導讀
換熱站是連接熱源和熱用戶的重要環節，在整個供熱系統中起著舉足輕重的作用，熱水管網又分為，一次網和二次網，一次網是指連接于城市熱源管網和換熱站之間的管網，二次網是指連接于換熱站與熱用戶之間的管網，換熱站主要是指連接于一次網與二次網，并裝有與用戶連接的相關設備、儀表和控制設備的機房。

根據規模和設置地點不同，換熱站又可分為首站、區域換熱站、集中換熱站和用戶換熱站。而且絕大多數換熱站為了考慮供暖面積的擴容，設備的數量和容量都設計的留有一定裕量，并且如果這些換熱站的循環泵和補水泵采用人工開、關閥門控制流量，由于管路的阻尼增大，必將造成電能浪費。

因此換熱站的控制系統節能設計與應用是換熱站建設和改造的重點工作之一。

來源：熱力知識分享

1、換熱站的主要組成部分 

換熱站以及熱水管網是連接熱源與熱用戶的一個極為重要的環節。在整個供熱系統之中扮演著十分重要的角色。

熱水管網又可以分為一次網與二次網，前者主要是指連接于城市管網與換熱站之間的管網；后者則指的是連接于換熱站與熱用戶間的管網。

所謂換熱站指的是連接于一次網與二次網且裝有與用戶連接的相關設備、儀表以及控制設備的機房。

2、節能控制系統產品功能特征分析

對于節能控制系統產品而言，其主要包括如下幾個方面的功能特征：

2.1

節能控制系統的主要用途 

換熱站節能控制系統具有較多優點，包括：高效節能、智能化以及自動化等，且其用途十分廣泛，如熱力公司熱網控制、工廠、機關以及住宅小區等商業用建筑的供熱、采暖、生活用熱水、空調等；各種需換熱的場所；各類換熱站的新建、改建以及擴建工程的配套設施等。


2.2

節能控制系統的主要特征 

換熱站設計理念十分先進，不僅會節省基建投資成本，而且還會使得安裝維護便捷。實現系統的自動化控制，使得自動化以及智能化程度提高，便于操作。

可實現無人值守、自動顯示，也可以實現遠程通信操作，且經過計算機網絡進行全程地監控，與此同時，自動化控制以及人工操作可進行互相切換。

該智能控制裝置具有自動控制、氣候補償以及節能舒適等方面的特征，是當前智能建筑采暖供熱的一個理想選擇。

3、換熱站循環泵節能控制系統設計

我們按照供暖面積和短期擴容的可能，為了維持高層用戶供暖，需要穩定的實時出水壓力，因此該系統也是一個單閉環壓力控制系統。

選用三臺電機功率37KW的循環水泵。水泵變頻工作方式為二用一備的控制方案，電氣元件選擇型號分別為FRN37P11—4CX變頻器；HFR1045電機軟啟動器；ID136閉環調節器；AF—20MR—A小型程序控制用可編程控制器；供水、回水壓力信號DBM20R—1型供水、回水壓力信號變送器等。

將它們安裝在2#GGD型電柜中。換熱站補水泵節能控制系統設計為避免由于泵體、管道、閥門的泄漏引起循環水的水壓降低，保證回水管路上缺失的熱水自動補給，需要穩定的回水壓力，實現實時補水，因此該系統也是一個單閉環壓力控制系統。

選用二臺電機功率5.5kW的補水水泵，水泵變頻工作方式為二用一備的控制方案，電氣元件選擇型號分別為FRN5.5G11S—4CX變頻器；PXR9閉環PID34應用能源技術；調節器；AF—20MR—A小型程序控制用可編程控制器；DBM20R—1型回水壓力信號變送器等。將它們安裝在3#GGD型電柜中。 


4、換熱節能系統的分析及其解決對策 

4.1

換熱站能耗分析 

換熱站能耗主要包括三個方面的內容，即：系統泄漏、電耗以及熱耗等方面。供熱系統將熱能傳送至熱用戶的時候，應經過熱制備、傳遞、輸送以及用熱這幾個環節之中。

換熱站屬于二次網的熱源，主要包括設備室換熱器、二次網系統循環水泵以及補水泵等。其耗費的能源是一次網高溫水、電力以及水和熱等。

4.2

換熱節能分析 

對于換熱節能分析，主要包括如下幾個方面的內容：

 1）由前所述可以得知，換熱站節能控制系統具有很多方面的優點，包括高節能、智能化以及自動化等方面的優點，應用范圍也十分廣泛，包括：

工廠、機關單位、居民小區等商用建筑供暖、空調以及生活用水等；各類換熱站的新建及擴建等的配套。

換熱站節能控制系統可實現單機或者多機網絡控制，在中央控制室僅需一臺高可靠性工控機，然后為其配置一套遠程通信設備。

在換熱站供熱系統中，主要集中了一次網、二次網、供水及回水管道上的溫度、壓力以及流量等數據信息。

系統之中主要控制的設備有換熱站中循環泵設備的運行、電磁閥的開關等，從而達到節能、溫度供熱以及管網平衡等方面的要求。 

2）變頻驅動供熱站節能機理。

對于采用水暖方式的供暖系統而言，離心泵主要是用于傳遞熱水或者補充熱媒的一種機械。而這些設備是按照******負荷力進行設計與選型的，然而在實際運行過程中，絕大多數時間是處于輕載狀態下運行，此時負荷并未達到設計及選型的根本要求。

為了確保生產的穩定性，當前通暢采取閥門來對流量加以控制，這就浪費了很多電量。

所以，在換熱站電氣節能之中，對循環泵與補水泵進行優化運行方面的研究具有十分重要的意義。供熱系統之中，絕大多數都是根據供熱面積的大小來選擇循環水泵的大小，而且其中還會對擴網增容等方面的因素加以考慮。

對于循環水泵而言，其選擇通常較大，在實際運行過程中出現“小馬拉大車”的現象，此時水泵效率低下、功率浪費較大，而且運行過程中所需電耗也非常高。采取變頻控制循環水泵，則能夠節約這部分電能。

采用水泵變頻調速技術，可以使得循環水量隨著室外溫度等方面的因素的變化而發生變化，能夠有效避免按設計熱負荷進行供熱而引起的不必要的浪費。 

3）補水定壓控制。

按照二次側供回水壓控制循環泵以維持恒定壓差，變頻以及變流量供熱以******程度降低熱網運輸成本。通過二次側供水壓差加以控制，能夠對溫度進行有效地調節。

供暖系統常見定壓方式主要包括如下幾種類型：連續補水定壓、間歇性補水定壓、膨脹水箱定壓以及變頻調速補水定壓等。

將上述幾種類型的定壓方式能夠顯著節省電能。 


4.3

換熱站的節能技術手段 

對于換熱站而言，其節能技術手段主要包括如下幾個方面： 

1）水力平衡技術。

各種節能技術手段的實施前提是確保管網水力的工況大小。好的熱力工況由好的水力工況來保證，水力平衡技術是節能的第一步。 

2）遠程監控技術。

隨著科技的進步，GPRS和CDMA通信方式已經無縫應用到工業領域，無人值守換熱站的應用使熱力公司能方便快捷的了解熱網的具體參數，根據分析，隨時調整設備和熱網的工況，使其達到******運行狀態。不但節約了大量的人力、物力。 

3）分布式變頻泵技術。

在換熱站傳統的一級泵系統上，改用二級泵系統，既在一次側也增加循環泵，這樣和熱源側的一次泵接力循環各自需要的流量。總的電耗要比單獨只設熱源側循環泵要低很多。 

綜上所述

通過對換熱站的節能控制系統設計的研究和分析，具體的節能技術措施的采用有利于在全國集中供暖換熱站中實施節能改造，在保證供暖安全、穩定、節能穩定工作的同時，產生巨大的經濟效益。