庭院管网智慧供热系统优化

庭院管网智慧供热系统优化

1王清华2 ,赵付华3王宁

1工大科雅（天津）能源科技股份有限公司 2诺博汽车天津零部件有限公司 3 工大科雅（天津）能源科技股份有限公司 3

摘要:智慧化发展是当今时代的发展主题，传统的经验供热调节方式不能满足时代的发展要求，本文对庭院管网供热系统进行智慧供热优化，实现换热站精准供热，用户侧均衡供热。通过节能收益与投资成本对比，确定投资回收期为四年。项目案例的成功应用，为智慧供热系统发展提供技术和经验支持。

关键词：庭院管网 智慧供热 精准供热 投资回收期

引言

在全球互联网蓬勃发展的时代背景下，信息化、数字化、智能化是供热企业创新发展的必然趋势。利用大数据、人工智能等先进技术，推动供热领域智慧化建设，提升运行和管理水平，是供热企业实现低碳发展的必然趋势。

我国北方开展“中国供热改革和建筑节能项目”建设以来，多个城市都开展了相应试点工作。目前国内大部分供热企业基本实现了“气候补偿调控和热力站无人值守”，但庭院管网热力平衡调控仍处于起步研究阶段。供热庭院管网热力失调、冷热不均是目前行业普遍存在的问题，也是造成供热能耗高的主要原因。

1项目概况

本文研究对象为某网荷一体化项目该项目在智慧供热系统优化前主要采用人工手动调节，能耗大，用户投诉率高。为解决当前供热窘况，进行庭院管网智慧供热系统优化。

2庭院管网智慧供热系统优化方案

庭院管网智慧供热系统优化内容为：

2.1智能感知设备层

（1）室温采集装置：以供热环路为单位，按照一定的比例安装室温采集装置，将实时室温数据上传至新建智慧供热庭院网荷一体化按需精准输配系统平台；

（2）单元智能平衡阀：每个单元楼栋入口安装带回水温度传感器的单元智能调节阀，定周期、定步长调节单元流量，实现动态热力平衡。

（3）楼栋集中采集器：每栋楼各单元智能阀之间采用有线连接方式，并与楼栋集中采集装置有线连接；每个楼栋采集器内安装4G模组，通过APN方式与智慧供热庭院网荷一体化按需精准输配系统平台通讯，有效保障网络安全和未来技术升级。

2.2热力站自控系统程序升级/对接

通过升级现场控制柜程序，实现热力站数据采集以及调控策略执行。PLC控制柜通过4G网络利用APN专线，将热力自控柜信息上传至新建智慧供热庭院网荷一体化按需精准输配系统平台。

（1）上位机根据采集室温、历史运行数据、天气预报等方式预测热力站二次供温，热力在生产调度系统调控层下发指令；

（2）新建上位机软件根据庭院管网系统上传的数据，进行智能分析，指导现场设备调控。

2.3智慧供热庭院网荷一体化按需精准输配系统软硬件平台建设

（1）私有云服务器

根据现有服务器配置，购置两台与既有服务器性能接近的私有云服务器，部署数据库及软件应用层，并通过超融合形成数据资源池，实现数据共享。

（2）智慧供热庭院网荷一体化按需精准输配系统平台

研发发一套集“数字孪生”建模、水力仿真、大数据分析、AI数据清洗、负荷预测于一体的智能化调控系统，实现精准预测、精准调控。

3创新技术

3.1负荷精准预测技术

基于室温采集数据，结合气象数据、各单元楼历史运行数据，运用智能算法，训练生成需求负荷预测模型，发挥历史工况运行数据的价值，为按需精准供热提供数据基础。并根据热用户室温测量值预测的负荷进行修正，获得负荷预测模型，利用生成的负荷预测模型获得未来短周期内各单元楼的需求热负荷。

3.2 庭院管网智能平衡调控技术

根据单元入住率、朝向、山墙数量、物理位置的因素建立供热模型，通过物理模型与数据机理融合，自动对单元分类并确定修正系数，保证单元水力、热力平衡；为保证快速平衡及精细化调控，阀门可实现“定周期，分段定步长”调节，快速粗平衡，精细化稳态平衡调节，实现稳态平衡、精细化平衡。

4技术经济分析

经过智慧化建设，庭院管网平衡度升高，末端不热问题得到解决，100%的单元回水温度与目标回温偏差控制在±2℃内，平衡效果更好。

表1平衡度对比

表2节能收益分析

通过表2的计算结果可知，庭院管网一体化智慧供热系统优化后，年节能收益约30.48万元，设备总投资120.79万元，预计投资回收期约3.96年，即4个采暖季可回收成本。

5结论

（1）通过对庭院管网一体化智慧供热系统优化，解决了供热不均问题，实现用户侧的供暖均衡，优化后100%住户回温与目标回温偏差控制在±2℃内；

（2）基于室温反馈调节换热站运行，实现换热站按需供热、精准供热，有效降低能耗浪费，通过对比，优化后年节能收益约30.48万元，4年可收回成本；

（3）以庭院管网智慧供热系统优化为例，进行技术及效果分析，既有的成功技术可推广使用，同时带动各热力企业积极探索优化供热调控策略，实现智慧化供热，提高供暖质量，提升供暖效益。

参考文献

[1]李刚,汪思源.无人值守智能换热站控制方案应用研究[D].大连：大连海事大学,2012.

[2]GB50189-2015．公共建筑节能设计标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2015．

[3贺平,孙刚,王飞.供热工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2009:49-58.

[4]付祥钊,肖益民.流体输配官网[M].中国建筑工业出版社.2009:96-101.