集中供熱網(wǎng)智能控制方法論文
摘要：我國(guó)目前集中供暖覆蓋的面積正在加大，集中供暖的供暖方式有著環(huán)境友好、節(jié)能減排、熱能利用效率高等優(yōu)勢(shì)。目前集中供熱網(wǎng)的智能控制對(duì)供熱的溫度以及總熱水量進(jìn)行科學(xué)的控制，控制溫度以及流體的流量和流速有助于使供熱量與實(shí)際需熱量達(dá)到一種近似平衡的狀態(tài)，更加有助于體現(xiàn)集中供熱節(jié)約能量的這一大優(yōu)點(diǎn)。主要對(duì)集中供熱的智能控制方法進(jìn)行探究，同時(shí)對(duì)集中供熱網(wǎng)智能控制的控制對(duì)象進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：集中供熱網(wǎng)；智能控制；方法分析
秦嶺淮河一帶作為我國(guó)的集中供暖分界線已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史了，集中供暖涉及秦嶺淮河線以北的十四個(gè)省份的幾億的居民，這樣的關(guān)乎民生的大事使得我國(guó)的集中供暖事業(yè)受到了政府的極大關(guān)注。我國(guó)的供暖方式有集中供暖和分戶供暖，分戶供暖包括空調(diào)采暖、電暖氣采暖以及電熱地膜采暖等取暖方式。近年來(lái)隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量逐年減少的現(xiàn)狀，使得以往的那種分散式的供暖方式已經(jīng)不再適合時(shí)代的發(fā)展了，所以現(xiàn)在我國(guó)的供暖方式主要以集中供暖為主。集中供暖由于其節(jié)約資源、環(huán)境友好、能量集中等優(yōu)點(diǎn)作為目前我國(guó)最具有發(fā)展前景的供暖方式正在極力向著現(xiàn)代化不斷邁進(jìn)，下文對(duì)于集中供熱網(wǎng)的智能控制方法進(jìn)行闡述分析，同時(shí)對(duì)集中供熱網(wǎng)的智能化控制中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和改進(jìn)。
1集中供熱中智能控制概述
集中供熱一般熱源主要是熱電廠的剩余熱能或者是由鍋爐房提供的，熱電廠的熱源主要是煤炭或是其他可燃物燃燒之后的一部分能量轉(zhuǎn)化為電能，剩余的熱量用水吸收作為集中供熱的熱源。此外鍋爐房的供熱方式的特點(diǎn)是直接燃燒煤炭等可燃物加熱循環(huán)水作為熱源的。集中供熱的送熱的方式一般是利用循環(huán)水系統(tǒng)將熱源的熱量輸送到各個(gè)居民的家中，這個(gè)過(guò)程是通過(guò)建立供熱管網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)的集中供熱系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，體系也已經(jīng)基本完善，熱源和供熱管網(wǎng)的設(shè)備也相對(duì)齊全。但是，我國(guó)的大部分省份對(duì)于集中供熱系統(tǒng)的管理還不盡人意，常常出現(xiàn)用戶家中溫度時(shí)冷時(shí)熱，也無(wú)法根據(jù)天氣調(diào)整供熱量，導(dǎo)致供熱的用戶體會(huì)不佳。而且對(duì)于依賴熱電廠的剩余熱量進(jìn)行供熱的集中供熱系統(tǒng)常常會(huì)與多家熱電廠合作以保證各個(gè)地區(qū)的熱水供應(yīng)，但是極少數(shù)的情況下各個(gè)熱電廠的'熱源都可能不足的情況下難以保證對(duì)用戶的供熱，所以集中供熱網(wǎng)的智能控制應(yīng)用而生，智能控制系統(tǒng)可以對(duì)熱源以及熱網(wǎng)進(jìn)行智能化的控制以保證供熱效率以及居民的舒適度。
2集中供熱網(wǎng)智能控制方法
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)人民群眾的生活水平也有較大的提升，所以也對(duì)集中供熱提出了一些要求。集中供熱一直以來(lái)因?yàn)楣岢潭炔环�(wěn)定、供熱量與實(shí)際需求量不符合、供熱程度在不同的區(qū)域不盡相同，這樣的情況不僅造成了居民供熱的實(shí)際體驗(yàn)感不好而且還會(huì)有一定浪費(fèi)能量發(fā)情況發(fā)生。所以集中供熱網(wǎng)進(jìn)行智能控制極為重要，集中供熱由熱源、供熱管網(wǎng)和用戶家中的散熱系統(tǒng)組成，目前對(duì)于集中供熱的控制在于對(duì)熱源以及供熱管網(wǎng)的控制。
2.1熱源控制
集中供熱網(wǎng)智能控制中對(duì)熱源的控制就是調(diào)整熱源的總輸出熱量，依據(jù)外界的溫度、濕度等參數(shù)對(duì)熱源的供熱量進(jìn)行控制，以得到與需求量匹配的供熱量。要對(duì)熱源的供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)就是測(cè)得實(shí)際的需求的熱量，對(duì)實(shí)際需求的熱量進(jìn)行測(cè)定時(shí)需要預(yù)測(cè)供回水的溫度。然后對(duì)供熱系統(tǒng)的熱力工況的調(diào)節(jié)主要分為穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。熱力工況的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)是依據(jù)在穩(wěn)定狀態(tài)的條件下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供熱量、管路網(wǎng)的散熱量、用戶部分的耗熱量進(jìn)行探究，同時(shí)將二次網(wǎng)用戶的散熱量等同于散熱器可以得出供回水的溫度。在得到供回水溫度的情況下采用調(diào)節(jié)供回水溫度的辦法對(duì)熱源的供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以在理想狀態(tài)下，可以通過(guò)調(diào)整供回水的溫度就可以控制熱源的供熱量與需求量達(dá)到一種平衡狀態(tài)，但是實(shí)際情況是由于天氣的變化、管道損失、用戶散熱等數(shù)值都不是固定的，與預(yù)測(cè)值有一定的偏差。所以在對(duì)實(shí)際的熱力工況進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)選用的是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的方法，這種方法考慮到建筑物是一種熱惰性的物質(zhì)，室外的氣溫的變化情況和管道系統(tǒng)損失的熱量都具有很大的可變動(dòng)性，這樣就造成了對(duì)熱力工況的動(dòng)態(tài)調(diào)整的難度加大，面對(duì)這樣的情況首先要對(duì)系統(tǒng)的熱特性進(jìn)行了解，通過(guò)系統(tǒng)的熱負(fù)荷、太陽(yáng)的熱增射量、一次網(wǎng)的供回水溫度以及室外的溫度進(jìn)行綜合考慮，計(jì)算可得熱的需求量。從而使熱的供給量可以更加符合實(shí)際的熱需求量，從而對(duì)供熱量進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，為住戶提供一個(gè)良好的供暖環(huán)境和舒適宜人的溫度。
2.2熱網(wǎng)控制
熱網(wǎng)控制的過(guò)程是研究熱量的供給狀況從而對(duì)供熱網(wǎng)管的流量進(jìn)行控制，保證用戶的室內(nèi)溫度適宜。對(duì)供熱網(wǎng)的供熱需求量和熱量供給情況進(jìn)行考察，保證室內(nèi)的溫度控制在一定的水平范圍之內(nèi)，從而保證熱量穩(wěn)定和均衡。而對(duì)于熱網(wǎng)的控制中的調(diào)節(jié)經(jīng)常使用的方法有溫度調(diào)節(jié)法、模擬阻力法和模擬分析法這三種。其中溫度調(diào)節(jié)方法就是以實(shí)際熱量的需求量作為調(diào)節(jié)的參考，從而對(duì)各個(gè)熱力站點(diǎn)的流量情況、供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)控制居民室內(nèi)溫度的目的。溫度調(diào)節(jié)閥對(duì)各個(gè)熱力站點(diǎn)的選擇監(jiān)控指標(biāo)就是供水溫度，供水溫度較為容易控制，且作為起始點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)供水溫度便于觀察、控制、測(cè)量，而且有較小的滯后性，在對(duì)溫度的控制來(lái)說(shuō)是極為方便的。同時(shí)依舊要考慮外界室溫和管道網(wǎng)管散熱的損失以保證均勻分配熱量到各個(gè)氣候條件不同的區(qū)域。由于這樣的調(diào)節(jié)過(guò)程只涉及對(duì)溫度的調(diào)節(jié)所以也不需要安裝多余的相關(guān)設(shè)備，整體系統(tǒng)的費(fèi)用較少。但是溫度調(diào)節(jié)的方式由于供熱系統(tǒng)的溫度有較大的滯留性所以溫度的變化通常不會(huì)很明顯，溫度變化的圖像經(jīng)常是一種平滑的曲線的狀態(tài)，所以具有調(diào)節(jié)的靈敏度不高等缺陷。其次是兩種基于模型的調(diào)節(jié)方法，包括模型分析法和模擬阻力法，這兩種調(diào)節(jié)方法都是將整個(gè)供熱網(wǎng)的水力工況建立成數(shù)學(xué)模型的方式對(duì)其中的流量以及壓力的變化情況進(jìn)行分析，從而對(duì)整個(gè)集中供熱網(wǎng)進(jìn)行智能控制。這個(gè)供熱網(wǎng)水力模型是輸送熱水的管路網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中包括了管路等運(yùn)送流體的結(jié)構(gòu)以及管閥件等對(duì)流體的流動(dòng)帶有明顯阻礙形式的部件。對(duì)整個(gè)管路的壓力進(jìn)行計(jì)算，從而可以確定供熱網(wǎng)阻力系數(shù)和流量情況，從而對(duì)集中供熱的熱水輸送管路的輸送情況進(jìn)行詳細(xì)的了解。
2.3集中供熱網(wǎng)智能控制具體方法
對(duì)于集中供熱網(wǎng)智能控制來(lái)說(shuō)需要突破供熱涉及的工程量巨大、控制對(duì)象具有滯后性以及不確定性、控制對(duì)象的影響因素較多、控制所需的參考信息監(jiān)測(cè)起來(lái)較為復(fù)雜、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜、涉及的參數(shù)不易得到等方面，智能控制做到可以處理龐大的信息體系以及控制效果理想的目標(biāo)。智能控制是一種結(jié)合人工智能、運(yùn)籌學(xué)、自動(dòng)控制衍生出的學(xué)科，這表明了智能控制有著人工智能的獨(dú)立性的、可運(yùn)算的、自動(dòng)的特點(diǎn)。智能控制可以自動(dòng)的對(duì)已知的狀態(tài)判斷并調(diào)整，同時(shí)幾乎不需要人工的參與就可以獨(dú)立自主的完成控制任務(wù)。智能控制的特點(diǎn)包括具有信息功能、記憶功能、適應(yīng)功能、組織功能、人機(jī)協(xié)作功能，它的特性包括容錯(cuò)性、魯棒性和實(shí)時(shí)性。智能控制應(yīng)用于集中供熱網(wǎng)的目的是系統(tǒng)可以自主的依據(jù)外界環(huán)境的溫度變化結(jié)合熱網(wǎng)用戶的負(fù)荷特性變化對(duì)供回水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，平衡供熱總量與用戶所需熱量。控制系統(tǒng)可以根據(jù)一次網(wǎng)供回水溫度和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而得出所需的供熱量，考慮到建筑物和設(shè)備的熱容的因素，及時(shí)通知熱電廠改變熱源的供熱量，修改機(jī)組的運(yùn)行情況調(diào)節(jié)換熱效率，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合建筑物的散熱情況和管道的散失熱量的情況對(duì)回水溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)使得控制效果較為準(zhǔn)確。熱網(wǎng)智能控制主要的依據(jù)當(dāng)前的外界環(huán)境和各個(gè)熱力站點(diǎn)的一次、二次供回水的量以及溫度，進(jìn)行大量的計(jì)算生成溫度調(diào)節(jié)方案。熱網(wǎng)的智能控制可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，從而滿足用戶室內(nèi)的溫度保持在一定的適宜的溫度范圍之內(nèi)，在環(huán)境變化較大的時(shí)候也能滿足用戶的取暖要求，為用戶提供舒適的、溫暖的生活環(huán)境。
3結(jié)論
綜上所述，集中供熱的供熱方式在我國(guó)北方的大規(guī)模應(yīng)用有助于改善環(huán)境、節(jié)約能源，集中供熱的智能控制包括對(duì)熱源的控制和對(duì)熱網(wǎng)的控制這兩部分組成。集中供熱網(wǎng)的智能控制方法的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)檢測(cè)供回水溫度、環(huán)境因素來(lái)確定調(diào)整量。
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