摘 要：本文主要研究了分时分区控制系统在供热的初末期运行的节能情况。在供热初末期，由于室外温度相对较高，用户所需热量相对较少。而目前多数热力公司此时采用的供热方式仍为低温长供的模式运行，这便造成高输配能耗下低负荷运行的能源浪费。分时分区控制系统可以使热网资源达到统一均衡的分配，在保证热量输送的同时，减少电能的消耗。
关键词：供热管网；分时分区控制；节能降耗
引言
近年来，我国北方热力公司积极响应国家“十二五”节能降耗的要求，引进新的智能控制系统，完善管网建设，在供热节能上已经取得了很不错的成绩。但相比于欧洲先进国家而言，我国的采暖能耗仍远高于其平均水平。
1、分时分区供热的概念
分时分区供热，即换热站的分时供热和热网的分区域供热相结合。
换热站的分时供热，在保证二次网回水温度不变和流量不变的同时，提高二次网的供水温度，短时间提高供热参数，减少水泵的运行功率，降低能耗。与目前热力公司的间歇供热方式相同在于，两种间歇运行方式均减少了水泵的运行时间，降低了运行电耗。不同之处在于换热站的分时供热短时间提高换热站的二次网供水温度到高值，而热力公司的间歇供热只是略微提高供热参数或者同参数运行，并没有统一的参数要求。换热站的分时运行，更加的系统和规范。
对于整个热网换热站的分时控制，运行时间相同的换热站可以划分为统一的供热区，供热区可以单个或者多个共同运行。热网的控制中心可以根据热网负荷的多少，决定供热区的运行搭配和运行次序，从而实现对热网的分区控制。
2、分时分区控制系统的分类
目前在我国的供热行业中，采用的分时分区控制主要有两种：
第一种，不连续供热的分时分区控制。这种分时分区控制主要是由于建筑物的功能不同，在时间上需要的供热量不同所产生的。这样的建筑类型有很多，如学校的学生公寓和教室。在白天学生需要进入教室上课或者学习，教室需要供热，此时教学楼前端的电调阀需要增加其开度或者全开，以满足供热需求。而这时，宿舍的学生相对较少，其学生公寓前端的电调阀开度需要减小以减少热量的浪费。在晚上时，与白天正好相反，教室内没有学习的学生，基本不需要供热或者仅需少量热量维持设备的不损坏即可，此时教学楼前端的电调阀可以关闭或者微开。但这时学生公寓的学生相对较多，学生公寓前端的电调阀开度必须增大以满足供热需求。这种分时分区控制同样适用于居民楼与办公楼等建筑物的控制。
第二种，连续供热的分时分区控制。这种分时分区主要体现在供热的初期和末期。此时，室外温度较高，室内所需热量较少，短时间提高供热参数，减少水泵的运行功率，降低输配能耗。这种分时分区控制与前一种分时分区控制不同，它是对需要连续供热的用户提出的，例如用户居住的居民楼，无论白天或者晚上，居民楼内都需要供热。但前一种分时分区却不同，它主要根据建筑物功能不同，在供热时间上做了相应的调整。但没有短时间提高供热参数，在其供热时间内，按正常持续性供热的方式运行。
3、分时控制的起泵条件
分时分区控制系统可以实现能源的合理分配，降低能耗。分时控制，顾名思义，是根据建筑物的用热需求，分时段对建筑物供热，即目前的差异化温度供热。下面对换热站分时控制的起泵条件做出具体介绍。
室内温度的下降，具有一定的滞后性和延续性，这与建筑物本身的保温性能是密切相关的。供暖水泵运行功率降低，室内温度不会立即下降，而是持续一段时间缓慢的下滑。
如何选择最佳的启泵方法，不仅关系着节能供热的发展，同时也是未来供热质量的有力体现。目前，我国的热力行业有三种启泵的方法。
第一，经验法，即一次停泵时间不超过 1-2 小时。这种方法本身存在着一定误差，人为经验不能做到实时的控制。但是这种方法也具有一定的道理，这是多年来现场运行技术人员总结的经验，是人们利用房屋的热惰性储热蓄热的体现，这种控制方法是有实践经验作为依据的。
第二，压力控制法。压力启动水泵运行的方法，不同的管道要求的压力也不同。这与管道的长度和光滑程度等均有关系，供热管道内输送高温热水必须克服管道的沿程阻力和局部阻力。在管网的设计之初，设计人员需要根据管网比摩阻计算的管网压力损失结合水泵扬程及工作曲线选择的水泵。结合各个换热站都有自己的压力传感器，当压力低于调度人员设定的临界值，循环水泵开始运转，为用户供热。当压力没有达到临界点之前，换热站内的循环水泵处于降频或停止状态。
第三，温度控制法。温度控制法，原理很简单，只是利用室内温度传感器监测室内温度，通过中央控制器对一次网开度和水泵启动频率进行调节,从而降低水泵功率，起到节能降耗的作用。
综合考虑三种循环水泵的控制方法便可发现，经验法虽然也可以节能，有经验作为依据，但节能控制没有系统化；压力控制法也作为一种自动控制方法，但准确性较差，不能很好的反应室内的供热情况；温度控制法利用现有设备，监测和控制较为方便。供热本身需要满足人们的用热需求，即以人为本的要求。室温控制启泵法能够更好的检测到居民的家庭情况，以达到供热所需。所以采用温度控制法来控制换热站水泵的启动较多。
我国目前的热力公司基本上都已经安装了分户智能控制的数据采集，能够很精确的监测热网的运行情况，各个热用户的家里都安有温度传感器，可以实时的监测热用户家里的实际温度。这也是实现温度控制法控制水泵启动的硬件基础。
4、分时分区控制策略
室内的温度和室外的温度不是恒定不变的，其变化较为复杂，影响因素很多，例如建筑物的围护结构的传热能力、室内物品的保温能力等都对室内温度具有一定的影响，这种情况下，很难建立相对应的数学模型，而传统的控制是基于数学模型的建立，系统如果采用传统控制，控制策略过于复杂，无法实现控制效果，且成本高，控制能力与应变能力差。模糊控制是一种无需精确数学的智能控制方法，它具有一定的信息不确定性。能够将操作者的控制经验转化为计算机语言，通过模拟人的学习功能，建立模糊的控制规则，根据测量元件输入信号对被控对象进行控制。
分时分区控制系统以平均室内温度传感器所收集的信息为水泵运行的基础，水泵的启停受设定温度高低的制约，却没有统一的对应数学关系式。热网的分区控制，需满足单个供热区换热站水泵的运行时间要求，在使热网供热能力不发生明显变化的前提下，多个或单个供热区能够消耗一次网所提供热量。热网供热区运行的数量、搭配和先后次序并没有统一的规定，只需满足能够消耗热网的供热量和达到换热站水泵计算的运行时间。通过分析，模糊控制的自主学习能力与不明确的对应关系，较适合热网的分时分区控制。
结语
在我国北方冬季气温较低，需要集中供热，因此我国北方的建筑能耗主要表现在采暖能耗。降低采暖能耗一直是热力企业与热力部门所努力奋斗的方向。分时分区控制系统可以降低管网的输配能耗，对这我国技术的不断提高，节能降耗将会对建筑的节能有着深远的影响。
参考文献
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