供回水温度的共轭关系

传统供热控制方案

从当前的技术开发与使用情况来看,国内供暖技术的进步表现为:一是采暖系统的改造;能够在制造及输送热能时,更好的降低热量的损耗,同时也能够提升加热的效率及能量的利用率。二是在供暖方式与方式上进行改革,重点是在热交换器的供暖方式上;本项目拟针对现有基于人为经验、依赖气象资料的常规方法,提出一套可靠、切实可行的换热系统智能化调控方法,以达到真正的换热系统智能化。

对于供暖的调控,目前的供暖系统还存在着一些依赖于人为的调控,供暖的结果主要是凭主观的感受。当前我国许多热交换器仍采用手动调温的方式。运行人员应按照当日的供暖指数,凭以往的经验调整给水水温。该方法在很大程度上依靠操作者的经验,属于开环、粗放型的方法。由于供暖系统存在着热惰性和热迟滞现象,使得供暖系统极易出现供暖不充分或过量供暖现象。在人为调控的同时,又有学者提出了分段调控的思想。根据供热时段的特点,采取相应的调节方式,大大降低了人为调节的工作量。

基于供回温变化的控制方法

要想使整个过程更加简单,更加完善,就必须对已有的控制思想进行更新换代。常规的室外温度监测与室内温度预报相结合的方法,其机理复杂且难以确定。在这种情况下,第一线的工作人员往往面临着较少的工作场所和较大的调整能力。针对这一问题,提出了一种仅利用供水和回水温升来进行调节的方法。并以多台多型机组为例,证明了这种新的控制思想在供暖系统中的重要性。

新的供暖方式仅利用供水和回水的水温来进行供暖。根据不同时段的给水和回水水温的变化情况,调整给水水温。这组控制方式具有简单的控制逻辑,只需要设定供热量的当量房间的温度,就可以直接调整总的热量负载。在实验过程中,供暖单元显示出一种十分柔性的调节思想。当温度骤降到一定程度时,可以预先对换热器的温度进行补偿。该方法充分发挥了供暖系统自身的热惰性,以确保在极端气候条件下仍能保持供暖。

该控制方法的核心是对供热系统的供热状况进行评价。与传统控制思路不同,新方法通过监测回水温度的变化对供热系统的热负荷进行评价。例如,供水温度不变,当回水温度降低时,认为应该提高热量供应;当回水温度升高时,认为应该降低热量供应。通过应用该算法可以发现,在存在共轭关系的供回水温度数据中蕴含了大量的供热信息。通过对供回水温度的深入分析,可以解读蕴含在数据中的热负荷变化。这种分析思路可以更快地对供热系统热用户负荷变化做出响应。

新方法评价的核心参数是热转移效率和拓扑等效 K 值。通过两个参数的对比分析,分别对热用户状况和供热系统的运行工况进行了独立评价。且从试验结果看,这种评价的结果是准确的,效率是很高的。其对建筑物的热负荷变化的相应很块。在面对剧烈天气变化时,有着非常好的相应。通过综合两个参数进行供热控制,供热系统很好的平衡了供热舒适性和供热效益。未来后续的智能化改造提供了新思路。

上述方案的实现依据舒效比4030 控制思想:假设一供热系统的供水温度为40℃,回水温度为 30℃。当由于某种原因需要进一步升温时,将供水温度提高 2℃。经过了很长一段时间后,测得供水温度为 42℃。回水温度为 30+X℃。若 X 为 0℃:代表供水提高 2℃所输运的热量被全部使用,认为此时的效益值为 1;若 X 值为 2,代表供水温度升高2℃所输运的热量未被使用,认为此时的效益值为 0%。在两者之间存在一个合适的效益值,符合供热系统舒适供热、节能供热的目标。