JFK 集中供暖分時分溫控制技術在實際工程中的應用

孟祥偉

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

1 產生背景

自國家“十三五”以來，人們始終把改善民生作為國家的頭等大事來抓。供暖質量關乎每個人的生活，與傳統集中供暖方式相對比，新型采暖方式更符合國家政策要求，更適應現代家庭需求，更深得人心。因此，該項技術的立項尤為重要。此項技術實施后，可明顯改善能源利用率極低，熱能浪費嚴重現象，可靈活調整室內溫度，降低住戶采暖費用等，居住環境明顯改觀，更加符合人們對現代生活品質——舒適、健康、綠色、環保的追求。

“十三五”期間，國家大力推進節能減排技術系統集成應用，大力發展“互聯網+”智慧能源，支持基于互聯網的能源創新，推動建立城市智慧能源系統，鼓勵推動供熱系統、供冷系統、照明體系等優化升級，本小區采用的供暖方式與智慧能源、節能減排國家政策相呼應，既符合現行國家倡導的四新技術應用的號召，也契合綠色施工的指導思想。所以，該項技術極需落地投產，變為生產力，造福人類。

2 JFK 集中供暖分時分溫控制系統原理

JFK 集中供暖分時分溫控制系統是遵循“樓棟計量、按戶分攤”的原則，結合通斷時間面積法的一種新型供熱計量管理系統。它是在原有集中供暖技術上，進行了優化和整合——集現階段的計量技術、智能控制技術、無線傳輸技術、計算機網絡技術于一體的現代網絡實時控制技術。

在該系統中，必須設置監控中心，監控中心根據溫度傳感器檢測的室內溫度和氣候補償曲線以及供水溫度等參數，計算出建筑換熱站此時的需熱量、供水溫度及流量，監控中心通過GPRS 無線網絡將這些計算值設定成指令傳送給電動調節閥所在的控制箱內，電動調節閥會改變閥門開度來調節供水流量。以滿足室內溫度的條件下，盡量減小閥門開度，減少熱量供給；控制箱內管網流量、壓力、溫度、閥門開度等參數也同時會傳到監控中心，其中的循環水泵的運行狀態和換熱站的換熱量會根據這些參數進行調節。通過自控調節，使得供給的熱量與所需熱負荷相匹配，不僅達到滿足用戶的供熱量，而且還能大幅減少能源浪費。

3 節能效率測算分析

該技術應用于本小區的整個采暖期（從第1 年11 月15 日至第2 年3 月15 日），現分24h 持續不變流量供暖和分時分溫供暖兩種方式供熱計算，以下為本小區的耗能對比計算分析：

按單棟住宅，整個采暖期按135d 計算：Q常=135×24×Q1=3240Q1

整個小區計算：Q常=7×3240Q1=22680Q1

整個采暖期內，凡遇到23℃以上天氣室內不考慮供熱，按10d 考慮，總供熱期按125d 計算。同時，白天供暖時間控制在10h，晚上供暖時間控制在14h，Q2按2/3Q1計算，白天按Q2，晚上按Q1計取。

Q分=14×（135-10）×Qv+10×Q2×（135-10）=1750Q1+1250Q2=2583Q1

整個小區計算：Q分=7×2583Q1=18083Q1

Γ節=（Q分-Q常）/Q常=20.2%

由此得出結論：在該住宅小區內，使用分時分溫供暖比常規供暖有效節約能源約20.2%，可見一定程度緩解了日常常見的能源浪費嚴重，供暖期周圍環境差，冬季霧霾天氣頻次多，人們對生活環境堪憂等現象，大幅提升了人們的生活幸福指數。

4 實際應用

本工程供熱主干管采用￠200 焊接鋼管，在熱力主入口處安裝手動閥門，無法起到實時控制效果。而采用JFK 集中供暖分時分溫控制技術后，需配套安裝供水系統和供電、監控等系統，方可實現對建筑物耗能的實時監控與記錄。

組織施工前，我們周密計劃，啟動各系統安裝時，做到提前規劃、提前預算，參考現場位置布局，大膽使用BIM 深化設計技術，科學綜合布置各種管線。包括各道采暖主立管及支管的根數和走向、坡度等；各種電纜、電線支座布置與管線走向，運用協同設計平臺，將所有信息（包括建筑、結構、電氣、通風）等，繪制在一個模型內讀取。通過從全局進行繪制，充分保證對系統的理解和把控準確性。除此之外，還要求在各樓層的管道井內，選擇每個單元的管道井內，離采暖立管最近位置，科學布置供電系統的線路和控制模塊，選擇最不利監控流量變化的位置的關鍵節點上安裝監測監控設施，實時實地監控流量使用情況。

在某省某市某住宅小區的七棟住宅樓中每一樓層管道井內，通往樓層的東西兩戶的供水支路上安裝有室溫控制閥，用其來對住戶散熱器進行熱能流量通斷，來實現科學溫控。在某單元一層的管道井內，統一安裝單元無線通信模塊，與東西兩戶室內溫控器配套使用，在整個供暖周期內，每一用戶的房間內留有室內溫控器，用于測量室內溫度和用戶自設溫度，室內溫控器將這兩個溫度以無線傳輸方式發送給室溫控制閥。同時室溫控制閥根據室內實測溫度值與室內溫控器設定值之差，來調節閥門的開啟角度，并通過相關計量管理軟件來記錄和統計室溫控制閥的接通時間。每棟號及每戶的供水管線安裝有電磁熱量表，實現遠程抄表、記錄；每戶的回水管安裝有電動調節閥，自主調節本系統內的壓差。小區內的供熱管線、供電設備等安裝成一體后，通過小區的主要熱力入口，要與市政集中供暖管網貫通，是不可或缺的一步；本小區內四百余戶的累計接通時間、及各用戶熱量表的實測值乘以各用戶采暖面積得出的各戶熱量值，來分攤整棟建筑的總熱量。

最終與市政集中供暖管網貫通后，才能實現整個供暖系統的平穩運行。在系統終端，利用無線網絡技術，監控中心的中央機房連網實現樓宇自控及遠程監控，終端計算機安裝的監控軟件顯示，發現本小區住戶——2 號樓一單元10 層東戶的室內溫控器終端給出有調整溫度的命令。

系統顯示屏上，將每一棟號每一單元每一用戶的所有的信息，形成網狀系統圖，顯示得清晰明了。例如，本小區2 號樓的進樓主熱力管材質規格，第一單元的10 層東戶，入戶管道的材質、長度、位置、使用時間、流量大小、管道井的位置、其主立管的編號、供熱流量、室內溫度、調節閥的開度及日期等信息的顯示一覽無余。管理者打開監控軟件內任務欄，即可顯示出有執行命令。系統自動根據系統用戶的不同需求，經過計算機系統軟件計算，得出現有流量比過去增大或減少多少值，需要將調節閥啟閉多少度，依次通過無線網絡信號發送給2 號樓的樓棟調配器命令，使其流量增加；隨后中心通過無線模塊再將命令傳送給2 號樓一單元10 層東戶的電動調節閥命令。在計算機精確計算下，實時調整開閉狀態。同時循環水泵的運行狀態和換熱站的換熱量會根據這些參數進行調節，不斷調整其供水量。形成了聯動的有機運行整體。從而實現遠程溫控系統的精確管控，真正做到分溫分時控制。

5 節能監控系統

該節能監控系統為全自動智能調控系統，采用中央機房連網實現樓宇自控及遠程監控。設置監控中心，主要監控主機1 臺，數據庫服務器1 臺，打印機若干、監控軟件若干、樓棟管理器若干、樓棟適配器若干、單元適配器若干、樓棟熱量表若干、電動調節閥若干、無線通訊模塊若干等。該監控系統，使用戶能夠迅速且準確地控制供暖設備，減少能源消耗、減少運營成本。并使客戶能夠通過供熱系統傳回的數據自動捕獲用戶的能源浪費信息，從而使用戶的能源使用效率達最優化，使系統中設備運行保持最佳狀態。

通過GPRS 的方式將采集的數據傳輸到控制中心，同時監控中心對無線溫度采集器傳輸來的溫度數據進行存儲和查詢統計。系統的參數改變必須由管理員權限登陸后修改，用來改變控制器的控制方式，通過點擊按鈕切換室內溫度控制和回水溫度控制方式。當“控制方式”為室內溫度控制時，系統根據“防凍室溫”調節入戶電動閥門的開度，當“控制方式”為回水溫度控制時，系統根據“防凍回溫”調節入戶電動閥門的開度。

系統在自動運行功能的同時，還配有調試用的手動操作功能、參數設定功能。①觸摸屏顯示所有功能、參數信息、報表、故障提示等；②控制柜對機電動閥門進行一體化控制，直接室內溫度，控制電動閥門的開度，以及二次供水溫度及其他輔件進行控制；③設置自動/手動操作功能，實現手動/自動操作互為備用，自由切換；四個或更多時間段，周六日模式，節假日模式設定功能以滿足分時分溫的要求。

顯示屏上顯示為“室內溫度低”，為室內溫度最低警戒溫度設定，控制器在在運行過程中檢測實際的室內溫度，如果當前室內溫度低于設定的室內溫度低，控制器會控制電動閥向提高室內溫度的方向調節，以改變室內溫度。

當顯示屏上顯示“回水溫度低”，為回水溫度的最低警戒溫度設定，控制器在運行過程中檢測實際的回水溫度，如果當前回水溫度低于設定的回水溫度低，控制會控制電動閥向提高回水溫度的方向調節，以提供回水溫度高于最低警戒溫度。用戶可以設置0～100 的數值，根據自己的供暖情況去修改。

6 結語

綜上所述，JFK 集中供暖分時分溫控制技術相較過去常用暖氣片、地暖等供暖方式，實現了能源智能化，故障報警聯動化、監控預警常態化、使用功能人性化等理想愿景。明顯減少周邊空氣污染，改善工作、學習、生活環境，造福人民群眾，居住環境使人體感覺更加舒適，提供溫馨的活動空間，縮減生活成本，提高人民生活幸福指數。

該技術處于行業領先水平，目前，已在實際工程中得到成功應用，由于其優越性突出，經分析其更加適合各類型公共場所使用，例如學校、醫院、博物館、體育館、文化館等場所，能充分凸顯其分區域、分對象、分溫度供暖的優越性，以滿足各種人群、場所、工作對象的用熱需求。該技術對文化教育、醫療、體育、娛樂等事業的快速高效發展，具有不可低估的促進作用，除此之外，該項技術大面積的推廣使用于各項特大中型公共建筑，具有更廣闊的市場，相信在未來，能夠創造出更多的經濟價值和社會價值，同時為環保事業和資源的合理利用以及實現國家可持續發展做出更大的貢獻。