冬季里有温度的 3D 可视化智慧供热系统

前言

随着供暖季来临，我国北方大部分省市开始陆续供热。一年一度的供暖问题被提上了日程。在我们的印象里，供热的设施不论是锅炉、管道还是暖气片，都是坚硬的钢铁、铸铁。HT 通过自主研发的强大的基于 HTML5 的 2D、3D 渲染引擎，运用丰富的 2D/3D 组态，给它们装上了“触角”，接通了“血脉”，装上了“大脑”，数字孪生一个智慧供热全流程系统，助力城市供热信息化升级改造，深挖热力大数据价值。

随着集中供热普及率的上升，北方地区供暖能耗逐年增大。我国单位住宅建设供暖能耗是相同维度的发达国家的3倍。而在传统供热模式下，机组自动化水平低、多依靠人工调控，导致供热量与热需求无法准确匹配，暴露出了能源浪费与环境污染的问题。面临多方压力的传统供热行业正积极寻求破局。近年来，以互联网、大数据、云计算、人工智能等为代表的新一代信息技术迅猛发展，正加速向各领域广泛渗透，推动着传统产业转型升级。作为传统行业的供热行业仍处于一种“春秋战国、群雄逐鹿”的格局，而在国家政策以及用户、企业的各方面的诉求下，智慧供暖已成为一种潮流。

要开拓市场空间，降低供热成本，提高企业利润水平，技术和先进管理的提升必不可少。

界面简介与效果预览

界面分为数据面板（2D）和热网（3D）两个部分：
 
随着画面初始化后，映入眼帘的是图扑可视化技术对整个城市进行的模拟仿真，整座城市被一条水路一分为二，主干道的车流汇聚成迷幻的霓虹。随后，火电厂大楼亮起自上而下的光环，象征着供热系统开始工作，热力通向城市各个角落的换热站，开始了对这个城市的供热服务。

数据面板
我们可以看到界面右侧数据面板非常直观且详细地记录了坐标、天气情况、日期、供热详情及减排节约量的数据。

系统分析

除了对整个城市的外观进行 3D 模拟仿真，我们对每一级的热网支线单位内部进行了细致的、高还原度的仿真展示。

火电厂
火电厂是热力来源，我们可以称其为热源厂。我们可以观察到，这座建筑是在城市的边缘，有3条供热管道从这里出发，分别从左、中、右三个方向，每条管道上连接着加压站、隔压站、1级换热站、2级换热站，分布在城市的各个角落，供热覆盖的范围不重合。
 

室内：分为两部分，由办公区域和设备区域组成。
办公区域为整个供热系统的调度中心，HT的智慧供热全流程系统就将在这里进行工作。
设备区域为汽轮机，其以蒸汽为动力，并以蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，它在火电厂中应用的最广泛的原动机。

加压站

在大型供热系统中,为了使热网既能满足末端用户的供热需求,同时还能最大限度地节约系统的运行能耗,在热网中增设加压站是常用的措施。加压站是供热系统的“心脏”，为热水在热源厂和热力站之间的流动提供动力。心脏让我们的血液在全身顺利循环输送养分，供热也是一样，需要在加压站的帮助下让热水循环输送热量。我们对加压站的外观进行了高亮处理，以显示其在整个热网的重要性。

室内：加压站内部由水箱、软水装置、水泵等设备组成，热源厂来多少水，加压站就需要回送多少水，所以加压站的运作是否正常，直接决定热源站是否有足够的热送给用户，因此，加压站24小时必须确保正常运转。

隔压站
目前城市存在地势高差过大的情况，低处用户如果不经隔压换热站直接使用热力管网，管道压力过大，无法正常使用统一的热力管网，为解决低处用户的承压，需设置隔压站。

室内：主要由换热器、循环水泵、集水罐、去污器和分水罐等设备组成，二次网回水时首先进去集水灌，经去污器去污后，有循环水泵进去换热器中，与二次网回水进行热交换，交换后的热水进去分水灌中进行二次网供水，换热后的一次网回水回到热电厂循环使用。

换热站

换热站是城市集中供热系统中热网与用户的连接站，其作用是根据热网工况和用户的不同条件，采用不同的连接方式，将热网输送的供热介质加以调节、转换，向用户系统分配，以满足用户需要，并集中计量、检测供热介质的数量和参数。为了将热力充分供应到每位用户的家中，这里的换热站设置了两个级别。

1级换热站

2级换热站
当我们把鼠标移到2级换热站时，可以看到换热站所服务的辐射范围，这样我们就可以直观地看到热站的地理位置，同时也能对热站运行期间的工作运行情况进行实时监控，以及可以确保该区域的换热站运行故障可以得到及时的管控和检修，保障运行安全。

室内：由换热器、热泵、水箱、分汽缸等设备组成，热水通过市政管道把蒸汽（热水）输送到换热站的分汽缸，在通过分汽缸输送到每套换热机组作为换热机组的一次热源，热水做为一次热源时需要回流到供热中心，形成一个闭式循环，持续供热。

实现价值

智慧供热系统的功能

HT 自主研发的智慧供热全流程系统以网络化、信息化、智能化的数字技术与供热设施的深度融合为基础，以节能、降耗、节费为出发，为供热企业量身定做三维可视化系统。可实现：

1、可实现管网到热用户的整个供热系统的监控；

2、可实现整个供热系统的过程管理和运行管理，提高了供热系统的管理效率，实现供热系统的整体节能；

3、实现远程监控、无人值守，通过远程智慧控制，只需在调度中心就能实现均衡输送、精确调节，并能及时发现管网漏损情况，及时止损；

4、实现自动反馈生产运行大数据，精准预测未来时段所需参数，形成生产分析报告，给网上各热源分配供给量及运行参数提供指导值，并实现在复杂工况下热源切换的无缝对接，大大降低热源切换给热用户带来的影响。

HT 以最低成本、最高效率，最大限度满足热用户的需求，推动能源利用的高效化与节约化，最大程度实现了供热节能目标。

总结

该系统以信息化、自动化、智能化为基础，可以完全取代粗放式、低效率的现场人工调节的传统运营模式；可以在供热期间，通过系统实时监视各热网支线的运行参数，及时对生产运行情况进行分析、管控。提高工人生产的精细化管理，实现快速响应、快速处理、业务全流程监管，提升了服务口碑，以达到良好的社会效益。三维可视化系统更接近于现实中的真实的楼宇、设备，用户易于接受；可以让用户看到系统整体的同时，还能观测局部细节数据，兼顾整体与细节。可以提供丰富的人机交互手段，便于操作。

本项目所有效果均采用 HT 提供的 api 进行代码开发。感兴趣的小伙伴也可以上官网查询更多案例。

2019 我们也更新了数百个工业互联网 2D/3D 可视化案例集，在这里你能发现许多新奇的实例，也能发掘出不一样的工业互联网：https://mp.weixin.qq.com/s/ZbhB6LO2kBRPrRIfHlKGQA

同时，你也可以查看更多案例及效果：https://www.hightopo.com/demos/index.html