SND-QHBC-V3.0 气候补偿器

供热系统节能改造
项目施工方案
北京桑尼得科技有限公司
目 录
一、公司简介 2
二、气候补偿器 2
2.1工作原理 2
2.2本项目安装方法分析 3
三、上位机综合监控系统 4
3.1平台软件特点 5
3.2平台功能 6
3.2.1 现场数据采集显示 6
3.2.2设备控制显示 6
3.2.3实时报警 6
3.2.4实时报警数据显示 6
3.2.5报表打印 6
3.2.6历史数据查询 7
3.2.7历史趋势 7
3.2.8远程控制 7
3.2.9系统的安全管理 7
3.2.10通讯方式 7
四、安装位置简述 7
五、设备技术参数 8
六、节能率计算 9
6.1气候补偿节能分析 9
6.2综合控制平台节能分析 10
七、设备及辅料清单 10
八、报价清单 11
九、项目回收期 11
一、公司简介
北京桑尼得科技有限公司是一家专门从事集中供暖节能技术高新企业，公司拥有多名计算机系高科技人才；哈尔滨工业大学自动化专业人才，暖通热能专业人才，嵌入式研发人才等高级工程师为核心的技术研发团队，致力于国家节能减排，技术创新的大环境下，公司作为节能供暖专业化高科技节能公司，我们在技术创新，前期设计，改造，自控领域有综合的技术方案，控制系统。公司是集研发、生产和销售于一体的、以技术创新为主的北京市高新技术企业。
公司拥有完全自主研发的高科技节能产品与技术。产品硬件如：气候补偿器、楼宇分时分温控制器、热源控制器、室内温度采集器、锅炉控制柜等，安装简单，操作方便，人性化设计。技术如：锅炉热力系统优化技术、气候补偿控制技术、变频控制技术、多热源联合供热技术、水力平衡技术、分时分温控制技术、分布式变频循环泵技术。
公司通过在节能领域的自主创新，为用户提供系统的能效解决方案，控制系统，实现了可观的节能降耗效果，同时，得到政府及用户的高度评价。现在，公司营业额和市场占有率持续增长，企业形象、社会知名度、综合实力稳步提高，公司以良好业绩、先进可靠的产品技术和发展前景受到业内及社会的广泛认可。我们诚邀节能行业人士前来交流、洽谈合作，让我们共同努力为国家节能减排事业做贡献！
节约能源，技术创新，服务社会，是我们公司节能减排的理念，低投入，高回报，周期短，技术国内领先，是我们竞争的优势。
二、气候补偿器
气候补偿器（SND-QHBC1-V3.0）是根据室外温度的变化调节一次供水（直供系统为锅炉出水）流量，通过改变一次侧电动调节阀门的开度，实现二次供水温度（用户进水温度）随室外温度的自动气候补偿变化，避免产生室温过高/低而造成能源浪费。
2.1工作原理
在冬季供暖期，当室外温度降低时，为了维持原有的室内温度，供暖水温应适当提高，此时气候补偿器（SND-QHBC1-V3.0）将自动调节一次侧阀门，加大一次侧进入换热器的热水供应量，使得二次侧供暖水温适当升高；
当室外温度上升时，同理，应适当降低供暖水温以免产生室内过热现象，此时系统将自动减少一次侧进入换热器的热水（蒸汽）供应量，以降低换热机组的输出负荷。

图1. 供水温度-室外温度补偿曲线
2.2本项目安装方法分析
本系统共有四个分区，分别为住宅低区、中区、高区以及商业新风区。
本控制系统在一次供水各分区供水管道安装电动调节阀，用电动调节阀控制进入热交换器的热水流量。
在电动两通阀的进出口处分别安装一台手动蝶阀，为检修电动阀门方便。
在电动两通阀并联位置安装跨越管，为系统切换方便，当电动调节阀检修或出现故障时，可将系统水利通路切换回原状态，保留了系统的可恢复性。
跨越管和原管两者的水利位置对等，电动阀以及配套蝶阀既可安装在原管道，也可以安装在跨越管，只要能够满足系统切换即可。
具体安装方式见下图：

进入板换的热量可通过控制电动两通阀的开度调节。若需提高供暖水温，只需增加一次水进入板换的流量，即增大电动阀开度；反之若需降低供暖水温，则减小一次水进入板换的流量，即减小电动阀开度，降低外网供热量。
外网循环的水为二次循环水，与一次侧的水流量没有关系，故不论电动阀开至何位置，只要循环泵的工作状态不发生改变，都不会改变外网的循环流量，不会引起外网水力失调问题的发生。
三、上位机综合监控系统
在就地控制的同时，安装上位机综合监控系统平台，可实现ZY控制室对现场设备的远程监控和调度，并能够随时记录并查阅现场设备的运行状态和历史记录。
气候补偿控制系统有三层架构：就地信号采集部分、就地控制部分、远程监控部分。

就地信号采集部分：供回水温度传感器、室外温度传感器以及阀门运行状态；
就地控制部分是：气候补偿控制柜；
远程监控部分是：上位工控机、液晶显示器、打印机、路由器、监控系统软件、软件加密狗、串口服务器等。
工作原理为，就地信号采集部分将系统运行参数以有线的方式传输给就地控制部分，就地控制器根据预设参数与实际运行参数的差异情况做出动作调节命令，由电动执行器执行输出动作。同时，就地控制器将从就地信号采集部分接收到的信号以无线传输（或有线传输）的方式上传到远程监控系统，并接收来自远程控制室的动作命令。如图1. 所示。
3.1平台软件特点
1. 强大的安全管理，根据不同区域站点的用户设置不同的操作权限
2. 灵活的数据采集方式，实现手动采集/自动采集，两者之间可以相互切换，自动采集时间间隔可以自由设置
3. 实时准确的报警功能，提供多种报警方式，能够准确的定位报警的站点。
4. 方便的数据查询，可以查询各站点的历史数据，一段时间内的数据统计值等。
5. 中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活，友好的操作界面，系统界面友好、美观，便于操作；
6. 支持ODBC接口，可与SQL Server、Oracle、Access等关系型数据库互联；
7. 支持OPC接口、DDE接口和OLE技术，可方便的与其他各种程序和设备互联；
8. 功能强大的网络数据同步、网络数据库同步构建，保证多个系统结合；
9. 完善的网络体系结构，可以支持新流行的各种通讯方式，包括通讯网， 宽带通讯网，ISDN通讯网，GPRS通讯网和无线通讯网。
3.2平台功能
针对本项目，供热管网节能及监控报警系统主要是对锅炉房内的所有锅炉、换热站、典型楼宇等通过网络通讯方式，实现远程集中控制功能。系统具有如下功能：
3.2.1 现场数据采集显示
在画面中通过编程实现模拟显示整个锅炉房的运行过程，并且在触摸屏上实时显示各工艺段的运行情况，包括该工艺流程图、所有的设备状态、所有的工艺参数以及各控制回路的详细参数等。以便于操作者能及时准确的掌握锅炉房的具体运行情况，能够对现场设备的故障进行实时诊断。系统显示压力、温度、补水水箱液位、循环泵频率等主要参数，并做到实时监控和故障报警。
3.2.2设备控制显示
包括所有调节回路，可修改设定值、控制方式、调节参数以及报警值等。
3.2.3实时报警
对于供水压力、回水压力、供水温度、循环泵状态等一些重要的模拟量输入参数进行实时报警，当处于监控下的任何一个变量超出预先设定的安全值时，立即进行声光报警，通过报警一览表对话框可以检查报警超出的范围以及错误来源，并对此采取相应的措施。
3.2.4实时报警数据显示
包括实时报警显示、历史报警显示、趋势曲线显示、操作记录显示等。
3.2.5报表打印
用户可以随心所欲地编制各种各样的报表，并可以进行打印。
3.2.6历史数据查询
对重要的数据进行在线存储。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据。
3.2.7历史趋势
在此画面中除了实时显示变量的变化趋势，操作员还可以检查过去的过程数据记录，通过对过去历史趋势的比较进而可以对变量未来的发展趋势做进一步的预测。
3.2.8远程控制
在监控计算机上可以对换热站的运行方式进行远程组态，必要时直接远程操作换热站的设备，如停泵、调整调节阀开度等工作。
3.2.9系统的安全管理
对重要设备的操作、重要参数的修改均会自动记录，包括登录的操作员、对设备进行的操作、时间以及修改前的参数值、修改后的参数等，以利于进行管理及事故分析；
另外，系统设置为多用户方式，各类用户均有自己的用户名和密码，对应不同的安全级别，决定了操作员可观察的范围、可使用的功能、可修改的参数等。
3.2.10通讯方式
系统内GPRS-DTU数据远传模块采用GPRS无线远传通讯模式，借助移动或联通等通讯运营商的通信网络平台，只要信号覆盖到的地方，都可以保证系统信号的上传与下达畅通无碍。或是根据用户实际情况选择其他的通信方式，如ADSL拨号上网远程传输，或是无线电波的广播通信方式等。
四、安装位置简述
电动阀门：
如果条件允许，电动阀门安装在除污器的出口端，以防止污物进入电动阀门，损坏阀芯。
控制柜：
气候补偿器（SND-QHBC1-V3.0）控制柜安装位置要避开排气排污口以及有可能影响控制柜内电路设施的地方，遵循设备安全、施工简单、人机操作方便的原则。
水温传感器：
水温传感器垂直安装在相应供回水管道上，除避开放气阀门或排水阀门周围外，对安装位置无特殊要求，适应性强。
室外温度传感器：
室外温度传感器安装在遮光自然通风处，位置选择防雨雪地方。
电缆布线：
电缆布线不宜与动力线走同一个线槽，与动力线间距少20厘米，如果条件允许，宜穿线管或者另加线槽。
五、设备技术参数
1）灰色磨砂铁皮柜，尺寸500*400*200，质量不超过10Kg，安装方便；
2）7寸触摸屏，汉语人机操作界面；
3）单片机内核，自主研发控制程序软件；
4）控制柜本体只需AC220V电源供电，控制柜内有多功能变压器，可提供AC24V、DC24V等电源；
5）具有阀门开度反馈、室外温度反馈、供水温度反馈、回水温度反馈等15个模拟量输入，模拟量输入信号为4~20mA；
6）支持modbus通信协议，485/232通信方式；
7）配合上位机软件后，具有就地远程两种控制功能；
8）具有四条温度补偿曲线，每条曲线有十二个“室外温度-供水温度”补偿点；
9）具有三个日期段、四个时间段、周六日曲线选择功能；
10）具有手动下发阀门开度和自动智能控制功能；
11）具有温度上下限报警、阀门上下限及故障报警功能；
12）有低温防冻保护功能；
13）具有断电数据保护功能。
六、节能率计算
6.1气候补偿节能分析
气候补偿器（SND-QHBC1-V3.0）通过对室外温度连续监测，控制电动阀的开度，从而实现供暖系统中供暖水温与室外温度变化的自动气候补偿功能，实现按需供热的目标，在保证供暖品质的同时实现能源的节约。节能效果分析简图如下：

图2. 24小时连续供暖系统气候补偿运行情况
对于24小时连续供暖系统，如果按照传统的手动调节控制方法，供水温度必定产生不同程度的阶段跳跃，上图红色折线为司炉工每天手动调节七次的阶段调节示意图，而实际运行过程中，供热单位很难保证如此频繁的手动操作，所以节能空间并未被很好的利用。采用气候补偿自动控制后，供水温度变化如上图中红色曲线所示，能够做到及时跟踪调节，Z大程度的实现了节能控制。根据上图所示，手动调节折线与自动调节曲线之间包围的不规则面积即是气候补偿器的节能空间，显而易见，其节能效果非常可观。
“夜间睡眠防冻温度”曲线是允许夜间适当降温的24小时连续供暖系统，主要适用于教学单位的集体宿舍楼，或者军队士兵宿舍等，经过夜间的适当降温处理，可以进一步节约部分热量，此种控制方式主要用于对热能控制极其严格的场所。
假设1：节能改造前后供热面积A未发生变化。
假设2：节能改造前后建筑防护结构导热系数K未发生变化。
假设3：节能改造前后室外采暖平均计算温度Tw=-7.6℃。
改造前室内平均温度为20℃，且在操作工手动状态下，室内温度随阀门开度突变而间歇性突变。
改造后室内平均温度为18℃，在自动控制状态下，阀门连续调节，室内温度平滑变化，无突变。
综合控制平台节能分析
改造前一般采用人工方式检查或用温度计入室测量，工作量大，也繁琐。增加了供暖节能控制产品后，通过增加管网压力、温度采集设备，安装在管网的典型位置，通过网络传输，上传到计算机管理ZX，有效快速检测供暖区域管网压力、温度、流量、热量的实时参数。工作人员就可以轻松方便的通过计算机了解各个换热站的实际情况，在适当时候可以进行调整供热温度，同时计算机还将全年采暖温度和压力等参数进行记录，以便随时查询和打印。大大减低人工成本，节约资金。
综合监控平台的应用，主要体现在劳动力的减少和运行数据的保存查阅，同时也体现在运行故障的响应速度上，对节能减排的作用是潜在的影响。
七、设备及辅料清单

名称	型号	数量	单位	备注
气候补偿器	SND-QHBC1-V3.0	1	台	气候补偿器标配
水温传感器	SND-PT100，0~100℃	2	支
室外温度采集器	SND-PT100，-50~50℃	1	个
电动调节阀	SND-DN200-N1800	1	台
手动蝶阀	SND-DN200	3	台
无缝管道		1	米	一次网多为无缝钢管
弯头		2	米
镀锌钢管		20	米
连接线缆	Rvvp2*0.75	100	米
工控机
显示器
路由器
上位机组态软件
组态软件加密狗
串口服务器

八、报价清单
气候补偿器质保一年，一年内免费维护维修，一年后终身提供维修服务及技术指导，设备器件损坏按照成本价更换。
随产品及系统提供技术资料，配合甲方进行项目验收。
其余未报价项目建议甲方自行采购。
九、项目回收期
本供热系统面积80312平米，平均每平米每供暖季消耗标煤19kg，则每年消耗标煤1526吨。按照节能率7%计算，每供暖季节约标煤106.8吨，合5000Kcal燃煤150吨。每吨燃煤300元计算，则每个供暖季节约45000元，即一个供暖季结束后，投资成本即可收回，且能得到较为可观的节能效益。