3.4多參數(shù)、多工況判斷切換不同的供暖工況

　　綜合溫度、時間、負荷參數(shù)的變化，進行不同供暖工況的切換，避免因單一參數(shù)的不穩(wěn)定性，造成頻繁的工況切換而使系統(tǒng)振蕩。

　　3.5一次側(cè)電動蝶閥的控制

　　為了在負荷降低時讓上一級多余的地熱水直接流入下一級，在地熱板換的一次側(cè)都設有旁通閥，見圖3.2.1。在設計的初衷由三通閥來實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能，但由于一次側(cè)管徑都為DN100到DN200的大管徑，并考慮到工作壓力、溫度介質(zhì)以及系統(tǒng)阻力平衡后，由兩個兩通的蝶閥配合使用來實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。因此為保證二次側(cè)供水溫度的穩(wěn)定，需要根據(jù)供水溫度與設定溫度的偏差PID調(diào)節(jié)一次側(cè)水閥B11V1的開度，同時應同步反方向調(diào)節(jié)B11V2的開度，以保證地熱水總流量的穩(wěn)定。但由于蝶閥的特性曲線并不是線性的，各廠家制造的蝶閥特性曲線也有較大的區(qū)別。通常來說閥板較薄的接近于百分比特性，閥板較厚的則接近直線特性。閥的開度L<60%的范圍內(nèi)接近等百分比特性，在L>60%的范圍內(nèi)，多表現(xiàn)為直線特性，甚至表現(xiàn)為快開特性。在調(diào)節(jié)過程中應根據(jù)B11V1的開度推算進入板換的流量，再計算出旁通B11V2應通過的流量，反推算出B11V2的閥門開度，從而保證總的流量的穩(wěn)定。

　　3.6預測控制

　　圖3.6 北京某小區(qū)日平均熱負荷與室外日平均溫度曲線

　　傳統(tǒng)的控制思路以室外溫度為函數(shù)的供水溫度控制。供熱系統(tǒng)日平均熱負荷與室外日平均溫度對應關(guān)系如圖3.6所示。計算機自動檢測室外溫度后，疊加進相應的供熱調(diào)節(jié)回路中，根據(jù)室外溫度變化，自動調(diào)節(jié)供熱負荷。

　　為了進一步降低運行成本，可以引入預測機制。首先根據(jù)天氣預報資料預測未來24小時系統(tǒng)所需熱負荷，利用該數(shù)值對系統(tǒng)未來24小時的運行工況進行預估，在保證滿足供熱需求和室內(nèi)舒適度的前提下，綜合考慮低谷電價時段、停電時段、設備運行效率等因素，進行優(yōu)化計算，調(diào)整溫度設定值，盡量在低谷電價時段輸出熱量。優(yōu)化計算時，有兩種方案，一種只考慮系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性和室外平均溫度預測值;另一種是在設備高效運行前提下，利用預測的室外溫度瞬態(tài)值和系統(tǒng)動態(tài)熱特性數(shù)學模型采用最小二乘法尋優(yōu)使所需熱量得到最優(yōu)化分配。

　　3.7分季節(jié)控制生活熱水系統(tǒng)

　　夏季，由于沒有供熱，地熱水僅用于生活洗浴，打開相應閥門，地熱原水可直接通過增壓泵進入水處理設備，然后進入生活熱水箱。若水箱出水溫偏高，則加入自來水，使生活用水溫度保持在65℃左右。根據(jù)供水溫度與設定值的差，開閉自來水電磁閥，控制水箱溫度。

　　冬季，由于供熱負荷的需求分階段不同，因此生活用水可以實施不同的方案。嚴寒階段供熱需求大，為盡可能滿足供暖的需求，此時地熱原水盡可能用于供暖，若地熱尾水溫度較低，說明供暖系統(tǒng)實際需求較大，地熱原水不能再過多的承擔生活用水，此時生活用水采用一部分地熱尾水經(jīng)增壓泵進入水處理設備，通過控制輔助加熱板換一次側(cè)閥門的開度將水溫控制到65℃后，進入生活熱水箱。

　　一般寒冷階段供熱需求相對嚴寒階段較少，地熱尾水溫度高于設定值，除滿足供暖的需求外，還可部分滿足生活用水，此時盡可能多的利用地熱原水提供生活用水。生活用水一部分采用地熱原水，一部分采用地熱尾水，混合后經(jīng)增壓泵進入水處理設備，再經(jīng)輔助加熱板換控制到設定溫度后，進入生活熱水箱。

　　過渡季節(jié)，由于沒有供熱，生活熱水同夏季。當有短時寒流襲來時，如生活用水溫度達不到要求時，可啟用高溫輔助板換進行補充，使生活用水溫度保持在65℃左右。

　　若經(jīng)過梯級利用后地熱水的尾水溫度仍大于合理排放的溫度時，說明系統(tǒng)所需熱負荷很小，應調(diào)整井泵變頻，減小地熱水水量，科學合理地使用地熱資源。

　　3.8地熱井監(jiān)控數(shù)據(jù)遠程傳送

　　3口地熱井距離中央監(jiān)控室很遠，距離約500m，其余2口井各自距離約1500m，設在地熱井的監(jiān)控數(shù)據(jù)要傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控系統(tǒng)，無論使用常規(guī)的雙絞線還是無線通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸，需要在通訊網(wǎng)絡中增加很多通訊中繼器，安裝敷設或是維護都比較困難。將地熱井監(jiān)控數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定的傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控計算機，關(guān)系到管理人員對整個系統(tǒng)的實時控制?？煽紤]選用光纖作為通訊電纜，光纖作為通訊介質(zhì)具有傳輸距離遠(>1500m)、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、快速等優(yōu)點。

　　4.結(jié)論

　　4.1 根據(jù)系統(tǒng)工藝設備配置和負荷需求，劃分多個工況，最大限度的梯級利用地熱資源，盡量節(jié)約輔助加熱系統(tǒng)能量。同時合理分配系統(tǒng)水量，保證生活用水。

　　4.2 工況切換時，采用多參數(shù)判定，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　4.3 引入預測機制，采用多種調(diào)節(jié)方式，對多種熱源、換熱設備等進行資源總體優(yōu)化控制，最大限度降低運行成本。

　　4.4 針對自控系統(tǒng)監(jiān)控對象相對分散的情況，采用分布式控制系統(tǒng)和可靠的通訊傳輸介質(zhì)保證系統(tǒng)穩(wěn)定。