新型供暖循環(huán)水節(jié)能控制系統

米曉紅

摘要??? 節(jié)能與環(huán)保是人類與自然和諧共存和經濟與社會發(fā)展永恒的主題。目前國家正在對居民供暖系統進行大規(guī)模的煤改氣、電工程，同時也在如何提高能源的利用效率上進行升級和改造，本文介紹了一種新型的采暖二次側循環(huán)水節(jié)能控制系統，很好的解決了由于傳統供熱系統循環(huán)水熱能不平衡導致的燃氣（或電能）浪費，通過在某小區(qū)的實際應用取得了良好的節(jié)能效果，不失為一種節(jié)能的新途徑和新方法。

【關鍵詞】節(jié)能 采暖 循環(huán)水 控制

1 供暖各環(huán)節(jié)通常能量的浪費點及主要節(jié)能措施分析

通常，我們可以把供暖的過程分為三個環(huán)節(jié)，即熱能的生產、輸送和利用。在這三個環(huán)節(jié)中有不同的節(jié)能點。

在熱能的生產環(huán)節(jié)，主要是提高熱能的生產效率，在生產一定熱能的前提下盡量消耗最少的燃料。為了實現這個目標通常都是采用更高效率的生產設備，例如采用燃燒效率更高的鍋爐。在這個環(huán)節(jié)中，以天然氣鍋爐為例由于受到制造技術的限制，新型鍋爐燃燒效率幾乎已經達到了燃氣鍋爐的上限。

在熱能的輸送環(huán)節(jié)，主要是減少輸送過程中熱能的損耗，防止熱能在輸送過程中通過管道擴散在環(huán)境中。目前采取的措施是在輸送管道上采取保溫措施，在此環(huán)節(jié)中，由于受到材料成本的限制，現已基本達到了人們可接受的極限。

在熱能的利用環(huán)節(jié)，主要是在建筑的設計上采用節(jié)能措施，使單位建筑面積采暖需用的熱能最少。通常采用保溫的建筑材料、節(jié)能的建筑結構等。在這個環(huán)節(jié)中被人們最容易忽略的就是熱能的分配問題。由于建筑的分布、結構、輸送管道的選型、走向等等原因，傳統供熱循環(huán)水系統會導致到達末端后的單位面積熱量有較大差別。即是末端單位面積熱量相同，建筑的不同位置也未必能達到相同的溫度。為使溫度最低的位置達到供暖的最低標準，通常會加大循環(huán)水的流量或提高循環(huán)水的溫度，這樣就會使本來已經達到供暖標準的區(qū)域大大高于供暖標準溫度，冷熱不均的現象造成熱能的浪費，同時用戶體驗并不好。本文所描述的循環(huán)水控制系統就是為了解決目前普遍存在的供暖冷熱不均現象，在節(jié)能的同時實現更好的用戶體驗。

2 系統改造的總體思路及因此對控制系統的要求

（1）水循環(huán)系統換大泵為小泵，由集中驅動變?yōu)榉稚Ⅱ寗?。這樣就要求控制系統能夠方便管理，必須建立控制監(jiān)測網絡，使每個區(qū)域單元的供熱狀況在供熱中心可以進行監(jiān)視和控制。

（2）在小泵上實現各小泵控制區(qū)域熱量按需分配，使各個區(qū)域實現溫度均衡，在具有良好用戶體驗的基礎上實現節(jié)能。這樣就要求各個單元的控制系統要智能化的控制熱能的輸送，實現按需配送。

（3）要求在各分區(qū)的控制單元上，要能夠實現自動適應環(huán)境溫度的變化，環(huán)境溫度升高自動降低回水溫度減少熱能供給使室溫維持不變，環(huán)境溫度降低自動升高回水溫度增加熱能供給使室溫維持不變，以達到用戶良好體驗基礎上的節(jié)能減排，這是本系統最主要的目的。

3 控制系統的實現原理

3.1 區(qū)域控制單元

區(qū)域控制單元是以變頻器為核心的自動控制系統，如圖1所示，變頻器負責電機驅動，回水溫度變送器把單元管道的回水溫度采樣，以設定的溫度為目標值，回水溫度為反饋值進行PID運算，運算的結果控制變頻器的運行頻率，實現對回水溫度的控制，以達到控制室內溫度恒定的目的。485通訊接口負責與遠程控制單元的通訊，這些通訊信息中包含區(qū)域控制單元的運行與停止指令、運行參數設定指令、環(huán)境溫度信息、以及回傳的運行狀態(tài)等信息。

3.2 遠程控制單元與網絡連接

遠程控制單元由一臺工業(yè)控制計算機擔任，布置在鍋爐控制房內（或與鍋爐控制系統集成在一起），通過網絡與分布在各區(qū)域的區(qū)域控制單元相聯結，其主要完成各個區(qū)域控制單元控制參數的設置、遠程控制指令的發(fā)送、每個區(qū)域控制單元回傳數據的接收和顯示。圖2是遠程控制單元與區(qū)域控制單元的聯結關系。

圖中的環(huán)境溫度傳感器感受的環(huán)境溫度用來實時計算每個區(qū)域控制單元回水溫度的控制目標值，每個區(qū)域控制單元根據回水溫度目標值控制相應水泵的轉速使回水溫度穩(wěn)定在目標值附近，環(huán)境溫度升高回水溫度目標值降低，環(huán)境溫度降低回水溫度目標值升高，從而實現對應采暖區(qū)域在不同環(huán)境溫度下的室內基本恒定。

4 結束語

本文描述的控制系統，不但可以運用在對老舊供暖系統進行改造中，在新系統的建設中也是一種很好的方案，新系統建設費用比老系統改造的經濟性更好，雖然前期投資有所增加，但長期使用成本較低，在某小區(qū)使用后的測算結果表明，一個采暖季節(jié)約的天然氣費用就可抵消前期增加的投資。