[发明专利]供热系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种供热系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着热能需求的快速增长和供热区域的不断扩大，热能在传输和利用过程中的非必要能消耗越来越多。非必要能耗的持续增长，一方面加剧了能源供应的紧张，另一方面也促进了相关节能技术的研发和应用。

目前，在供热系统中经常使用的节能技术包括以下两种：

第一种节能技术谓之“按需供热技术”，其特点是让用户自由设定所需的室温，控制装置通过判断当前室温与设定值之间的差异控制供热管道阀门的开启程度，从而减少用户的非必要能耗，实现按需供热。按需供热技术适用于以民用住宅为主要用户的供热系统。就单个用户而言，按需供热技术的确降低了用户的用热成本；但是，由于现有的按需供热技术控制的范围小，且各用户的用热规律存在较大差异，以致供热系统的输出能量在总体上难以明显降低，其节能效果较为有限。

另一种节能技术谓之“按时供热技术”，其特点是根据建筑物在不同时间段内的用热需求量的变化，进行不同功率的热量供给，减少单个供热周期内的能耗总量。这种节能技术的控制系统较为简单，对于供热规律较为统一的大型建筑物来说，这种节能技术有一定的节能效果，但是，这种节能技术无法满足同一建筑内不同用户的差异化需求，因而不适宜在民用住宅中应用。另外，供热规律较为统一的大型建筑物的用热高峰时间相对集中，在用热高峰期，供热系统的主机容量不能有效下降，而在用热低谷期，主机运行在较低的能效区间内，因此，这种节能技术的节能效果并不理想。

总的说来，上述两种节能技术均为孤立的技术方案，亦即不同用户彼此之间在热能的供给方面缺少调节机制，用户与供热方之间也缺乏反馈通道，以致供热方难以根据热能的实际使用情况合理调节输出能量，特别是供热过程中产生的余热基本上没有得到利用。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明首先提出了一种供热管道系统，并在此基础上提出了一种供热系统及其控制方法，其目的旨在降低供热系统的总能耗，并满足用户的差异化需求。

为了解决上述技术问题，本发明所提出的供热管道系统采用了下述技术方案：

一种供热管道系统，包括至少1个由2个或者2个以上的用热节点组成的用热节点群；直接连通所述用热节点群内的各用热节点，并与进入所述用热节点群的上级供热管道连通的一次供热管道；供热介质返回管道；以及连通所述用热节点群内的相邻用热节点、并与所述供热介质返回管道连通的二次供热管道。

在上述技术方案中，用热节点亦称为用热单元，可以是房间、住宅、建筑物内的某个区域或楼层、整栋建筑物等。用热节点群是相邻或者邻近的两个或者两个以上的用热节点的集合。二次供热管道是指输送二次供热介质的管道。所谓二次供热介质，是指已被其他用热节点利用过的供热介质。通俗地说，二次供热管道就是利用某个用热节点的余热向另一个用热节点供热的管道。与二次供热介质相对应的则是一次供热介质，而一次供热管道则是向各用热节点直接输送一次供热介质的管道。

在上述技术方案的基础上，本发明提出了一种包含所述供热管道系统的供热系统，所述供热系统还包括：热源，输送供热介质的动力装置，控制系统；

所述热源通过所述上级供热管道和所述一次供热管道，与所述用热节点群内的各用热节点连通。

所述控制系统包括控制中心，信息传输网络，分别控制所述热源和所述动力装置的输出功率的控制装置，设置在所述上级供热管道上、控制用热节点群的供热量的上级流量控制装置，设置在所述一次供热管道上、控制各用热节点的供热量的一次流量控制装置；

所述控制系统还包括分别设置在相邻两个用热节点之间的二次供热管道上的二次流量控制装置、二次供热介质温度检测装置；

所述控制中心根据各用热节点的用热计划和所述二次供热介质温度检测装置检测的温度信息，通过所述各流量控制装置，控制供热系统的总热量输出。

在本发明的供热系统中，热源可以是常规热源，例如，热电厂、采暖锅炉等；输送供热介质的动力装置可以是常规的动力装置，例如热水循环泵等；流量控制装置可以是常规的自动流量控制装置，例如阀门及其控制模块，其工作时，控制模块通过调节阀门的开启程度，控制热量的输出或输入；二次供热介质温度检测装置可采用常规的自动温度检测装置，其作用是检测各用热节点的二次供热介质温度，便将温度信息通过信息传输网络发送至控制中心；控制中心采用计算机进行控制；信息传输网络可以采用局域网、以太网、移动通信网络等网络。