米曉紅

摘要??? 節(jié)能與環(huán)保是人類與自然和諧共存和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展永恒的主題。目前國家正在對(duì)居民供暖系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的煤改氣、電工程，同時(shí)也在如何提高能源的利用效率上進(jìn)行升級(jí)和改造，本文介紹了一種新型的采暖二次側(cè)循環(huán)水節(jié)能控制系統(tǒng)，很好的解決了由于傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)循環(huán)水熱能不平衡導(dǎo)致的燃?xì)猓ɑ螂娔埽├速M(fèi)，通過在某小區(qū)的實(shí)際應(yīng)用取得了良好的節(jié)能效果，不失為一種節(jié)能的新途徑和新方法。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能 采暖 循環(huán)水 控制

1 供暖各環(huán)節(jié)通常能量的浪費(fèi)點(diǎn)及主要節(jié)能措施分析

通常，我們可以把供暖的過程分為三個(gè)環(huán)節(jié)，即熱能的生產(chǎn)、輸送和利用。在這三個(gè)環(huán)節(jié)中有不同的節(jié)能點(diǎn)。

在熱能的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要是提高熱能的生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)一定熱能的前提下盡量消耗最少的燃料。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)通常都是采用更高效率的生產(chǎn)設(shè)備，例如采用燃燒效率更高的鍋爐。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，以天然氣鍋爐為例由于受到制造技術(shù)的限制，新型鍋爐燃燒效率幾乎已經(jīng)達(dá)到了燃?xì)忮仩t的上限。

在熱能的輸送環(huán)節(jié)，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(kuò)散在環(huán)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(huán)節(jié)中，由于受到材料成本的限制，現(xiàn)已基本達(dá)到了人們可接受的極限。

在熱能的利用環(huán)節(jié)，主要是在建筑的設(shè)計(jì)上采用節(jié)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(jié)能的建筑結(jié)構(gòu)等。在這個(gè)環(huán)節(jié)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(jié)構(gòu)、輸送管道的選型、走向等等原因，傳統(tǒng)供熱循環(huán)水系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致到達(dá)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(dá)到相同的溫度。為使溫度最低的位置達(dá)到供暖的最低標(biāo)準(zhǔn)，通常會(huì)加大循環(huán)水的流量或提高循環(huán)水的溫度，這樣就會(huì)使本來已經(jīng)達(dá)到供暖標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域大大高于供暖標(biāo)準(zhǔn)溫度，冷熱不均的現(xiàn)象造成熱能的浪費(fèi)，同時(shí)用戶體驗(yàn)并不好。本文所描述的循環(huán)水控制系統(tǒng)就是為了解決目前普遍存在的供暖冷熱不均現(xiàn)象，在節(jié)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的用戶體驗(yàn)。

2 系統(tǒng)改造的總體思路及因此對(duì)控制系統(tǒng)的要求

（1）水循環(huán)系統(tǒng)換大泵為小泵，由集中驅(qū)動(dòng)變?yōu)榉稚Ⅱ?qū)動(dòng)。這樣就要求控制系統(tǒng)能夠方便管理，必須建立控制監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使每個(gè)區(qū)域單元的供熱狀況在供熱中心可以進(jìn)行監(jiān)視和控制。

（2）在小泵上實(shí)現(xiàn)各小泵控制區(qū)域熱量按需分配，使各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)溫度均衡，在具有良好用戶體驗(yàn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能。這樣就要求各個(gè)單元的控制系統(tǒng)要智能化的控制熱能的輸送，實(shí)現(xiàn)按需配送。

（3）要求在各分區(qū)的控制單元上，要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境溫度的變化，環(huán)境溫度升高自動(dòng)降低回水溫度減少熱能供給使室溫維持不變，環(huán)境溫度降低自動(dòng)升高回水溫度增加熱能供給使室溫維持不變，以達(dá)到用戶良好體驗(yàn)基礎(chǔ)上的節(jié)能減排，這是本系統(tǒng)最主要的目的。

3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理

3.1 區(qū)域控制單元

區(qū)域控制單元是以變頻器為核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖1所示，變頻器負(fù)責(zé)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，回水溫度變送器把單元管道的回水溫度采樣，以設(shè)定的溫度為目標(biāo)值，回水溫度為反饋值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果控制變頻器的運(yùn)行頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)回水溫度的控制，以達(dá)到控制室內(nèi)溫度恒定的目的。485通訊接口負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程控制單元的通訊，這些通訊信息中包含區(qū)域控制單元的運(yùn)行與停止指令、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定指令、環(huán)境溫度信息、以及回傳的運(yùn)行狀態(tài)等信息。

3.2 遠(yuǎn)程控制單元與網(wǎng)絡(luò)連接

遠(yuǎn)程控制單元由一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)擔(dān)任，布置在鍋爐控制房內(nèi)（或與鍋爐控制系統(tǒng)集成在一起），通過網(wǎng)絡(luò)與分布在各區(qū)域的區(qū)域控制單元相聯(lián)結(jié)，其主要完成各個(gè)區(qū)域控制單元控制參數(shù)的設(shè)置、遠(yuǎn)程控制指令的發(fā)送、每個(gè)區(qū)域控制單元回傳數(shù)據(jù)的接收和顯示。圖2是遠(yuǎn)程控制單元與區(qū)域控制單元的聯(lián)結(jié)關(guān)系。

圖中的環(huán)境溫度傳感器感受的環(huán)境溫度用來實(shí)時(shí)計(jì)算每個(gè)區(qū)域控制單元回水溫度的控制目標(biāo)值，每個(gè)區(qū)域控制單元根據(jù)回水溫度目標(biāo)值控制相應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速使回水溫度穩(wěn)定在目標(biāo)值附近，環(huán)境溫度升高回水溫度目標(biāo)值降低，環(huán)境溫度降低回水溫度目標(biāo)值升高，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)采暖區(qū)域在不同環(huán)境溫度下的室內(nèi)基本恒定。

4 結(jié)束語

本文描述的控制系統(tǒng)，不但可以運(yùn)用在對(duì)老舊供暖系統(tǒng)進(jìn)行改造中，在新系統(tǒng)的建設(shè)中也是一種很好的方案，新系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用比老系統(tǒng)改造的經(jīng)濟(jì)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(qū)使用后的測算結(jié)果表明，一個(gè)采暖季節(jié)約的天然氣費(fèi)用就可抵消前期增加的投資。