[发明专利]管网平衡调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种管网平衡调节系统及方法，属于管网平衡调节领域。本发明管网平衡调节系统包括：在交换终端和热源之间由供水管和回水管构成的管网，以及在管网的每一个供水管的控制阀门处并联分支供水管和连接到远程控制平台的远程自控阀门，所述远程控制平台通过控制分支供水管上远程自控阀门的开度从而调节管网流量达到管网平衡。本发明管网平衡调节方法是通过控制中心设置的远程控制平台，远程自动控制分支供水管上的远程自控阀门的开度从而对管网平衡进行调整。本发明所公开的管网平衡调节系统和方法具有显著经济效益和很好的推广性。

技术领域

本发明涉及一种管网平衡调节系统及方法，具体涉及一种通过对管网进行热量调节(供暖/制冷)的系统和方法，属于管网平衡调节领域。

背景技术

城市集中供热系统主要包括热源、热网和用户三个部分。集中供热的方式有很多优点，可提高能源利用率，节约能源，从而减轻大气污染，还可以节约用地、降低运行费用、减少劳动力、改善市容和环境卫生。此外，由于集中供热方式容易实行科学管理，还可以提高供热的质量。

集中供热管网因供热介质的不同分为热水热网和蒸汽热网；按敷设管道数量的不同分为单管、双管和多管系统；根据是否直接耗用其中供热介质分为开式和闭式系统。其中，双管系统通常由一条供水管和一条回水管组成，是城市集中供热设施中应用较普遍的一种系统。在闭式双管系统中，热水由热源沿着供水管输送到用户的采暖或通风系统中，供热介质通过表面换热降低温度后，沿着回水管道返回热源；在开式系统中，其中的一部分供热水还提供给用户作为生活热水使用。

供热管网水力失调的典型表现是建筑物间受热不匀：离热源近的建筑物，由于管道阻力小，获得的水流量大，送去的热量多，因此室内温度高；离热源远的建筑物，由于管道阻力加大，获得的水流量小，送去的热量少，因此室内温度低。现实案例中，离热源近的楼内温度达到27℃，管网末端楼内温度仅为14℃，这就是典型的水力失调表现。水力失调是制约整体供热质量、能源消耗高的主要原因之一。按行业经验，如管网平衡后，通常可以实现节能8％-15％。按《环境保护实用技术手册，表2-63“燃料燃烧产生污染物”计算》，以北京为例，截止至2017年，冬季供暖面积达到8.4亿平方米，按耗气量8m^３/m²计算，一个采暖季耗气量约为67亿立方米。如管网平衡实现节能10％，则每年节省燃气6.7亿立方米，实现NO₂减排422.1吨，SO₂减排67吨，烟尘减排160吨。

如图3所示，为目前常见的管网系统示意图，图中仅示意性示出了一个交换终端(大楼)2的情况，实际上，可以通过供水管5和回水管6在热源1和多个交换终端2之间形成管网，在供水管5上设置有控制阀门3以及过滤器等装置，控制阀门3用于控制供给到每一个交换终端的供水流量，在回水管6上设置有回水阀门4和过滤器。通过调整控制阀门3或回水阀门4来控制针对一个交换终端2的热量供应。为了使多个交换终端实现热量平衡，则需要对多个控制阀门和回水阀门进行调控，从而使得热源提供的热量能够适宜地供给到每一个交换终端。

但是，管网常常存在水力失调的情况，其可能是管网内部的阻力增加，而且成因很多，大致可分为如下几类：1)前期设计导致：如管网过长、分支过多、管道阀件较多、选用管径较细等原因；2)管道施工导致：如管道内部未清干净的泥沙、焊渣、铁锈及其它异物；3)供热运行过程产生：如水垢、厌氧菌腐蚀管壁产生的锈块、用户改变采暖设施或调节阀门开度等操作。由于管道内部是封闭的，水在内部循环流动，是个动态过程；上述原因导致管道内部何处阻力增大，增大多少，这都是未知且不可预测。

针对管网的水力失调行业常用的方法包括：1)人工调平衡法——工人利用便携式流量计，依次到管网的每个分支点，测量分支管路流量，并调节手动阀，达到预期的流量，进而实现各建筑物用热均衡；2)静态压差平衡法——在每个分支的供回水管之间加装平衡阀，平衡阀根据供回水压差机械式调节供水阀开度，达到控制流量的目的；3)将管网看做是静态的，每处的阻力是不变的，基于理论设计值为计算依据，根据面积推算出各分支需要的流量，用阀门调节出流量后，每年维持该阀门开度。