CN203718924U - 循环泵供热的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种循环泵供热的系统，用以实现供热循环泵运行的最佳节能，该系统包括工作站，供热区传感器和网络设备；该供热区传感器通过网络设备将检测到的供热区的室外温度和室内温度数据传送到工作站；该工作站包括：锅炉系统检测设备、控制器和计算设备；锅炉系统检测设备检测热源温度和供回水的温度，并将检测到的信息传送到计算设备；控制器接收计算设备的控制命令，并据以调度循环泵的水循环工作，或者控制锅炉系统的加热工作。本实用新型的方案能够进行供热规划，按需供热，提高循环泵的效率，能一定程度的解决能源浪费问题，根据温度变化，及时采用供热调整方案，避免因温度变化造成供热事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热技术，且特别涉及一种循环泵供热的方法和系统，以实现供热循环泵运行的最佳节能。
背景技术
现有的供热系统通常采用循环泵循环高温热水进行供热。目前，供热行业通常没有有效的供热计量控制方案，如当室外温度一定，供热面积一定时，如何控制供热量，才能满足热用户的室内温度达到18度。而目前通常是凭借司炉工的工作经验进行操作，供热区域室内温度不达标和供热区域室内温度超标无法准确预知，因此，供热行业通常存在供热温度不达标和供热温度超标而造成浪费二种现象，因此对于能源的利用率相对比较低，也会造成能源浪费，供热行业经常会面临亏损局面。
当室外温度急剧变化（升高或者降低）时，循环泵运行调整滞后，没有及时调整，也会造成供热事故发生，如冻裂供热设备，或造成严重能源浪费，如供热区过热，用户开窗散热。
在对现有技术进行研究后，发明人发现，现有的供热行业由于缺乏有效的运作、监管各应急调整措施，导致供热行业能源利用率低，资源浪费严重，并且还存在供热矛盾突出等问题。
发明内容
鉴于现有技术的上述问题和/或其他问题，本实用新型提供了一种循环泵供热的系统，以实现供热循环泵运行的最佳节能。
本实用新型提供了一种循环泵供热的系统，包括工作站，供热区传感器和网络设备；
该供热区传感器通过网络设备将检测到的供热区的室外温度和室内温度数据传送到工作站；
该工作站包括：锅炉系统检测设备、控制器和计算设备；
锅炉系统检测设备检测热源温度和供回水的温度，并将检测到的信息传送到计算设备；
控制器接收计算设备的控制命令，并据以调度循环泵的水循环工作，或者控制锅炉系统的加热工作。
该工作站还包括存储温度传感器传递的温度数据以及温度急剧变化时的应急方案的数据库。
该控制器连接循环泵和锅炉系统，接收该计算设备发出的控制指令，以调整循环泵的台数及运行时间和/或热源供热量。
该计算设备还与数据库连接，从该数据库中调度应急方案，并据以向控制器发送控制命令，以调度循环泵的水循环工作或者控制锅炉系统的加热工作。
该锅炉系统检测设备包括热源温度检测器和供回水温度检测器。
本实用新型的方案能够进行供热规划，按需供热，提高循环泵的效率，能一定程度的解决能源浪费问题，根据温度变化，及时采用供热调整方案，避免因温度变化造成供热事故。
附图说明
图1为本实用新型的循环泵供热的方法的示意图；
图2为本实用新型的循环泵供热系统的结构示意图。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
本实用新型提供了一种循环泵供热的方案，采用循环泵进行供暖，循环泵是输送反应、吸收、分离、吸收液再生的循环液用泵，一般采用单级离心泵。循环泵将水暖供热管道中的热水循环起来的，把热源的热量传送到供热区域。
参见图1所示，本实用新型的循环泵供热的方案如下：根据一预定时间（如一天时间）内供热区域室外温度（大气温度）变化值，以及所需供热区域的总面积值，计算出供热区域的总负荷，根据供热总负荷、循环泵效率、换热系统效率及供回水温差，计算出日循环水量，并进一步确定日循环泵的运行台数和日运行时间，并以该日循环泵的运行台数和运行时间对供热系统的循环泵进行调度。此外，为进行更精细化的供热，也可以将上述的预定时间进行更精细的划分，如分为12个时段（每2小时为一个时段），以白天和夜晚分别进行供热规划（热负荷高低时段）。
以下以具体应用为例进行说明：供热日热负荷的计算方式如下：Q=Qmax(tn-t1)/(tn-t2)(GJ/h)；Q为室外温度为t1下的热负荷；Qmax为热网最大热负荷；t2为室外采暖计算温度(℃)，如为-20℃（区域供热设计规定值）；t1为采暖期室外温度(℃)；tn为室内设计采暖温度(℃)，如为18℃（国家标准）。
如在一预定时间内，预报的大气的最高温度为0度，最低-10度，则可知平均温度为-5度，再以以下的供热区为例：商业区10万㎡，设计热负荷为70W/㎡；住宅区为80万㎡，设计热负荷为50W/㎡；工厂区为5万㎡，设计热负荷为70W/㎡，其它相关区域5万㎡，设计热负荷为90W/㎡。则可进一步计算出对于上述的供热区，该循环系统的每小时热负荷为121.1GJ(吉焦），全天热负荷为2904GJ，以供回水温差为40度的情况为例，根据日采暖热量计算公式：Q=cm(tx-ty)，即Q=循环水量×水的比热容×(供水温度-回水温度)，其中，c为水的比热容，为4.2×103焦耳每千克摄氏度，m为循环水量，tx为供水温度，ty为回水温度。由此可计算出日循环水量m为17285.71M3。以一台输入循环泵流量650M3/h，循环泵热效率93%为例，则其实际的循环流量为650M3/h×93%=600M3/h，由此可计算得知循环泵每日的运行时间为28.81h。
对于循环泵日运行28.81h，可采用两台循环泵，每台运行14.4h，对供热区进行供热；或者采用三台循环泵，每台运行9.6h，也能满足供热需求。对于循环泵同时运行的时间，可以选在气温较低的时候，如夜间（热负荷最大时段）。以循环泵的运行时间为28.81h为例，则两台循环泵至少要有5.31h的共同运行时间，可以选择在夜间两台循环泵共同运行5.31h。
此外，当供热区室外的平均温度与预报的平均温度的差值超过一预定值时，如±N℃时，可采用以下方案中的一种或者多种相结合的方式，自动调整循环供热系统的供热量，以达到供热自动化调整的目的。
调整供热量的方案包括：1、调整热源温度，由此调整供回水的温差；2、调整循环泵的循环水量，包括调整循环泵的水循环流量和调整循环泵运行时间(h)。调整循环泵的水循环流量，包括调整循环泵运行（台）数和/或调整循环泵变频器赫兹数，调整循环泵的变频器赫兹数就能够使循环泵的转速改变，由此调整循环泵的水循环流量。
其中，调整热源温度，就能调整供回水的温度差，由此调整单位时间的供热量；调整循环泵的循环流量，就能调整单个循环泵在单位时间的循环量，循环速度越快，则单位时间的供热量也越大。调整循环泵的循环速度可以通过调整循环泵的变频器赫兹数来实现对循环泵的调整，如对于安装变频器循环泵，其变频器赫兹数越高，则循环泵的转速也相应提高，使水循环的流量也相应提高。对于没有安装变频器的循环泵，则可以通过调整循环泵的运行台数实现，运行的循环泵越多，则整体的循环水流量也会相应加大。如在某种特殊工况下，需要将水循环流量提高到150%，若当前运行的循环泵的流量以无法在增加，则可以在增加一台循环泵，并将两台循环泵的赫兹数调整到当前流量的75%,即可满足需要。
比如，当屋外的环境温度下降了N度，为避免供热区的室内温度也相应降低，可以采用增加热源温度的方式，提高循环水的供回水的温差，由此能在单位时间内为供热区提供更多的热量，使供热区的温度不会降低。或者，也可以增开几台循环泵，加大水循环的流量，由此也能在单位时间内为供热区提供更多的热量；或者还可以调整循环泵的总循环水量，比如增加循环泵的运行时间，如以上述的日运行10h的循环泵为例，可以增加至11h或更多。
当屋外的温度发生变化时，工作人员或设计人员可根据具体情况选择上述的调整方案，以实现取得更好的供热效果，或是节省煤炭，或是节省电能。如在大气温度降低时，若同时提高热源温度并增加循环泵运行台数，则可以取得更好的供热效果。若大气温度升高时，需要减少供热，则可以选择降低热源温度以节省煤炭，或者降低循环水量以节省循环泵耗费的电能。
对于温度急剧变化的情况，如在较短的时间段内，温度下降的很快，此时需要在短时间内向供热区提供较多热量，则可以采用提高热源温度或者提高循环泵的循环流量；或者还可以同时提高热源温度和提高循环泵的循环流量，以实现最快时间升温，达到室内温度18℃。
对于温度急剧变化的情况，可设定在1小时温度上升或则下降达到N℃的情况，就判定为温度急剧变化。N值可根据具体的需要进行设定，如对于商业区等，对供暖要求较高的地区，可以设定N值较小，对于城乡住宅区，对供暖要求相对不高的地区，可以设定N值较大。产生此种情况可设定相应的供暖预警方案，如向工作站发出警报等，由工作站采取调整方案。对于在预定时间温度下降N℃，可采用在一预定时间如一小时内，额外增加供热量。可采用在预定时间内提高热源温度，或者在预定时间内增加循环水量，即在该预定时间内增加水循环流量。或者同时采用提高热源温度和提高水循环流量相互结合的方式（即质调和量调）。
具体计算方式为：设在预定时间温度下降N℃，根据热负荷的计算公式：Q=Qmax(tn-t1)/(tn-t2)，其中t1=N；计算出在该预定时间，需要额外增加的热负荷（专利称调整热负荷）。根据该额外增加的热负荷（调整热负荷），计算采用增加热源温度的方式，热源温度所需提高的值P；或者采用增加调整水循速度的方式，循环泵的水循环速度所需要调整的值Q；或者先将热源温度提高S（S<P），然后计算还需要将水循环速度调整为多少，即采用同时提高热源温度和水循环速度的方式。
对于温度变化相对较慢的场合，则可以采用增加循环泵的运行时间的方式，如原规划是循环泵运行K小时，现在由于气温突然降低，需运行K+1小时，则需要控制循环泵多运行一小时。
此外，为进一步的增加供热可靠性，可以另在供热区的室内安装温度传感器，并通过网络设备将室内温度信息传送到工作站，以确认供热调整方案是否起到效果。通常，对于供热区的室内温度，要求其达到18℃，若温度传感器检测到的温度能维持在18度，则说明上述的供热调整方案能起到作用。
由上述的技术方案可知，本实用新型所能解决的技术问题主要包括：1、进行供热规划，按需供热，提高循环泵的效率。通过合理开停循环泵，能一定程度的解决能源浪费问题。2、根据温度变化，及时采用供热调整方案，包括循环泵循环水量，循环泵运行时间，循环泵赫兹数等的调整规划。避免因温度变化造成供热事故，室外温度急剧变化时由工作站提前进行冗余计算，调整供热方案。因此，本案采用的“按时”和“合理量化”供热，实现了“精细化”供热，相比传统供热方式循环泵运行效率低，且供热事故频繁、能源浪费的问题，具有很大的进步。
本实用新型的供热系统的架构图如图2所示，包括供热区传感器1、网络设备2和工作站3。
供热区传感器1包括户外温度传感器和供热区室内温度传感器，其中，检测室内温度时，以房屋对角线中心点距地面高1.2米至1.5米处为较佳检测点。
网络设备2包括路由器、数据传输设备等，用于将供热区的传感器检测到的数据及时发送回工作站。数据传输设备可以采用有线或者无线的方式，将传感器的数据发送到工作站。
该工作站包括3：计算设备31、数据库32、锅炉系统检测设备33和控制器34等。
该计算系统31用于供热规划，根据预报的大气平均温度值，以及供热区域的总面积值，计算出供热区域的总热负荷，并进一步确定循环泵的运行台数和运行时间。以及根据预定时间内的大气温度变化值，计算出供热区域所需调整的热负荷，并进一步确定如何调整循环泵的运行台数和热源温度。
该数据库32用于存储预报的大气温度值、温度传感器传递的温度信息，以及预先冗余计算出的当温度急剧变化时，所应采取的应急方案。如温度在1小时内下降N度至M度，分别应采用提高热源温度，或是增开循环泵，或是增加循环泵运行时间等。以用于在发生了温度急剧变化的情况时，能直接从数据库中调度出可用的供热方案进行应急处理。
该锅炉系统检测设备33用于检测锅炉运行情况，如热源温度，供回水的温度等，并将检测到的信息传送到计算系统31，以用于计算设备进行供热规划。
该控制器34是根据计算系统31计算出的循环泵的运行台数和运行时间，以及所需的热源温度，控制循环泵的水循环工作，或者控制锅炉系统的加热工作。
本实用新型的方案能够进行供热规划(效正供热设计热负荷与运行热负荷的差值)，按需供热，提高循环泵的效率，能一定程度的解决能源浪费问题。并且还根据温度变化，及时采用供热调整方案，避免因温度变化造成供热事故，室外温度急剧变化时由工作站提前进行冗余计算，调整供热方案。相比传统供热方式循环泵运行效率低，且供热事故频繁、能源浪费的问题，具有很大的进步。
本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种循环泵供热的系统，包括工作站，供热区传感器，循环泵，锅炉系统和网络设备；
该供热区传感器，包括分别检测供热区的室外温度和室内温度数据的户外温度传感器和供热室内温度传感器，该供热区传感器通过网络设备将该温度数据传送到工作站；
该工作站包括：锅炉系统检测设备、控制器和计算设备；
锅炉系统检测设备检测热源温度和供回水的温度，并将检测到的信息传送到计算设备；
控制器与循环泵和锅炉系统连接，接收计算设备的控制命令。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该工作站还包括存储温度传感器传递的温度数据以及温度急剧变化时的应急方案的数据库。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该控制器连接循环泵和锅炉系统，接收该计算设备发出的控制指令。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该计算设备还与数据库连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该锅炉系统检测设备包括热源温度检测器和供回水温度检测器。
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Cited By (2)
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| CN114992703A (zh) * | 2021-05-07 | 2022-09-02 | 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 | 采暖炉控制方法、装置、设备及存储介质 |
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