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)進行實時智能化與綜合化處置，通過云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)選科學算法獲得運行過程中系統(tǒng)各節(jié)點水力工況、熱量需求的數(shù)據(jù)結(jié)果，通過智慧調(diào)節(jié)實現(xiàn)按需供熱、節(jié)能降耗的目標。

智慧供熱系統(tǒng)擁有強大的算法能力，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)能力和熱用戶實際供熱需求，持續(xù)對供熱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一收集和處理做出最科學的選擇，實時依據(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荷層面進行均衡化配置，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)智能、透明、全面的運行管理調(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)點進行統(tǒng)一智能調(diào)節(jié)，在當前城市“多熱源、一張網(wǎng)”大型集中供熱系統(tǒng)普遍存在的背景下，便捷快速地達到按需供熱的目標，尤其可對既有熱網(wǎng)擴建提供重要的依據(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)、遠程室內(nèi)測溫系統(tǒng)以及生產(chǎn)管控系統(tǒng)，每個系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的調(diào)度運行平臺上進行分享，從而實現(xiàn)對全流程的管理和控制。硬件設(shè)備與軟件服務(wù)通過先進的互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)來進行結(jié)合，工作人員能夠在遠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，參數(shù)指標通過移動互聯(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到最大化[1]。

2智慧供熱系統(tǒng)的實際應(yīng)用

以國內(nèi)先進的智慧供熱調(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)送到供熱運行調(diào)度平臺進行校核計算，從而實現(xiàn)對所有熱源運行數(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)中測量的準確度極高的室外溫度計算智慧供熱系統(tǒng)的熱負荷，熱源端再依據(jù)熱負荷預(yù)測結(jié)果對供熱需求量與供熱輸出量進行比對，形成數(shù)據(jù)曲線后通過實時自動調(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)度平臺中心負責人也會收集地理信息數(shù)據(jù)，自動讀取每個節(jié)點供熱管網(wǎng)所承擔的供熱面積，計算供熱過程中產(chǎn)生的各種損耗來科學地進行供熱。

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)被準確安裝并應(yīng)用后，作為供熱系統(tǒng)重要節(jié)點的換熱站也需同步安裝計量表和智能調(diào)節(jié)閥等智能調(diào)節(jié)設(shè)備。供熱調(diào)度平臺根據(jù)實際需求計算出來的熱量值會在換熱站自動智能調(diào)節(jié)設(shè)備上實現(xiàn)自主和科學運行，從而使實際的熱量運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)自動報警，供熱調(diào)度平臺中心的負責人就會準確了解不同換熱站的工作情況來進行遠程操作，從而使換熱站能夠始終保持正確的運行狀態(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)采集的準確性與及時性。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，這兩項設(shè)備的具體功能是實時監(jiān)測用戶端的實際需熱量和供熱量，統(tǒng)計一段時期內(nèi)的平均供熱數(shù)量，并根據(jù)居民實際需求量和外界環(huán)境自動調(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)與計算機技術(shù)相結(jié)合在最短的時間內(nèi)統(tǒng)計出數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)有效分析并科學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)能夠讓供熱平臺負責人實現(xiàn)遠程自動編程，根據(jù)室外實際氣溫來進行調(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，用戶端智慧監(jiān)控系統(tǒng)也能夠在大數(shù)據(jù)和云計算的引導下對設(shè)計目標值進行運算，運算出來的結(jié)果會直接發(fā)送給智慧控制系統(tǒng)控制，系統(tǒng)中心負責人會根據(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)三個組成部分后可實現(xiàn)更加智能、穩(wěn)定的運行，已經(jīng)取得了非常好的經(jīng)濟與社會效益。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)單位面積標煤耗量下降31%左右，智慧供熱系統(tǒng)整體節(jié)能效果達到28%。從保護環(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)能夠有效連接多個供熱環(huán)節(jié)，并將每一個供熱單元的參數(shù)有效收集，在云計算和大數(shù)據(jù)的幫助下實現(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行精細化的調(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

[1] 柴春蕾.智慧供熱系統(tǒng)研究與架構(gòu)設(shè)計[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，2020，34（1）：77-81.

作者簡介

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

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