新型供暖循環水節能控制系統

米曉紅

摘要??? 節能與環保是人類與自然和諧共存和經濟與社會發展永恒的主題。目前國家正在對居民供暖系統進行大規模的煤改氣、電工程，同時也在如何提高能源的利用效率上進行升級和改造，本文介紹了一種新型的采暖二次側循環水節能控制系統，很好的解決了由于傳統供熱系統循環水熱能不平衡導致的燃氣（或電能）浪費，通過在某小區的實際應用取得了良好的節能效果，不失為一種節能的新途徑和新方法。

【關鍵詞】節能 采暖 循環水 控制

1 供暖各環節通常能量的浪費點及主要節能措施分析

通常，我們可以把供暖的過程分為三個環節，即熱能的生產、輸送和利用。在這三個環節中有不同的節能點。

在熱能的生產環節，主要是提高熱能的生產效率，在生產一定熱能的前提下盡量消耗最少的燃料。為了實現這個目標通常都是采用更高效率的生產設備，例如采用燃燒效率更高的鍋爐。在這個環節中，以天然氣鍋爐為例由于受到制造技術的限制，新型鍋爐燃燒效率幾乎已經達到了燃氣鍋爐的上限。

在熱能的輸送環節，主要是減少輸送過程中熱能的損耗，防止熱能在輸送過程中通過管道擴散在環境中。目前采取的措施是在輸送管道上采取保溫措施，在此環節中，由于受到材料成本的限制，現已基本達到了人們可接受的極限。

在熱能的利用環節，主要是在建筑的設計上采用節能措施，使單位建筑面積采暖需用的熱能最少。通常采用保溫的建筑材料、節能的建筑結構等。在這個環節中被人們最容易忽略的就是熱能的分配問題。由于建筑的分布、結構、輸送管道的選型、走向等等原因，傳統供熱循環水系統會導致到達末端后的單位面積熱量有較大差別。即是末端單位面積熱量相同，建筑的不同位置也未必能達到相同的溫度。為使溫度最低的位置達到供暖的最低標準，通常會加大循環水的流量或提高循環水的溫度，這樣就會使本來已經達到供暖標準的區域大大高于供暖標準溫度，冷熱不均的現象造成熱能的浪費，同時用戶體驗并不好。本文所描述的循環水控制系統就是為了解決目前普遍存在的供暖冷熱不均現象，在節能的同時實現更好的用戶體驗。

2 系統改造的總體思路及因此對控制系統的要求

（1）水循環系統換大泵為小泵，由集中驅動變為分散驅動。這樣就要求控制系統能夠方便管理，必須建立控制監測網絡，使每個區域單元的供熱狀況在供熱中心可以進行監視和控制。

（2）在小泵上實現各小泵控制區域熱量按需分配，使各個區域實現溫度均衡，在具有良好用戶體驗的基礎上實現節能。這樣就要求各個單元的控制系統要智能化的控制熱能的輸送，實現按需配送。

（3）要求在各分區的控制單元上，要能夠實現自動適應環境溫度的變化，環境溫度升高自動降低回水溫度減少熱能供給使室溫維持不變，環境溫度降低自動升高回水溫度增加熱能供給使室溫維持不變，以達到用戶良好體驗基礎上的節能減排，這是本系統最主要的目的。

3 控制系統的實現原理

3.1 區域控制單元

區域控制單元是以變頻器為核心的自動控制系統，如圖1所示，變頻器負責電機驅動，回水溫度變送器把單元管道的回水溫度采樣，以設定的溫度為目標值，回水溫度為反饋值進行PID運算，運算的結果控制變頻器的運行頻率，實現對回水溫度的控制，以達到控制室內溫度恒定的目的。485通訊接口負責與遠程控制單元的通訊，這些通訊信息中包含區域控制單元的運行與停止指令、運行參數設定指令、環境溫度信息、以及回傳的運行狀態等信息。

3.2 遠程控制單元與網絡連接

遠程控制單元由一臺工業控制計算機擔任，布置在鍋爐控制房內（或與鍋爐控制系統集成在一起），通過網絡與分布在各區域的區域控制單元相聯結，其主要完成各個區域控制單元控制參數的設置、遠程控制指令的發送、每個區域控制單元回傳數據的接收和顯示。圖2是遠程控制單元與區域控制單元的聯結關系。

圖中的環境溫度傳感器感受的環境溫度用來實時計算每個區域控制單元回水溫度的控制目標值，每個區域控制單元根據回水溫度目標值控制相應水泵的轉速使回水溫度穩定在目標值附近，環境溫度升高回水溫度目標值降低，環境溫度降低回水溫度目標值升高，從而實現對應采暖區域在不同環境溫度下的室內基本恒定。

4 結束語

本文描述的控制系統，不但可以運用在對老舊供暖系統進行改造中，在新系統的建設中也是一種很好的方案，新系統建設費用比老系統改造的經濟性更好，雖然前期投資有所增加，但長期使用成本較低，在某小區使用后的測算結果表明，一個采暖季節約的天然氣費用就可抵消前期增加的投資。