一种换热站二次网气候补偿自动控制系统

摘要

本发明公开了一种换热站二次网气候补偿自动控制系统。换热站二次网气候补偿自动控制系统，包括：一次网供水管网、一次网回水管网、换热器、二次网供水管网、二次网回水管网、室外温度采集装置、控制器，所述一次网供水管网和所述二次网供水管网均与换热器连接，所述一次网供水管网上设置有调节阀，所述室外温度采集装置用于检测室外温度。本发明提供的换热站二次网气候补偿自动控制系统实现了无人职守全自动控制换热站，使调节阀的调节开度能够随着室外温度的变化及时准确的得到调节，消除了不确定人为因素造成的不必要损失。

说明书

技术领域

本发明涉及换热站供热技术领域，尤其涉及一种换热站二次网气候补偿自动控制系统。

背景技术

换热站就是换热的地方把由热电厂产生的高温热水或者蒸汽传输到各个居民小区里将热量传送到小区管网中，在我国北方冬季较为寒冷且较长，一般都会采用集中供暖，因此，在居民区附近一般会设置换热站来向居民区集中供暖。

然而，传统的换热站通过人员手动调节一次网的调节阀来改变热源蒸汽流量，从而来改变二次网的供热温度，以保证供暖温度与当天气温匹配，但是，这种操作方式人员依赖度较高，且反应较为迟钝，从气温改变到调节调节阀的过程耗时较长，使调节阀不能及时的根据气温进行精确快速的调整，从而降低用户的体验感。

因此，有必要提供一种换热站二次网气候补偿自动控制系统解决上述技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种换热站二次网气候补偿自动控制系统实现了无人职守全自动控制换热站，使调节阀的调节开度能够随着室外温度的变化及时准确的得到调节，消除了不确定人为因素造成的不必要损失。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

换热站二次网气候补偿自动控制系统，包括：一次网供水管网、一次网回水管网、换热器、二次网供水管网、二次网回水管网、室外温度采集装置、控制器，所述一次网供水管网和所述二次网供水管网均与换热器连接，所述一次网供水管网上设置有调节阀，所述室外温度采集装置用于检测室外温度，并将数据传输到控制器，控制器对数据进行处理后并控制调节阀动作，调节一次网供水管网进入到换热器的蒸汽流量，进而改变二次网侧的温度，所述二次网供水管网与所述二次网回水管网均与所述换热器连接，所述二次网供水管网与所述二次网回水管网与客户端连接。

优选的，所述二次网回水管网上设置有变频循环泵，所述变频循环泵可改变回水流量参与供热调节。

优选的，所述二次网回水管网上设置有补水装置，所述补水装置包括补水泵和软化水水箱。

优选的，所述一次网回水管网设置有第一支管和第二支管，所述第一支管与所述第二支管上安装有同一个盘管，所述盘管位于所述软化水水箱内，所述软化水水箱的底部安装有出水管，所述出水管上安装有连接管。

优选的，所述软化水水箱内设置有转动杆，所述转动杆内开设有空腔，所述软化水水箱上设置有进水管，所述进水管上安装有圆柱箱，所述转动杆贯穿所述圆柱箱并与所述圆柱箱连接，所述转动杆上设开设有进水孔，所述进水孔与所述空腔连通，所述转动杆上设置有多个喷头，空腔内的水通过喷头喷出，所述软化水水箱的顶部设置有电机，所述电机与所述转动杆连接。

优选的，一次网供热量的调节控制是由PID控制器来实现，控制器根据室外温度生成温度的设定值，指令一次网的调节阀进行开度自动调节动作，控制一次网流量变化量，再由流量的变化调节用户的供热量。

优选的，目标设定值与反馈回来的室外温度作比较，产生的值经过PID运算，得出控制量来调节调节阀的开度，实现闭环控制。

优选的，二次网的变频循环泵可根据二网供回水的压差上下限作为参考点通过控制器的PID功能进行分段式自动调节泵变频转速，人员也可直接设定二网循环泵变频的转速。

优选的，目标设定值与反馈回来的二次网供回水温差作比较，产生的差值经过PID运算，得出控制量来调节二网循环泵变频的转速，实现闭环控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明实现了无人职守全自动控制换热站，使调节阀的调节开度能够随着室外温度的变化及时准确的得到调节，消除了不确定人为因素造成的不必要损失；通过变频技术软启动循环泵、补水泵，节约了电能，克服频繁启动电机引起的机械磨损和无功损耗，延长了换热站机械设备的使用寿命；通过自动控制系统，使供热工作降低了能耗，提高了供热工作的运行管理水平，实现了量化管理，达到一个新的水平；

(2)本发明利用一次网回水管网中的回水预热软化水水箱冷水，从而提高其内的水温，同时也利用了一次网回水管网中的热量，从而提高二次网对一次网的热量吸收效率；

(3)本发明刷毛对管盘可进行清理，同时，在对盘管进行清理时，喷头能够将盘管上被刷出的杂质及时的冲洗掉，达到冲洗盘管的目的，喷头不仅能够起到进水的作用，还能达到冲洗盘管的目的，实现了多种用途的效果，且喷头喷出的水对盘管和软化水水箱内壁均具有冲击作用，从而起到一定的清理作用。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2为本发明的控制原理图；

图3为本发明一次网的控制原理图；

图4为本发明二次网的控制原理图；

图5为本发明变频供水网的控制原理图；

图6为本发明软化水水箱内部结构示意图；

图7为本发明软化水水箱部分结构示意图；

图8为图7中A部分的放大图。

其中，附图标记对应的名称为：1-软化水水箱，2-盘管，3-第一支管，4-第二支管，5-出水管，6-连接管，7-电机，8-转动杆，9-空腔，10-进水管，11-圆柱箱，12-进水孔，13-喷头，14-刷毛。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-8所示，为本发明提供的换热站二次网气候补偿自动控制系统，包括：一次网供水管网、一次网回水管网、换热器、二次网供水管网、二次网回水管网、室外温度采集装置、控制器，所述一次网供水管网和所述二次网供水管网均与换热器连接，一次网供水管网内流动蒸汽进入到换热器后，温度降低，变为液态水，并流入一次网回水管网，所述一次网供水管网上设置有调节阀，所述调节阀为电动调节阀，所述室外温度采集装置用于检测室外温度，并将数据传输到控制器，控制器对数据进行处理后并控制调节阀动作，从而及时的调节一次网供水管网进入到换热器的蒸汽流量，进而改变二次网侧的温度，所述二次网供水管网与所述二次网回水管网均与所述换热器连接，所述二次网供水管网与所述二次网回水管网与客户端连接。

所述二次网回水管网上设置有变频循环泵，所述变频循环泵可改变回水流量参与供热调节，从而节约大量电能，随二网供回水温度差的变化，不但调节供水温度，而且要调节系统流量，这样才能真正消除系统的水平失调和垂直失调。

所述二次网回水管网上设置有补水装置，所述补水装置包括补水泵和软化水水箱1，补水装置的作用是防止二次网倒空，保证系统在规定压力下运行，系统压力信号来自二网回水压力传感器，补水泵的启/停是给根据二网的供/回水压力值的上下限和软化水水箱1液位进行控制的，当二网供/回水压力高于压力设定值上限时补水泵停止，当二次网回水管网的压力低于压力设定值下限并且软化水水箱1液位高于液位设定值低限时补水泵启动，为了防止软化水水箱水1被抽空，当软化水水箱1液位低于液位设定值低限时补水泵不能启动，待软化水水箱液位恢复正常时补水泵自动启动。

所述一次网回水管网设置有第一支管3和第二支管4，所述第一支管3与所述第二支管4上安装有同一个盘管2，所述盘管2位于所述软化水水箱1内，所述软化水水箱1的底部安装有出水管5，所述出水管5上安装有与补水泵连接的连接管6，软化水水箱1内的水在输送到二次网回水管网前需要进行加热，以提高二次网回水管网的水温，从而使温度较高的回水经过换热器后温度迅速升高，本装置中一次网回水管网的部分仍较热的回水通过第一支管3、盘管2和第二支管4，再次回流到一次网回水管网中，在此过程中，管盘2温度升高对软化水水箱中的冷水进行预热，从而提高其内的水温，同时也利用了一次网回水管网中的热量，从而提高二次网对一次网的热量吸收效率。

所述软化水水箱1内设置有转动杆8，所述转动杆8内开设有空腔9，所述软化水水箱1上设置有进水管10，所述进水管10上安装有圆柱箱11，所述转动杆8贯穿所述圆柱箱11并与所述圆柱箱转动密封连接，在所述转动杆8上设开设有进水孔12，所述进水孔12与所述空腔9连通，进水管10中的冷水进入到圆柱箱11内后，再经过进水孔12进入到空腔9内，在所述转动杆8上设置有多个喷头13，空腔9内的水通过喷头13喷出，从而使冷水进入到圆柱箱1内。

所述软化水水箱1的顶部设置有电机7，所述电机7与所述转动杆8连接，电机7能够带动转动杆8转动，所述转动杆8上设置有刷毛14，转动杆8能够带动刷毛14对管盘2进行清理，同时，在对盘管进行清理时，喷头13被转动杆8带动旋转，能够将盘管2上被刷出的杂质及时的冲洗掉，达到冲洗盘管2的目的，且喷头13喷出的水对盘管2和软化水水箱1内壁均具有冲击作用，从而起到一定的清理作用，由于管盘2长时间与冷水接触，水中难免会存在一定的杂质附着在盘管2上，如不及时的清理杂质，会影响盘管2的供热效果，因此采用上述部件对盘管2进行清理。

一次网供热量的调节控制是由PID控制器来实现的，控制器根据室外温度生成温度的设定值，指令一次网的电动调节阀进行开度自动调节动作，通过调节电动调节阀的开度，控制一次网流量变化量，再由流量的变化调节用户的供热量，根据气温的变化，方便精确地自动调节各站一网流量和设备运行工况，达到提高供热质量和节能的目的。

目标设定值与反馈回来的室外温度作比较，产生的值经过PID运算，得出控制量来调节电动调节阀的开度，实现闭环控制。

二次网的变频循环泵可根据二网供回水的压差上下限作为参考点通过控制器的PID功能进行分段式自动调节泵变频转速，人员也可直接设定二网循环泵变频的转速。

目标设定值与反馈回来的二次网供回水温差作比较，产生的差值经过PID运算，得出控制量来调节二网循环泵变频的转速，实现闭环控制。

由于二次网水力工况的稳定性要求，流量并不需要完全的连续变化，按照每次变化3～5％的原则，流量调节一次来进行调节即可，即“分阶段改变流量的质调节”。

在正常情况下，进行正常的PID调节，当系统压力超限时，管网上的排压阀打开，水箱控制是：当液位高于高限时，控制器给出关闭给水阀的信号；当液位低于低限时供水程序停止，直到液位恢复。

换热站自动化控制系统控制特点：实现了无人职守全自动控制换热站，消除了不确定人为因素造成的不必要损失：通过变频技术软启动循环泵、补水泵，节约了电能，克服频繁启动电机引起的机械磨损和无功损耗，延长了换热站机械设备的使用寿命；通过自动控制系统，使供热工作降低了能耗，提高了供热工作的运行管理水平，实现了量化管理，达到一个新的水平。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。