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[摘 要]近些年，伴随着工业化城镇化进程的加快，城市集中供热系统也得到了较大的发展。作为耗能较大的城市，其集中供热系统发展也逐渐需要更大的能源，与此同时也给城市的环境造成了越来越显著的影响。本文包括集中供热系统的简介、供热系统的水利状况及运行调节和控制系统软硬件设计。
[关键词]分布式 变频泵 供热系统集中供热系统的简介
中图分类号：TN540 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0337-01
1. 集中供热系统的简介
集中供热系统由热源、热网及热用户三个部门。热源的作用时制备热媒，当前使用的热源形式有热电厂、锅炉房、核能、地源热泵等，然而在当前的技术条件的限制下，应用最广泛的热源形式仍是热电厂及区域锅炉房。除此之外，对核能的开发力度也逐渐加大。热网负责连接热源及热用户，是一种将热媒通过热源输送和分配到各个热用户的管线系统，在大型的热网中，有时还会因为需要保障管网压力工况、集中调节及检测热媒参数而设置中级泵站或者控制分配站。热用户由供暖、通风、热水供应等方面。
换热站对于集中供热系统来说占据着十分重要的位置，其作用是连接热网及热用户，在供热系统中进行转换、分配、调节热量。依据换热站设置位置及功能的差异，又可以将换热站分成区域换热站、小区换热站及用户换热站。区域换热站通常应用在特大型的供热网路，其位置在供热主干线及分支干线的连接点；小区换热站能够将供热网路中的热媒向一个或多个街区分配热能，这种类型的换热站大多为独立的建筑物，通过小区换热站将热能传输给各个热能用户的网路一般被叫做二次供热管网；用户换热站也就是用户引入口，它通常被设置在单独建筑用户的地沟入口或者该用户的地下室或者底层位置来向该用户或相邻用户进行热能的分配。
2.供热系统的水利状况
供热系统的水利状况包括流量、压力等方面的分布状况。一个能够完好运行的供热系统，必须要将系统内热没得流量及压力控制在一个稳定的范围内。流量的变化会影响到系统水力的获取，从而影响系统的供热效果；压力的变化会使整个系统难以正常的运行，甚至会损伤部分供热设备设施。
3.供热系统的运行调节
保持供热系统热力工况以一种稳定的方式进行运行，减少其水平失调和垂直失调的发生概率，促使各供暖房间的室温保持一致，是供热系统一个十分重要的控制目标。然而在实际工程中可能会在设计、施工或运行阶段产生许多问题，这就导致了冷热不均的现象。怎样消除供热系统中的失调问题，是人们普遍关心的问题。
3.1 质调节
质调节，即在调节供热系统时，只改变热用户的供回水温度而保持循环水量不变。在供热系统中进行质调节时，室外温度升高，热网及热用户的供、回水温度降随之降低，其供、回水的温差也会随之减少，并且在该室外温度下的供热量的比值等于相应供、回水的温差比值。集中质调节的操作方法较为简便，因此得到了广泛的应用。然而由于始终保持系统水量不变，这种方法在整个采暖期就消耗了大部分电能，能耗消耗量较大。供暖室外温度升高，系统要求的供回水温度就下降，换句话说，就是只要使系统室外温度下的供水、回水温度得到保证，就可以使用户对于室内温度的要求得到满足。
3.2 量调节
量调节，即在调节供热系统时，室外温度发生变化时不断改变网路用户的循环水量而保持系统供水温度不变的调节方式。采取集中量调节的方法时，随着室外温度的上升，供热系统的循环流量及回水温度都呈现出下降的趋势。
4.规划供热网管运行连接方式
4.1 枝状管理
任意一段管网的管段流向都是唯一确定的，这样的管网就是枝状管网。管网的任意一个管段的阻抗变化，都只会改变自己及其他管段的流量，并不影响其他管段的流向。枝状管网管段时间串并联关系十分明确，可以直接分析计算即控制串并联管路的阻抗、流量关系式。枝状管网的经济性较强，对于其他环状管网的基建来说投资较低。其运行方法较为便捷，改变其中一段管径时并不影响其他管段的流量分配。除此之外，枝状管网没有后背供热的功能，当供热管道某一部分出现故障时，在故障点之后的热用户都会出现供暖停止的后果。
4.2 间接连接
采用间接连接的供热系统时，由于其中一个热网内部的水力工况与二次热网无关，因此热网发生一次压力波动时就不会发生用户热网热水流量分配关系的变化。在较为大型的热网中，由于供热地域的地形高差较大或者是该区域用户建筑物高度的差异较大，如果使用直接连接的方式进行供热时，可能会导致用户的供热设备超压而发生损坏，而间接连接的方式下，不同类型用户之间的供水互不连通，因此就可以最大限度的避免用户之间的影响，从而保障安全运行供热设备。间接连接运行方法较为简洁，容易检查供热故障。由于用户之间一二次热网的热水不连通，因此用户方面容易发生的跑冒滴漏故障不会对一次热网产生影响，从而使一次热网的补水量得到了很大程度的减少，有力保障了一次热网的安全运行。
5.控制系统软硬件设计
5.1 可编程控制器的组成
可编程控制器属于工业控制计算机，包括计算机技术、自动控制技术及通信技术，简称为PLC。其使用过程是运用可编程序的记忆来存储指令以执行逻辑、顺序、及时等功能，并通过数字或模拟进行输入输出，从而对各种机械或生产过程进行控制。可编程控制器的单元电路包括CPU、RAM、ROM、輸入输出接口电路及电源模块等部分，其内部使用总线结构传输数据指令。
5.2 PLC系统硬件设计
PLC硬件的组成方式有两种，一种是整体式，另一种是模块式。整体式中，所有的部件都在同一机壳内进行组装；模块时钟，各个部件采用独立封装的方式装成模块，各个模块之用过总线进行连接，通常安装在机架或者导轨上。
5.3 PLC系统软件设计
系统软件是组成自动控制系统的一个重要部分，软件的质量决定了整个控制系统的效率及性能。其主要包括温控模块、变频模块及通讯模块。这里着重介绍温控模块及通讯模块。温控模块在整个系统控制中起到核心的作用，依据人们对控制要求提出的要求，系统采集到的数据通过温控模块的处理明确控制被控设备。通讯模块起到沟通换热站及主站的作用，总监控中心的责任是收集各个分监控站上传的数据；各个分监控站的责任是采集本站的数据变化及进行运行调节。由于各个部分是独立调节的，因而可以使总站监控故障造成全网控制瘫痪的可能性降到最低。
从当前来看，我国的集中供热热网的运行及控制较发达国家来说有着很明显的差距，同时也显示了我国集中供热方面有很大的节能空间。自动控制并调节供热系统，是我国城市集中供热系统今后发展的着力点，促进建立健全一套质量较高的自动调控系统，真正实现按需供热。
参考文献
[1] 杨威.分布式变频泵系统在城市集中供热中的应用浅析[J].民营科技，2012，（8）：71-71.
[2] 康永虎.利用末端分布式变频泵系统增加供热管网的供热能力[J].民营科技，2012，（7）：32-32.
[3] 高凤华，周鹏.分布式变频泵系统应用案例浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.
作者简介
高国平（1974-8-26）；男；汉；河北省唐山市人；学士学位；研究：供热电气设备运行、节能管理。
[关键词]分布式 变频泵 供热系统集中供热系统的简介
中图分类号：TN540 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0337-01
1. 集中供热系统的简介
集中供热系统由热源、热网及热用户三个部门。热源的作用时制备热媒，当前使用的热源形式有热电厂、锅炉房、核能、地源热泵等，然而在当前的技术条件的限制下，应用最广泛的热源形式仍是热电厂及区域锅炉房。除此之外，对核能的开发力度也逐渐加大。热网负责连接热源及热用户，是一种将热媒通过热源输送和分配到各个热用户的管线系统，在大型的热网中，有时还会因为需要保障管网压力工况、集中调节及检测热媒参数而设置中级泵站或者控制分配站。热用户由供暖、通风、热水供应等方面。
换热站对于集中供热系统来说占据着十分重要的位置，其作用是连接热网及热用户，在供热系统中进行转换、分配、调节热量。依据换热站设置位置及功能的差异，又可以将换热站分成区域换热站、小区换热站及用户换热站。区域换热站通常应用在特大型的供热网路，其位置在供热主干线及分支干线的连接点；小区换热站能够将供热网路中的热媒向一个或多个街区分配热能，这种类型的换热站大多为独立的建筑物，通过小区换热站将热能传输给各个热能用户的网路一般被叫做二次供热管网；用户换热站也就是用户引入口，它通常被设置在单独建筑用户的地沟入口或者该用户的地下室或者底层位置来向该用户或相邻用户进行热能的分配。
2.供热系统的水利状况
供热系统的水利状况包括流量、压力等方面的分布状况。一个能够完好运行的供热系统，必须要将系统内热没得流量及压力控制在一个稳定的范围内。流量的变化会影响到系统水力的获取，从而影响系统的供热效果；压力的变化会使整个系统难以正常的运行，甚至会损伤部分供热设备设施。
3.供热系统的运行调节
保持供热系统热力工况以一种稳定的方式进行运行，减少其水平失调和垂直失调的发生概率，促使各供暖房间的室温保持一致，是供热系统一个十分重要的控制目标。然而在实际工程中可能会在设计、施工或运行阶段产生许多问题，这就导致了冷热不均的现象。怎样消除供热系统中的失调问题，是人们普遍关心的问题。
3.1 质调节
质调节，即在调节供热系统时，只改变热用户的供回水温度而保持循环水量不变。在供热系统中进行质调节时，室外温度升高，热网及热用户的供、回水温度降随之降低，其供、回水的温差也会随之减少，并且在该室外温度下的供热量的比值等于相应供、回水的温差比值。集中质调节的操作方法较为简便，因此得到了广泛的应用。然而由于始终保持系统水量不变，这种方法在整个采暖期就消耗了大部分电能，能耗消耗量较大。供暖室外温度升高，系统要求的供回水温度就下降，换句话说，就是只要使系统室外温度下的供水、回水温度得到保证，就可以使用户对于室内温度的要求得到满足。
3.2 量调节
量调节，即在调节供热系统时，室外温度发生变化时不断改变网路用户的循环水量而保持系统供水温度不变的调节方式。采取集中量调节的方法时，随着室外温度的上升，供热系统的循环流量及回水温度都呈现出下降的趋势。
4.规划供热网管运行连接方式
4.1 枝状管理
任意一段管网的管段流向都是唯一确定的，这样的管网就是枝状管网。管网的任意一个管段的阻抗变化，都只会改变自己及其他管段的流量，并不影响其他管段的流向。枝状管网管段时间串并联关系十分明确，可以直接分析计算即控制串并联管路的阻抗、流量关系式。枝状管网的经济性较强，对于其他环状管网的基建来说投资较低。其运行方法较为便捷，改变其中一段管径时并不影响其他管段的流量分配。除此之外，枝状管网没有后背供热的功能，当供热管道某一部分出现故障时，在故障点之后的热用户都会出现供暖停止的后果。
4.2 间接连接
采用间接连接的供热系统时，由于其中一个热网内部的水力工况与二次热网无关，因此热网发生一次压力波动时就不会发生用户热网热水流量分配关系的变化。在较为大型的热网中，由于供热地域的地形高差较大或者是该区域用户建筑物高度的差异较大，如果使用直接连接的方式进行供热时，可能会导致用户的供热设备超压而发生损坏，而间接连接的方式下，不同类型用户之间的供水互不连通，因此就可以最大限度的避免用户之间的影响，从而保障安全运行供热设备。间接连接运行方法较为简洁，容易检查供热故障。由于用户之间一二次热网的热水不连通，因此用户方面容易发生的跑冒滴漏故障不会对一次热网产生影响，从而使一次热网的补水量得到了很大程度的减少，有力保障了一次热网的安全运行。
5.控制系统软硬件设计
5.1 可编程控制器的组成
可编程控制器属于工业控制计算机，包括计算机技术、自动控制技术及通信技术，简称为PLC。其使用过程是运用可编程序的记忆来存储指令以执行逻辑、顺序、及时等功能，并通过数字或模拟进行输入输出，从而对各种机械或生产过程进行控制。可编程控制器的单元电路包括CPU、RAM、ROM、輸入输出接口电路及电源模块等部分，其内部使用总线结构传输数据指令。
5.2 PLC系统硬件设计
PLC硬件的组成方式有两种，一种是整体式，另一种是模块式。整体式中，所有的部件都在同一机壳内进行组装；模块时钟，各个部件采用独立封装的方式装成模块，各个模块之用过总线进行连接，通常安装在机架或者导轨上。
5.3 PLC系统软件设计
系统软件是组成自动控制系统的一个重要部分，软件的质量决定了整个控制系统的效率及性能。其主要包括温控模块、变频模块及通讯模块。这里着重介绍温控模块及通讯模块。温控模块在整个系统控制中起到核心的作用，依据人们对控制要求提出的要求，系统采集到的数据通过温控模块的处理明确控制被控设备。通讯模块起到沟通换热站及主站的作用，总监控中心的责任是收集各个分监控站上传的数据；各个分监控站的责任是采集本站的数据变化及进行运行调节。由于各个部分是独立调节的，因而可以使总站监控故障造成全网控制瘫痪的可能性降到最低。
从当前来看，我国的集中供热热网的运行及控制较发达国家来说有着很明显的差距，同时也显示了我国集中供热方面有很大的节能空间。自动控制并调节供热系统，是我国城市集中供热系统今后发展的着力点，促进建立健全一套质量较高的自动调控系统，真正实现按需供热。
参考文献
[1] 杨威.分布式变频泵系统在城市集中供热中的应用浅析[J].民营科技，2012，（8）：71-71.
[2] 康永虎.利用末端分布式变频泵系统增加供热管网的供热能力[J].民营科技，2012，（7）：32-32.
[3] 高凤华，周鹏.分布式变频泵系统应用案例浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.
作者简介
高国平（1974-8-26）；男；汉；河北省唐山市人；学士学位；研究：供热电气设备运行、节能管理。