[发明专利]智慧热网集成系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市供暖系统及其控制方法，详细讲是一种可以对供热管网水力平衡进行最优控制，降低供热的能量浪费，使取暖用户能得到21-23℃的相同室温的的智慧热网集成系统及其控制方法。

背景技术

我们知道，供热是热量的供应，一个供热系统的优与劣，主要体现在对整个供热系统的控制响应、数据交叉分析、历史数据的记录，供热系统的质调节与量调节是否能在一个供热季灵活的使用，是供热系统的优与劣、是否绿色节能供热的重要体现。现有的为城市取暖用户供暖的热网系统包括供热调度首站、换热站、一级供热管网、二级供热管网和楼宇供热管网，供热调度首站经一级供热管网与各换热站相连，各换热站经二级供热管网与各个楼宇供热管网相连，供热调度首站设有主控制系统，换热站设有换热站级控制器根据经验与历史运行记录，并通过所得到室外温度进行简单的计算得出一个当前一个供回水的一个目标温度，不能实时跟随室外温度的变化而变化。现有的这种热网系统及其控制方法，只能做到一级供热管网和二级供热管网的水力平衡，对于楼宇供热管网的水力平衡没有有效的控制方法，目前都是采用手动控制机械式平衡阀来做粗略的定流量控制，调整机械式平衡阀的流量费时费力，如需供热的楼宇数量很少时，人工调节还勉强可以但不能满足实时的调节要求，并且需投入大量技术人员做现场调整，费时费力，供暖成本急剧增加。当需供热的楼宇数量较多或大面积集中供热进行质调节与量调节进行变更时，不能进行人工的现场调整，使每栋楼宇的流量值为一固定值，基本不变；供热调度首站和换热站以更改供水温度来满足不同室外温度时取暖用户的需求。当供热调度首站和换热站的供水流量不能满足要求或供水温度发生变化时，由于每栋楼宇的流量值为一固定值，不能及时调整，就会出现为了保证取暖用户的供热温度，只能超量的为取暖用户提供热量，才能保证所有用户的室内温度，出现取暖用户出现以换热站为中心，取暖用户的室温呈放射状递减，靠换热站进的取暖用户就很热，而离换热站最远的取暖用户室温就只有18℃左右，达不到人类居住的适宜温度，且造成供热的能量浪费。并且供热控制中心（主控制系统）不能采集、分析各供热楼宇的供热参数，如供回水温度、压力、流量等，不能更合理有效的分配热能，造成能源浪费。

在每个供暖季节，供热控制中心通过地理信息或收费软件知道在这个供热季节每个换热站、每条主线、整个供热区域所供热的总面积，能算出当前的所需热量，由于对终端不能很好的控制，就必须超量的提供所需热量，不能合理通过供热面积的向热源提出所需热量要求，不能在不同的室外温度下随时更改一级供热管网、二级网、楼宇的供热量，不能达到供需平衡。 

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种可以对供热管网水力平衡进行最优控制，并满足对调节手段的快速切换，降低供热的热能浪费，使处于供热管网任何处的取暖用户都能得到21-23℃的相同室温的智慧热网集成系统及其控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

智慧热网集成系统，包括热源（热电厂为热源）、供热调度首站、换热站、一级供热管网、二级供热管网和楼宇供热管网，热源经一级供热管网与各换热站相连，各换热站经二级供热管网与各个楼宇供热管网相连（楼宇供热管网与取暖用户的取暖器相连），供热调度首站设有主控制系统，主控制系统连接有自动化控制系统、热计量系统、地理信息系统、热源DCS系统；一级供热管网设有一级控制器，二级供热管网设有二级控制器，其特征在于各楼宇管网设有楼宇控制器，一级供热管网、二级供热管网和楼宇供热管网分别设有热量表、供水压力传感器、回水压力传感器、供水温度传感器、回水温度传感器、电动调节阀，一级供热管网、二级供热管网的循环泵上设有控制循环泵转速的变频器，（一级供热管网的仪表设在热源的供水、回水总管处；二级供热管网的仪表设在换热站的供水、回水总管处；楼宇供热管网的仪表设在楼宇的供水、回水总管处），热量表、供水压力传感器、回水压力传感器、供水温度传感器、回水温度传感器、电动调节阀、变频器与本级的控制器相连（即：一级供热管网控制器；二级供热管网换热站级控制器；楼宇管网控制器），楼宇控制器、一级控制器、二级控制器与主控制系统经网络连接，实现数据实时监控；楼宇控制器与楼宇供热管网的电动调节阀电气连接，控制电动调节阀的开度。

本发明中楼宇供热管网与取暖用户的取暖器相连的进户主管上设有户用热表。可实时采集进户主管上的供水温度、回水温度、瞬时流量、累计流量、瞬时热量、累计热量。并设有用户室内温控系统，在用户供水管道上设有电动调节阀，室内设有温控器，可以由用户自由控制室内温度，热计量系统可采集供热用户的室内温度。