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物联网视角下的公共机构节能减排模式探究

作者:原创论文网 时间:2018-09-11 11:12 加入收藏

  摘要:采用工业可编程逻辑控制器 (PLC) , 其在市政供暖行业的应用, 其中, 根据供暖的实际情况, 采用了基于物联网的通讯方式, 控制策略实现了对公共建筑供热系统的能源的管理, 其中本装置安装在供暖的入口处通过加装该装置就实现了节能的目的, 文章中采用了不同时间段的热量优化和调节。从而达到了节能的目的。执行三种方式的前提条件是保证用户供暖良好的基础上进行热量的合理的优化。这样即保证了用户的使用, 同时为公共建筑的承包用户 (如物业) 节省了成本, 同时也给供热热源减少了压力。达到了节能环保的目的。

  关键词:可编程逻辑控制器; 供热节能管理装置; 分时分温; 气候补偿;公共机构节能减排

共机构节能减排论文配图

  1 系统背景概述

  2015年《北京市推进节能低碳和循环经济标准化工作实施方案 (2015-2022年) 》中提出供热计量收费改革是促进节能的重要手段, 通过供热计量收费, 推进了供热系统和建筑节能改造工作, 提高了用户节能意识, 促进了用户行为节能。2006年, 北京市出台了《关于对部分公建用户试点实施热量计量价格的通知》, 北京市热力集团开始对公共建筑的供热系统实施热计量改造, 并率先对部分公建用户和政府机构试点实行热计量收费。从2006年开始, 对新竣工的公共建筑供热即实行供热计量收费, 同时逐步对既有公建热力站的供热系统实施热计量改造, 同步实行按热量计量收费。2006年, 实施热量计量收费试点的公建用户面积为366万平方米, 2014-2015采暖季结束, 实施热量计量收费的公建用户面积超过6000万平米。目前供热行业, 特别是对公共建筑行业, 例如学校、事业单位、换热站、热网等公共及商业建筑存在全天供热, 无论上下班时间均要给建筑内供热在国家规定的温度。由于供热不具备一定的调节功能, 对热量造成了浪费, 我们从节能的基础上考虑来完成了供热的区域、时间、以及供热参数的调节, 达到既可以实时的调节又具备了实时的计量的目的。

  2 目前公共建筑节能的方式

  公共建筑从2010年以后新建的都是按照公共建筑节能标准来展开的。但是大部分还存在如下问题:

  2.1 调节方式单一。

  在公共建筑上安装了气候补偿或是分时分区等控制装置来调节, 但是全天使用同一调节方式, 造成了热量使用的过度浪费。不具备集中控制操作的规模, 不具备物联网连接基础。

  2.2 人工浪费。

  目前有的大厦、商场、锅炉房、换热站还是单一的使用简单的控制器, 采取恒定温度的方式, 人为的测量温度进行调节。要求物业公司或是锅炉房的管理人员整个供暖季节根据天气预报、人工巡检来的温度来人为的判断调节。

  3 供热节能管理系统原理及方法

  3.1 供热节能管理系统节能方法。

  我们在供热节能的出发点是舒适性按需供热, 公共建筑供热系统改造是在原有供热系统的基础上进行改造的, 首先要保证建筑整体供热性能, 并且控制好供热点。这并不是传统意义上的人工控制, 而是一种自动控制的按需供热。我们在供热节能的管理系统上采取的是无人值守的方式。尽量的减少了人工的干预。节能的同时也减少了物业或是大厦对人工的使用程度[1]。

  3.2 供热节能管理装置系统的特点。

  1) 结合了我们在热计量、公共建筑节能、各个地区的供热节能经验等行业的应用积累的经验集成起来的。2) 现场设备采用了灵活的可编程控制器 (西门子S7-200SMART系列) 作为核心的控制设备, 采取了针对性的自主研发和设计。具备了可靠性, 可扩展性, 及高性能的特点。采取以物联网为基础的网络通讯方式[2]。3) 可以根据用户的需求进行程序的编写和调试。良好的人机交互功能。供热节能管理装置在操作时具备触摸功能, 具备良好的人机交互功能, 其中显示部分不设置密码, 在节能管理策略设置的时候需要设置密码, 用户根据正确的密码进入进行操作。参数设置完毕具备断电保存功能。4) 具备了灵活的控制策略。采取以物联网为基础的方式, 根据物联网的特点, 在信号合适的地方, 根据上软件进行计算, 根据各个地区的天气情况, 预先根据我们设置好的科学的控制模型, 根据该模型, 来驱动设备的运行。根据当前供水温度、回水温度和室外温度结合运行调节方式, 预测未来24小时室外温度变化情况和供热负荷走向, 这些计算和预测都是对运行数据进行统计分析后, 经过软件的负荷预测分析评价模块自动完成。做出的供热量给计划, 为热源锅炉房安排未来24小时计划供热、供气提供依据。来完成科学合理的供热趋势曲线的形成[3], 根据曲线的情况, 采取在供暖季节中进行的供热阶段的调整, 来实现最最优化的调节方案, 采取以专家控制策略[4]及导向性的针对控制模式, 根据用户的所需进行调节, 从而在一定程度上完成了机械的调节方式的同时, 也产生了节能的效果。5) 节能能耗分析。供热运行能源的消耗情况进行集中监测和分析评价, 为科学供热提供有利保证, 为实现企业的稳步发展, 创建节能型社会发挥重要作用。运用效率和水力平衡的分析, 静态工况下的水力平衡分析及动态工况下水力平衡的判定 (主要根据供回水温差) 。同时建立该位置不同时间段的同等能耗分析, 并针对分析将数据存入数据库中。同时建立能耗排序方式, 采取以该方式建立能耗指标体系, 允许用户根据基础指标自定指标, 比如对热负荷求导热负荷变化率除以室外温度变化率等, 够对指标按照一定的组合规律进行数据筛选, 就像股票系统一样。6) 节能调节控制。物业中心依据物联网的平台, 实现整个系统平衡和供热效果稳定。并在此基础上, 依据环境温度及部分实际供热效果对热源供热量进行预报规划和运行中的实时调节。对电动调节、水泵实现了最合理、最及时的调节。

  4 案例介绍

  4.1 描述。

  我公司于2015年11月同北京某饭店达成了对其锅炉房供热系统实施供热节能管理系统。其中, 该公司投入电动调节阀1台口径DN100, 供热节能管理装置1套, 室内外温度传感器若干套, 上位机1台, 以及供热节能管理软件1套。

  4.2 使用情况。

  在没安装该系统之前采取人工的方式, 分成三班, 采取倒班的方式每天不间断的看守阀门以及温度的变化情况, 人工的去调整阀门的情况。使用了我们的设备以后操作人员每个月检修一次阀门, 不再人工的去调阀门了。而是由供热节能管理软件, 根据实际的运行情况自动的调节。

  参考文献
  [1]曹文光, 林柏松, 任金萍.基于Matlab/Simulink的集中供热的半实物仿真系统的研究[J].自动化与信息工程, 2008 (4) :118.
  [2]吴小华, 吕春雨, 吴立志.供热管网节能改造方案设计[J].北京石油化工学院学报, 2013 (3) :93.
  [3]李媛媛, 葛毅, 李刚.关中地区不同集中供热方式环境经济效益研究[J].环境科学与管理, 2014 (7) :28.
  [4]杨晓.刍议集中供热企业成本及价格定位问题[J].经营管理者, 2014 (36) :13

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