基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法与流程

本发明涉及新能源及节能，尤其涉及一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法。

背景技术：

1、目前，集中供热或集中热源结合区域换热站将热能传输至用户这一供热方式已成为最主要的供热方式。而随着城市能源供应逐步紧张，建筑节能问题成为供热技术发展的热点之一。在建筑供热中，室内温度的高低很大程度上决定了建筑物所需热量的大小，也决定了能耗的高低。由于用户所需热量的不同，在保证用户舒适度的同时，还需要保证建筑物中的居住用户之间实现合理的热量分配，这样才能达到节能的目的。

2、然而，当前的供热系统中，大部分区域供热设备、换能设备没有流量调控能力，通常是通过工作人员手动凭经验调整变频器频率的方法，但是这一人工调整方式难以保证合理分配各用户间的供热，无法匹配用户的实际需要，而且也无法保证调整的及时性。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法，以用户侧各用户室内温度为输入计算负荷比例，通过负荷比例对各级管网中的流量控制阀阀门开度和水泵运行频率进行控制，以此满足用户的实际需求，实现动态调控，达到节能的目的。

2、第一方面，本申请提供了一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统。

3、一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统，包括中央处理器、多个温度设定单元、多个室内温度采集单元以及设置在热网中每级换热装置上的控制单元；

4、所述控制单元包括设置在每级换热装置的供水管路上的近端流量控制阀和水泵，所述近端流量控制阀和水泵与所述中央处理器电连接，用于根据中央处理器下发的控制指令调节阀门开度及水泵运行频率；

5、所述多个温度设定单元和多个室内温度采集单元设置在用户侧多个用户建筑中，并与所述中央处理器电连接，用于将用户设定的目标温度和采集的实时室内温度传输至中央处理器；

6、所述中央处理器用于根据接收的数据计算用户侧各用户的热负荷和各级管网的热负荷，以此确定对应的阀门开度及水泵运行频率。

7、进一步的技术方案，所述中央处理器包括数据接收模块、数据处理模块和控制模块；

8、所述数据接收模块接收目标温度和实时室内温度数据，并将接收的数据传输至数据处理模块；

9、所述数据处理模块根据目标温度和室内温度，计算每一用户的热负荷，并根据每一用户的热负荷，确定对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；根据每一用户的热负荷，计算每一级管网的热负荷，并根据每一级管网的热负荷，确定对应级别管网的近端流量控制阀的阀门开度；

10、所述控制模块根据确定的阀门开度，控制对应近端流量控制阀的阀门开度。

11、进一步的技术方案，所述阀门开度的确定方式，为：

12、以最大热负荷所对应用户管网的近端流量控制阀的阀门开度设定为1，对该用户所在管网级组内的其他用户的阀门开度，按热负荷的比例进行设置。

13、进一步的技术方案，所述中央处理器还包括计时模块；以调控阀门开度时为初始时刻，通过所述计时模块计时，经过预设的供热设定时间后，所述数据处理模块根据检测的实时室内温度与目标温度判断是否调控阀门开度，包括：

14、当实时室内温度高于目标温度时，以设定阶段速率减小对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；

15、当实时室内温度达不到目标温度时，以设定阶段速率增大对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；

16、调控阀门开度，直至实时室内温度与目标温度的温度差不超过预设值，此时控制阀门开度稳定。

17、第二方面，本申请提供了一种基于供热负荷需求的热网流量控制方法。

18、一种基于供热负荷需求的热网流量控制方法，包括：

19、实时获取热网中每一用户的室内温度和设定的目标温度；

20、根据目标温度和室内温度，计算每一用户的热负荷，并根据每一用户的热负荷，确定对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；

21、根据每一用户的热负荷，计算每一级管网的热负荷，并根据每一级管网的热负荷，确定对应级别管网的近端流量控制阀的阀门开度；

22、根据确定的阀门开度，调控对应近端流量控制阀的阀门开度。

23、进一步的技术方案，所述阀门开度的确定方式，为：

24、以最大热负荷所对应用户管网的近端流量控制阀的阀门开度设定为1，对该用户所在管网级组内的其他用户的阀门开度，按热负荷的比例进行设置。

25、进一步的技术方案，以调控阀门开度时为初始时刻，经过预设的供热设定时间后，根据检测的实时室内温度与目标温度判断是否调控阀门开度，包括：

26、当实时室内温度高于目标温度时，以设定阶段速率减小对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；

27、当实时室内温度达不到目标温度时，以设定阶段速率增大对应用户管网中近端流量控制阀的阀门开度；

28、调控阀门开度，直至实时室内温度与目标温度的温度差不超过预设值，此时控制阀门开度稳定。

29、进一步的技术方案，根据管网中供回水温差确定修正系数，基于修正系数修正当前管网中近端流量控制阀的阀门开度。

30、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

31、1、本发明提供了一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法，以用户侧各用户室内温度为输入，结合目标温度计算不同用户、不同管网级组的热负荷比例，通过负荷比例对各级管网中的流量控制阀阀门开度和水泵运行频率进行控制，以此满足用户的实际需求，实现动态调控，达到节能的目的。

32、2、本发明通过供回水温差对阀门开度进行修正，兼顾沿途热力损失的影响，使热力分配更均匀，能够精准匹配供热的末端需求。

技术特征：

1.一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，包括中央处理器、多个温度设定单元、多个室内温度采集单元以及设置在热网中每级换热装置上的控制单元；

2.如权利要求1所述的基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，所述中央处理器包括数据接收模块、数据处理模块和控制模块；

3.如权利要求2所述的基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，所述阀门开度的确定方式，为：

4.如权利要求2所述的基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，所述中央处理器还包括计时模块；以调控阀门开度时为初始时刻，通过所述计时模块计时，经过预设的供热设定时间后，所述数据处理模块根据检测的实时室内温度与目标温度判断是否调控阀门开度，包括：

5.如权利要求2所述的基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，所述数据处理模块还用于根据实时室内温度与目标温度，控制对应用户管网中水泵的运行频率，包括：

6.如权利要求2所述的基于供热负荷需求的热网流量控制系统，其特征是，所述数据处理模块还用于根据阀门开度，控制对应用户管网中水泵的运行频率，包括：

7.一种基于供热负荷需求的热网流量控制方法，其特征是，包括：

8.如权利要求7所述的基于供热负荷需求的热网流量控制方法，其特征是，所述阀门开度的确定方式，为：

9.如权利要求7所述的基于供热负荷需求的热网流量控制方法，其特征是，以调控阀门开度时为初始时刻，经过预设的供热设定时间后，根据检测的实时室内温度与目标温度判断是否调控阀门开度，包括：

10.如权利要求7所述的基于供热负荷需求的热网流量控制方法，其特征是，根据管网中供回水温差确定修正系数，基于修正系数，修正当前管网中近端流量控制阀的阀门开度。

技术总结
本发明公开了一种基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法，该系统包括中央处理器、与中央处理器电连接的多个温度设定单元和多个室内温度采集单元，以及设置在热网中每级换热装置上的控制单元；所述控制单元包括设置在每级换热装置的供水管路上的近端流量控制阀和水泵；所述中央处理器用于根据接收的数据计算用户侧各用户的热负荷和各级管网的热负荷，以此确定并控制对应的阀门开度及水泵运行频率。本发明以用户侧各用户室内温度为输入，结合目标温度计算不同用户、不同管网级组的热负荷比例，通过负荷比例对各级管网中的流量控制阀阀门开度和水泵运行频率进行控制，以此满足用户的实际需求，实现动态调控，达到节能的目的。

技术研发人员：叶成,张荣华,徐淼,闫磊,刘奕伽,陈晨,何畅,叶青,顾先青,张晋,王浩
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16