智慧供熱系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用探討

王慶峰 許玉杰

摘 要 本文首先分析智慧供熱系統(tǒng)的主要技術(shù)，其次闡述智慧供熱系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，最后簡要概述智慧供熱系統(tǒng)的應(yīng)用效果并做出總結(jié)。

關(guān)鍵詞 智慧供熱系統(tǒng);主要技術(shù);實(shí)際應(yīng)用;應(yīng)用效果

1智慧供熱系統(tǒng)的主要技術(shù)分析

智慧供熱系統(tǒng)借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，對供熱過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能化與綜合化處置，通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)選科學(xué)算法獲得運(yùn)行過程中系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)水力工況、熱量需求的數(shù)據(jù)結(jié)果，通過智慧調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)按需供熱、節(jié)能降耗的目標(biāo)。

智慧供熱系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的算法能力，具有類似于人腦的高級綜合分析和判斷能力，通過智能融合熱源生產(chǎn)能力和熱用戶實(shí)際供熱需求，持續(xù)對供熱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一收集和處理做出最科學(xué)的選擇，實(shí)時(shí)依據(jù)各終端數(shù)據(jù)的變化調(diào)整供熱量，借此對所有終端用戶熱負(fù)荷層面進(jìn)行均衡化配置，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)智能、透明、全面的運(yùn)行管理調(diào)節(jié)，在充分保障各終端用戶供熱效果的基礎(chǔ)上，顯著提高供熱效率。智能供熱系統(tǒng)能夠按模擬評估結(jié)果自行對熱網(wǎng)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一智能調(diào)節(jié)，在當(dāng)前城市“多熱源、一張網(wǎng)”大型集中供熱系統(tǒng)普遍存在的背景下，便捷快速地達(dá)到按需供熱的目標(biāo)，尤其可對既有熱網(wǎng)擴(kuò)建提供重要的依據(jù)。

一般來說智慧供熱系統(tǒng)主要包含硬件設(shè)施和軟件服務(wù)兩部分。硬件設(shè)施包括常規(guī)的溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、樓宇自動(dòng)智能控制裝置等設(shè)備。軟件服務(wù)包括各終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、熱量控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程室內(nèi)測溫系統(tǒng)以及生產(chǎn)管控系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的調(diào)度運(yùn)行平臺上進(jìn)行分享，從而實(shí)現(xiàn)對全流程的管理和控制。硬件設(shè)備與軟件服務(wù)通過先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)來進(jìn)行結(jié)合，工作人員能夠在遠(yuǎn)程終端上借助軟件服務(wù)來獲取各硬件設(shè)施下的參數(shù)指標(biāo)，參數(shù)指標(biāo)通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)傳輸?shù)焦ぷ魅藛T的終端，工作人員就能夠根據(jù)各系統(tǒng)的參數(shù)來合理調(diào)整供熱水平，從而使得供熱的效率達(dá)到最大化[1]。

2智慧供熱系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

以國內(nèi)先進(jìn)的智慧供熱調(diào)度平臺為例，智慧化供熱系統(tǒng)的應(yīng)用有以下幾個(gè)步驟，具體如下：

第一，熱源的智慧化監(jiān)控系統(tǒng)。智慧供熱系統(tǒng)的第一個(gè)重要組成部分是安裝在各熱源和主管網(wǎng)出口處用于測量熱源溫度、供回水壓力、供回水流量以及熱量消耗的專業(yè)設(shè)備，借助智慧化監(jiān)控功能來分析各熱源的供熱效率和能量消耗情況，不斷優(yōu)化各熱源的運(yùn)行狀態(tài)并在系統(tǒng)主屏幕上顯示溫度狀況、壓力狀況、水力狀況、熱量損耗瞬時(shí)數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)會被統(tǒng)一匯總后發(fā)送到供熱運(yùn)行調(diào)度平臺進(jìn)行校核計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對所有熱源運(yùn)行數(shù)據(jù)的有效監(jiān)督。供熱調(diào)度平臺會根據(jù)氣象管理系統(tǒng)中測量的準(zhǔn)確度極高的室外溫度計(jì)算智慧供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，熱源端再依據(jù)熱負(fù)荷預(yù)測結(jié)果對供熱需求量與供熱輸出量進(jìn)行比對，形成數(shù)據(jù)曲線后通過實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)保證熱源供熱量能夠始終與系統(tǒng)耗熱量相匹配，既不會過高造成熱量浪費(fèi)又不會過低出現(xiàn)冷熱不均。另外，智慧供熱調(diào)度平臺中心負(fù)責(zé)人也會收集地理信息數(shù)據(jù)，自動(dòng)讀取每個(gè)節(jié)點(diǎn)供熱管網(wǎng)所承擔(dān)的供熱面積，計(jì)算供熱過程中產(chǎn)生的各種損耗來科學(xué)地進(jìn)行供熱。

第二，換熱站的智慧監(jiān)控系統(tǒng)。智慧供熱系統(tǒng)的第二個(gè)重要組成部分是換熱站的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，熱源的智慧化監(jiān)控系統(tǒng)被準(zhǔn)確安裝并應(yīng)用后，作為供熱系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)的換熱站也需同步安裝計(jì)量表和智能調(diào)節(jié)閥等智能調(diào)節(jié)設(shè)備。供熱調(diào)度平臺根據(jù)實(shí)際需求計(jì)算出來的熱量值會在換熱站自動(dòng)智能調(diào)節(jié)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)自主和科學(xué)運(yùn)行，從而使實(shí)際的熱量運(yùn)行值與需求值保持一致，倘若換熱站出現(xiàn)了如硬件或軟件方面的故障，智慧監(jiān)控系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，供熱調(diào)度平臺中心的負(fù)責(zé)人就會準(zhǔn)確了解不同換熱站的工作情況來進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，從而使換熱站能夠始終保持正確的運(yùn)行狀態(tài)。

第三，用戶端的智慧監(jiān)控系統(tǒng)。智慧供熱系統(tǒng)的第三個(gè)重要組成部分是在所有的用戶端口采用智慧監(jiān)控系統(tǒng)來保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。目前大多數(shù)智慧化監(jiān)控平臺會在用戶端口安裝智能調(diào)節(jié)閥和多功能智能控制器，這兩項(xiàng)設(shè)備的具體功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶端的實(shí)際需熱量和供熱量，統(tǒng)計(jì)一段時(shí)期內(nèi)的平均供熱數(shù)量，并根據(jù)居民實(shí)際需求量和外界環(huán)境自動(dòng)調(diào)整閥門控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)供熱量。智慧供熱系統(tǒng)中的用戶端智慧監(jiān)控系統(tǒng)的主要應(yīng)用原理是借助智能控制器來分析熱量參數(shù)，把傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合在最短的時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)有效分析并科學(xué)的處理從而得出最優(yōu)答案以及最佳的熱量控制值。用戶端的智慧監(jiān)控系統(tǒng)能夠讓供熱平臺負(fù)責(zé)人實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)編程，根據(jù)室外實(shí)際氣溫來進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證供熱量與外界環(huán)境以及用戶端的需求相一致。與此同時(shí)，用戶端智慧監(jiān)控系統(tǒng)也能夠在大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的引導(dǎo)下對設(shè)計(jì)目標(biāo)值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算出來的結(jié)果會直接發(fā)送給智慧控制系統(tǒng)控制，系統(tǒng)中心負(fù)責(zé)人會根據(jù)得到的指令來操作具體的工作[2]。

3智慧供熱系統(tǒng)的應(yīng)用效果

智慧供熱系統(tǒng)在設(shè)置了熱源智慧化監(jiān)控系統(tǒng)、換熱站智慧化監(jiān)控系統(tǒng)以及用戶終端智慧化監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)組成部分后可實(shí)現(xiàn)更加智能、穩(wěn)定的運(yùn)行，已經(jīng)取得了非常好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。智慧供熱系統(tǒng)既有效降低了供熱系統(tǒng)能量損耗也節(jié)約了大量的能源資源，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示在應(yīng)用智慧化供熱系統(tǒng)后終端用戶平均熱耗能夠下降15%左右，供熱輸配系統(tǒng)年耗熱量能夠下降13%左右，熱源供應(yīng)單位面積標(biāo)煤耗量下降31%左右，智慧供熱系統(tǒng)整體節(jié)能效果達(dá)到28%。從保護(hù)環(huán)境的角度來看，應(yīng)用了智慧化供熱系統(tǒng)后，相較于傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)整個(gè)采暖期的二氧化碳排放量能夠下降25%左右。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的結(jié)合將能夠極大的提高供熱的效率。智慧供熱系統(tǒng)技術(shù)能夠有效連接多個(gè)供熱環(huán)節(jié)，并將每一個(gè)供熱單元的參數(shù)有效收集，在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的幫助下實(shí)現(xiàn)自我分析與自我處理，接收到智慧供熱平臺調(diào)度中心的指令后能夠迅速實(shí)行精細(xì)化的調(diào)控，未來互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與供熱系統(tǒng)的結(jié)合將能夠發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 柴春蕾.智慧供熱系統(tǒng)研究與架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2020， 10（5）：109-111.

[2] 范常浩，梁娟娟.基于智慧城市的供熱系統(tǒng)余熱利用優(yōu)化研究[J].能源環(huán)境保護(hù)，2020，34（1）：77-81.

作者簡介

王慶峰（1981-），男，山東濟(jì)南人;學(xué)歷：碩士，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：山東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，研究方向：城市供熱工程設(shè)計(jì)與研究。

許玉杰（1988-），男，山東濟(jì)南人;學(xué)歷：博士，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：山東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，研究方向：熱力規(guī)劃研究。