本發(fā)明涉及一種供熱系統(tǒng)運行技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能用熱管理系統(tǒng)及其管理方法。

背景技術(shù)：

在我國北方的冬季，室內(nèi)通常采用集中供熱的方式進行取暖。為了提高對于室內(nèi)溫度控制的精度和節(jié)能減排，相關(guān)技術(shù)人員對用熱系統(tǒng)進行不斷的研究，研發(fā)出了多種智能控制方法，例如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的用熱控制方法、基于PID調(diào)節(jié)的用熱控制方法等。不過，現(xiàn)有的控制方法雖然控制精度較高，但是其數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，對于數(shù)據(jù)采集的實時性和精確性依賴較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種智能用熱管理系統(tǒng)及其管理方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡化了用熱系統(tǒng)的管理復(fù)雜度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種智能用熱管理系統(tǒng)，包括設(shè)置在總進水管上的進水端總閥門和設(shè)置在總回水管上的回水端總閥門，總進水管和總回水管之間設(shè)置有若干個供熱支路，每個供熱支路上分別設(shè)置有進水端分閥門和回水管分閥門，在總進水管、總回水管和各供熱支路上設(shè)置有水溫傳感器、水壓傳感器和流量傳感器，進水端總閥門、回水端總閥門、進水端分閥門和回水管分閥門上分別設(shè)置有控制閥門開度的電動執(zhí)行機構(gòu)，水溫傳感器、水壓傳感器和流量傳感器與控制器的輸入端通訊連接，電動執(zhí)行機構(gòu)與控制器的輸出端通訊連接，控制器還連接有若干個分布在房層內(nèi)的室溫傳感器。

作為優(yōu)選，所述控制器通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與遠程控制終端通訊連接。

作為優(yōu)選，所述水溫傳感器、水壓傳感器和流量傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制器通訊連接。

作為優(yōu)選，所述電動執(zhí)行機構(gòu)與控制器之間通過I/O模塊通訊連接。

作為優(yōu)選，所述電動執(zhí)行機構(gòu)包括伺服電機，伺服電機連接有減速器，減速器連接有閥桿。

一種上述的智能用熱管理系統(tǒng)的管理方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)室溫傳感器17的測量數(shù)據(jù)和室溫傳感器17的安裝位置，得出室溫的二維分布圖；

B、根據(jù)室溫的二維分布圖計算平均室溫，對各個室溫傳感器的數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均，加權(quán)比例與每個溫區(qū)內(nèi)供熱支路長度的平方成正比；

C、當(dāng)計算出的平均室溫低于設(shè)定值時，升高進水溫度；當(dāng)計算出的平均室溫高于設(shè)定值時，降低進水溫度；

D、調(diào)整室溫時，通過控制不同供熱支路上的進水端分閥門3和回水管分閥門4，通過改變供熱支路的熱水流量，保持不同溫區(qū)之間的溫差不超過閾值；

E、通過水壓傳感器6對各個供熱支路和總進水管、總回水管的水壓進行監(jiān)控，通過調(diào)整進水量和各個閥門的開度，避免出現(xiàn)熱水在不同供熱支路之間出現(xiàn)局部環(huán)流的問題。

采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于：本發(fā)明通過建立一個室內(nèi)溫度的二維溫度模型；利用這一模型對室內(nèi)溫度按照溫區(qū)進行調(diào)節(jié)，避免了現(xiàn)有控制方法中復(fù)雜的計算過程，對不同溫區(qū)進行聯(lián)動調(diào)整，可以有效利用熱能，減少熱能的浪費。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個具體實施方式的原理圖。

圖2是本發(fā)明一個具體實施方式中電動執(zhí)行機構(gòu)的原理圖。

圖中：1、進水端總閥門；2、回水端總閥門；3、進水端分閥門；4、回水管分閥門；5、水溫傳感器；6、水壓傳感器；7、流量傳感器；8、電動執(zhí)行機構(gòu)；9、控制器；10、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；11、遠程控制終端；12、A/D轉(zhuǎn)換模塊；13、I/O模塊；14、伺服電機；15、減速器；16、閥桿；17、室溫傳感器。

具體實施方式

本發(fā)明中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場上購買，異形件根據(jù)說明書的和附圖的記載均可以進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。

參照圖1-2，本實施例包括設(shè)置在總進水管上的進水端總閥門1和設(shè)置在總回水管上的回水端總閥門2，總進水管和總回水管之間設(shè)置有若干個供熱支路，每個供熱支路上分別設(shè)置有進水端分閥門3和回水管分閥門4，其特征在于：在總進水管、總回水管和各供熱支路上設(shè)置有水溫傳感器5、水壓傳感器6和流量傳感器7，進水端總閥門1、回水端總閥門2、進水端分閥門3和回水管分閥門4上分別設(shè)置有控制閥門開度的電動執(zhí)行機構(gòu)8，水溫傳感器5、水壓傳感器6和流量傳感器7與控制器9的輸入端通訊連接，電動執(zhí)行機構(gòu)8與控制器9的輸出端通訊連接，控制器9還連接有若干個分布在房屋內(nèi)的室溫傳感器17。控制器9通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊10與遠程控制終端11通訊連接。水溫傳感器5、水壓傳感器6和流量傳感器7通過A/D轉(zhuǎn)換模塊12與控制器9通訊連接。電動執(zhí)行機構(gòu)8與控制器9之間通過I/O模塊13通訊連接。電動執(zhí)行機構(gòu)8包括伺服電機14，伺服電機14連接有減速器15，減速器15連接有閥桿16。

一種上述的智能用熱管理系統(tǒng)的管理方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)室溫傳感器17的測量數(shù)據(jù)和室溫傳感器17的安裝位置，得出室溫的二維分布圖；

B、根據(jù)室溫的二維分布圖計算平均室溫，對各個室溫傳感器的數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均，加權(quán)比例與每個溫區(qū)內(nèi)供熱支路長度的平方成正比；

C、當(dāng)計算出的平均室溫低于設(shè)定值時，升高進水溫度；當(dāng)計算出的平均室溫高于設(shè)定值時，降低進水溫度；

D、調(diào)整室溫時，通過控制不同供熱支路上的進水端分閥門3和回水管分閥門4，通過改變供熱支路的熱水流量，保持不同溫區(qū)之間的溫差不超過閾值；

E、通過水壓傳感器6對各個供熱支路和總進水管、總回水管的水壓進行監(jiān)控，通過調(diào)整進水量和各個閥門的開度，避免出現(xiàn)熱水在不同供熱支路之間出現(xiàn)局部環(huán)流的問題。

另外，當(dāng)水溫調(diào)整變化后，對于流量進行同步調(diào)整：

其中，ΔF為流量變化量，T₁為平均室溫，T₂為進水溫度，k₁為比例系數(shù)。通過調(diào)整流量，可以有效降低室溫調(diào)節(jié)過程中的溫度波動幅度，降低熱水用量。

當(dāng)總流量發(fā)生變化時，對各個供熱支路的流量進行對應(yīng)調(diào)整：

其中，ΔF_x為第x個供熱支路的流量變化量，t₁和t₂為采樣時間點，t為延時時間，P_x為第x個供熱支路中熱水流量占總流量的比例，L_x第x個供熱支路的長度，k₂為比例系數(shù)。通過供熱支路的調(diào)整，可以避免供熱管線內(nèi)由于壓力不平衡而出現(xiàn)的供熱水流阻滯的問題。

在調(diào)整供熱支路流量時，需要根據(jù)供熱支路所在溫區(qū)與相鄰溫區(qū)的溫差，對供熱支路流量進行修正：

其中，P_x為修正后的第x個供熱支路中熱水流量占總流量的比例，T_x為第x個供熱支路所在的溫區(qū)溫度，σ為所有溫區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)差，k₃和k₄為比例系數(shù)。通過對P_x進行修正，可以保持不同溫區(qū)之間的溫差不超過閾值。

本發(fā)明控制邏輯簡單，對于供熱區(qū)域的溫度控制精度高，魯棒性強。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。