西安嘉晟热力二网室温阀控系统

一、项目背景

西安嘉晟热力有限公司是西安市重要的供热企业之一，承担着西安市区多个片区的集中供热任务。在供热运营过程中，公司面临以下典型问题：二次管网水力失调导致不同楼栋、不同楼层间室温差异大，用户投诉率高；调节方式粗放，过量供热现象普遍，能源浪费严重；入户阀门等终端设备老旧，缺乏有效的调控手段。

为解决二次管网水力失调和用户端精准调控问题，嘉晟热力决定在部分区域试点建设二网室温阀控系统，通过在用户入口安装智能调节阀和室温传感器，实现对二次管网流量分配和用户室温的精细化控制。

二、建设目标

• 实现二次管网各用户支路的流量精准分配，消除水力失调导致的冷热不均问题。
• 建立基于室温反馈的闭环调控机制，实现用户室内温度的精准控制。
• 构建二网平衡调控和室温管控一体化的智慧供热管理体系。

三、解决方案

3.1 系统架构

系统采用"云-管-端"三层架构：云端部署二网平衡管控平台，负责数据处理、算法计算和策略优化；通信层采用LoRa无线通信技术，实现数据稳定传输；终端层包括室温采集器和智能阀控器，部署在用户室内和入户管道上。

3.2 硬件设备

在每户管道入口安装智能电动球阀，支持本地自动控制和远程指令控制，调节精度达1度。在用户典型房间安装无线室温采集器，通过LoRa通信将室温数据上传至管控平台，数据采集频率每15分钟一次。

3.3 控制策略

系统采用"二网平衡+室温反馈"复合控制策略。首先，通过二网平衡算法对各用户支路流量进行均衡分配，消除水力失调；然后，根据用户实际室温与设定温度的偏差，动态调节入户阀门开度，使用户室温稳定在目标范围内。同时支持分时分温控制，根据不同时间段和不同用户需求灵活设定室温目标。

3.4 管控平台

二网室温阀控管理平台提供设备管理、数据监测、策略配置、统计分析、报警管理等功能。以GIS地图和楼栋三维图方式展示各用户阀门状态和室温分布情况，支持按区域、按楼栋、按用户等多维度数据查询和分析。

四、技术特点

• LoRa无线通信：采用LoRa扩频通信技术，传输距离远、穿透能力强、功耗低，单基站可覆盖整个小区，无需铺设通信线缆。
• 低功耗设计：智能阀控器和室温采集器均采用低功耗设计，电池供电可连续工作3年以上，维护成本极低。
• 双模控制：支持自动控制和手动控制双模式，正常情况下系统自动运行，特殊情况下可远程手动干预。
• 断网续传：终端设备具备本地数据存储和断网续传功能，确保数据不丢失。

五、实施效果

• 完成6个小区、86栋楼、3200余户的二网室温阀控系统部署，覆盖供热面积约45万平方米。
• 二次管网水力平衡度由改造前的0.65提升至0.92，各楼栋间供热量偏差控制在5%以内。
• 用户室温达标率由78%提升至96%，室温波动幅度由原来的+-3度缩小至+-1度。
• 综合热耗降低约12%，年节约热量约1.8万GJ，减少CO2排放约1600吨。
• 用户供热投诉率下降65%，显著提升了供热服务质量和用户满意度。