指令用于指示阀位控制器调节智能阀的阀位，以控制流经智能阀的回水流量，从而使该智能阀对应的热用户的回水温度符合指定条件。

示例性的，生成的阀位调节指令可以指示智能阀调节其阀位，减小其阀门开度，以控制智能阀的回水流量变小，当回水流量变小时，流向该热用户的供热水量也会变小，从而会适当的降低该热用户的回水管道的回水温度。

又一示例性的，生成的阀位调节指令可以指示智能阀调节其阀位，增加其阀门开度，以控制智能阀的回水流量变大，当回水流量变大时，流向该热用户的供热水量也会变大，从而会适当的提高该热用户的回水管道的回水温度。

在本发明实施例中，上述生成阀位调节指令的智能算法可以以如下方式实施：

首先，本发明实施例中所述的热用户的回水温度可以是热用户的实时回水温度。但是，也可以是热用户的周期平均回水温度，也即在一段时间周期内多次采样热用户的实时回水温度后，计算得到的该多次采样结果的平均值，在本发明实施例中，以热用户的周期平均回水温度为基础来进行供热平衡的调控，使供热平衡的调控周期不至于太过频繁，有利于延长系统寿命和保持系统稳定。

上述的周期平均回水温度可以根据以下第一公式进行计算，该第一公式为：

其中，表示第j个热用户的周期平均回水温度，n表示周期内的采样个数，也即在设定周期内采集的实时回水温度值的个数，tij表示对第j个热用户的第i个采样点的实时回水温度采集值，其中，j和n均为大于1的整数，i为不小于1且不大于n的整数。

示例性的，设定2小时为一个周期，对于每个热用户，在该周期内，可以以一定的采样间隔采集该热用户的回水温度，比如每5分钟采样一次，这样，对于设定的2小时的周期，采样个数为24，也即可以得到24个实时回水温度值；取这24个实时回水温度值的均值，即可得到该热用户的周期平均回水温度。

需要说明的是，上述周期可以根据实际情况进行灵活设定，例如可以设定为1小时，也可以设定为2小时或者6小时，该周期的设定以不超过24小时为宜。

另外，需要说明的是，上述周期内的采样间隔也可以根据实际情况进行灵活设定，例如，可以设定采样间隔为3分钟，也可以设定采样间隔为5分钟，该采样间隔的设定以不超过10分钟为宜。

其次，在获取到供热区域中各热用户(至少两个热用户)的回水温度(这里的回水温度可以为单个热用户的周期平均回水温度)之后，可以基于以下第二公式计算各热用户的平均回水温度，该第二公式为：

其中，表示各热用户的平均回水温度，m为热用户的个数。

示例性的，假设共获取到10个热用户的回水温度，则基于该10个热用户的回水温度，可以计算该10个热用户的平均回水温度，也即该10个热用户的回水温度取均值。

再者，分别将所述至少两个热用户中的每个热用户的回水温度与所述平均回水温度进行比较；并基于每个热用户的比较结果，控制该热用户的回水流量。

在本发明实施例中，对于每个热用户，将其回水温度与平均回水温度进行比较，并根据比较结果生成阀位调节指令，以对该热用户的回水流量进行调控，使该热用户的回水温度符合指定条件。

示例性的，可以根据以下依据生成阀位调节指令，以对热用户的回水流量进行调控：

①若则保持智能阀的阀门开度等级不变。

②若则控制智能阀的阀门开度等级减小一级。

③若则控制智能阀的阀门开度等级增加一级。

根据本发明上述实施例所提供的方式对热用户的回水流量进行控制，可以使不同热用户之间的回水温度最多相差2.0℃，还可以使各热用户的回水温度与各热用户的平均回水温度偏差不超过1.0℃，从而保持了各热用户的供热平衡。

可选的，如图1所示，智能阀11还包括阀位反馈模块113，智能阀12还包括阀位反馈模块123，阀位反馈模块113用于向监控平台10反馈智能阀11的阀位状态，阀位反馈模块123用于向监控平台10反馈智能阀12的阀位状态。

在本发明实施例中，智能阀11通过其阀位反馈模块113向监控平台10反馈其当前的阀位，智能阀12通过其阀位反馈模块123向监控平台10反馈其当前的阀位；监控平台10通过通讯软件101接收智能阀11及智能阀12发送的阀位反馈信息、并可以智能判断阀位异常的智能阀，对出现阀位异常的智能阀进行报警。例如，监控平台智能判断出某个热用户的智能阀的阀门开度异常，比如由于过滤器堵塞等原因引起的阀门开度异常。

可选的，如图1所示，监控平台10还包括报警模块103，报警模块103用于获取各阀位反馈模块反馈的阀位信息，并在所述阀位信息符合预设的报警条件时输出报警信息。

本发明实施例中，通过获取各热用户的智能阀反馈的阀位信息，可以在某热用户的智能阀出现异常，或者其阀位不符合整个供热区域的全局配置时，及时进行维护或调控。

示例性的，可以设置供热区域中的近端楼栋中60％以上热用户的阀位处于最小档或者次小档时，输出报警信息。此时，由于近端楼栋中过多热用户的阀门开度变小，可能影响整个供热区域的热能循环，需要对热力入口平衡阀进行调节，或者调节热力入口或减小泵的频率，或者调节热力站供回水压差目标值。当监测到该情形出现时，输出报警信息以便监控人员能够及时采取对应的措施，从而保障对供热区域内热用户的正常供热。

需要说明的是，当智能阀的阀门开度等级为最小时，将不再继续响应减小阀门开度等级的指令，同样的，当智能阀的阀门开度等级为最大时，其将不再继续响应增加阀门开度等级的指令。

在本发明实施例中，各热用户的智能阀的初始阀门开度可以为100％，也即，阀门开度等级为最大。

可选的，所述指定条件可以包括：任一热用户的回水温度与所有热用户的平均回水温度之差的绝对值不大于指定值。

本发明实施例中，通过预先指定任一热用户的回水温度与所有热用户的平均回水温度之差，使各热用户的回水温度趋于一致，由于回水温度一定程度上影响着热用户的供热温度，故当各热用户的回水温度趋于一致时，可以使各热用户的供热温度趋于平衡。

可选的，上指定值的取值范围为0.2～1.5℃，在该取值范围内，可以有效降低各热用户的供热不平衡问题，同时，监控平台也不会过于频繁的对各智能阀的阀位状态进行调节，有利于提高系统的稳定性。

在一个可选实施例中，所述智能阀的阀门开度可调节，所述智能阀的阀位控制器通过控制所述智能阀的阀位实现阀门开度调节。具体的，阀位控制器接收监控平台通过通讯软件下发的阀位调节指令，基于阀位调节指令的指示进行阀门开度的调节。

可选的，所述智能阀的阀位可以包括第一阀位、第二阀位、第三阀位、第四阀位、第五阀位、第六阀位和第七阀位；

当智能阀处于所述第一阀位时，该智能阀的阀门开度为0；

当智能阀处于所述第二阀位时，该智能阀的阀门开度为其六分之一的最大阀门开度；

当智能阀处于所述第三阀位时，该智能阀的阀门开度为其六分之二的最大阀门开度；

当智能阀处于所述第四阀位时，该智能阀的阀门开度为其六分之三的最大阀门开度；

当智能阀处于所述第五阀位时，该智能阀的阀门开度为其六分之四的最大阀门开度；

当智能阀处于所述第六阀位时，该智能阀的阀门开度为其六分之五的最大阀门开度；

当智能阀处于所述第七阀位时，该智能阀的阀门开度为其最大阀门开度。

由上可知，本发明提供的基于监控平台和智能阀的供热平衡调控系统，包括监控平台和两个以上的智能阀；所述智能阀包括温度传感器和阀位控制器，所述温度传感器用于采集热用户的回水温度，所述阀位控制器用于调节所述智能阀的阀位；所述监控平台包括通讯软件及智能调控软件，通讯软件用于与所述智能阀远程数据通讯、接收所述温度传感器的测温数据及所述智能阀的阀位状态；所述智能调控软件用于根据所述测温数据以及所述阀位状态，利用预设的智能算法生成阀位调节指令，所述阀位调节指令用于指示所述阀位控制器调节所述智能阀的阀位，以使所述智能阀对应的各热用户的回水温度符合指定条件。也即，本发明通过监控平台控制各热用户的回水流量，进而使得各热用户的回水温度保持一致或相近的水平；由于回水温度与热用户的室温相关，因此，本发明能够使不同热用户的室温也保持一致或相近的水平，从而能够缓解现有的集中供热系统中存在的供热不平衡的问题。

需要说明的是，本发明实施例中的监控平台是存储于监控平台服务器中并在服务器上运行的计算机程序。所述计算机程序可以实现上述进行供热平衡的调控方法。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。