铁老固——用热侧(供热末端)平衡调控方案

2022-05-31

一、用热侧供热现状及问题研究

供热是现代化城市的重要基础设施,也是城市公用事业的重要组成部分。近年来,受基建投资力度加大、城镇化加速、城市人口数量上升因素影响,我国城镇集中供热事业得到了快速发展,热用户供热需求持续增长。
但在现实情况中,热用户的采暖形式、用热负荷、用热时段呈现出多样性特征,不同建筑里的热用户,因其房屋的楼层高度、户型结构、位置朝向、面积大小、整体入住率不同,散热情况差异明显,诸如此类末端供热不平衡、受热不均现象普遍存在,用热侧供热方式和管理模式存在诸多问题,难以满足整体热用户对供热质量的要求,温度达标率难以保证,投诉现象普遍。
再者,随着人们生活品质的提高,热用户对供热质量提出了更高的要求,传统供热只讲温度保障将成为历史,人们更期望实现个性化用热及自主选择用热,但由于调节技术和调节设备的缺乏,热用户的个性化供热需求难以满足。所以,用热侧目前存在的主要问题是:
1、难以保障整体供热区域及热用户达标用热要求
2、难以满足部分供热区域及热用户按需用热、精准用热要求
3、难以落地国家及政府能耗节约、绿色低碳目标

如何在保证整体供热区域及热用户室温达标率的基础上满足部分供热区域及热用户的按需用热、精准用热需求,同时完成国家和政府节能减排、绿色低碳目标,是用热侧改革研究的主要方向和内容。


二、铁老固用热侧平衡方案


用热测改革(横版).png

铁老固用热侧平衡方案架构图

1、整体化保障所有供热区域及热用户达标用热

通过系统调控,保障整体供热区域及热用户室温都能达到国家规定的温度标准。
2、精准化满足部分供热区域及热用户个性化用热
在整体供热区域及热用户室温达到国家规定的温度标准基础上,通过系统精准调节,可满足部分有个性化需求的热用户升温或降温需求。
3、支持热用户参与温度调节,支持供热企业按需供热、计热收费
在整体热用户室温达到国家规定的温度标准基础上,支持热用户参与温度调节,支持供热企业按需供热、热计量收费,不用热不缴费,多用热多缴费,少用热少缴费。
一方面可促进热用户参与主动调节、按需用热,减少“过量供热”所增加的供热能耗;另一方面,通过计量系统调控实施科学、合理的供热计量收费政策,使低耗热量建筑能够在节能过程中获得经济回报,同时促进高耗热量建筑改革升级。
4、自动化调节整体供热区域及热用户平衡用热
在用热过程中,整体供热区域及热用户实现用热平衡后,预防因部分供热区域及热用户参与调节后引发的再次失衡现象,系统会针对现有供热区域及热用户需求,重新自动完成平衡调节,保障现有供热区域及热用户用热稳定。
5、从技术创新层面提高供热效率,降低供热能耗,减少碳排放
供热方案设计向“科学化、规范化、精细化”控制手段转变,利用信息化系统实现热量的高效调度,通过智能化设备提高供热质量,通过供热管理技术切实推动供热行业向节能减排、绿色低碳的发展路径转变。


设计思路
功能与作用
技术路线优势
通过技术手段实现热用户达标用热、按需供热及平衡用热,实现用户级节能减排。
调节与控制目标
(1)可实现热量的精准调节和按需控制,保障整体热用户达标用热,部分供热区域及热用户按需用热、精准用热。
(2)用热侧调度自动化。
(3)信号中断或供电中断时可维持当前供热值。
(4)将供热参数控制在设计范围内,保证供热末端均衡安全经济运行。
监测目标
1)热用户系统总管及各分支供热系统的供水温度、回水温度、供回水温差、瞬时流量、累计热功率、累计热量、天气状况、热用户室内温度、湿度等。
(2)异常数据、异常问题预警提示。
节能目标
通过各种技术手段减少用户级能源消耗,保障供热质量,节能效果可查可看。



三、用热侧软件技术

(一)用热侧热量调度自动化
功能与作用
综合指挥及调度中心
“铁老固智慧供热平衡调控系统——用热侧平衡调控系统”作为供热末端指挥及调度中心,可实时监测热用户用热数据,并根据用热数据分析各热用户实际用热需求,精准化、按需分配热量,减少热量浪费,提升整体供热质量。
系统功能与作用:
(1)具备显示、存储供热末端参数监测信息和显示供热末端的运行状态图形、报警信息等功能。
(2)具备向下级控制装置发送控制指令和分析计算、优化调度的功能。
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铁老固智慧供热管控系统操控界面

供热末端平衡调度
实现整个供热末端的统一调度和管理,有利于供热末端运行高效性、调节及操作的均衡性、供热质量的稳定性等。
设备智慧控制
能更高效、智能的管理供热末端设备资源,维护设备的正常运行,从而提高工作效率。
数据监测管理
支持供热末端设备数据采集、监测、整合、可视化转化分析、深度信息挖掘、问题预警、节能策略研究等。
权限分级管理
系统支持权限分级管理。多层级、多部门共用系统,分设自己的管理员,并给管理员分配权限,即实现多层管理员层层分配,各分级管理员只具有其职责范围内的操作权限。
供热节能分析

通过对供热末端的运行监测和实时数据、历史数据的分析,可计算出准确的能耗数据,根据数据情况可及时调整用户级供热策略及节能策略。


(二)用热侧自主调节——计量收费
功能与作用
自主调节节能+系统优化节能
本系统具备较高的自动化程度,可根据不同供热区域用热差异以及不同热用户用热需求,灵活运用多种控制手段调节手段修正手段实现供热末端的均衡供热及精确计量,同时做到热用户自主调节节能和系统优化节能。


(三)用热侧数据监测立体化

功能与作用
数据监测、数据分析、设备及管道异常监督等
系统具备数据监测、数据分析、设备及管道异常监督等功能,可24小时智能在线监督供热备、热管道及供热的安全运行,可实时监测供热末端各项供热数据为供热平衡调节提供精确的决策依据,并可与系统构成供热闭环控制,降低企业风险,提升供热安全,避免更大的经济损失。


(四)用热侧节能可视化


功能与作用
热量分析、热损失分析、节能效果分析等
系统具备供热量分析、热损失分析、节能效果分析等功能,可通过查看总供热数据及供热末端实时供热数据及历史数据等,进行数据的可视化图表转化与分析, 评估节能效果,调整、优化节能策略,进一步挖掘节能可行性信息,提升企业经济和社会效益。



四、用热侧硬件技术

(一)多功能调节开断锁闭一体装置

装置展示

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装置性能参数
防护等级
防护等级最高可达IP65
通讯方式
默认有线方式:RS485接口,Modbus协议
默认无线方式:NB-IoT
供电方式
支持24V电源供电
数据采集频率
默认采集频率3次/h,默认上传频率3次/h,最高支持采集频率/上传频率60次/h
调节特性
支持等百分比流量调节特性、线性流量调节特性切换调节
调节精度
调节精度≤2‰
可调范围
支持0%   ~ 100%开度调节
支持0   ~ 90度角度调节
故障提示
数据传输中断时阀门可保持原有开度位置,并进行故障提示
控制方式
系统远程电动控制+系统自动控制
装置特点及性能优势
方孔流道设计
设备采用专利方孔流道设计,在全开状态下为正方形流道,在调节过程中,始终维持在矩形流道状态,长边保持不动,仅短边进行长短变化,拥有更为明显、精准的直线性调节效果。
线性调节能力更强,控制效果更理想
设备的流量特性直接关系到系统的控制质量,通过自有技术,使得调节曲线不易于畸变为快开曲线,线性调节能力更强,超调量更小,控制效果更理想。
等百分比调节合理切换
支持等百分比调节和线性调节切换,可结合系统的配管情况和调节过程特性,合理选择百分比调节和线性调节。
通流面积大,不易堵塞
相对比其他流道,方孔流道不存在极小过水孔,不易产生堵塞问题。
调节精准度高
流量控制精度高,可满足各种工况下的高精度要求。
可调参数多、范围大
支持0% ~ 100%的开度调节,管理人员可根据实际运行情况随时设置不同的调节参数,优化调节效果。
集合多种功能,减少设备使用量
多功能调节开断锁闭一体装置集合调节功能、开断功能、锁闭功能于一身,可用一个此装置代替其它多个不同功能的设备,节省设备使用量,节省用工用料成本。
减小管网阻力
管网中每增加一个设备,就意味着增加了一个阻力点,传统设备功能单一,使用量大,阻力点多,多功能调节开断锁闭一体装置因其设备使用量少,阻力点少,可有效降低管网阻力。

(二)管网热计量表
设备展示

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设备功能与作用
供热数据实时监测,完成数据监测、数据分析、智能监督、智能优化的任务。
设备性能参数
防护等级
防护等级最高可达IP68
精准度
默认精准度100:1
存储能力
日数据最高可存储720条
可视范围
支持350°旋转+120°倾角可视范围
自动切换算法
声道异常时,可自动切换算法
测温设备
采用高精度两线温度传感器PT1000测温,测温线最长可达25米
供电方式
支持电池和DC24V双电源供电,有效提升设备寿命

(三)高精度室温采集器
设备展示
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设备功能与作用
闭环掌控末端供热效果,落实达标供热、按需供热及节能供热。
设备性能参数
测温精度
采用的是±0.1℃的测温传感器,市面上大部分产品精度只有±0.5℃;高精度温度传感器配合良好的散热通风设计,使采集温度更加的精确、稳定   
国家3C认证产品
符合安全、卫生、环保和消费者保护等指标,全面保证产品质量。
可选类型
开关型
采用单火线取电技术,自有发明专利彻底解决闪灯和烧灯的问题,包括一开、二开、三开和四开型号,并支持双控功能。
插座型
产品种类齐全,可以适应各种安装场合,插座型包括:五孔插座、七孔插座、三孔空调专用插座、五孔单开插座等。
断电续传开关型
采用内置自动充电电池,设备在断电的情况下,设备可继续采集传输2个月时间(每小时采集一次)。
数据接口
提供无线室温采集器的通信协议,同时支持ODBC、OPC、WebService等数据接口,方便与热网自动化控制系统和其他业务系统对接集成。
供电方式
支持220V交流电(内置备用电池)。
施工条件
分体式设计外壳体现与普通插座一样大小,取电模块相对上一代体积减小1/2,相比一体式后壳体积大,更方便安装施工。
后期维护
直接使用220V交流电或单火线供电,省去便捷式温度采集器易损坏、丢失和电池充电、更换的麻烦,减轻后期维护工作量。


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