一种全自动水力调节自动平衡系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种全自动水力调节自动平衡系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，现场控制层包括换热站控制单元、二级管网控制单元和三级管网控制单元，其中，换热站控制单元包括换热站控制器，与换热站控制器连接的包括有流量计、压力传感器、温度传感器、平衡调节阀和通过变频器驱动控制的循环泵与补水泵；二级管网控制单元包括二级管网平衡控制器，与二级管网平衡控制器连接的包括有温度传感器、流量计和电动流量调节阀；三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀。本实用新型专利技术具有操作简单、节省人工、安全易用易维护的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动水力调节自动平衡系统
本技术涉及热力
，尤其涉及一种水力调节技术，具体是指一种全自动水力调节自动平衡系统。
技术介绍
供热管网的水力平衡十分关键，她决定着系统运行效果的好坏，一般来说水力平衡的调节工作是在系统运行之前完成，这是系统正常运行的基本保障，也是节能运行的前提条件。但由于种种原因，水力平衡难以实现，尽管各种调控设备已应用了很多年，水力失调依然普遍存在。在集中供热系统的室外管网中，水力失调主要表现是：各个环路的流量输配不均衡，致使各个用户的室温冷热不均，距循环泵较近的室温偏高，用户被迫开窗散热，大量热能流失；距循环泵较远的用户却因室温偏低经常投诉，甚至拒交采暖费；另外一些问题也和水力失调密切相关，例如系统在大流量小温差的工况下运行，锅炉或换热器等热源设备难以达到其额定出力，投入运行的设备超过实际负荷的需求，水泵的工作点偏离高效区，能量输配效率低，无法进行整体调控和节能运行，燃料和输热电能的消耗过高等等，水力失调已成为集中供热系统中普遍存在又难以治愈的顽疾。所谓水力失衡主要包含以下两方面：静态水力失衡：主要由于系统在设计、产品选型、施工等过程中的种种误差迭加产生的，设计需要的系统管道阻力特性与实际系统管道阻力特性不相符，所造成的实际流量与设计流量不一致的水力失调状态。动态水力失衡：在供暖水系统上安装了很多调控设备，应用了变流量技术，从而使系统的瞬时阻力特性与设计所需阻力特性不符，而造成了系统的瞬时失调状况。在实际的运行过程中造成水利失衡的主要原因如下：>1、实际施工与设计存在偏差工程设计人员在进行供热工程设计时，已经进行了精确的管网水力平衡计算，选定了适当合理的管径，但是由于施工人员在实际施工中没有严格按照设计图纸要求和施工规范进行安装施工，造成实际施工情况和理论设计之间出现较大偏差。这些人为因素都将造成水力失调。2、设计人员设计时存在设计不合理的问题工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据，而实际管材的数值与标准是有差别的。设计图纸中采取的管网管径普遍偏大，造成管网建成后近端用户和远端用户的水力不平衡问题非常突出，近端用户供热系统水流量远大于设计流量，远端用户供热系统水流量远小于设计流量已必须通过管网的初调节才能使近端用户和远端用户趋于平衡。3、供热管网的老化供热管网长期运行中有部分管网附件(阀门)会出现磨损，甚至失灵，供热管网的锈蚀、结垢严重，使管网阻力系数增大。破坏管网原有平衡，供热管网的“跑冒滴漏”也同样会造成水力的失调。4、供热系统改造时的随意性在供热系统维修、改造时，忽视系统的设计工况，随意改变管道的敷设线路、管径，改变系统的连接方式，随意加设管道阀门，以普通闸阀代替调节阀。5、个别用户的偷窃行为个别热用户偷窃系统供热用水、擅自改动室内管线布置、擅自对室内的散热器加片等情况。这些都将增大管网的阻力系数，加大管路实际流量与理论设计流量的偏差，对供热管网的水力工况产生很大影响。目前为了保证供热效果，现有技术方案一般简单地采用增大热源，增大水泵流量、扬程，“大流量，小温差”运行方式来为了保证供热效果，不仅造成投资的浪费，更造成了能源的很大浪费。而为了减少能源浪费，为了实现供热管网水力平衡，目前国内供热管网水力平衡主要的调节的方法有温差法、比例法、孔板节流法、自力式平衡阀、自力式压差平衡阀调整法。（一）温差法此法是利用在用户引入口安装压力表温度计，在系统回水管道上安装手动阀门对系统进行初调节。此种平衡阀设有刻度，有标尺的、有数字的，依据刻度调整管网平衡。首先使整个系统达到热力稳定。为提高系统初调节的效果，可使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化。若热源的总回水温度不再变化，就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有热用户处回水压力和供、回水温度。先调节供回水温差小于热源总供回水温差的热用户，并按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小，确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。根据经验对其用户引入口装置中的供水或回水阀门进行节流。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后。再重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。该阀寿命长、调整方便、并设有阀锁装置。缺点是此种平衡阀的刻度并不线性，依据刻度调网不能知道流过该阀的准确水量，该调节方法调节周期时间长，需要反复进行，它适用于保温较好的网络。如果网路保温较差，网路供水的沿途温降较大，则对于供水温度较低的热用户，或室内供暖系统水力不平衡的用户将较差，可能出现新的水力失调。但此调节方法属于粗调，调节效果不准确。（二）比例法此法是利用两台便携式超声波流量计，或可测得流量的阀门(如平衡阀新型入口装置)及步话机(用于调节时人员之间的联系)来完成的，比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动(例如1：2)，那么当总流量在+30％范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变(1：2)。但用比例法调节时相互间不易协调，对操作人员素质要求较高，并需要两台相同的流量计，初投入较大。（三）孔板节流法就是在各个支线、每个用户回水口安装一只精密计算好的孔板来平衡管网。孔板截流法原理上平衡管网非常有效也非常节能，是调整管网平衡的上上选。但孔板的计算相当复杂，尤其是比较大的管网其计算难度难以想象。众多孔板的加工也是一道难题，因此这一方法很难推广。只是应用在管网的各大支线。（四）自力式平衡阀、自力式压差平衡阀调整法；自九十年代出现自力式平衡阀以来，经过近二十年的使用改进，现已基本完善。优点和缺点都非常明显。它有别于普通平衡阀，可以自动平衡管网，解决了调网劳动强度过大问题。并大大的改善了热网失衡，基本做到了平稳供热，是目前供热管网普遍采用的方法。但它的缺点也很突出。如该阀门阻力较大、水道狭窄易堵、出现故障不易发现排除等。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供了一种操作简单、节省人工、安全易用易维护的全自动水力调节自动平衡系统。本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种全自动水力调节自动平衡系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，所述的现场控制层包括换热站控制单元、二级管网控制单元和三级管网控制单元，其中，所述换热站控制单元包括换热站控制器，与所述换热站控制器连接的包括有流量计、压力传感器、温度传感器、平衡调节阀和通过变频器驱动控制的循环泵与补水泵，所述的平衡调节阀安装于一级管网近端支路回水管，所述循环泵和补水泵安装于一级管网远端支路供水管；所述二级管网控制单元包括二级管网平衡控制器，与二级管网平衡控制器连接的包括有温度传感器、流量计和电动流量调节阀；所述三级管网控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动水力调节自动平衡系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，其特征在于，所述的现场控制层包括换热站控制单元、二级管网控制单元和三级管网控制单元，其中，/n所述换热站控制单元包括换热站控制器，与所述换热站控制器连接的包括有流量计、压力传感器、温度传感器、平衡调节阀和通过变频器驱动控制的循环泵与补水泵，所述的平衡调节阀安装于一级管网近端支路回水管，所述循环泵和补水泵安装于一级管网远端支路供水管；/n所述二级管网控制单元包括二级管网平衡控制器，与二级管网平衡控制器连接的包括有温度传感器、流量计和电动流量调节阀；/n所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱的数据集中器通过有线通讯方式与户控阀连接并通过数据传输层与数控控制中心连接，所述的室内温度采集系统包括至少一个室温采集器，所述室温采集器使用NB-IOT无线通讯方式与数据集中器通讯连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全自动水力调节自动平衡系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，其特征在于，所述的现场控制层包括换热站控制单元、二级管网控制单元和三级管网控制单元，其中，
所述换热站控制单元包括换热站控制器，与所述换热站控制器连接的包括有流量计、压力传感器、温度传感器、平衡调节阀和通过变频器驱动控制的循环泵与补水泵，所述的平衡调节阀安装于一级管网近端支路回水管，所述循环泵和补水泵安装于一级管网远端支路供水管；
所述二级管网控制单元包括二级管网平衡控制器，与二级管网平衡控制器连接的包括有温度传感器、流量计和电动流量调节阀；
所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱向义，
申请(专利权)人：山东耐威科自控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37