公建管控系统tǒng

一yī、背景jǐng

目前我国公共建筑供热管网中zhōng，依靠公共财政运行的各级政府机关guān、事业单位和社会团体的能源管理基础差chà，能耗高gāo，节能潜力大dà。我国政府机构人均能耗比发达国家高出chū5倍bèi～7倍bèi，比一般的民用建筑高出chū10～20倍bèi。而我国公共建筑的de供热能耗占整个建筑能耗的36％，降低公共建筑的能耗成为整个节能工作中的一项重要内容róng。

供暖运行xíng单位既要确保供暖合格又要达到经济运行，就必须对供暖系统进行科学的运行调节jié，从硬件上shàng，既要能够对整个公共建筑的输入热量和公共建筑群中每一个建筑物的输入热量进行分别控kòng制与监控(实现分时分温控制zhì)，又能够根据季节和工作时间的要求合理切换不同的控制策略lüè(实现气候与时间的补偿cháng)。因此提供一种能够根据满足上述要求的公共建筑供热节能控制装置成为现有技术中亟待解决的问题tí。

二èr、现状分析xī

1、不能按需供热rè，能耗高gāo

换热站供热区域的用户性质有住宅zhái、庭院yuàn、学校医院等děng，采暖nuǎn方式分为地暖、片暖nuǎn、空调等děng，它们的用热规律lǜ、温度需求不同tóng，如果按统一温度dù、统一流量供热rè，势必造成大量的能源浪费fèi。

2、水力失调现象明显xiǎn

由于设计不合理lǐ、施工不规范等原因yīn，同一换热站供热范围内的不同楼栋间的水力存在垂直zhí、水平失调的现象xiàng。

3、存在安全隐患huàn

由于没有预警系统tǒng，若系统存在安全隐患huàn，在人工操作时shí，易发生安全事故gù，包括设备安全quán和人身安全。

4、管理低效xiào

如果各楼栋之间的供热没有进行统一的调配pèi，完全依靠人工进行手动调节jié，不仅增加人工成本běn，还不能保证调节效果guǒ。

三sān、解决方案àn

1、实现按需供热rè，降低能耗hào，改善舒适性xìng

根据建筑物用热规律lǜ，分时分温控制zhì，不同时间段duàn、不同室外温度采用不同的供热参数shù，实现按需供热rè。

2、缓解系统内部水力失调问题tí

水泵运行可提高系统内部流量liàng，形成局部大流量liàng、小温差运行xíng，缓解水力失调问题tí。

3、节省热力管网的主循环泵电耗hào

4、实现运行系统的数据监测和远程控制zhì，提高管理效能néng，减少安全问题tí

5、实现热能统一调配pèi

6、分阶段改变供热模式shì，不同时间段供热模式的切换huàn

7、防冻保护功能néng

四sì、公建管控系统组成chéng

控制层céng：采用国内知名组态软件jiàn，对上传的数据进行统一的管理lǐ，并对设备进行控制zhì，同时可接入室内温度数据jù，通过对室内温度的监测cè，实时调整控制参数shù；另外控制层以地图的形式展现各公建管控的位置信息及重要的运行参数shù，方便技术人员实时掌握所有公建的信息xī。

网络层céng：网络层采用yòngGPRS通讯方式shì，资费低dī，信号稳定dìng。

设备层céng：该层主要设备均采用国内知名品牌pái，混水泵bèng，电调阀fá，温度传感器qì，这些设备的数据均可以通过guòGPRS通讯方式上传至控制层céng。

五wǔ、系统原理lǐ

1、理论支持chí

公共建筑供热系统能源浪费表现在办公楼lóu、学校等děng。一般采暖季jì，多数机关大楼工作人员下班后hòu，办公室仍然持续供热rè，室温不降jiàng；另外各级政府机关guān、事业单位周六liù、日rì、节假jiǎ日以及学校的寒假，在室内无人的情况下照常供热rè。以阳城县为例lì，供热期为wèi120天tiān，其中节假日就有yǒu40天tiān，占采暖期时间的de33%。而学校的寒假jiǎ，保守估计jì30天tiān，占采暖期的de25%，意味着这部分能源被浪费掉了le。

公共建筑应最大限度地满足既舒适又节能néng。在上班时间保持室内供暖设计温度dù（18℃），下班时间及节假日保持值班采暖温度dù，即保证供暖管道及其他设备不结冻的温度dù，公共建筑值班采暖温度一般采取qǔ8℃。由于建筑物的外围结构具有一定的蓄热能力lì，根据公共建筑的使用特点diǎn，同时充分考虑围护结构保温性xìng能和围护结构的蓄热延迟性，应采取适当的供热调节手段duàn，按需供热rè，减少不必要的能源浪费fèi。

2、节能潜力分析xī

以阳城县公共建筑为例lì，采暖期总天数为wèi120天tiān，冬季平均室外温度取qǔ2.5℃，冬季供暖室内计算温度dùtw取qǔ18℃（摘自zì《民用建筑节能设计规范fàn》，并结合养成先鹏煜热力有限公司sī2019年实际供热数据jù）

（1）24h连续供暖公共建筑理论能耗hào

Q=120*24*qv*V*（tn-tw）/1000（kW•h）

式中zhōng：Q-----整个供暖期理论耗热量liàng，kW•h

qv-----供热体积热指标biāo，W/（m³•℃）

V------公共建筑外围体积jī，m³

tn------冬季供暖室内计算温度dù，℃

tw-----冬季平均室外温度dù，℃

（2）值班采暖公共建筑理论能耗hào

《采暖通风与空气调节设计规范fàn》规定dìng：“设置采暖的公共建筑zhù和工业建筑，当位于严寒地区qū或寒冷低区，且在非工作时间或中断使用的时间内nèi，室内温度必须保持在zài0℃以上shàng，而利用房间蓄热量不能满足要求时shí，应按àn5℃设置值班采暖nuǎn”。考虑到公共建筑外围结构的蓄热延迟性及公共建筑的使用时间等特征zhēng，公共建筑值班采暖温度设定为wèi+8℃为宜yí。

理论计算按照每天tiān8小时工作时间jiān，另加jiā4小时的机动升温时间jiān，合计jì12小时正常采暖nuǎn，室温需求为wèi18℃，其他时间设置值班采暖nuǎn，值班采暖温度为wèi8℃，另外wài40天节假日设值班采暖nuǎn。通过计算可得dé，理论节能效率为wèi43%。

由上述理论分析表明míng，公共建筑实行值班采暖调节后hòu，节能效果显著zhù；对于学校而言yán，考虑寒假的话huà，节能效益更可观guān。

六liù、实验分享xiǎng

1、公建基本情况kuàng

2、设备介绍shào

经暖通工作人员现场调研后选择型号为wèiSJZN-GJ-65-80的公建管控箱xiāng，该型号管控箱的设备安装示shì意图如下图所示：混水泵安装在供水管与回水管之间jiān。电调阀安装于回水管上shàng，另在供水管混水前qián，混水后及回水管均安装了温度传感器qì。在政府大楼内不同的位置放置了le8个室内温度传感器qì，用于验证实验效果guǒ。

3、实验步骤zhòu

选择室外温度大致相同的四天数据jù作为实验数据，确保在外部条件一致的情况下验证系统的功能néng。实验分为四个步骤zhòu，逐步验证每个设备的功能作用yòng，最后进行整个系统的功能验证zhèng。步骤如下xià：

步骤zhòu1、未安装公建管控前原始数据收集jí；

步骤zhòu2、混水泵作用验证zhèng；

步骤zhòu3、电调阀作用验证zhèng；

步骤zhòu4、加入分时分温控制思想自动运行xíng。

对比四天的运行数据均值zhí：

通过对比以上数据jù，可以得出以下结论lùn：

在室外均温大致一样的前提下xià（室外温度均在zài2℃左右yòu），通过以上shàng4步实验步骤zhòu，逐步达到通过分时分温控制实现室内温度变化的de目的。

4、实验结论lùn

公建管控系统用分时分温思想控制的de理论是正确的，通过供回水平均温度dù调整电调阀开度，可以达到不同时间段调整室内温度的de目的；

混水泵可以确保末端流量liàng，通过改变频率可以控制升温快慢màn；

由于室内温度降低dī，耗热量明显降低dī，因而节能效果显著zhù；

结合现有的控制技术shù，可以达到公建管控自动控制的de目的；

公建管控系统可以实现远程控制zhì。