一种能监控回收余能的区域供冷运行方法以及系统与流程

本发明涉及一种能监控回收余能的区域供冷运行方法以及系统，属于区域供冷设备。

背景技术：

1、随着社会的进步以及经济的发展，能源的供应方式也发生了重大变化，从简单满足用户用能需求的方式向更舒适、更环保、更经济的供能方式发展。区域供冷系统由于具备能源利用水平高、用户用能成本低、可实现削峰填谷等优点，越来越受到各方的关注。

2、但是，区域供冷系统由于其特殊的结构设计及特定用户的负荷特点，导致其可能存在输冷半径过大、冷损失过大、响应迟钝等缺点。当设计的供冷系统管道较长、用户用能负荷频繁变化导致供冷设备频繁启停时，有可能导致管道中存留有大量的冷水，这些迟滞在管道中的低温冷水通常未能得到有效利用，这将导致系统产生显著的供冷损失，影响了区域供能系统的能源利用水平，用能损耗高。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建系统回收价值模型，余能监控及判定模型、余能回收模型、余能释放模型，能够判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值，以及判断管路内冷水是否具有可回收利用的价值；并能对管路内低温冷水的能量进行计算，得到某区域供冷系统的低温余能数据；根据低温余能数据，判断是否需要进行余能释放，能够完成区域供冷运行控制的能监控回收余能的区域供冷运行方法。

2、针对现有技术的缺陷，本发明的目的二在于提供一种通过对系统中存留的低温冷水进行监控以及合理的回收与利用，提高系统的经济性和响应速度，降低用户的用能成本；并配置蓄冷罐，能及时充分地回收有利用价值的低温冷水，提升系统的运行经济性的带有余能监控回收装置的区域供冷系统。

3、针对现有技术的缺陷，本发明的目的三在于提供一种能够适用于区域供冷系统的余能监控回收装置，能够及时充分地回收有利用价值的低温冷水，提升系统的运行经济性，并能使用系统中的存量冷水置换管路中的高温存量冷水，充分利用存蓄的低温冷水，提高系统的响应速度的带有余能监控回收装置的区域供冷运行方法。

4、针对现有技术的缺陷，本发明的目的四在于提供一种能够将迟滞在管道中的低温冷水进行有效利用，有效减少系统供冷损失，方案科学、合理，能够使得区域供冷系统高效运行，提高了区域供能系统的能源利用水平，降低用能损耗的能监控回收余能的区域供冷运行方法以及系统。

5、为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

6、一种能监控回收余能的区域供冷运行方法，

7、包括以下步骤：

8、第一步，获取某区域供冷系统的启停数据以及管路数据；

9、第二步，通过预先构建的系统回收价值模型，对启停数据以及管路数据进行处理，判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值；

10、当系统判断结果是具有回收价值时，执行第三步，当系统判断结果是不具有回收价值时，执行第一步；

11、第三步，利用预先构建的余能监控及判定模型，获取某区域供冷系统管路内的液体温度监控数据，并根据液体温度监控数据，判断管路内冷水是否具有可回收利用的价值；

12、当管路判断结果是具有回收价值时，执行第四步，当管路判断结果是不具有回收价值时，执行第一步；

13、第四步，根据预先构建的余能回收模型，对管路内低温冷水的能量进行计算，得到某区域供冷系统的低温余能数据；

14、第五步，利用预先构建的余能释放模型对低温余能数据进行处理，判断是否需要进行余能释放，从而能实现余能监控回收的区域供冷运行控制。

15、本发明经过不断探索以及试验，通过构建系统回收价值模型，余能监控及判定模型、余能回收模型、余能释放模型，判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值，以及判断管路内冷水是否具有可回收利用的价值；并对管路内低温冷水的能量进行计算，得到某区域供冷系统的低温余能数据；根据低温余能数据，判断是否需要进行余能释放，从而实现区域供冷运行控制。进而本发明能够将迟滞在管道中的低温冷水进行有效利用，有效减少系统供冷损失，方案科学、合理，能够使得区域供冷系统高效运行，提高了区域供能系统的能源利用水平，降低用能损耗。

16、作为优选技术措施：

17、所述第一步中，启停数据以及管路数据至少包括平均日启停次数或/和平均启停间歇或/和供水母管直径或/和供冷距离或/和管路中流体体积或/和储能装置容量。

18、作为优选技术措施：

19、所述第二步中，系统回收价值模型判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值的方法如下：

20、步骤21，根据启停数据以及管路数据，选择能用于判断余能回收价值的设计参数；

21、步骤22，根据余能价值特性，设置相应的参数阈值；

22、步骤23，根据参数阈值，构造判断条件；

23、步骤24，当区域供冷系统的设计参数符合判断条件时，则判定某区域供冷系统具备余能回收利用的价值；

24、当区域供冷系统的设计参数不符合判断条件时，则判定某区域供冷系统不具备余能回收利用的价值，从而完成某区域供冷系统是否具有余能回收价值的判断。

25、作为优选技术措施：

26、所述判断条件包括：

27、平均日启停次数≥a次

28、平均启停间歇≥b分钟

29、供水母管直径＞c米

30、供冷距离＞d米

31、管路中流体体积＞储能装置容量的e％。

32、作为优选技术措施：

33、所述第三步中，余能监控及判定模型判断管路内冷水是否具有可回收利用的价值的方法如下：

34、获取供冷目标的温度值，其为t℃；

35、再从若干温度传感器中获得若干管路段的液体温度；

36、若某温度传感器对应的流体温度小于a*t℃,则对应的管路段冷水具有可回收利用价值；

37、统计具有可回收利用价值的管路段数，计算存量低温冷水百分比，从而完成管路内冷水是否具有可回收利用价值的判断；

38、存量低温冷水百分比的计算公式如下：

39、

40、式中，n为具有可回收利用价值的管道段数。

41、作为优选技术措施：

42、所述第五步中，余能释放模型判断是否需要进行余能释放的方法如下：

43、获取某区域供冷系统中的若干管路段存量水温度；

44、根据若干管路段存量水温度，计算管路平均温度；

45、当管路平均温度>b*t℃时，进行余能释放，从而完成是否需要进行余能释放的判断。

46、为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：

47、一种带有余能监控回收装置的区域供冷系统，采用上述的一种能监控回收余能的区域供冷运行方法，其包括蓄冷罐、若干个用冷用户端、余能监控回收装置、制冷机组、供冷水泵、旁通阀、蓄冷罐出口调节阀、用户末端供冷水泵、用户末端阀门、冷水温度传感器、用户端旁通阀、制冷端旁通阀；

48、蓄冷罐的底部设有至少两个低温冷水进出通道，顶部设有至少两个高温冷水进出通道；

49、用冷用户端之间管路并联，其空调末端设备配备有二次水泵；

50、余能监控回收装置，用于监控制冷机组运行状态和故障信息，监控供冷水泵、旁通阀、蓄冷罐出口调节阀、用户末端供冷水泵、用户末端阀门、冷水温度传感器、用户端旁通阀、制冷端旁通阀运行，采集计算蓄冷罐蓄冷能量。

51、本发明经过不断探索以及试验，提出了一种带有余能监控回收装置的区域供冷系统，通过对系统中存留的低温冷水进行监控以及合理的回收与利用，提高系统的经济性和响应速度，降低用户的用能成本。

52、进一步，本发明设置适用于区域供冷系统的余能监控回收装置，实时掌握具有可回收价值的低温冷水在总管道冷水中的占比。

53、同时为实现余能回收的目的，配置了对应的蓄冷罐，及时充分地回收有利用价值的低温冷水，提升系统的运行经济性。

54、作为优选技术措施：

55、余能监控回收装置包括回收监控系统plc和分散控制系统dcs，其布置在制冷机组侧；

56、余能回收监控系统plc，用于对余能监控回收装置进行监控，再通过网络传输方式与分散控制系统dcs连接；

57、其余设备则通过i/o卡件与分散控制系统dcs连接。

58、作为优选技术措施：

59、余能回收监控系统plc和分散控制系统dcs分布式采集用户侧的用能数据，对系统运行数据进行故障判断；

60、余能回收监控系统plc，用于对系统输冷母管的温度、蓄冷罐的质量流量和温度、供冷机组的质量流量以及用户侧的温度进行采集；

61、系统输冷母管设有若干温度传感器；

62、温度传感器在系统输冷母管上，以每管长5％的距离进行布置；

63、蓄冷罐出口配置质量流量计，蓄冷罐体上每隔5％距离均布温度传感器；

64、在供冷机组出口处布置质量流量计；

65、流向用户的温度信号反馈给分散控制系统dcs，作为控制蓄冷罐阀门开度的依据；

66、分散控制系统dcs系统能对出现的故障，进行报警，同时调用历史数据进行分析及时进行故障排除；并通过对余能的评估，运用余能回收控制策略，调控供冷系统的设备，以实现区域供冷系统的高效运行。

67、为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：

68、一种带有余能监控回收装置的区域供冷运行方法，应用于上述的一种带有余能监控回收装置的区域供冷系统，其包括以下内容：

69、判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值；

70、判断条件包括：

71、平均日启停次数≥1次；

72、平均启停间歇≥30min；

73、供水母管直径＞0.3m；

74、供冷距离＞60m；

75、管路中流体体积＞储能装置容量的20％；

76、若某区域供冷系统的设计参数符合判断条件，则判定某区域供冷系统具备余能回收利用的价值；

77、利用余能监控回收装置对余能进行评估，并使用温度传感器获得管路中的温度分布；

78、获取供冷目标的温度值，其为t℃，

79、若某温度传感器对应管路段的流体温度小于1.1t℃,则该管路段冷水具有可回收利用价值；同时统计具有可回收利用价值的管路段数，计算存量低温冷水百分比，其计算公式如下：

80、

81、式中n为具有可回收利用价值的管道段数；

82、当用户停止用能，供冷机组停机后，使用余能监控回收装置评估存量的低温冷水，如果存量冷水百分比大于30％，且蓄冷罐蓄冷率小于50％，区域供冷系统开启余能回收模式；

83、保持供冷水泵持续运行，使用余能监控回收装置监控蓄冷罐附近的冷水是否为具有回收利用价值的低温冷水；

84、若否，打开用户端及制冷机组端的旁通阀，关闭蓄冷罐的入口阀，持续监控蓄冷罐附近冷水温度；

85、若蓄冷罐附近冷水具有可回收价值，打开母管通往蓄冷罐的低温冷水入口阀，以及蓄冷罐通往母管的高温热水回水阀，关闭制冷机组的旁通阀；使用供冷泵将管路中的存量低温冷水送入蓄冷罐中；直至蓄冷罐入口附近的流体温度高于1.1t℃，或蓄冷罐蓄冷率大于90％；

86、当某区域供冷系统中的管路平均温度>1.2t℃时，打开蓄冷罐通往供水母管的低温冷水阀门，以及回水母管通往蓄冷罐的高温冷水阀门，释放蓄冷罐中的低温冷水，以缩短系统的供冷响应时间，提高系统的经济性。

87、本发明经过不断探索以及试验，提出了一种带有余能监控回收装置的区域供冷系统，通过对系统中存留的低温冷水进行监控以及合理的回收与利用，提高系统的经济性和响应速度，降低用户的用能成本。

88、进而本发明能够将迟滞在管道中的低温冷水进行有效利用，有效减少系统供冷损失，方案科学、合理，能够使得区域供冷系统高效运行，提高了区域供能系统的能源利用水平，降低用能损耗。

89、进一步，本发明设置适用于区域供冷系统的余能监控回收装置，实时掌握具有可回收价值的低温冷水在总管道冷水中的占比。

90、同时为实现余能回收的目的，配置了对应的蓄冷罐，及时充分地回收有利用价值的低温冷水，提升系统的运行经济性。

91、更进一步，本发明可以在系统启机时，使用系统中的存量冷水置换管路中的高温存量冷水，充分利用存蓄的低温冷水，提高系统的响应速度。

92、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

93、本发明经过不断探索以及试验，通过构建系统回收价值模型，余能监控及判定模型、余能回收模型、余能释放模型，判断某区域供冷系统是否具有余能回收价值，以及判断管路内冷水是否具有可回收利用的价值；并对管路内低温冷水的能量进行计算，得到某区域供冷系统的低温余能数据；根据低温余能数据，判断是否需要进行余能释放，从而实现区域供冷运行控制。进而本发明能够将迟滞在管道中的低温冷水进行有效利用，有效减少系统供冷损失，方案科学、合理，能够使得区域供冷系统高效运行，提高了区域供能系统的能源利用水平，降低用能损耗。

94、本发明经过不断探索以及试验，提出了一种带有余能监控回收装置的区域供冷系统，通过对系统中存留的低温冷水进行监控以及合理的回收与利用，提高系统的经济性和响应速度，降低用户的用能成本。

95、进一步，本发明设置适用于区域供冷系统的余能监控回收装置，实时掌握具有可回收价值的低温冷水在总管道冷水中的占比。

96、同时为实现余能回收的目的，配置了对应的蓄冷罐，及时充分地回收有利用价值的低温冷水，提升系统的运行经济性。

97、更进一步，本发明可以在系统启机时，使用系统中的存量冷水置换管路中的高温存量冷水，充分利用存蓄的低温冷水，提高系统的响应速度。