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耐威科NVK二级管网平衡系统

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山东耐威科自控技术有限公司
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产品详情

系统概述:

二网平衡控制系统是根据改造区域管网实际情况在单元进户管道上安装智能物联网平衡阀,以及供、回水温度测点。智能平衡阀内置控制与运算单元、采集单元、执行单元、 通讯单元。能根据回水温度、供回水平均温度(差)情况、气温情况、分时分区情况进行自动控制(避免所有数据在上位机软件平台运算,给平台和服务器造成重大的数据处理负担同时避免整个系统过度依赖通讯网络。当通讯网络出现异常时,整个系统也能正常运转),现场设备采集到的数据通过采集通讯装置无线通讯方式上传至热网控制中心服务器上(就地、云服务器可选),热控中心设置操作站可对所有二次网平衡阀情况进行监视和操作。热网平台做统计分析,数据展示及各项策略运算以及命令下发。

 

 系统设计原则

设计指导思想以“实用、可靠、***、经济”为基本原则。

1、安全性

在本系统网与公司办公网之间采取可靠的技术手段,***该系统的网络安全性,防止实时/历史数据库服务器受到黑客和病毒的攻击,***数据的一致性和完整性。

2、可靠性

供热企业的生产过程属于连续运转的生产过程,在系统设计时要从结构设计、产品选择以及网络管理上***系统的可靠运行。

易操作

良好、直观的人机界面,充分考虑操作人员的操作习惯,操作人员不需要经过特别专业训练就能够进行使用,工作效***。

3、易管理

实现分级管理,授权服务的原则,设置程序管理员,对于不同的级别权限使用进行合理的管理。

4、易维护

平台的一致性强,便于维护,并具备自诊断功能,支持多种通讯方式:NB-IoT、MBUS、RS485、TCP/IP网络、LORA、蓝牙及4G无线通讯等。

5、***质量

远程操作与自动控制能及时调节各种参数,并反馈迅速,***所调温度在用户适宜的温度范围内。系统在调节过程中应流畅,不能无故出现卡涩、停顿等故障。

6、节约投资

另外在如何***工程质量的同时,减少投资是每一个工程项目都要面对的问题。要求在***工程质量、满足供暖要求的前提下,尽量节约改造资金。

 

 

 

 系统设计目标

二级管网智能调度指挥管理系统通过统一数据接口,将与生产运行调度密切相关的各个系统数据关联起来,从多个不同的角度显示、反映当前热力管网系统的运行状态以及调度具体工作全方面的信息,为生产调度人员提供全面及时准确的工作环境。系统将实现以下几大目标: 

(1) 实现供热系统自动控制、调节以及二级管网平衡系统自动控制系统的联动联调。最终实现节能减排,舒适供暖的目的。

(2) 实现二次侧水力平衡的精准调节,统一调节。

(3) 实现供热运行数据的实时采集及远传。

 

 

 

 

 方案详述

我公司二级管网平衡系统以热用户的各楼栋单元回水平均温度(或供回水温差等)彼此一致作为二次网的调节目标,结合室温采集系统采集的建筑物室内平均温度作为补偿(可选并留有接口)。对各支路二次网回水调节阀进行调节,可以***各支路间的均匀供热,避免由于冷热不均,为了***偏冷用户达到室温要求而造成过热用户的能源浪费。具体做法为:

根据各换热站现场的实际情况,在每个热用户的楼栋单元内二次回水支路上安装一台智慧物联网电动平衡阀,供回水温度测点直接接入智慧阀,智慧阀能根据供回水温度情况、结合用户室内温度(可选并留有接口)、气温情况进行自动控制。同时将采集到的数据通过NB-IOT通讯方式传送至上位机控制平台。上位机控制平台可对所有二次支路平衡阀情况进行监视和操作。

1、设计背景

集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用,而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分,是国家大力推广的节能和环保措施。随着我国的城市集中供热规模也不断扩大,科学的管理热力管网具有非常重大的经济和社会效益。

在热水供暖系统中,热媒由闭式系统输送到各用户。这里的用户指一栋建筑、一栋建筑中的某个区域或者供热系统的一个末端。对于一个正确的设计,并且按照设计要求运行的管网系统而言,各用户应该均能获得其要求的设计水量,满足其供热需求,达到满意的室内舒适度。目前很多供热管网由于设计、施工等各方面的原因,大部分输配环路及热源环路存在水力失调,使得流经用户与热源的流量与设计要求不符。再加上水泵选型偏大、水泵运行在不合适的工作点等原因,导致水系统处于大流量、小温差的运行工况。水泵运行效率低,不同远近的用户冷热不均现象严重。所谓水力失衡主要包含以下两方面:

    静态水力失衡:主要由于系统在设计、产品选型、施工等过程中的种种误差迭加产生的,设计需要的系统管道阻力特性与实际系统管道阻力特性不相符,所造成的实际流量与设计流量不一致的水力失调状态。

    动态水力失衡:在供暖水系统上安装了很多调控设备,应用了变流量技术,从而使系统的瞬时阻力特性与设计所需阻力特性不符,而造成了系统的瞬时失调状况。

   为解决上述问题并提高公共建筑的能耗管理水平,满足用户供热需求的前提下解决管网水利的平衡,耐威科自主研发了一套供热平衡解决方案。

2、系统组成

 

标准安装方式为:在热力入口回水管道上应分别设置温度计,设置过滤器(可选),加装物联网功能的温度平衡控制阀,预留热计量表安装位置和安装条件(可选)。平衡控制阀视情况可选装保护罩,过滤器两端加装焊接球阀(选装),过滤器选用自带快速冲洗阀的成品过滤器,具备在线冲洗功能。        

二级管网平衡系统调整方法

我公司上位机系统消除管网热力失调的方法可分为手动控制阀门开度法、温差法、回水温度法和室温法四种。下面对这几种方法进行简要说明

(1)回水温度调节法

① 测量初始回水温度  

在调节期间,维持热源供水温度不变。

② 系统自动测量整理各用户回水温度

③ 先对规模较大,且温度偏离程度较大的用户进行调整。

④ 测量热源供回水温度、各热用户回水温度、 重复第2步和第3步的做法进行调节。直至各用户回水温度基本一致。

⑤ 调节热源处总阀门,(二网平衡系统与换热站控制系统进行联动)使得系统总流量等于设计流量。***调节结束。

2)温差调节法

基本原理:

温差调节法是利用采用等温差设计的供热系统,其热用户系统的供回水温差趋于相等的原理来实现水力平衡的。当用户实际供热量与规定供热量相等时,

智能物联网平衡阀性能详细描述、产品组成及配套系统说明

(1)概述

V型物联网智能调节阀是一款集数据采集、控制、信号传输为一体的高端全自动水力平衡阀,其内置控制与运算单元、采集单元、执行单元、通讯单元(各种通讯方式可选),执行器支持多种控制模式:回温控制、温差控制、回压控制、压差控制、室温控制、流量控制等,用户只需设定相关数据参数(如:回水温度、供回水温差、供回水压差或阀门开度),其即可实现自行的监测与控制操作,大大节省了人工成本。V型物联网智能调节阀的V型阀芯拥有很好的线性及等比例调节能力,更好的达到控制效果;连接方式法兰连接与焊接可选。

V型物联网智能调节阀一般安装在单元或楼栋,可以根据现场要求选择通讯方式,不同通讯方式只需要更换对应的拓展模块,更方便的解决了不同安装环境的通讯需求。

产品型号:

(2)通讯方式:

主板自带Modbus-RTU/M-BUS,GPRS、NB、Modbus-TCP、LORA(可选)

3)主要参数

² 执行器防水等级:IP68

² 压力等级PN16

² 供电方式:DC24V 或电池供电(太阳能板供电)

² 物联网智能调节阀具有防拆卸铅封功能

² 执行器具有直观的液晶屏显示,阀门面板上具有液晶面板显示,可以直观地显示阀门工作模式、阀号、故障信息、实时开度阀门编码,供水温度,回水温度运行状态显示等信息。

² 阀门明显部位装设金属铭牌,金属铭牌至少应包括以下内容:设备名称、设备编码、设备制造厂名称、设备制造年月、制造厂产品编号、制造许可证编号、适用温度(℃)介质、公称压力(MPa)、阀门喉径(mm)、设备型号、性能参数等。

² 输出力矩:100Nm    功率:13W(仅当阀门启、闭时)  动作时间:120S 

物联智能调节阀电动执行器采用合金金属减速齿轮制成,***足够的机械寿命和扭矩输出,输出扭矩大(是阀门扭矩3倍以上),***阀门的可靠运行

² 规格:DN32~DN200

² 执行器上壳材质燃烧等级:B级     执行器下壳材质:压铸铝(***有足够的机械强度)

² 介质:冷、热水及60%乙二醇  

² 介质温度:2℃—120  

² 关断压差:0.6MPa~1.0MPa       

² 引线长度:30~50cm    

² 阀体:阀体材质:碳钢  阀芯阀杆:304不锈钢

阀芯:V型304不锈钢阀芯,具有流通能力大,阻力小,流量调节特性好等特点.在***足够的机械寿命和耐腐蚀、耐结垢特性的同时,还能***其流量调节的特性。具备全开度时的低阻力特性。

² V型阀芯:调节线性比例好,调节阀调解线性报告(见资质材料检验报告)

² 开度调节范围:0~***自由调节,阀位调节精度优于100:1,具备关断能力

² 阀体为压力无关型电动调节阀具备压力式压差补偿功能的流量调节阀。当管网压差变化时,可通过阀胆的压差补偿功能,自动维持通过调节阀的流量不变,使流量不受系统压差波动的影响。

² 数据通讯:主板自带Modbus-RTU/M-BUS,GPRS、NB、Modbus-TCP、LORA(可选),实现远程控制阀门、远程调节阀门开度大小,并实时反馈阀门开度位置。

(4)功能参数

物联智能调节阀执行器内置控制与运算单元智能控制器自身具备开度上下限设定,内置自动调节算法、供热智能调节、内含补偿运算等算法用户可选择自动控制 或 手动控制自动控制:执行器支持多种控制模式:回温控制、温差控制、回压控制、压差控制、室温控制、流量控制热量控制分时段控制等,现场执行器可根据现场回温、温差、回压、压差、室温、流量、热量等参数自动调节阀门开度,控制参数数值及控制方式可远程下发;手动控制可通过远程控制器或控制平台直接下发阀门开度。)内置2路温度(PT1000)2路压力(4~20mA)数据采集模块(可选)

² 具有本地PID运算和控制功能,接收控制站发送的控制策略及目标值,在就地完成运算,并将采集参数上传。当出现通讯中断或上位机故障等问题时,现场控制设备仍能根据***的目标值及控制策略正常运行。

² 具备手动控制功能;当现场电源突发断电时,仍能通过手动操作,确保正常供暖。

² 物联网智能调节阀执行器具有开关极限限位,***现场正常控制安全的防堵转功能,当有异物进入阀体或者由于污垢堵转后,阀门会自动切断供电电流,防止烧坏电机。电机具有电气限位、机械限位、过热保护、过载保护等保护措施。

² 具有自行设定时间,定期分批次全开、全关阀门,防止堵塞和卡涩。

² 物联智能调节阀具有大于十万次开关寿命。

² 控制方式:回温控制、温差控制、回压控制、压差控制、室温控制、流量控制、开度控制、分时段控制

² 现场阀门参数调试装置:手抄器手机蓝牙APP

² 高可靠性:控制阀门及执行器使用寿命长,稳定可靠。断电后保持原位

² 引线:传统产品是引线从侧面输出,现在引线从底座下出,以防渗水

² 测温精度:执行器测温采用PT1000热电阻,安装方便测温精度高。

² 物联智能调节阀在断电的情况下保持原位;当通讯中断或者执行机构不能正常动作时,执行器报警并把报警信息发送给控制器及上位平台。

² 物联智能调节阀执行器具有***部门出具的CE认证报告。(见资质材料)

² 物联智能调节阀质保期自验收合格之日起两个采暖期

² 噪声:阀门动作时产生噪声不超过50分贝。

² 专业工具:阀门上配备相应数量断电就地调节阀门的专用工具。

(5)控制策略:

水力平衡调控策略:上级控制系统发布每平米流量值,单元电动平衡阀能够根据单元总面积自动调节每单元的流量,流量误差≤5%。供暖初期水力平衡采用此策略。

热量平衡调控策略:上级控制系统发布单耗(每平米热功率W/㎡)值,热量误差≤5%。单元阀能够根据单元总面积调节每单元的热量。

温度给定调控策略:上级控制系统发布回水温度值,单元阀能够自动调整流量,使各单元回水温度与给定值保持一致。当换热站总热量不足时,切换为温度平衡调控策略。

温度均衡调控策略:换热机组总回水温度值作为调整目标值,单元阀能够自动调整流量,使单元回水温度与机组回水温度保持一致,均衡各单元热量。

单元楼栋各支路回水温度一致法策略:

(1) 供暖初期保持所有阀门全开运行24小时以上,使得建筑内温度达到初步平衡。

(2) 系统采集计算所有回水温度平均值,定时计算定时将计算得出的回温均值下发至物联网智慧平衡阀。物联网智慧平衡阀根据系统下发的设定回水温度与实际监测的回水温度值进行比较,自动计算调节阀门开度,使回温与设定温度保持一致。

(3)当系统达到初步平衡后,系统自动筛选区域内一到两路最不利环路,并始终保持最不利环路平衡阀全开,按最不利环路回水温度+偏差值的方式作为目标值定时下发至区域内各支路平衡阀。按照第3步自动运行系统,一般1到2天可以达到区域内所有支路回水温度完全一致,实现管网热平衡的目的。

插座式室内温度采集器是一款集数据采集、无线传输、电源插座为一体的标准86盒无线温度采集器。这款采集器能够完全代替家中电源插座。

技术要求规格:

外观类型:插座式(直插式、86盒式)

供电方式:市电 AC 220V,宽电压供电;

插座(直插式),插座额定电流不低于10A

86盒配套式室内温度采集器

86盒配套式室内温度采集器是基于传统摆台式和开关式相结合的一款集数据采集、远程传输为一体的室内温度采集器。它能够满足***位置的测量,还能避免传统摆台的人为更改位置的因素。

技术规格特点:

l 外观类型:86盒配套产品

l 供电方式:市电 AC 220V,宽电压供电

l 通讯方式: NB-IoT/GPRS/LORA

l 测温精度:不低于±0.1℃,测温范围:-25℃~80℃。

l 存储环境温度:-25℃~80℃。

l 防护等级:≥ IP20,底座材质为阻燃PC。

l 面板材质:阻燃PC

l 具有统一校时功能、实时在线、掉线上位机报警等功能。

l 各种参数可以实现在线设置读取,如:上传时间间隔、设备ID号、设备时间信息等。

 


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