智慧供热末端阀门智能调节方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智慧供热末端阀门智能调节方法及系统，通过无线通信和有线采集器进行集中设备采集末端阀门的实时数据信息并传送给控制平台，控制平台通过本发明专利技术阀门控制算法实时调节末端阀门的工作状态，达到二网供回水热力平衡的目的。

Intelligent regulation method and system of intelligent heating terminal valve

【技术实现步骤摘要】
智慧供热末端阀门智能调节方法及系统
本专利技术涉及热网阀门控制
，具体来说，涉及一种智慧供热末端阀门智能调节方法及系统。
技术介绍
由热平衡方程可以得到，散热器向房间传热应与房间向室外的传热量相同，即：其中：q为建筑物的体积供热指标，V为建筑物的外部体积，tn为室内温度，tw为室外温度，K为散热器的传热系数，F为散热器的散热面积，为散热器热煤平均温度。由上式可解出：即，在稳定工况下，室温为供回水平均温度和外温的加权平均，系数由建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数之比决定，如果在比值差不多的情况下，测各热力站的值基本上反映了该热力站所负责建筑的平均室温，如果各支路的供回水平均温度调为一致，则可以近似认为采暖房间的室温是彼此均匀的。由于从热力站出来的各支路供水温度是一致的，只要把各支路的回水温度调整成一致就可以了，这也是回水温度平衡法的理论依据。随着热网行业自控技术越来越普及，末端用户回温调节是热企业需要解决的痛点难题。目前现有的大多数热用户的阀门采用的是非智能的手动阀门，该阀门的缺点不能实时调整控制，需要人工手动调节阀门开度以来控制热用户供热回水温度，这种调节方式的缺点是不能实时调整，对阀门开度，回水温度等关键参数不能直观展示，整个区域范围内热用户的供热用户供热不均衡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种智慧供热末端阀门智能调节方法及系统，以克服现有技术中存在的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种智慧供热末端阀门智能调节方法，所述方法包括以下步骤：1)采集二网各单元的用户阀门回水温度和阀门开度，并将采集的回水温度和阀门开度发送给控制平台；2)控制平台按照如下标准计算得到各阀门的目标开度：当vsi＝0时，vi＝1当vsi>0时，依据如下公式计算得到vi其中：当vi>vmaxi时，vi＝vmaxi当vi＜vmini时，vi＝vmini当vi＜vmaxi且vi>vmini时，vi取按照以上公式计算得到的值上述计算公式中：vi为管路i上阀门的目标开度，tpi为管路i的目标回水温度，tp为各管路中有效回水温度的平均值，vsi为管路i上阀门的当前开度，ci为管路i上阀门快慢调整比例系数，vmaxi为阀门i可调整开度的最大值，vmini为阀门i可调整开度的最小值，vf为阀门单次调节的最大调整幅度，t1为单个阀门手动输入的修正温度，t2为阀门所在的用户楼层的层高修正温度配置值；ti为管路i的当前回水温度，其中，tp和tpi分别按照如下公式计算出：tpi＝tp+t1+t2其中：i为有效回水温度的个数；3)控制平台依据计算得到的各阀门的目标开度调整各阀门。一种智慧供热末端阀门智能调节系统，所述系统包括：智能调节阀，设于二网各单元的用户阀门回水管道上，用于将采集的回水温度和阀门开度发送给控制平台、接收控制平台发送的阀门控制指令以及依据控制指令调节阀门开度至目标开度值；控制平台，包括计算模块和控制模块，所述计算模块用于按照如下标准计算得到各阀门的目标开度：当vsi＝0时，vi＝1当vsi>0时，依据如下公式计算得到vi其中：当vi>vmaxi时，vi＝vmaxi当vi＜vmini时，vi＝vmini当vi＜vmaxi且vi>vmini时，vi取按照以上公式计算得到的值上述计算公式中：vi为管路i上阀门的目标开度，tpi为管路i的目标回水温度，tp为各管路中有效回水温度的平均值，vsi为管路i上阀门的当前开度，ci为管路i上阀门快慢调整比例系数，vmaxi为阀门i可调整开度的最大值，vmini为阀门i可调整开度的最小值，vf为阀门单次调节的最大调整幅度，t1为单个阀门手动输入的修正温度，t2为阀门所在的用户楼层的层高修正温度配置值；ti为管路i的当前回水温度，其中，tp和tpi分别按照如下公式计算出：tpi＝tp+t1+t2其中：i为有效回水温度的个数；所述控制模块用于依据计算得到的各阀门的目标开度向智能调节阀发送控制指令。作为一种优选，所述智能调节阀包括阀体和执行器，所述阀体内设有阀芯，所述执行器包括用于调节所述阀芯开度的阀芯控制模块，所述执行器还包括：太阳能发电组件，包括设于执行器上的太阳能电池板，所述太阳能电池板与电池相连；温差发电组件，包括包覆设于阀体外侧的温差发电片组，所述温差发电片组与电池相连；水温采集组件，包括设于阀体内的温度传感器，所述温度传感器分别与执行器和无线信号传输模块相连；无线信号传输模块，用于将温度传感器采集的温度值发送给控制平台以及接收控制平台发送的控制信号，并将所述控制信号传送给执行器。作为一种优选，所述智能调节阀还包括：水流发电转换组件，包括与阀体一端连通的水流发电齿轮组，所述水流发电齿轮组依次通过水流发电转换模块、AC-DC转换电路与电池相连。作为一种优选，所述无线信号传输模块采用NB-IoT通信模组。作为一种优选，所述阀芯采用陶瓷V型开孔球阀。作为一种优选，所述温度传感器采用PT1000温度传感器。作为一种优选，所述智能调节阀还包括：显示模块，用于显示阀门开度值和温度传感器采集的温度值。作为一种优选，所述智能调节阀还包括：无线参数设置模块，用于设置无线信号传输模块传送信号的时间和频率。本专利技术的原理：由于本专利技术的阀门开度变化与水流量的调节呈线性关系，因此得到：整理变换并加上人工设定的调整速度系数得到：本专利技术的有益效果：应用本专利技术所述方法及系统的热力系统的整体调节效率能提高30％以上，并最终实现了热力系统的热量平衡；经过有效管控，热力企业能量消耗可降低10％以上。附图说明图1是本专利技术实施例所述调节方法的流程图；图2是本专利技术实施例所述调节系统的功能模块结构示意图；图3是本专利技术实施例所述智能调节阀的立体图；图4是本专利技术实施例所述智能调节阀的爆炸图；图5是本专利技术实施例所述智能调节阀的正面结构示意图；图6是图5中B-B方向的剖视图；图7是本专利技术实施例所述智能调节阀的侧面结构示意图；图8是图7中A-A方向的剖视图；图9是本专利技术实施例所述水流发电齿轮组的正面结构示意图；图10是图9中A-A方向的剖视图；图11是图9中B-B方向的剖视图；图12是本专利技术实施例所述智能调节阀的电路结构框图；图13是全通径阀门在10KPa的压差下的阀门开度与阀门流量的关系图；图14是本专利技术V型球阀在5KPa的压差下的阀门开度与阀门流量的关系图；图15是本专利技术V型球阀在10KPa的压差下的阀门开度与阀门流量的关系图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧供热末端阀门智能调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n1)采集二网各单元的用户阀门回水温度和阀门开度，并将采集的回水温度和阀门开度发送给控制平台；/n2)控制平台按照如下标准计算得到各阀门的目标开度：/n当v

【技术特征摘要】
1.一种智慧供热末端阀门智能调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)采集二网各单元的用户阀门回水温度和阀门开度，并将采集的回水温度和阀门开度发送给控制平台；
2)控制平台按照如下标准计算得到各阀门的目标开度：
当vsi＝0时，vi＝1
当vsi>0时，依据如下公式计算得到vi



其中：当vi>vmaxi时，vi＝vmaxi
当vi＜vmini时，vi＝vmini
当vi＜vmaxi且vi>vmini时，vi取按照以上公式计算得到的值
上述计算公式中：vi为管路i上阀门的目标开度，tpi为管路i的目标回水温度，tp为各管路中有效回水温度的平均值，vsi为管路i上阀门的当前开度，ci为管路i上阀门快慢调整比例系数，vmaxi为阀门i可调整开度的最大值，vmini为阀门i可调整开度的最小值，vf为阀门单次调节的最大调整幅度，t1为单个阀门手动输入的修正温度，t2为阀门所在的用户楼层的层高修正温度配置值；ti为管路i的当前回水温度，其中，tp和tpi分别按照如下公式计算出：



tpi＝tp+t1+t2
其中：i为有效回水温度的个数；
3)控制平台依据计算得到的各阀门的目标开度调整各阀门。


2.一种智慧供热末端阀门智能调节系统，其特征在于，所述系统包括：
智能调节阀，设于二网各单元的用户阀门回水管道上，用于将采集的回水温度和阀门开度发送给控制平台、接收控制平台发送的阀门控制指令以及依据控制指令调节阀门开度至目标开度值；
控制平台，包括计算模块和控制模块，所述计算模块用于按照如下标准计算得到各阀门的目标开度：
当vsi＝0时，vi＝1
当vsi>0时，依据如下公式计算得到vi



其中：当vi>vmaxi时，vi＝vmaxi
当vi＜vmini时，vi＝vmini
当vi＜vmaxi且vi>vmini时，vi取按照以上公式计算得到的值
上述计算公式中：vi为管路i上阀门的目标开度，tpi为管路i的目标回水温度，tp为各管路中有效回水温度的平均值，vsi为管路i...

【专利技术属性】
技术研发人员：任少臣，关际平，黄亚鹏，任少中，
申请(专利权)人：黑龙江思玛特能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23