在供熱領域,二次網的平衡調控至關重要,它直接關系到供熱質量、能源利用效率以及用戶的滿意度。艾藍作為行業(yè)內專注于供熱解決方案的企業(yè),其推出的二網平衡調控技術及相關產品,正為解決供熱系統中普遍存在的問題提供了行之有效的途徑。?
供熱二網平衡問題的現狀?
從節(jié)約能源的角度看,合理的二次網水力平衡調節(jié)能夠有效降低水、電、熱的單耗,節(jié)約運行成本,為供熱企業(yè)節(jié)省開支,提升企業(yè)效益。然而,當前二級網管網平衡調節(jié)存在諸多問題。在實際建筑設計中,供暖管徑通常按照最不利天氣條件下能達到供熱標準的要求設計,設計院還會增加調節(jié)系數,導致管徑往往留有很大富余。如果不對二網進行調節(jié),極易產生前端過度供熱,末端供熱不足的現象。熱力公司為滿足末端供熱標準,常采取大流量小溫差的運行方式,這使得前端過度供熱更為嚴重,既造成巨大的能源浪費,又達不到良好的供熱效果。熱損耗在供熱節(jié)能運行中主要體現在一級網熱損與二級網熱損,若熱源出口為 100%,一級網的熱損耗占 3% - 8%,而二級網的熱損耗竟占 15% - 25% 。這清晰地表明,二級管網平衡失調直觀反映出供熱管路不同位置的用戶冷熱不均、能源利用率低下、供熱企業(yè)經濟效益不高等現象。如何對二級網進行節(jié)能改造,已成為各供熱企業(yè)愈發(fā)重視的問題,而二級管網的平衡調節(jié)是改善供熱效果和實現供熱節(jié)能的前提與必由之路。?
傳統二網平衡控制策略的局限性?
手動調節(jié)?
手動調節(jié)主要是依靠人工經驗值來手動調節(jié)樓棟閥的開度,以此粗略地達到特定條件下的水力平衡,并根據氣溫變化和以往經驗對換熱站進行手動調節(jié)來實現升、降溫。但這種方式存在明顯缺陷:一方面,手動調節(jié)僅憑經驗,缺乏理論依據,面對復雜的用熱終端用戶情況,根本無法實現供熱平衡,冷熱不均的問題大量存在;另一方面,手動樓宇閥控調節(jié)難以充分利用近端、遠端的壓力和流量,大部分閥控開度不合理,導致大量管網壓力白白損失。?
基于自力式平衡閥調節(jié)?
自力式壓差流量平衡閥應用于集中供熱、中央空調等水系統,有利于被控系統各用戶和末端裝置的自主調節(jié),適用于分戶計量供暖系統。不過,此方法手動設定目標值無法實現一次設置就永久平衡的理想狀態(tài),不能根據實際情況的變化隨時進行調劑,現場運行情況也無法反饋到管理中心。并且,它不適用以熱源為主動變流量調節(jié)系統,當系統進行以熱源為主動變流量調節(jié)時,近端用戶和遠端用戶不能隨著總流量變化而等比變化,無法保持水力平衡工況,熱網會出現動態(tài)水力失調。?
基于回水溫度一致理念的自控調節(jié)?
傳統回水溫度調節(jié)將回水溫度平衡粗略地視為二網平衡,因其容易實現(只需達到目標值,無需考慮復雜的外部因素及管路情況等),且能在一定程度上體現二網平衡。然而,它存在諸多不足。其一,不能直接體現室內溫度的平衡,不同的供熱單元即便回水溫度相同,由于供熱面積、管徑、建筑結構、散熱效果等因素的差異,實際供熱效果可能大不相同。其二,針對不同供暖方式可能出現相反的調節(jié)效果,例如某一單元散熱效果差供熱不好,但回水溫度卻很高,若按照傳統的回水溫度調節(jié)方式關閥,不僅不會使供熱平衡,反而會讓情況更糟糕。?
艾藍二網平衡調控方案解析?
核心技術與原理?
艾藍二網平衡調控方案的核心目標是實現熱量平衡,即確保分區(qū)內各戶能夠按需分配熱量,保證所有用戶室溫均達標,且不出現能源浪費。艾藍深知常規(guī) pid 控制無法滿足大滯后場景需求,因此將控制用戶側的瞬時熱量作為實現戶端熱量平衡的首要方案。?
具體而言,戶端平衡控制目標計算流程為:采集對應熱用戶相關實時數據后,依據當前設定控制模式決定后續(xù)流程,熱量控制為默認控制方案。平臺首先根據當前時間段室外溫度和室內設定溫度生成基礎熱指標,結合用戶的供熱面積計算出基礎瞬時熱量。在此基礎上,針對邊戶、頂戶、相鄰報停戶、遠端用戶的瞬時熱量進行修正,并考慮朝向修正。在調節(jié)初期,由于缺乏相關歷史數據,主要依靠經驗確定修正值,隨著系統運行,后續(xù)會將歷史工況進行大數據分析和計算,自動得出修正系數。同時,進一步考慮垂直失調的影響,基于經驗與理論計算公式給出相關修正系數。最后,在系統運行過程中結合當前室溫和投訴情況對控制目標進行調整,針對因特殊原因導致室溫較低或投訴頻率較高的用戶,對瞬時熱量設定值進一步考慮修正系數。通過這一系列修正過程,將得出的瞬時熱量設定值作為 pid 控制目標,與此同時,完成熱用戶瞬時流量與室外溫度、室內溫度等因素之間的模型參數更新計算工作 。?
智能化與自動化優(yōu)勢?
艾藍二網平衡調控系統具備高度的智能化與自動化特性。一旦戶用熱量表因使用年限等不可抗力出現故障,且維保力量不足時,系統可自動將控制模式切換到流量控制模式,通過控制各熱用戶流量實現平衡調控?;趯崟r采集數據計算瞬時流量設定值,并將設定值作為控制目標下發(fā)下位控制設備。下位控制設備內部控制邏輯嚴謹,監(jiān)測到上位平臺下發(fā)控制參數后,會識別當前控制模式,進行設定值與反饋值比較。若偏差值在死區(qū)內,則退出調控邏輯,重新開始循環(huán);若偏差超出死區(qū),則根據 pid 控制邏輯生成電調閥設定開度并下發(fā)到對應戶端電動調節(jié)閥 。?
在熱力入口的平衡調節(jié)閥方面,采取與戶控方案類似的控制邏輯,優(yōu)先采用熱量控制方案,并將流量控制方案作為備用方案。主要區(qū)別在于作為輸入數據的室溫參數,分區(qū)內至少包含 12 戶室溫數據,在去除存在明顯異常的室溫數據后,可通過取其平均數、中位數或根據位置的加權平均數作為分區(qū)室溫表征值。室溫表征值算法選擇及加權參數設置可通過上位平臺便捷地完成配置 。?
此外,艾藍二網平衡調控系統還可結合智能溫度測量儀等設備,采用溫度采集與互聯網遠傳相結合的模式,實時采集并監(jiān)測管道內溫度,運用物聯網無線傳輸技術,將溫度數據上傳至系統平臺,實現智能平衡、實時調控、報警等功能 。?
實際應用案例與成效?
在某供熱項目中,引入艾藍二網平衡調控系統前,該區(qū)域供熱管網存在嚴重的水力失調問題,近端用戶室溫過高,甚至需要開窗散熱,而遠端用戶室溫卻難以達標,用戶投訴不斷。供熱企業(yè)為解決問題,投入大量人力進行手動調節(jié),但效果不佳,能源浪費嚴重。引入艾藍二網平衡調控系統后,通過系統對管網的全面監(jiān)測與精準調控,水力失調度被控制在極小范圍內。調節(jié)后,該區(qū)域不僅不同類型熱用戶室溫相對更趨于一致,有效解決了冷熱不均的問題,而且節(jié)能效果顯著,節(jié)電達到 40% - 80%,節(jié)熱達到 15% - 30% 。供熱企業(yè)的運行成本大幅降低,同時用戶滿意度大幅提升,投訴量銳減。?
艾藍二網平衡調控的價值與意義?
節(jié)能降耗,助力可持續(xù)發(fā)展?
通過精確的熱量平衡調控,艾藍二網平衡調控系統有效減少了能源浪費。在供熱過程中,避免了前端過度供熱和末端供熱不足導致的額外能源消耗,降低了水、電、熱的單耗,為供熱企業(yè)節(jié)約了大量運行成本,同時也符合當前社會對節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的要求,對緩解能源壓力、保護環(huán)境具有積極意義。?
提升供熱質量,改善用戶體驗?
實現熱量的按需分配,確保了所有用戶室溫均能達標,消除了用戶側冷熱不均的現象,極大地提升了供熱質量。用戶無需再忍受過熱或過冷的室內環(huán)境,居住舒適度顯著提高,這有助于增強用戶對供熱企業(yè)的信任與認可,提升供熱企業(yè)的社會形象。?
智能化管理,提高供熱企業(yè)運營效率?
艾藍二網平衡調控系統的智能化與自動化特性,減少了人工調節(jié)的工作量和誤差。供熱企業(yè)可以通過上位平臺實時監(jiān)控系統運行狀態(tài),便捷地進行參數配置和調整,實現對供熱管網的精細化管理,提高了運營效率,降低了管理成本。?
在供熱行業(yè)不斷追求高效、節(jié)能、智能發(fā)展的今天,艾藍二網平衡調控方案憑借其先進的技術、顯著的成效以及深遠的價值,正成為推動供熱系統優(yōu)化升級的重要力量,為供熱行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力 。