集中供熱網(wǎng)智能控制方法論文
摘要：我國目前集中供暖覆蓋的面積正在加大，集中供暖的供暖方式有著環(huán)境友好、節(jié)能減排、熱能利用效率高等優(yōu)勢。目前集中供熱網(wǎng)的智能控制對供熱的溫度以及總熱水量進行科學(xué)的控制，控制溫度以及流體的流量和流速有助于使供熱量與實際需熱量達到一種近似平衡的狀態(tài)，更加有助于體現(xiàn)集中供熱節(jié)約能量的這一大優(yōu)點。主要對集中供熱的智能控制方法進行探究，同時對集中供熱網(wǎng)智能控制的控制對象進行分析。
關(guān)鍵詞：集中供熱網(wǎng)；智能控制；方法分析
秦嶺淮河一帶作為我國的集中供暖分界線已經(jīng)有相當長的歷史了，集中供暖涉及秦嶺淮河線以北的十四個省份的幾億的居民，這樣的關(guān)乎民生的大事使得我國的集中供暖事業(yè)受到了政府的極大關(guān)注。我國的供暖方式有集中供暖和分戶供暖，分戶供暖包括空調(diào)采暖、電暖氣采暖以及電熱地膜采暖等取暖方式。近年來隨著節(jié)能環(huán)保意識的增強以及我國的煤炭儲量逐年減少的現(xiàn)狀，使得以往的那種分散式的供暖方式已經(jīng)不再適合時代的發(fā)展了，所以現(xiàn)在我國的供暖方式主要以集中供暖為主。集中供暖由于其節(jié)約資源、環(huán)境友好、能量集中等優(yōu)點作為目前我國最具有發(fā)展前景的供暖方式正在極力向著現(xiàn)代化不斷邁進，下文對于集中供熱網(wǎng)的智能控制方法進行闡述分析，同時對集中供熱網(wǎng)的智能化控制中出現(xiàn)的問題進行分析和改進。
1集中供熱中智能控制概述
集中供熱一般熱源主要是熱電廠的剩余熱能或者是由鍋爐房提供的，熱電廠的熱源主要是煤炭或是其他可燃物燃燒之后的一部分能量轉(zhuǎn)化為電能，剩余的熱量用水吸收作為集中供熱的熱源。此外鍋爐房的供熱方式的特點是直接燃燒煤炭等可燃物加熱循環(huán)水作為熱源的。集中供熱的送熱的方式一般是利用循環(huán)水系統(tǒng)將熱源的熱量輸送到各個居民的家中，這個過程是通過建立供熱管網(wǎng)來實現(xiàn)。目前我國的集中供熱系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，體系也已經(jīng)基本完善，熱源和供熱管網(wǎng)的設(shè)備也相對齊全。但是，我國的大部分省份對于集中供熱系統(tǒng)的管理還不盡人意，常常出現(xiàn)用戶家中溫度時冷時熱，也無法根據(jù)天氣調(diào)整供熱量，導(dǎo)致供熱的用戶體會不佳。而且對于依賴熱電廠的剩余熱量進行供熱的集中供熱系統(tǒng)常常會與多家熱電廠合作以保證各個地區(qū)的熱水供應(yīng)，但是極少數(shù)的情況下各個熱電廠的'熱源都可能不足的情況下難以保證對用戶的供熱，所以集中供熱網(wǎng)的智能控制應(yīng)用而生，智能控制系統(tǒng)可以對熱源以及熱網(wǎng)進行智能化的控制以保證供熱效率以及居民的舒適度。
2集中供熱網(wǎng)智能控制方法
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展的同時帶動人民群眾的生活水平也有較大的提升，所以也對集中供熱提出了一些要求。集中供熱一直以來因為供熱程度不穩(wěn)定、供熱量與實際需求量不符合、供熱程度在不同的區(qū)域不盡相同，這樣的情況不僅造成了居民供熱的實際體驗感不好而且還會有一定浪費能量發(fā)情況發(fā)生。所以集中供熱網(wǎng)進行智能控制極為重要，集中供熱由熱源、供熱管網(wǎng)和用戶家中的散熱系統(tǒng)組成，目前對于集中供熱的控制在于對熱源以及供熱管網(wǎng)的控制。
2.1熱源控制
集中供熱網(wǎng)智能控制中對熱源的控制就是調(diào)整熱源的總輸出熱量，依據(jù)外界的溫度、濕度等參數(shù)對熱源的供熱量進行控制，以得到與需求量匹配的供熱量。要對熱源的供熱量進行調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)就是測得實際的需求的熱量，對實際需求的熱量進行測定時需要預(yù)測供回水的溫度。然后對供熱系統(tǒng)的熱力工況的調(diào)節(jié)主要分為穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和動態(tài)調(diào)節(jié)。熱力工況的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)是依據(jù)在穩(wěn)定狀態(tài)的條件下監(jiān)測系統(tǒng)的供熱量、管路網(wǎng)的散熱量、用戶部分的耗熱量進行探究，同時將二次網(wǎng)用戶的散熱量等同于散熱器可以得出供回水的溫度。在得到供回水溫度的情況下采用調(diào)節(jié)供回水溫度的辦法對熱源的供熱量進行調(diào)節(jié)。所以在理想狀態(tài)下，可以通過調(diào)整供回水的溫度就可以控制熱源的供熱量與需求量達到一種平衡狀態(tài)，但是實際情況是由于天氣的變化、管道損失、用戶散熱等數(shù)值都不是固定的，與預(yù)測值有一定的偏差。所以在對實際的熱力工況進行調(diào)節(jié)時選用的是動態(tài)調(diào)節(jié)的方法，這種方法考慮到建筑物是一種熱惰性的物質(zhì)，室外的氣溫的變化情況和管道系統(tǒng)損失的熱量都具有很大的可變動性，這樣就造成了對熱力工況的動態(tài)調(diào)整的難度加大，面對這樣的情況首先要對系統(tǒng)的熱特性進行了解，通過系統(tǒng)的熱負荷、太陽的熱增射量、一次網(wǎng)的供回水溫度以及室外的溫度進行綜合考慮，計算可得熱的需求量。從而使熱的供給量可以更加符合實際的熱需求量，從而對供熱量進行精準的控制，為住戶提供一個良好的供暖環(huán)境和舒適宜人的溫度。
2.2熱網(wǎng)控制
熱網(wǎng)控制的過程是研究熱量的供給狀況從而對供熱網(wǎng)管的流量進行控制，保證用戶的室內(nèi)溫度適宜。對供熱網(wǎng)的供熱需求量和熱量供給情況進行考察，保證室內(nèi)的溫度控制在一定的水平范圍之內(nèi)，從而保證熱量穩(wěn)定和均衡。而對于熱網(wǎng)的控制中的調(diào)節(jié)經(jīng)常使用的方法有溫度調(diào)節(jié)法、模擬阻力法和模擬分析法這三種。其中溫度調(diào)節(jié)方法就是以實際熱量的需求量作為調(diào)節(jié)的參考，從而對各個熱力站點的流量情況、供回水溫度進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)控制居民室內(nèi)溫度的目的。溫度調(diào)節(jié)閥對各個熱力站點的選擇監(jiān)控指標就是供水溫度，供水溫度較為容易控制，且作為起始點的溫度數(shù)據(jù)供水溫度便于觀察、控制、測量，而且有較小的滯后性，在對溫度的控制來說是極為方便的。同時依舊要考慮外界室溫和管道網(wǎng)管散熱的損失以保證均勻分配熱量到各個氣候條件不同的區(qū)域。由于這樣的調(diào)節(jié)過程只涉及對溫度的調(diào)節(jié)所以也不需要安裝多余的相關(guān)設(shè)備，整體系統(tǒng)的費用較少。但是溫度調(diào)節(jié)的方式由于供熱系統(tǒng)的溫度有較大的滯留性所以溫度的變化通常不會很明顯，溫度變化的圖像經(jīng)常是一種平滑的曲線的狀態(tài)，所以具有調(diào)節(jié)的靈敏度不高等缺陷。其次是兩種基于模型的調(diào)節(jié)方法，包括模型分析法和模擬阻力法，這兩種調(diào)節(jié)方法都是將整個供熱網(wǎng)的水力工況建立成數(shù)學(xué)模型的方式對其中的流量以及壓力的變化情況進行分析，從而對整個集中供熱網(wǎng)進行智能控制。這個供熱網(wǎng)水力模型是輸送熱水的管路網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中包括了管路等運送流體的結(jié)構(gòu)以及管閥件等對流體的流動帶有明顯阻礙形式的部件。對整個管路的壓力進行計算，從而可以確定供熱網(wǎng)阻力系數(shù)和流量情況，從而對集中供熱的熱水輸送管路的輸送情況進行詳細的了解。
2.3集中供熱網(wǎng)智能控制具體方法
對于集中供熱網(wǎng)智能控制來說需要突破供熱涉及的工程量巨大、控制對象具有滯后性以及不確定性、控制對象的影響因素較多、控制所需的參考信息監(jiān)測起來較為復(fù)雜、計算過程復(fù)雜、涉及的參數(shù)不易得到等方面，智能控制做到可以處理龐大的信息體系以及控制效果理想的目標。智能控制是一種結(jié)合人工智能、運籌學(xué)、自動控制衍生出的學(xué)科，這表明了智能控制有著人工智能的獨立性的、可運算的、自動的特點。智能控制可以自動的對已知的狀態(tài)判斷并調(diào)整，同時幾乎不需要人工的參與就可以獨立自主的完成控制任務(wù)。智能控制的特點包括具有信息功能、記憶功能、適應(yīng)功能、組織功能、人機協(xié)作功能，它的特性包括容錯性、魯棒性和實時性。智能控制應(yīng)用于集中供熱網(wǎng)的目的是系統(tǒng)可以自主的依據(jù)外界環(huán)境的溫度變化結(jié)合熱網(wǎng)用戶的負荷特性變化對供回水的溫度進行調(diào)節(jié)，平衡供熱總量與用戶所需熱量�？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)一次網(wǎng)供回水溫度和環(huán)境參數(shù)進行計算，從而得出所需的供熱量，考慮到建筑物和設(shè)備的熱容的因素，及時通知熱電廠改變熱源的供熱量，修改機組的運行情況調(diào)節(jié)換熱效率，同時系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合建筑物的散熱情況和管道的散失熱量的情況對回水溫度進行預(yù)測使得控制效果較為準確。熱網(wǎng)智能控制主要的依據(jù)當前的外界環(huán)境和各個熱力站點的一次、二次供回水的量以及溫度，進行大量的計算生成溫度調(diào)節(jié)方案。熱網(wǎng)的智能控制可以實現(xiàn)全網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，從而滿足用戶室內(nèi)的溫度保持在一定的適宜的溫度范圍之內(nèi)，在環(huán)境變化較大的時候也能滿足用戶的取暖要求，為用戶提供舒適的、溫暖的生活環(huán)境。
3結(jié)論
綜上所述，集中供熱的供熱方式在我國北方的大規(guī)模應(yīng)用有助于改善環(huán)境、節(jié)約能源，集中供熱的智能控制包括對熱源的控制和對熱網(wǎng)的控制這兩部分組成。集中供熱網(wǎng)的智能控制方法的實現(xiàn)主要通過檢測供回水溫度、環(huán)境因素來確定調(diào)整量。
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