集中供熱網智慧控制方法論文
集中供熱網智慧控制方法論文
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境友好、節能減排、熱能利用效率高等優勢。目前集中供熱網的智慧控制對供熱的溫度以及總熱水量進行科學的控制，控制溫度以及流體的流量和流速有助於使供熱量與實際需熱量達到一種近似平衡的狀態，更加有助於體現集中供熱節約能量的這一大優點。主要對集中供熱的智慧控制方法進行探究，同時對集中供熱網智慧控制的控制物件進行分析。
關鍵詞：集中供熱網；智慧控制；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，這樣的關乎民生的大事使得我國的集中供暖事業受到了政府的極大關注。我國的供暖方式有集中供暖和分戶供暖，分戶供暖包括空調採暖、電暖氣採暖以及電熱地膜採暖等取暖方式。近年來隨著節能環保意識的增強以及我國的煤炭儲量逐年減少的現狀，使得以往的那種分散式的供暖方式已經不再適合時代的發展了，所以現在我國的供暖方式主要以集中供暖為主。集中供暖由於其節約資源、環境友好、能量集中等優點作為目前我國最具有發展前景的供暖方式正在極力向著現代化不斷邁進，下文對於集中供熱網的智慧控制方法進行闡述分析，同時對集中供熱網的智慧化控制中出現的問題進行分析和改進。
1集中供熱中智慧控制概述
集中供熱一般熱源主要是熱電廠的剩餘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後的一部分能量轉化為電能，剩餘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迴圈水作為熱源的。集中供熱的送熱的方式一般是利用迴圈水系統將熱源的熱量輸送到各個居民的家中，這個過程是透過建立供熱管網來實現。目前我國的集中供熱系統已經較為成熟，體系也已經基本完善，熱源和供熱管網的裝置也相對齊全。但是，我國的大部分省份對於集中供熱系統的管理還不盡人意，常常出現使用者家中溫度時冷時熱，也無法根據天氣調整供熱量，導致供熱的使用者體會不佳。而且對於依賴熱電廠的剩餘熱量進行供熱的集中供熱系統常常會與多家熱電廠合作以保證各個地區的熱水供應，但是極少數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使用者的供熱，所以集中供熱網的智慧控制應用而生，智慧控制系統可以對熱源以及熱網進行智慧化的控制以保證供熱效率以及居民的舒適度。
2集中供熱網智慧控制方法
隨著我國經濟的發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定、供熱量與實際需求量不符合、供熱程度在不同的區域不盡相同，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情況發生。所以集中供熱網進行智慧控制極為重要，集中供熱由熱源、供熱管網和使用者家中的散熱系統組成，目前對於集中供熱的控制在於對熱源以及供熱管網的控制。
2.1熱源控制
集中供熱網智慧控制中對熱源的控制就是調整熱源的總輸出熱量，依據外界的溫度、溼度等引數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節的基礎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測供回水的溫度。然後對供熱系統的熱力工況的調節主要分為穩態調節和動態調節。熱力工況的穩態調節是依據在穩定狀態的條件下監測系統的供熱量、管路網的散熱量、使用者部分的耗熱量進行探究，同時將二次網使用者的散熱量等同於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節供回水溫度的辦法對熱源的供熱量進行調節。所以在理想狀態下，可以透過調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，但是實際情況是由於天氣的變化、管道損失、使用者散熱等數值都不是固定的，與預測值有一定的偏差。所以在對實際的熱力工況進行調節時選用的是動態調節的方法，這種方法考慮到建築物是一種熱惰性的物質，室外的氣溫的變化情況和管道系統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調整的難度加大，面對這樣的情況首先要對系統的熱特性進行了解，透過系統的熱負荷、太陽的熱增射量、一次網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境和舒適宜人的溫度。
2.2熱網控制
熱網控制的過程是研究熱量的供給狀況從而對供熱網管的流量進行控制，保證使用者的室內溫度適宜。對供熱網的供熱需求量和熱量供給情況進行考察，保證室內的溫度控制在一定的水平範圍之內，從而保證熱量穩定和均衡。而對於熱網的控制中的調節經常使用的方法有溫度調節法、模擬阻力法和模擬分析法這三種。其中溫度調節方法就是以實際熱量的需求量作為調節的參考，從而對各個熱力站點的流量情況、供回水溫度進行調節，實現控制居民室內溫度的目的。溫度調節閥對各個熱力站點的選擇監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資料供水溫度便於觀察、控制、測量，而且有較小的滯後性，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域。由於這樣的調節過程只涉及對溫度的調節所以也不需要安裝多餘的相關裝置，整體系統的費用較少。但是溫度調節的方式由於供熱系統的溫度有較大的滯留性所以溫度的變化通常不會很明顯，溫度變化的影象經常是一種平滑的曲線的狀態，所以具有調節的靈敏度不高等缺陷。其次是兩種基於模型的調節方法，包括模型分析法和模擬阻力法，這兩種調節方法都是將整個供熱網的水力工況建立成數學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進行智慧控制。這個供熱網水力模型是輸送熱水的管路網狀結構，其中包括了管路等運送流體的結構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阻力系數和流量情況，從而對集中供熱的熱水輸送管路的輸送情況進行詳細的瞭解。
2.3集中供熱網智慧控制具體方法
對於集中供熱網智慧控制來說需要突破供熱涉及的工程量巨大、控制物件具有滯後性以及不確定性、控制物件的影響因素較多、控制所需的參考資訊監測起來較為複雜、計算過程複雜、涉及的引數不易得到等方面，智慧控制做到可以處理龐大的資訊體系以及控制效果理想的目標。智慧控制是一種結合人工智慧、運籌學、自動控制衍生出的學科，這表明了智慧控制有著人工智慧的獨立性的、可運算的、自動的特點。智慧控制可以自動的對已知的狀態判斷並調整，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。智慧控制的特點包括具有資訊功能、記憶功能、適應功能、組織功能、人機協作功能，它的特性包括容錯性、魯棒性和實時性。智慧控制應用於集中供熱網的目的是系統可以自主的依據外界環境的溫度變化結合熱網使用者的負荷特性變化對供回水的溫度進行調節，平衡供熱總量與使用者所需熱量。控制系統可以根據一次網供回水溫度和環境引數進行計算，從而得出所需的供熱量，考慮到建築物和裝置的熱容的因素，及時通知熱電廠改變熱源的供熱量，修改機組的執行情況調節換熱效率，同時系統應該結合建築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測使得控制效果較為準確。熱網智慧控制主要的依據當前的外界環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節方案。熱網的智慧控制可以實現全網的協調控制，從而滿足使用者室內的溫度保持在一定的適宜的溫度範圍之內，在環境變化較大的時候也能滿足使用者的取暖要求，為使用者提供舒適的、溫暖的生活環境。
3結論
綜上所述，集中供熱的供熱方式在我國北方的大規模應用有助於改善環境、節約能源，集中供熱的智慧控制包括對熱源的控制和對熱網的控制這兩部分組成。集中供熱網的智慧控制方法的實現主要透過檢測供回水溫度、環境因素來確定調整量。
參考文獻
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