JFK 集中供暖分时分温控制技术在实际工程中的应用

孟祥伟

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

1 产生背景

自国家“十三五”以来，人们始终把改善民生作为国家的头等大事来抓。供暖质量关乎每个人的生活，与传统集中供暖方式相对比，新型采暖方式更符合国家政策要求，更适应现代家庭需求，更深得人心。因此，该项技术的立项尤为重要。此项技术实施后，可明显改善能源利用率极低，热能浪费严重现象，可灵活调整室内温度，降低住户采暖费用等，居住环境明显改观，更加符合人们对现代生活品质——舒适、健康、绿色、环保的追求。

“十三五”期间，国家大力推进节能减排技术系统集成应用，大力发展“互联网+”智慧能源，支持基于互联网的能源创新，推动建立城市智慧能源系统，鼓励推动供热系统、供冷系统、照明体系等优化升级，本小区采用的供暖方式与智慧能源、节能减排国家政策相呼应，既符合现行国家倡导的四新技术应用的号召，也契合绿色施工的指导思想。所以，该项技术极需落地投产，变为生产力，造福人类。

2 JFK 集中供暖分时分温控制系统原理

JFK 集中供暖分时分温控制系统是遵循“楼栋计量、按户分摊”的原则，结合通断时间面积法的一种新型供热计量管理系统。它是在原有集中供暖技术上，进行了优化和整合——集现阶段的计量技术、智能控制技术、无线传输技术、计算机网络技术于一体的现代网络实时控制技术。

在该系统中，必须设置监控中心，监控中心根据温度传感器检测的室内温度和气候补偿曲线以及供水温度等参数，计算出建筑换热站此时的需热量、供水温度及流量，监控中心通过GPRS 无线网络将这些计算值设定成指令传送给电动调节阀所在的控制箱内，电动调节阀会改变阀门开度来调节供水流量。以满足室内温度的条件下，尽量减小阀门开度，减少热量供给；控制箱内管网流量、压力、温度、阀门开度等参数也同时会传到监控中心，其中的循环水泵的运行状态和换热站的换热量会根据这些参数进行调节。通过自控调节，使得供给的热量与所需热负荷相匹配，不仅达到满足用户的供热量，而且还能大幅减少能源浪费。

3 节能效率测算分析

该技术应用于本小区的整个采暖期（从第1 年11 月15 日至第2 年3 月15 日），现分24h 持续不变流量供暖和分时分温供暖两种方式供热计算，以下为本小区的耗能对比计算分析：

按单栋住宅，整个采暖期按135d 计算：Q常=135×24×Q1=3240Q1

整个小区计算：Q常=7×3240Q1=22680Q1

整个采暖期内，凡遇到23℃以上天气室内不考虑供热，按10d 考虑，总供热期按125d 计算。同时，白天供暖时间控制在10h，晚上供暖时间控制在14h，Q2按2/3Q1计算，白天按Q2，晚上按Q1计取。

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

整个小区计算：Q分=7×2583Q1=18083Q1

Γ节=（Q分-Q常）/Q常=20.2%

由此得出结论：在该住宅小区内，使用分时分温供暖比常规供暖有效节约能源约20.2%，可见一定程度缓解了日常常见的能源浪费严重，供暖期周围环境差，冬季雾霾天气频次多，人们对生活环境堪忧等现象，大幅提升了人们的生活幸福指数。

4 实际应用

本工程供热主干管采用¢200 焊接钢管，在热力主入口处安装手动阀门，无法起到实时控制效果。而采用JFK 集中供暖分时分温控制技术后，需配套安装供水系统和供电、监控等系统，方可实现对建筑物耗能的实时监控与记录。

组织施工前，我们周密计划，启动各系统安装时，做到提前规划、提前预算，参考现场位置布局，大胆使用BIM 深化设计技术，科学综合布置各种管线。包括各道采暖主立管及支管的根数和走向、坡度等；各种电缆、电线支座布置与管线走向，运用协同设计平台，将所有信息（包括建筑、结构、电气、通风）等，绘制在一个模型内读取。通过从全局进行绘制，充分保证对系统的理解和把控准确性。除此之外，还要求在各楼层的管道井内，选择每个单元的管道井内，离采暖立管最近位置，科学布置供电系统的线路和控制模块，选择最不利监控流量变化的位置的关键节点上安装监测监控设施，实时实地监控流量使用情况。

在某省某市某住宅小区的七栋住宅楼中每一楼层管道井内，通往楼层的东西两户的供水支路上安装有室温控制阀，用其来对住户散热器进行热能流量通断，来实现科学温控。在某单元一层的管道井内，统一安装单元无线通信模块，与东西两户室内温控器配套使用，在整个供暖周期内，每一用户的房间内留有室内温控器，用于测量室内温度和用户自设温度，室内温控器将这两个温度以无线传输方式发送给室温控制阀。同时室温控制阀根据室内实测温度值与室内温控器设定值之差，来调节阀门的开启角度，并通过相关计量管理软件来记录和统计室温控制阀的接通时间。每栋号及每户的供水管线安装有电磁热量表，实现远程抄表、记录；每户的回水管安装有电动调节阀，自主调节本系统内的压差。小区内的供热管线、供电设备等安装成一体后，通过小区的主要热力入口，要与市政集中供暖管网贯通，是不可或缺的一步；本小区内四百余户的累计接通时间、及各用户热量表的实测值乘以各用户采暖面积得出的各户热量值，来分摊整栋建筑的总热量。

最终与市政集中供暖管网贯通后，才能实现整个供暖系统的平稳运行。在系统终端，利用无线网络技术，监控中心的中央机房连网实现楼宇自控及远程监控，终端计算机安装的监控软件显示，发现本小区住户——2 号楼一单元10 层东户的室内温控器终端给出有调整温度的命令。

系统显示屏上，将每一栋号每一单元每一用户的所有的信息，形成网状系统图，显示得清晰明了。例如，本小区2 号楼的进楼主热力管材质规格，第一单元的10 层东户，入户管道的材质、长度、位置、使用时间、流量大小、管道井的位置、其主立管的编号、供热流量、室内温度、调节阀的开度及日期等信息的显示一览无余。管理者打开监控软件内任务栏，即可显示出有执行命令。系统自动根据系统用户的不同需求，经过计算机系统软件计算，得出现有流量比过去增大或减少多少值，需要将调节阀启闭多少度，依次通过无线网络信号发送给2 号楼的楼栋调配器命令，使其流量增加；随后中心通过无线模块再将命令传送给2 号楼一单元10 层东户的电动调节阀命令。在计算机精确计算下，实时调整开闭状态。同时循环水泵的运行状态和换热站的换热量会根据这些参数进行调节，不断调整其供水量。形成了联动的有机运行整体。从而实现远程温控系统的精确管控，真正做到分温分时控制。

5 节能监控系统

该节能监控系统为全自动智能调控系统，采用中央机房连网实现楼宇自控及远程监控。设置监控中心，主要监控主机1 台，数据库服务器1 台，打印机若干、监控软件若干、楼栋管理器若干、楼栋适配器若干、单元适配器若干、楼栋热量表若干、电动调节阀若干、无线通讯模块若干等。该监控系统，使用户能够迅速且准确地控制供暖设备，减少能源消耗、减少运营成本。并使客户能够通过供热系统传回的数据自动捕获用户的能源浪费信息，从而使用户的能源使用效率达最优化，使系统中设备运行保持最佳状态。

通过GPRS 的方式将采集的数据传输到控制中心，同时监控中心对无线温度采集器传输来的温度数据进行存储和查询统计。系统的参数改变必须由管理员权限登陆后修改，用来改变控制器的控制方式，通过点击按钮切换室内温度控制和回水温度控制方式。当“控制方式”为室内温度控制时，系统根据“防冻室温”调节入户电动阀门的开度，当“控制方式”为回水温度控制时，系统根据“防冻回温”调节入户电动阀门的开度。

系统在自动运行功能的同时，还配有调试用的手动操作功能、参数设定功能。①触摸屏显示所有功能、参数信息、报表、故障提示等；②控制柜对机电动阀门进行一体化控制，直接室内温度，控制电动阀门的开度，以及二次供水温度及其他辅件进行控制；③设置自动/手动操作功能，实现手动/自动操作互为备用，自由切换；四个或更多时间段，周六日模式，节假日模式设定功能以满足分时分温的要求。

显示屏上显示为“室内温度低”，为室内温度最低警戒温度设定，控制器在在运行过程中检测实际的室内温度，如果当前室内温度低于设定的室内温度低，控制器会控制电动阀向提高室内温度的方向调节，以改变室内温度。

当显示屏上显示“回水温度低”，为回水温度的最低警戒温度设定，控制器在运行过程中检测实际的回水温度，如果当前回水温度低于设定的回水温度低，控制会控制电动阀向提高回水温度的方向调节，以提供回水温度高于最低警戒温度。用户可以设置0～100 的数值，根据自己的供暖情况去修改。

6 结语

综上所述，JFK 集中供暖分时分温控制技术相较过去常用暖气片、地暖等供暖方式，实现了能源智能化，故障报警联动化、监控预警常态化、使用功能人性化等理想愿景。明显减少周边空气污染，改善工作、学习、生活环境，造福人民群众，居住环境使人体感觉更加舒适，提供温馨的活动空间，缩减生活成本，提高人民生活幸福指数。

该技术处于行业领先水平，目前，已在实际工程中得到成功应用，由于其优越性突出，经分析其更加适合各类型公共场所使用，例如学校、医院、博物馆、体育馆、文化馆等场所，能充分凸显其分区域、分对象、分温度供暖的优越性，以满足各种人群、场所、工作对象的用热需求。该技术对文化教育、医疗、体育、娱乐等事业的快速高效发展，具有不可低估的促进作用，除此之外，该项技术大面积的推广使用于各项特大中型公共建筑，具有更广阔的市场，相信在未来，能够创造出更多的经济价值和社会价值，同时为环保事业和资源的合理利用以及实现国家可持续发展做出更大的贡献。