集中供熱網(wǎng)智能控制方法論文
摘要：我國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(zhù)環(huán)境友好、節能減排、熱能利用效率高等優(yōu)勢。目前集中供熱網(wǎng)的智能控制對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)際需熱量達到一種近似平衡的狀態(tài)，更加有助于體現集中供熱節約能量的這一大優(yōu)點(diǎn)。主要對集中供熱的智能控制方法進(jìn)行探究，同時(shí)對集中供熱網(wǎng)智能控制的控制對象進(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的集中供暖分界線(xiàn)已經(jīng)有相當長(cháng)的歷史了，集中供暖涉及秦嶺淮河線(xiàn)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的集中供暖事業(yè)受到了政府的極大關(guān)注。我國的供暖方式有集中供暖和分戶(hù)供暖，分戶(hù)供暖包括空調采暖、電暖氣采暖以及電熱地膜采暖等取暖方式。近年來(lái)隨著(zhù)節能環(huán)保意識的增強以及我國的煤炭?jì)α恐鹉隃p少的現狀，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，所以現在我國的供暖方式主要以集中供暖為主。集中供暖由于其節約資源、環(huán)境友好、能量集中等優(yōu)點(diǎn)作為目前我國最具有發(fā)展前景的供暖方式正在極力向著(zhù)現代化不斷邁進(jìn)，下文對于集中供熱網(wǎng)的智能控制方法進(jìn)行闡述分析，同時(shí)對集中供熱網(wǎng)的智能化控制中出現的問(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(chǎng)的剩余熱能或者是由鍋爐房提供的，熱電廠(chǎng)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。目前我國的集中供熱系統已經(jīng)較為成熟，體系也已經(jīng)基本完善，熱源和供熱管網(wǎng)的設備也相對齊全。但是，我國的大部分省份對于集中供熱系統的管理還不盡人意，常常出現用戶(hù)家中溫度時(shí)冷時(shí)熱，也無(wú)法根據天氣調整供熱量，導致供熱的用戶(hù)體會(huì )不佳。而且對于依賴(lài)熱電廠(chǎng)的剩余熱量進(jìn)行供熱的集中供熱系統常常會(huì )與多家熱電廠(chǎng)合作以保證各個(gè)地區的熱水供應，但是極少數的情況下各個(gè)熱電廠(chǎng)的'熱源都可能不足的情況下難以保證對用戶(hù)的供熱，所以集中供熱網(wǎng)的智能控制應用而生，智能控制系統可以對熱源以及熱網(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(zhù)我國經(jīng)濟的發(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，所以也對集中供熱提出了一些要求。集中供熱一直以來(lái)因為供熱程度不穩定、供熱量與實(shí)際需求量不符合、供熱程度在不同的區域不盡相同，這樣的情況不僅造成了居民供熱的實(shí)際體驗感不好而且還會(huì )有一定浪費能量發(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(hù)家中的散熱系統組成，目前對于集中供熱的控制在于對熱源以及供熱管網(wǎng)的控制。
2.1熱源控制
集中供熱網(wǎng)智能控制中對熱源的控制就是調整熱源的總輸出熱量，依據外界的溫度、濕度等參數對熱源的供熱量進(jìn)行控制，以得到與需求量匹配的供熱量。要對熱源的供熱量進(jìn)行調節的基礎就是測得實(shí)際的需求的熱量，對實(shí)際需求的熱量進(jìn)行測定時(shí)需要預測供回水的溫度。然后對供熱系統的熱力工況的調節主要分為穩態(tài)調節和動(dòng)態(tài)調節。熱力工況的穩態(tài)調節是依據在穩定狀態(tài)的條件下監測系統的供熱量、管路網(wǎng)的散熱量、用戶(hù)部分的耗熱量進(jìn)行探究，同時(shí)將二次網(wǎng)用戶(hù)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節供回水溫度的辦法對熱源的供熱量進(jìn)行調節。所以在理想狀態(tài)下，可以通過(guò)調整供回水的溫度就可以控制熱源的供熱量與需求量達到一種平衡狀態(tài)，但是實(shí)際情況是由于天氣的變化、管道損失、用戶(hù)散熱等數值都不是固定的，與預測值有一定的偏差。所以在對實(shí)際的熱力工況進(jìn)行調節時(shí)選用的是動(dòng)態(tài)調節的方法，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損失的熱量都具有很大的可變動(dòng)性，這樣就造成了對熱力工況的動(dòng)態(tài)調整的難度加大，面對這樣的情況首先要對系統的熱特性進(jìn)行了解，通過(guò)系統的熱負荷、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，從而對供熱量進(jìn)行精準的控制，為住戶(hù)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供熱網(wǎng)管的流量進(jìn)行控制，保證用戶(hù)的室內溫度適宜。對供熱網(wǎng)的供熱需求量和熱量供給情況進(jìn)行考察，保證室內的溫度控制在一定的水平范圍之內，從而保證熱量穩定和均衡。而對于熱網(wǎng)的控制中的調節經(jīng)常使用的方法有溫度調節法、模擬阻力法和模擬分析法這三種。其中溫度調節方法就是以實(shí)際熱量的需求量作為調節的參考，從而對各個(gè)熱力站點(diǎn)的流量情況、供回水溫度進(jìn)行調節，實(shí)現控制居民室內溫度的目的。溫度調節閥對各個(gè)熱力站點(diǎn)的選擇監控指標就是供水溫度，供水溫度較為容易控制，且作為起始點(diǎn)的溫度數據供水溫度便于觀(guān)察、控制、測量，而且有較小的滯后性，在對溫度的控制來(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)氣候條件不同的區域。由于這樣的調節過(guò)程只涉及對溫度的調節所以也不需要安裝多余的相關(guān)設備，整體系統的費用較少。但是溫度調節的方式由于供熱系統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(xiàn)的狀態(tài)，所以具有調節的靈敏度不高等缺陷。其次是兩種基于模型的調節方法，包括模型分析法和模擬阻力法，這兩種調節方法都是將整個(gè)供熱網(wǎng)的水力工況建立成數學(xué)模型的方式對其中的流量以及壓力的變化情況進(jìn)行分析，從而對整個(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)狀結構，其中包括了管路等運送流體的結構以及管閥件等對流體的流動(dòng)帶有明顯阻礙形式的部件。對整個(gè)管路的壓力進(jìn)行計算，從而可以確定供熱網(wǎng)阻力系數和流量情況，從而對集中供熱的熱水輸送管路的輸送情況進(jìn)行詳細的了解。
2.3集中供熱網(wǎng)智能控制具體方法
對于集中供熱網(wǎng)智能控制來(lái)說(shuō)需要突破供熱涉及的工程量巨大、控制對象具有滯后性以及不確定性、控制對象的影響因素較多、控制所需的參考信息監測起來(lái)較為復雜、計算過(guò)程復雜、涉及的參數不易得到等方面，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。智能控制是一種結合人工智能、運籌學(xué)、自動(dòng)控制衍生出的學(xué)科，這表明了智能控制有著(zhù)人工智能的獨立性的、可運算的、自動(dòng)的特點(diǎn)。智能控制可以自動(dòng)的對已知的狀態(tài)判斷并調整，同時(shí)幾乎不需要人工的參與就可以獨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、適應功能、組織功能、人機協(xié)作功能，它的特性包括容錯性、魯棒性和實(shí)時(shí)性。智能控制應用于集中供熱網(wǎng)的目的是系統可以自主的依據外界環(huán)境的溫度變化結合熱網(wǎng)用戶(hù)的負荷特性變化對供回水的溫度進(jìn)行調節，平衡供熱總量與用戶(hù)所需熱量�？刂葡到y可以根據一次網(wǎng)供回水溫度和環(huán)境參數進(jìn)行計算，從而得出所需的供熱量，考慮到建筑物和設備的熱容的因素，及時(shí)通知熱電廠(chǎng)改變熱源的供熱量，修改機組的運行情況調節換熱效率，同時(shí)系統應該結合建筑物的散熱情況和管道的散失熱量的情況對回水溫度進(jìn)行預測使得控制效果較為準確。熱網(wǎng)智能控制主要的依據當前的外界環(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)行大量的計算生成溫度調節方案。熱網(wǎng)的智能控制可以實(shí)現全網(wǎng)的協(xié)調控制，從而滿(mǎn)足用戶(hù)室內的溫度保持在一定的適宜的溫度范圍之內，在環(huán)境變化較大的時(shí)候也能滿(mǎn)足用戶(hù)的取暖要求，為用戶(hù)提供舒適的、溫暖的生活環(huán)境。
3結論
綜上所述，集中供熱的供熱方式在我國北方的大規模應用有助于改善環(huán)境、節約能源，集中供熱的智能控制包括對熱源的控制和對熱網(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)現主要通過(guò)檢測供回水溫度、環(huán)境因素來(lái)確定調整量。
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