專(zhuān)利名稱：集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集中供熱管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)技術(shù)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)集中供熱管網(wǎng)發(fā)展迅速，為廣大采暖用戶提供了溫暖舒適的生活環(huán)境，但在供熱系統(tǒng)運(yùn)行中也存在一些問(wèn)題，如:因用戶擅自更改或增裝室內(nèi)換熱裝置及設(shè)備故障引發(fā)的管路跑、冒、滴、漏、系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象及用戶私自使用供熱用水等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，均造成熱力資源的嚴(yán)重?fù)p失，并給供熱系統(tǒng)、用戶帶來(lái)不安全性。然而目前我國(guó)的集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中還沒(méi)有針對(duì)用戶用熱異常狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)，不能實(shí)時(shí)了解、判斷用戶的用熱狀態(tài)，缺乏對(duì)異常用熱現(xiàn)象的檢測(cè)和控制手段。如何實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)正常穩(wěn)定供熱，提高供熱系統(tǒng)的安全性，提高用戶用熱的舒適性和安全性，成為供熱領(lǐng)域關(guān)注的課題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)用戶供熱流量的監(jiān)控及時(shí)排除異常用熱狀態(tài)，保證供熱系統(tǒng)正常穩(wěn)定供熱，提高供熱系統(tǒng)的安全性，提高用戶用熱的舒適性和安全性。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)于供熱管網(wǎng)管理中心的監(jiān)測(cè)用戶用熱狀態(tài)的遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制單元及其依次連接的分別對(duì)應(yīng)各個(gè)樓棟設(shè)置的GPRS通訊器及集中器，以及針對(duì)各摟棟內(nèi)用戶分別設(shè)置的用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元，所述用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元包括與用戶所在樓棟對(duì)應(yīng)的集中器連接的本地測(cè)控終端、沿供水方向依次設(shè)置在所述供熱管網(wǎng)供水管入戶端的開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)、設(shè)置在供熱管網(wǎng)回水管入戶端的自力式差壓控制閥，所述自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該控制閥的出水側(cè)回水管和所述開(kāi)關(guān)控制閥進(jìn)水側(cè)供水管上，開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)均與所述測(cè)控終端連接。所述開(kāi)關(guān)控制閥與測(cè)控終端通過(guò)M-BUS總線連接。本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)采用流量計(jì)隨時(shí)測(cè)量用戶瞬時(shí)供熱流量，并采取了本地閉環(huán)控制和中央計(jì)算機(jī)控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的雙重結(jié)構(gòu)達(dá)到對(duì)異常用熱狀態(tài)可靠、及時(shí)判斷、及時(shí)解決的效果，當(dāng)瞬時(shí)供熱流量增大且超過(guò)設(shè)定高限值則可能是發(fā)生了泄露事故或用戶戶內(nèi)私自用水，此時(shí)可緊急關(guān)閉開(kāi)關(guān)控制閥，并通過(guò)上傳報(bào)警，派相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查看，排除故障，消除用熱異常狀態(tài)；當(dāng)瞬時(shí)供熱流量減小且超過(guò)設(shè)定低限值，則可能是用戶發(fā)生了管路堵塞，或在計(jì)量表戶外側(cè)私自引接用水或用戶人為關(guān)閉了戶內(nèi)采暖設(shè)施上的閥門(mén)，此時(shí)通過(guò)上傳報(bào)警，管理中心派相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查看，解決和消除用熱異常狀態(tài)。同時(shí)，中央計(jì)算機(jī)控制單元通過(guò)接受的瞬時(shí)供熱流量數(shù)據(jù)，也進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警及現(xiàn)場(chǎng)排除故障?？傊ㄟ^(guò)對(duì)用戶供熱流量的監(jiān)控及時(shí)排除異常用熱狀態(tài)，保證供熱系統(tǒng)正常穩(wěn)定供熱，防止資源浪費(fèi)，提高供熱系統(tǒng)的安全性，提高用戶用熱的舒適性和安全性。
圖1是集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控程序流程圖。圖中:1中央計(jì)算機(jī)控制單元，21-2n GPRS通訊器，31_3n集中器，4測(cè)控終端，5M-bus總線，6除污器，7開(kāi)關(guān)控制閥，8流量計(jì)，80供水管，9自力式差壓控制閥，91、92引壓管，90回水管，10球閥，Al-An樓棟，Bl-Bm用戶，Cl-Cm用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
圖1示出某供熱居民區(qū)的集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，本實(shí)施例中，圖中的η為9，m為15。即該供熱居民區(qū)有9個(gè)樓棟A1-A9，每個(gè)樓棟中有15個(gè)用戶B1-B15?；谏鲜龉釁^(qū)域，該集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的特征在于包括設(shè)于供熱管網(wǎng)管理中心 的監(jiān)測(cè)用戶用熱狀態(tài)的遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制單元I及其依次連接的分別對(duì)應(yīng)各個(gè)樓棟設(shè)置的GPRS通訊器21-29及集中器31-39，以及針對(duì)各摟棟內(nèi)用戶分別設(shè)置的用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元C1-C15，上述用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元包括與用戶所在樓棟對(duì)應(yīng)的集中器連接的本地測(cè)控終端4、沿供水方向依次設(shè)置在上述供熱管網(wǎng)供水管80入戶端的開(kāi)關(guān)控制閥7及流量計(jì)8、設(shè)置在供熱管網(wǎng)回水管90入戶端的自力式差壓控制閥9，自力式差壓控制閥9的兩引壓管91、92分別連接在該控制閥的出水側(cè)回水管和上述開(kāi)關(guān)控制閥進(jìn)水側(cè)供水管上，開(kāi)關(guān)控制閥7及流量計(jì)8均與測(cè)控終端4連接。如圖1所示，在供水管80及回水管90上分別設(shè)有控制管路開(kāi)、閉的球閥10，在供水管80上還設(shè)有對(duì)管路中的雜質(zhì)進(jìn)行除污凈化的除污器6，這些設(shè)施是入戶熱力小室中的標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備。上述流量計(jì)8采用天津訊爾儀表公司的型號(hào)為ldg-25s-t2f 100的高精度流量計(jì)，其功能是對(duì)用戶用熱流量進(jìn)行測(cè)量、采集，并通過(guò)有線形式傳至測(cè)控終端4。開(kāi)關(guān)控制閥7的功能是在測(cè)控終端的控制下完成對(duì)用戶的異常用熱時(shí)的關(guān)閉，并在用戶解除異常用熱狀態(tài)后開(kāi)啟開(kāi)關(guān)控制閥。上述開(kāi)關(guān)控制閥7采用了江蘇邁拓智能儀表有限公司的MTV-25Y控制閥，與測(cè)控終端4通過(guò)M-BUS總線連接，由于電源與信號(hào)同時(shí)提供，可保證測(cè)試的準(zhǔn)確可靠，M-BUS總線為市售產(chǎn)品。上述自力式差壓控制閥9米用了 Honeywell公司的型號(hào)為Kombi_3-plus的自力式差壓控制閥，其功能是⑴.消除二次網(wǎng)垂直水力失調(diào)。⑵.限制開(kāi)關(guān)控制閥回路的差壓值，保證開(kāi)關(guān)控制閥7的正常工作。自力式差壓控制閥9的工作原理是當(dāng)熱水介質(zhì)通過(guò)閥芯、閥座截流后，進(jìn)入開(kāi)關(guān)控制閥回路，而開(kāi)關(guān)控制閥7的壓差通過(guò)引壓管分別引入自力式差壓控制閥的上下膜室，在上下膜室內(nèi)產(chǎn)生推動(dòng)力，與其彈簧的反作用力相平衡，從而決定了閥芯與閥座的相對(duì)位置，而閥芯與閥座的相對(duì)位置確定了壓差值的大小；當(dāng)被控壓差變化時(shí)，力的平衡被破壞，從而帶動(dòng)了閥芯運(yùn)動(dòng)，改變了閥的阻力系數(shù)，達(dá)到保證控制壓差為設(shè)定值的作用，從而限制開(kāi)關(guān)控制閥回路的差壓值，確使工作壓差不超過(guò)最大允許壓差，保證開(kāi)關(guān)控制閥7的正常工作。設(shè)置在供熱管網(wǎng)管理中心的中央計(jì)算機(jī)控制單元I為現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控程序及相應(yīng)設(shè)定的對(duì)應(yīng)供熱流量高限和低限的換算值等參數(shù)以及計(jì)算過(guò)程的各種數(shù)據(jù)，其功能是監(jiān)測(cè)用戶用熱狀態(tài)，包括:通過(guò)GPRS通訊器21-29，集中器31-39接收來(lái)自各樓棟共135個(gè)用戶的測(cè)控終端4的上傳用戶供水管的瞬時(shí)供熱流量數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算并與設(shè)定高限值和低限值比較，對(duì)超限數(shù)據(jù)發(fā)出遠(yuǎn)程聲光報(bào)警，并由供熱管網(wǎng)管理中心通知相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，排除異常用熱原因；中央計(jì)算機(jī)控制單元I還接收來(lái)自測(cè)控終端4上傳的本地超限報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出本地超限聲光報(bào)警，同時(shí)由供熱管網(wǎng)管理中心通知相關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)解決故障。測(cè)控終端4采用了天津市藍(lán)深科技發(fā)展有限公司的GT50測(cè)控終端，該測(cè)控終端是直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)，為包括多種模板的一體化設(shè)備，機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)與中央計(jì)算機(jī)控制單元同樣的用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控程序、相應(yīng)設(shè)定的對(duì)應(yīng)供熱流量高限和低限的換算值等參數(shù)以及計(jì)算過(guò)程的各種數(shù)據(jù)，其功能是直接處理流量計(jì)8的流量信號(hào)，通過(guò)流量計(jì)采集用戶供水管的瞬時(shí)供熱流量，在流量數(shù)據(jù)上傳的同時(shí)進(jìn)行本地?fù)Q算和計(jì)算、并通過(guò)與設(shè)定高限值和低限值比較、控制開(kāi)關(guān)控制閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)本地閉環(huán)控制，同時(shí)在遠(yuǎn)程通訊正常狀態(tài)下，可以將瞬時(shí)供熱流量信號(hào)、本地超限報(bào)警信號(hào)通過(guò)集中器、GPRS通訊器上傳給供熱管網(wǎng)管理中心的中央計(jì)算機(jī)控制單元I。GPRS通訊器的功能是實(shí)現(xiàn)測(cè)控終端與中央計(jì)算機(jī)控制單元的數(shù)據(jù)通訊的通訊系統(tǒng)，采用目前常規(guī)使用的APN虛擬專(zhuān)網(wǎng)的通訊方式，本例中選用了天津市藍(lán)深科技發(fā)展有限公司的GPRS通訊器。
·[0021]集中器的功能是對(duì)一棟樓內(nèi)所有用戶異常用熱控制單元的測(cè)控終端的信號(hào)進(jìn)行集中上傳。本例中，集中器采用了秦皇島市榮創(chuàng)科技發(fā)展有限公司的集中器。以下為采用上述集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控的方法，參見(jiàn)圖2。本方法的步驟如下:⑴系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，測(cè)控終端4采集瞬時(shí)供熱流量F的數(shù)據(jù)并執(zhí)行步驟⑵；同時(shí)詢問(wèn)遠(yuǎn)程通訊是否正常，當(dāng)遠(yuǎn)程通訊正常時(shí)，將上述數(shù)據(jù)上傳給中央計(jì)算機(jī)控制單元1，并執(zhí)行步驟⑶，當(dāng)遠(yuǎn)程通訊中斷時(shí)，該數(shù)據(jù)溢出，繼續(xù)保持詢問(wèn)狀態(tài)；⑵測(cè)控終端4將瞬時(shí)供熱流量F換算成瞬時(shí)流速V，并與設(shè)定的瞬時(shí)流速高限值Vl和瞬時(shí)流速低限值V2比較，判斷用戶用熱狀態(tài):(2.1)當(dāng)瞬時(shí)流速值V大于瞬時(shí)流速高限值Vl時(shí)，此時(shí)說(shuō)明可能是發(fā)生了管路泄漏事故或用戶戶內(nèi)私自用水，須關(guān)閉開(kāi)關(guān)控制閥7，程序結(jié)束；同時(shí)產(chǎn)生本地超高限報(bào)警信號(hào)并詢問(wèn)遠(yuǎn)程通訊是否正常，當(dāng)遠(yuǎn)程通訊正常時(shí)，向中央計(jì)算機(jī)控制單元上傳本地超高限報(bào)警信號(hào)，此時(shí)執(zhí)行步驟⑷；當(dāng)遠(yuǎn)程通訊中斷時(shí)，所述本地超高限報(bào)警信號(hào)數(shù)據(jù)溢出，繼續(xù)保持詢問(wèn)狀態(tài)；(2.2)當(dāng)瞬時(shí)流速值V小于等于瞬時(shí)流速高限值Vl時(shí)，進(jìn)一步判定瞬時(shí)流速值V是否小于瞬時(shí)流速低限值V2:(2.2.1)當(dāng)瞬時(shí)流速值V小于瞬時(shí)流速低限值V2時(shí)，此時(shí)說(shuō)明可能是采暖用戶發(fā)生了管路堵塞或用戶在計(jì)量表戶外側(cè)私自引接用水或人為關(guān)閉了戶內(nèi)采暖設(shè)施上的閥門(mén)，此時(shí)產(chǎn)生本地超低限報(bào)警信號(hào)并詢問(wèn)遠(yuǎn)程通訊是否正常，當(dāng)遠(yuǎn)程通訊正常時(shí)，向中央計(jì)算機(jī)控制單元上傳本地超低限報(bào)警信號(hào)，此時(shí)執(zhí)行步驟(5);當(dāng)遠(yuǎn)程通訊中斷時(shí)，上述本地超低限報(bào)警信號(hào)數(shù)據(jù)溢出，繼續(xù)保持詢問(wèn)狀態(tài)；(2.2.2)當(dāng)瞬時(shí)流速值V大于等于瞬時(shí)流速低限值V2時(shí)，說(shuō)明用戶用熱正常，繼續(xù)循環(huán)；(3).中央計(jì)算機(jī)控制單元接收測(cè)控終端上傳的瞬時(shí)供熱流量F并進(jìn)行計(jì)算和判斷用熱狀態(tài):(3.1)將瞬時(shí)供熱流量F換算成瞬時(shí)流速V，并與設(shè)定的瞬時(shí)流速高限值Vl和瞬時(shí)流速低限值V2比較，判斷用戶用熱狀態(tài):(3.1.1)判斷瞬時(shí)流速值V是否大于瞬時(shí)流速高限值VI，若瞬時(shí)流速值V大于瞬時(shí)流速高限值VI，則發(fā)出遠(yuǎn)程超高限聲光報(bào)警信號(hào)，此時(shí)管理中心通知人員現(xiàn)場(chǎng)排除故障；等于瞬時(shí)流速高限值Vl則執(zhí)行以下步驟:(3.1.2)判斷瞬時(shí)流速值V是否小于瞬時(shí)流速低限值V2，若瞬時(shí)流速值V小于瞬時(shí)流速低限值V2，則發(fā)出遠(yuǎn)程超低限聲光報(bào)警信號(hào)，此時(shí)管理中心通知人員現(xiàn)場(chǎng)排除故障；若瞬時(shí)流速值V大于等于瞬時(shí)流速低限值V2，說(shuō)明用戶用熱正常；⑷當(dāng)中央計(jì)算機(jī)控制單元I接收到測(cè)控終端4上傳的本地超高限報(bào)警信號(hào)時(shí)，發(fā)出本地超高限聲光報(bào)警信號(hào)，此時(shí)，管理中心通知人員現(xiàn)場(chǎng)排除故障；
(5)當(dāng)中央計(jì)算機(jī)控制單元接收到測(cè)控終端4上傳的本地超低限報(bào)警信號(hào)時(shí)，發(fā)出本地超低限聲光報(bào)警信號(hào)，此時(shí)，管理中心通知人員現(xiàn)場(chǎng)排除故障。上述瞬時(shí)流速高限值Vl=L 5-2m/s,瞬時(shí)流速低限值V2=0.1-0.3m/s。綜上所述，采用了本實(shí)用新型提供的集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及上述監(jiān)控方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶用熱異常狀態(tài)可靠、及時(shí)的判斷并可及時(shí)解決，當(dāng)瞬時(shí)供熱流量增大且超過(guò)設(shè)定高限值則可能是發(fā)生了泄露事故或用戶戶內(nèi)私自用水，此時(shí)可通過(guò)測(cè)控終端4的本地控制緊急關(guān)閉開(kāi)關(guān)控制閥7，并通過(guò)上傳本地報(bào)警信號(hào)，由管理中心派相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查看，排除故障，消除用熱異常狀態(tài)。當(dāng)瞬時(shí)供熱流量減小且超過(guò)設(shè)定低限值，則可能是用戶發(fā)生了管路堵塞，或用戶在計(jì)量表戶外側(cè)私自引接用水或人為關(guān)閉了戶內(nèi)采暖設(shè)施上的閥門(mén)，此時(shí)通過(guò)上傳本地報(bào)警信號(hào)，由管理中心派相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查看，解決和消除異常用熱狀態(tài)。同時(shí)，中央計(jì)算機(jī)控制單元通過(guò)接受的瞬時(shí)供熱流量數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行計(jì)算、判斷并對(duì)異常用熱狀態(tài)發(fā)出遠(yuǎn)程報(bào)警，并排除現(xiàn)場(chǎng)故障。由此保證供熱系統(tǒng)正常穩(wěn)定供熱，防止資源浪費(fèi)，提高供熱系統(tǒng)的安全性，提高用戶用熱的舒適性和安全性。
權(quán)利要求1.一種集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)于供熱管網(wǎng)管理中心的監(jiān)測(cè)用戶用熱狀態(tài)的遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制單元及其依次連接的分別對(duì)應(yīng)各個(gè)樓棟設(shè)置的GPRS通訊器及集中器，以及針對(duì)各摟棟內(nèi)用戶分別設(shè)置的用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元，所述用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元包括與用戶所在樓棟對(duì)應(yīng)的集中器連接的本地測(cè)控終端、沿供水方向依次設(shè)置在所述供熱管網(wǎng)供水管入戶端的開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)、設(shè)置在供熱管網(wǎng)回水管入戶端的自力式差壓控制閥，所述自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該控制閥的出水側(cè)回水管和所述開(kāi)關(guān)控制閥進(jìn)水側(cè)供水管上，開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)均與所述測(cè)控終端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)控制閥與測(cè) 控終端通過(guò)M-BUS總線連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種集中供熱管網(wǎng)用戶用熱異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)于供熱管網(wǎng)管理中心的監(jiān)測(cè)用戶用熱狀態(tài)的遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制單元及其依次連接的分別對(duì)應(yīng)各個(gè)樓棟設(shè)置的GPRS通訊器及集中器，以及針對(duì)各摟棟內(nèi)用戶分別設(shè)置的用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元，用戶用熱狀態(tài)監(jiān)控單元包括與用戶所在樓棟對(duì)應(yīng)的集中器連接的本地測(cè)控終端、沿供水方向依次設(shè)置在所述供熱管網(wǎng)供水管入戶端的開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)、設(shè)置在供熱管網(wǎng)回水管入戶端的自力式差壓控制閥，自力式差壓控制閥的兩引壓管分別連接在該控制閥的出水側(cè)回水管和開(kāi)關(guān)控制閥進(jìn)水側(cè)供水管上，開(kāi)關(guān)控制閥及流量計(jì)均與測(cè)控終端連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是正常穩(wěn)定供熱，提高安全性。
文檔編號(hào)F24D19/10GK203131973SQ20132005556
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者黃鸞, 董現(xiàn)海, 高少東, 雷春鳴, 張華奇 申請(qǐng)人:天津市熱電設(shè)計(jì)院, 天津市津安熱電有限公司