集中供热系统常见控制策略大全
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缺点:在同一室外温度下,当流量比变化时,相对供暖热负荷比 会改变,二级网供水温度 也会改变,曲线得重新制定,比较繁琐。另外用同一条曲线很难适应所有的建筑,必须结合运行人员的实际经验加以修正,才能达到令人满意的效果。
2)回水温度th策略
调节的依据为公式
–供水温度; –室内温度; –室外温度; –相对流量;等于实际流量 与设计运行流量 的比, = / ; –散热器的散热指数,对于常用散热器 ~
理论分析的过程和供水温度相类似,也可以绘制出类似的对应曲线。
在一段时间内的室外温度和供水温度在理论上有唯一的对应关系,回水温度也可以反映出某一个支路的供热品质的好坏。
优点:回水温度是最直接的控制手段,也是所需要的结果,一般在二级网水力工况不失衡的情况下,当网路的回水温度满足控制指标时,基本可以保证供热品质了。所以说回水温度的控制好坏也是控制效果的最终体现。
以各热力站二次网供回水平均温度彼此一致为网的调节目标,对各热力站供水阀进行调节,可以保证各热力站间的均匀供热,避免由于冷热不均。
优点:不管是质调节还是量调节,对控制指标没有影响。即二网的流量变化不需要重新设定供回水平均温度目标值。
缺点:要求建筑物的综合传热系数及散热器的传热系数大体一致,但是有的时候由于各种原因很难一致,所以导致供回水平均温度目标值不是很准确,如果供热半径过长的话,供回水平均温度的调节周期太长,容易超调或者滞后。
通过以上分析我们知道,在一段时间内的平均室外温度和供水温度在理论上有唯一的对应关系。我们很容易通过理论计算求出质调节时室外温度–供水温度的对应曲线。
如上图所示,室外温度–供水温度的对应曲线在某一段可以近似为折线,我们可以通过多段折线函数来描述室外温度–供水温度的对应关系。即 =f( )。
优点:此种控制策略的优点比较突出,直接控制供水温度具有调节周期短,较稳定的特点,而且便于实时修正。此种控制在自控调节上也最容易掌握。因此此种控制策略的应用也较多。比较适合于单纯质调节和质调节+分阶段量调节的热力站。
缺点:供热量的指标和建筑类型有直接的关系,不能所有建筑物一概而论;再有就是有时供热面积的核算不是很准确,造成单位供热量测算不准;从自控角度讲,调整供热量的话,会造成流量压力温度同时变化,可能影响到热力工况及水力工况,难以掌握。
综上所述,每一种控制策略都各有优缺点,但是从理论上看都是以供热负荷为基础的,它是在二级网水力平衡条件下,无论上述那种方式结果都是一样的,重要的是必须结合当地建筑物及供热管网的实际情况,来制定控制策略,结果可能是某种控制策略结合必要的人工经验的修正,才能达到理想的控制效果。
因此在调整一级网的电动调节门的同时,既要合理的控制供热量,又要防止热网水力失调。
由于各热力站的热用户情况、建筑物结构、地理位置等不同,造成其单位面积耗热量(W/m2)会有差异。以及室外气温的变化,这些数据直接反映此站所供用户的整体耗热情况。另外各热力站所带的供热面积不会经常改变,并且各建筑物的负荷主要由室外环境温度所决定。因此,随室外环境温度变化,各热力站的热负荷同步升高或降低,各热力站间热负荷之比基本不变。因此,系统一旦调节均匀,就基本能够保持整体平衡,而且各热力站调节阀门动作的频繁程度较低,这样系统可以长期稳定运行。
G供为一网供水流量,G回为一网回水流量,H供为供水热焓,H回为回水热焓,
H自为补水的自然热焓。忽略一网在站内的失水,可以认为G供=G回=G。
这样供热量的公式为:Q=G(H供- H回)。
由上述公式我们可以看出,供热量Q是流量G和热焓H的函数,而热焓H又是压力和温度的函数。所以我们在调节供热量Q的同时,一网的流量、压力、温度都随之变化。
积累了大量的原始运行数据,并且对各换热站的热用户情况十分熟悉,这样可以很容易的拟合出如下曲线:
单位面积供热量Q(W/ m2)
由上图可知,热用户的热负荷需求随室外温度的变化而变化,如果我们能根据室外温度的变化及时的调整供热量,使其刚好满足用户的室内温度需求,这样将节约大量的热能。
优点:所以以供热量来指导换热站运行,一是达到节能的目的,二是可以直观的进行统计分析,直接对换热站的运行情况实施考核。
1)供水温度 策略
调节的依据为公式
–供水温度; –室内温度; –室外温度; –相对流量比;等于实际流量 与设计运行流量 的比, = / ; –散热器的散热指数,对于常用散热器 ~
公式中凡带有上角标“'”的参数为设计工况下的,不带上角标的为任意室外温度 下的参数。
当室外温度 一定时,相对流量比 是定值,所以供水温度 也是定值。
3)供回水平均温度 策略
由稳态下的热平衡方程可以得到,散热器向房间传热应与房间向室外的传热量相同,即:
- ) - )
– 建筑物的体积供热指标 – 建筑物的外部体积 –室内温度 –室外温度
– 散热器的传热系数 –散热器的散热面积 –散热器热煤平均温度
由上式可解出:
即,在稳定工况下,室温为供回水平均温度和外温的加权平均,系数由建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数之比决定,如果在比值差不多的情况下,测各热力站的 值基本上反映了该热力站所负责建筑的平均室温,如果将各个热力站的二次侧供回水平均温度调为一致,则可以近似认为采暖房间的室温是彼此均匀的。
- )(2) – 散热器的传热系数 –散热器的散热面积 –散热器热煤平均温度
供热量
= ( - )/3600=1.163 ( - )(3) –循环水流量 –热水的质量比热 =4.187J/kg.℃ –供水温度 –回水温度
即 = = 这也是供热调节的理论基础,从公式(1)中可以看出,系数q及V一般变化不大,我们可以认为是常数,所以当我们要控制建筑物的室内温度一定时,只有 –室外温度一个变量,也就是说室外温度是影响建筑物供暖热负荷的唯一变量。
实际上,由于室外的风速及风向,特别是太阳辐射的变化与室内外温度都产生影响,但是这个影响可以可忽略不计。
所以在热网自控系统中,室外温度的变化是系统产生扰动的决定性因素,控制的主要目的就是抵消室外温度变化产生的扰动影响,维持系统的平衡。目前常用的控制策略有供水温度调节;回水温度调节;供回水平均温度调节;供热量调节四种调节方式。
缺点:当供热半径较长时,回水温度的响应时间会很长,具有严重的滞后性,控制算法复杂,难以掌握,控制效果有时不太理想;另外当支路较多时,或支路的负荷类型不同时,用回水温度作为控制指标也难以作到很科学。在同一室外温度下,当流量比变化时,相对供暖热负荷比Q会改变,二级网回水温度th也会改变,曲线得重新制实现的基础上,通过大量的运行数据及运行经验,根据天气预报等的负荷预测,完全可以拟合出室外温度和换热站供热量的关系曲线,因此,按照换热站的实际需求供给热量,作到按需供热,才是最经济,最合理的运行方案。
对于有供有回的管线:供热量的公式为:Q=G供H供- G回H回-(G供-G回)H自
集中供热系统的控制策略说明
目前常用的控制策略
热量平衡:当热水网路在稳定状态下运行时,如不考虑管网的沿途损失,则网路的供热量应等于供暖用户采暖设备的散热量,也应该等于供暖热用户的热负荷。
供暖热用户的热负荷
- )(1) – 建筑物的体积供热指标 – 建筑物的外部体积 –室内温度 –室外温度
供暖用户采暖设备的散热量
2)回水温度th策略
调节的依据为公式
–供水温度; –室内温度; –室外温度; –相对流量;等于实际流量 与设计运行流量 的比, = / ; –散热器的散热指数,对于常用散热器 ~
理论分析的过程和供水温度相类似,也可以绘制出类似的对应曲线。
在一段时间内的室外温度和供水温度在理论上有唯一的对应关系,回水温度也可以反映出某一个支路的供热品质的好坏。
优点:回水温度是最直接的控制手段,也是所需要的结果,一般在二级网水力工况不失衡的情况下,当网路的回水温度满足控制指标时,基本可以保证供热品质了。所以说回水温度的控制好坏也是控制效果的最终体现。
以各热力站二次网供回水平均温度彼此一致为网的调节目标,对各热力站供水阀进行调节,可以保证各热力站间的均匀供热,避免由于冷热不均。
优点:不管是质调节还是量调节,对控制指标没有影响。即二网的流量变化不需要重新设定供回水平均温度目标值。
缺点:要求建筑物的综合传热系数及散热器的传热系数大体一致,但是有的时候由于各种原因很难一致,所以导致供回水平均温度目标值不是很准确,如果供热半径过长的话,供回水平均温度的调节周期太长,容易超调或者滞后。
通过以上分析我们知道,在一段时间内的平均室外温度和供水温度在理论上有唯一的对应关系。我们很容易通过理论计算求出质调节时室外温度–供水温度的对应曲线。
如上图所示,室外温度–供水温度的对应曲线在某一段可以近似为折线,我们可以通过多段折线函数来描述室外温度–供水温度的对应关系。即 =f( )。
优点:此种控制策略的优点比较突出,直接控制供水温度具有调节周期短,较稳定的特点,而且便于实时修正。此种控制在自控调节上也最容易掌握。因此此种控制策略的应用也较多。比较适合于单纯质调节和质调节+分阶段量调节的热力站。
缺点:供热量的指标和建筑类型有直接的关系,不能所有建筑物一概而论;再有就是有时供热面积的核算不是很准确,造成单位供热量测算不准;从自控角度讲,调整供热量的话,会造成流量压力温度同时变化,可能影响到热力工况及水力工况,难以掌握。
综上所述,每一种控制策略都各有优缺点,但是从理论上看都是以供热负荷为基础的,它是在二级网水力平衡条件下,无论上述那种方式结果都是一样的,重要的是必须结合当地建筑物及供热管网的实际情况,来制定控制策略,结果可能是某种控制策略结合必要的人工经验的修正,才能达到理想的控制效果。
因此在调整一级网的电动调节门的同时,既要合理的控制供热量,又要防止热网水力失调。
由于各热力站的热用户情况、建筑物结构、地理位置等不同,造成其单位面积耗热量(W/m2)会有差异。以及室外气温的变化,这些数据直接反映此站所供用户的整体耗热情况。另外各热力站所带的供热面积不会经常改变,并且各建筑物的负荷主要由室外环境温度所决定。因此,随室外环境温度变化,各热力站的热负荷同步升高或降低,各热力站间热负荷之比基本不变。因此,系统一旦调节均匀,就基本能够保持整体平衡,而且各热力站调节阀门动作的频繁程度较低,这样系统可以长期稳定运行。
G供为一网供水流量,G回为一网回水流量,H供为供水热焓,H回为回水热焓,
H自为补水的自然热焓。忽略一网在站内的失水,可以认为G供=G回=G。
这样供热量的公式为:Q=G(H供- H回)。
由上述公式我们可以看出,供热量Q是流量G和热焓H的函数,而热焓H又是压力和温度的函数。所以我们在调节供热量Q的同时,一网的流量、压力、温度都随之变化。
积累了大量的原始运行数据,并且对各换热站的热用户情况十分熟悉,这样可以很容易的拟合出如下曲线:
单位面积供热量Q(W/ m2)
由上图可知,热用户的热负荷需求随室外温度的变化而变化,如果我们能根据室外温度的变化及时的调整供热量,使其刚好满足用户的室内温度需求,这样将节约大量的热能。
优点:所以以供热量来指导换热站运行,一是达到节能的目的,二是可以直观的进行统计分析,直接对换热站的运行情况实施考核。
1)供水温度 策略
调节的依据为公式
–供水温度; –室内温度; –室外温度; –相对流量比;等于实际流量 与设计运行流量 的比, = / ; –散热器的散热指数,对于常用散热器 ~
公式中凡带有上角标“'”的参数为设计工况下的,不带上角标的为任意室外温度 下的参数。
当室外温度 一定时,相对流量比 是定值,所以供水温度 也是定值。
3)供回水平均温度 策略
由稳态下的热平衡方程可以得到,散热器向房间传热应与房间向室外的传热量相同,即:
- ) - )
– 建筑物的体积供热指标 – 建筑物的外部体积 –室内温度 –室外温度
– 散热器的传热系数 –散热器的散热面积 –散热器热煤平均温度
由上式可解出:
即,在稳定工况下,室温为供回水平均温度和外温的加权平均,系数由建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数之比决定,如果在比值差不多的情况下,测各热力站的 值基本上反映了该热力站所负责建筑的平均室温,如果将各个热力站的二次侧供回水平均温度调为一致,则可以近似认为采暖房间的室温是彼此均匀的。
- )(2) – 散热器的传热系数 –散热器的散热面积 –散热器热煤平均温度
供热量
= ( - )/3600=1.163 ( - )(3) –循环水流量 –热水的质量比热 =4.187J/kg.℃ –供水温度 –回水温度
即 = = 这也是供热调节的理论基础,从公式(1)中可以看出,系数q及V一般变化不大,我们可以认为是常数,所以当我们要控制建筑物的室内温度一定时,只有 –室外温度一个变量,也就是说室外温度是影响建筑物供暖热负荷的唯一变量。
实际上,由于室外的风速及风向,特别是太阳辐射的变化与室内外温度都产生影响,但是这个影响可以可忽略不计。
所以在热网自控系统中,室外温度的变化是系统产生扰动的决定性因素,控制的主要目的就是抵消室外温度变化产生的扰动影响,维持系统的平衡。目前常用的控制策略有供水温度调节;回水温度调节;供回水平均温度调节;供热量调节四种调节方式。
缺点:当供热半径较长时,回水温度的响应时间会很长,具有严重的滞后性,控制算法复杂,难以掌握,控制效果有时不太理想;另外当支路较多时,或支路的负荷类型不同时,用回水温度作为控制指标也难以作到很科学。在同一室外温度下,当流量比变化时,相对供暖热负荷比Q会改变,二级网回水温度th也会改变,曲线得重新制实现的基础上,通过大量的运行数据及运行经验,根据天气预报等的负荷预测,完全可以拟合出室外温度和换热站供热量的关系曲线,因此,按照换热站的实际需求供给热量,作到按需供热,才是最经济,最合理的运行方案。
对于有供有回的管线:供热量的公式为:Q=G供H供- G回H回-(G供-G回)H自
集中供热系统的控制策略说明
目前常用的控制策略
热量平衡:当热水网路在稳定状态下运行时,如不考虑管网的沿途损失,则网路的供热量应等于供暖用户采暖设备的散热量,也应该等于供暖热用户的热负荷。
供暖热用户的热负荷
- )(1) – 建筑物的体积供热指标 – 建筑物的外部体积 –室内温度 –室外温度
供暖用户采暖设备的散热量