郭長(zhǎng)春

摘要：我國(guó)現(xiàn)如今在各方面都在飛速發(fā)展，熱計(jì)量技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，而對(duì)于保障住宅供暖系統(tǒng)當(dāng)中的節(jié)能方面具有極為重要的意義，本文將針對(duì)城市集中供暖節(jié)能設(shè)計(jì)以及換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，概括說(shuō)明集中供暖系統(tǒng)節(jié)能的基本需求，對(duì)于集中供暖住宅系統(tǒng)節(jié)能方面的要求進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，希望對(duì)我國(guó)今后在供暖方面具有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：集中供暖;節(jié)能減排;控制系統(tǒng);換熱站系統(tǒng)

引言：集中供暖具有節(jié)能、不擾民、供暖效果好以及減少污染等特點(diǎn)逐漸被廣大城市所運(yùn)用。但是，飛速發(fā)展的城市集中供暖并沒(méi)有將節(jié)能效果發(fā)揮的淋漓盡致，和其他西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)各單位建筑面積整體采暖能源消耗方面要比相同條件下其他國(guó)家高出兩倍以上。所以，我國(guó)集體供暖采暖系統(tǒng)目前依舊處在較為嚴(yán)峻的形式之下。

一、城市集中供暖節(jié)能設(shè)計(jì)

選擇科學(xué)合理的供暖形式。共用立管分戶獨(dú)立循環(huán)是我國(guó)目前大部分地區(qū)都在采用的供暖形式，這種形式一般會(huì)先建立一個(gè)供回水總管，在總管的基礎(chǔ)之上逐漸建立各個(gè)用熱點(diǎn)。而通常為了節(jié)省空間以及保證安全，此類(lèi)管道通常會(huì)運(yùn)用地下填埋的形式進(jìn)行鋪設(shè)。為了保護(hù)管道系統(tǒng)，需要將埋地管道的出處鋪設(shè)一層保溫材料以及墊層，這肯定會(huì)將建筑物的建設(shè)成本增加，在某種程度上同樣會(huì)影響建筑物的高度。通過(guò)建設(shè)各項(xiàng)支線用戶，對(duì)于廣大用戶來(lái)說(shuō)，維修也會(huì)較為方便。在供暖系統(tǒng)改造的方面，對(duì)于現(xiàn)在正在使用的供熱系統(tǒng)，可以運(yùn)用以下形式，在原有的系統(tǒng)之上進(jìn)行改造，如若需要將供水管道進(jìn)行更新的時(shí)候，可以改造成為共用立管分戶獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)。而原來(lái)的系統(tǒng)可以依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，改造成為單管跨越式的供暖系統(tǒng)。如若原系統(tǒng)運(yùn)用的是地面輻射系統(tǒng)，運(yùn)用垂直雙管的鋪設(shè)形式，則需要保障原系統(tǒng)不會(huì)變更，這樣便可以將對(duì)于環(huán)境的影響降到最小，保護(hù)周?chē)用癫粫?huì)受到影響。

分戶熱計(jì)量通常需要嚴(yán)格遵循原定的路線以及技術(shù)，就是以整棟樓為目標(biāo)來(lái)設(shè)置熱量表，以此來(lái)作為供暖公司與終端公司結(jié)算時(shí)候的重要依據(jù)。在面對(duì)整棟樓的熱量結(jié)算當(dāng)中，經(jīng)過(guò)分戶熱量計(jì)的設(shè)置，可以為整棟樓內(nèi)部所有住戶熱量提供依據(jù)。通過(guò)設(shè)置這個(gè)裝置，一方面可以保障供暖費(fèi)可以平攤到每一位用戶身上，另一方面可以經(jīng)過(guò)設(shè)置熱能表，更為直觀的掌握供暖系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)水平以及保溫程度，對(duì)于是否失調(diào)方面，同樣具有極為明顯的作用。

在雙管系統(tǒng)之中，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)溫度，可以讓供暖系統(tǒng)的壓力值始終保持在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)高效、低能耗等方面具有重要的意義。在面對(duì)廣大用戶家中溫度控制方面，可以在散熱器上安裝恒溫控制閥門(mén)，在恒溫控制閥門(mén)的控制下，進(jìn)入熱散器的水量將會(huì)得到控制，進(jìn)而起到溫度控制的作用。

二、換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及工作原理

控制站整體可分為控制系統(tǒng)以及液晶顯示操作終端。液晶屏幕的主要功能便是對(duì)所有工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面、收集數(shù)據(jù)并且將部分相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。而控制系統(tǒng)通常會(huì)運(yùn)用性價(jià)比極高的PLC，PLC主要是由I/O模塊、背板以及CPU模塊等其他零部件組成，系統(tǒng)將其他多種通訊接口進(jìn)行結(jié)合，這樣可以在各個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)之間自由切換且運(yùn)用。而現(xiàn)場(chǎng)PCL控制站其核心功能便是針對(duì)供熱沿線以及每個(gè)換熱站當(dāng)中任何一個(gè)設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及不定時(shí)監(jiān)控，而且需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的天氣環(huán)境以及相關(guān)設(shè)備負(fù)荷變化，將提前設(shè)置好的換熱站循環(huán)泵、調(diào)節(jié)閥以及補(bǔ)水泵進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，這樣將會(huì)讓換熱機(jī)組完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。如若有通訊網(wǎng)絡(luò)可以作為主體，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)便可以將正在工作的供熱相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度中心，此外，同樣可以收到由調(diào)度中心傳來(lái)的部分調(diào)度指令[1]。

這里對(duì)于換熱站控制系統(tǒng)工作原理做出較為詳細(xì)的工作介紹。這是由供熱站當(dāng)中的若干臺(tái)熱水鍋爐燒成的高溫且高壓的熱水，經(jīng)由一次熱網(wǎng)將熱水送至其他換熱站內(nèi)部，其他分站經(jīng)一次熱網(wǎng)處理后的高溫高壓熱水經(jīng)由平板換熱器，把其中的熱能傳輸進(jìn)二次熱網(wǎng)當(dāng)中的循環(huán)水，再經(jīng)過(guò)二次熱網(wǎng)進(jìn)行防水，最終把熱能輸送到廣大用戶的家中，而冷卻后的水，將再次輸入至二次熱網(wǎng)中回水管當(dāng)中。二次熱網(wǎng)當(dāng)中循環(huán)水經(jīng)過(guò)換熱站當(dāng)中水泵的操作下，可以讓誰(shuí)循環(huán)流動(dòng)或者反復(fù)使用。

（二）換熱站系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

換熱站是把供熱公司處理后溫度較高的蒸汽或者水逐漸轉(zhuǎn)換為七十到八十度左右的熱水，將其輸送至用戶家中。換熱站當(dāng)中運(yùn)營(yíng)情況將對(duì)廣大用戶家中的供熱質(zhì)量有著直接的影響。較為傳統(tǒng)的換熱站其設(shè)計(jì)的形式比較側(cè)重于循環(huán)水泵當(dāng)中的設(shè)計(jì)，而循環(huán)水泵是將換熱站中水壓或者水進(jìn)行輸送的設(shè)備，這主要是為了消除供暖系統(tǒng)當(dāng)中阻力而進(jìn)行設(shè)置的。供暖系統(tǒng)內(nèi)部助力具體有三個(gè)部分，依據(jù)水循環(huán)位置的變化可分成室外管內(nèi)部阻力、換熱站內(nèi)部阻力以及用戶內(nèi)部阻力。在這三種阻力當(dāng)中對(duì)于供暖系統(tǒng)形成較大影響的便是內(nèi)部阻力，太大的阻力將對(duì)導(dǎo)致水壓降低，讓系統(tǒng)內(nèi)部水循環(huán)速度大幅度減緩[2]。

（三）換熱站系統(tǒng)供暖形式

換熱站混水系統(tǒng)不光能給廣大用戶提供流量大且溫度低的地暖循環(huán)水，還能充分滿足散熱器對(duì)于溫度的需求?；焖┡到y(tǒng)可以根據(jù)回水壓力的區(qū)別來(lái)分成供水壓力不足情況下混水形式、回水壓力不足的情況之下混水形式以及基本形式?；拘问酵ǔ１粦?yīng)用在最為廣泛的供暖形式，對(duì)于回水壓力與供水正常供暖系統(tǒng)，可以在回水管道與供水管道之間增添混水管道，并且在混水管道上面將混水泵進(jìn)行安裝并進(jìn)行調(diào)節(jié)?；拘问疆?dāng)中換熱站混水供暖系統(tǒng)對(duì)于管道直徑有著極高的標(biāo)準(zhǔn)，需要依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。供水壓力不夠情況之下混水形式對(duì)于二次側(cè)供水壓力不夠的供暖系統(tǒng)，需要把循環(huán)水泵在二次供水管道之上進(jìn)行安裝，以此來(lái)加強(qiáng)二次供水中的壓力，并且一次供水管道、回水管道之間的混水管道之上對(duì)安裝的調(diào)節(jié)閥同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（四）補(bǔ)水泵循環(huán)泵以及冷凝泵原理

通過(guò)混水壓力變送器把電流信號(hào)傳輸進(jìn)PLC，再經(jīng)過(guò)PLC進(jìn)行計(jì)算，將設(shè)定值以及反饋值之間進(jìn)行比較，一旦壓力值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)時(shí)，PLC將會(huì)發(fā)送信號(hào)來(lái)啟動(dòng)補(bǔ)水泵，當(dāng)壓力數(shù)值達(dá)到上限的數(shù)值時(shí)，PLC將會(huì)發(fā)布指令將補(bǔ)水泵工作進(jìn)行停止，而當(dāng)補(bǔ)水水箱的水位低于保護(hù)數(shù)值的時(shí)候，補(bǔ)水泵將會(huì)發(fā)出警告指令，提醒補(bǔ)水箱內(nèi)部缺少水量[3]。

經(jīng)過(guò)回水壓力變送器和供水壓力變送器將電流信號(hào)分別傳輸?shù)絇LC當(dāng)中，經(jīng)過(guò)PLC計(jì)算，反饋的壓差數(shù)值與供水壓差數(shù)值進(jìn)行比較，一旦低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定數(shù)值的時(shí)候，PLC輸出電壓信號(hào)數(shù)值傳送到變頻器，循環(huán)泵頻率將會(huì)成線程進(jìn)行激增，轉(zhuǎn)速逐漸加快，一旦相關(guān)數(shù)值高于原設(shè)定數(shù)值的時(shí)候，PLC內(nèi)部同樣會(huì)將輸出電壓信號(hào)傳輸?shù)阶冾l器內(nèi)部，循環(huán)泵的頻率將會(huì)呈線性式遞減，轉(zhuǎn)速將會(huì)降低，當(dāng)數(shù)值接近于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值的時(shí)候，循環(huán)泵將會(huì)呈恒速進(jìn)行工作。

冷凝水當(dāng)中的磁翻板液位計(jì)把電流信號(hào)數(shù)值傳輸進(jìn)PLC，經(jīng)過(guò)PLC進(jìn)行計(jì)算，所反饋的數(shù)值和設(shè)定值之間進(jìn)行比較，一旦水箱未到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定上限數(shù)值的時(shí)候，PLC計(jì)算出的信號(hào)值則會(huì)將冷凝泵執(zhí)行自動(dòng)啟動(dòng)，而水位到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)下限數(shù)值的時(shí)候，PLC計(jì)算出的信號(hào)值將會(huì)對(duì)冷凝泵下達(dá)停止的指令。

結(jié)論：綜上所述，我國(guó)集中供暖住宅系統(tǒng)在節(jié)能減排方面的設(shè)計(jì)，需要保障水方面的平衡性以及穩(wěn)定性，需要不斷提升供暖管網(wǎng)的熱能力輸送效率。在節(jié)能方面設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，需要精準(zhǔn)把握這其中的重點(diǎn)要點(diǎn)，通過(guò)集體供暖形式各方面的設(shè)計(jì)，做好熱計(jì)量和溫度之間調(diào)控，進(jìn)而將我國(guó)集體供暖節(jié)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，保證我國(guó)廣大民眾在寒冷的天氣當(dāng)中具有良好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]張春雨.探討城市集中供暖的節(jié)能技術(shù)途徑[J].智能城市，2020，6（18）：134-135.

[2]連慧敏.城市集中供暖的節(jié)能技術(shù)途徑分析與研究[J].四川水泥，2020（07）：127+129.

[3]張顯亮.城市集中供暖系統(tǒng)節(jié)能及換熱站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科學(xué)中國(guó)人，2017（20）：46.