CN105650730B - 热量平衡调节法 - Google Patents

Abstract

热量平衡调节法及基于热量平衡调节法的智能监控系统。本发明公开了一种热量平衡调节法，其特征在于通过调节末端用户之间的室内温度平衡，不同换热站之间温度流量的平衡，换热站需热量与热源供热量的平衡，最终实现末端用户需热量与总供热量的快速平衡，达到末端用户快速获得并保持舒适的室内温度，热力公司也能及时调整供热量，满足节能、降耗、减排的要求。

Description

热量平衡调节法

技术领域

本发明涉及供热技术领域，具体地说是一种热量平衡调节法。

背景技术

供热系统平衡调节是所有供热企业必须面对的重要工作，传统的调节方式存在诸多先天不足的问题。在实际运行中，传统供热调节方法是难于控制操作的。首先流量均匀调节是不具备的，如果水力平衡就不会出现热网冷热不均的普遍现象；其次各种调节曲线是不准确的，由于供暖系统的设备工况偏离设计工况很多，例如热用户安装散热器过多，导致水温调节曲线不符合实际情况，结果形成了目前广泛采用的凭经验调节水温的方法，再加上水温、水量调节计算公式未考虑日照、风速、以及供热状况等动态因素，因此属于静态的近似计算方法，很难实现真正的按需供热。

供热的目的：是为了获得舒适的室内温度，同时满足节能、降耗、减排的要求。所以区分不同供热对象的热量平衡是实现供热目的的保证。热量平衡的前提是热力平衡，热力平衡的前提又是水力平衡。

一个热网，无论我们的设计多么仔细和完善，都不能从设计层面彻底解决水力平衡的问题，一方面是施工和材料设备会与设计存在偏差，另外热网的动态调节都会造成热网的水力失调，热网调整过程中管网是互相耦合的，管网中的实际阻力大小和分布是难以判断的。如果只给一间房子供热，确定一个合适的流量就很简单，然而我们供热的对象是千家万户，每个房间很难同时满足所需的流量，也就出现了冷热不均的问题。热网的水力平衡要靠强大的监控系统来实现，真正的水力平衡只能靠设备控制来实现。

经检索CN104819504公开了一种基于数据远程系统的水力平衡流量调节法的发明专利申请，该方法的实质性不足是：不能实时根据远端管网或各分支环路的动态热量的升降，自动调节各管网的热量平衡，导致热量流失严重，且由于一次网水力平衡做到了按各热力站供热面积大小分配一次网的循环水量，实现热力平衡还需要在所有热力站换热器选型合理且换热系数相等。但这是不可能的。原因有三：①、建设初期，考虑扩容需要，一般在近端管网选择较大功率的换热器，各换热站的供热面积与换热器功率不匹配，且远端管网的阀门不能自动调节，导致远端管网的阀门；②、换热器工作一定时间后，均存在结垢现象，且结垢情况不等，造成换热系数不同；③二次网的设备配置和运行工况也不能快速“配合”一次网换热，如堵塞、旁通、近端短路等问题。

热量平衡需要热源可控。若热源不可控或热源不足造成的供暖对象普遍过热或过冷的现象，以及不同的房屋维护结构、不同的末端散热方式(普暖或地暖)，即使是热力平衡了，但仍然达不到供热的目的——舒适的室内温度和节能降耗的要求。特别是在配套的流量、热量检测仪表不完善的情况下，达到水力平衡、热力平衡和热量平衡。达到供热平衡的调节和管理工作就更加困难，绝大多数热力公司的平衡调节工作会没完没了的贯穿整个采暖季！很显然对于一个不断疲于奔命应对供热投诉的热力公司讨论节能降耗是不现实的。

通过设备改造和实施热力站无人值守型的智能监控程序建设，供热管理才能有合理的“热量”主线，有时效性的管网数据和调控目标值。平衡调节工作不再占用大量的精力和时间，不再是供热管理的主要难题和矛盾，那么追随环境温度变化的变需求运行和高精度的平衡调节就变成我们的日常工作，安全高效和节能降耗的供热也就成了“智能监控”的必然结果。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，消除水力失衡、摆脱水力平衡、热力平衡、热量平衡逐步深入的繁琐的调节方法，直接针对热量平衡提供一种节约能源的基于热量平衡调节法的智能监控程序。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种热量平衡调节法，其特征在于通过调节末端用户之间的室内温度平衡，不同换热站之间温度流量的平衡，换热站需热量与热源供热量的平衡，最终实现末端用户需热量与总供热量的快速平衡，达到末端用户快速获得并保持舒适的室内温度，热力公司也能及时调整供热量，满足节能、降耗、减排的要求。

本发明所述末端用户之间的室内温度平衡表现为同一区域内，同一分支环路的用户相互耦合，通过传感器部件识别，将分支环路中采集的流量温度上传至末端调节阀中，末端调节阀再通过远程部件将信息上传至上位机中，而后再选用合适的方案，当个别用户室内温度过低或过高，上位机中的智能监控程序自动分析上传的参数，判断是哪种失衡，再通过远传部件指令热源控制监测和调控系统、变频泵和智能调节阀调节目标，并授权用户末端调节阀自行调节。

本发明所述不同换热站之间温度流量的平衡表现为某一区域相当部分用户室温超限，则智能监控程序授权一级管网的一级调节阀自行调节换热站之间的热量分配，通过所述一级调节阀与热量表测得的交换热量为基准，调节流量，使该换热站的交换热量与所辖用户的总热量平衡。

本发明所述换热站总需热量与热源供热量的平衡表现为所述某一区域换热站或超过所有换热站的需热量变化大于2％，需要同时增加或减少需热量时，智能监控程序则自行统计累计需热量变化，指令热源控制监测和调控系统控制热源的升高或降低热源供热量。

本发明所述末端用户之间的室内温度平衡中超过10％用户温度超限，同时过低或过高时，智能监控程序则对变频泵进行调节；当超过30％用户室温超限，则并非用户之间的热量失衡时，上位机的智能监控程序会自动关闭末端调节阀的调节开度权限，智能监控程序将变频泵和用户的智能调节阀恢复失衡前的状态，通过指令二级调节阀减小该区供热量的方式进行控制，整个调节过程可按照用户平均需热量的3％级别进行，可减小3％供热量，每减小3％的供热量，即监控一次各用户参数，直至该区域范围内总供需热力平衡，再授权末端调节阀自主调节。

一种基于热量平衡调节法的智能监控系统，其特征在于包括上位机、远传部件、传感器部件、智能调节阀组、变频泵和供热管网，所述供热管网包括一级管网、二级管网、换热站和热源，所述上位机内嵌有智能监控程序，所述一级管网和二级管网上分别设有智能调节阀组和传感器部件，所述传感器部件与智能调节阀组相连接，所述智能调节阀组经远程部件与上位机相连接，所述变频泵经热源控制监测和调控系统和上位机中的智能监控程序指令控制热源的输出，当发生整个楼宇甚至整个区域温度高或二级调节阀关小的普遍现象，智能监控程序发出降低变频泵的频率指令，一方面减小二级管网的整体流速，则分支回路的流量立刻随之下降，用户供热量快速平衡；另一方面换热站一级管网的一级调节阀关小，实现了换热站处的流量、温度、压力平衡，所述上位机中的智能监控程序通过自动分析传感器部件上传的参数进行判断，判断是哪种失衡，而后选用合适的方案并发出控制指令，通过远传部件指令热源控制监测和调控系统、变频泵和智能调节阀调节目标，并能自动解除和\或授权智能调节阀组的调节权限，使整个供热管网的热量自动调节平衡，不但大大节约了人工成本和热量消耗，而且还使用户快速解决了热量需求。

智能调节阀至少包括一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀，所述一级管网与热源相连接，一级管网调节阀调节将热源热量分配至各个换热站；所述二级管网经二级管网楼宇调节阀和用户调节阀将换热站的热量分配至各个楼宇、用户，所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相对应的管路上分别设有传感器部件，所述传感器部件分别与所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相连接。

本发明所述智能调节阀至少包括一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀，所述一级管网与热源相连接，一级管网调节阀调节将热源热量分配至各个换热站；所述二级管网经二级管网楼宇调节阀和用户调节阀将换热站的热量分配至各个楼宇、用户，所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相对应的管路上分别设有传感器部件，所述传感器部件分别与所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相连接。以利于对供热管网的流量温度大小进行自动调节。

本发明所述的远传部件为通用的通讯工具和协议，采用集中器和采集器，使用通用GPRS、以太网等多种方式传输各处参数信息到各种传感器部件，将智能监控程序的指令传到各个可控部件。

本发明所述传感器部件包含压力表、温度传感器、流量计和热量表，此类部件都是通用产品，带有电流或电压输出，实时将信息通过远传部件传递至各种传感器部件，其结构和连接关系不再赘述。

本发明所述智能调节阀包括壳体，所述壳体内设有控制线路板、电位器、主动齿轮、从动齿轮、固定板和旋转执行器，所述旋转执行器和电位器分别固定在固定板上，所述控制线路板上设有旋转执行器控制单元、旋转角度测控单元、通讯单元、传感器信号处理单元、微处理单元、按键单元和电源控制单元，所述电位器的输出轴上端与从动齿轮相连接，所述电位器经导线与旋转角度测控单元和旋转执行器控制单元相连接，所述旋转执行器中的伺服电机轴上设有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮相连接，所述电源控制单元分别为旋转执行器控制单元、旋转角度测控单元、通讯单元、传感器信号处理单元、微处理单元、按键单元供电，所述旋转执行器控制单元、旋转角度测控单元、通讯单元、传感器信号处理单元、按键单元分别连接微处理单元，所述旋转执行器控制单元和电源控制单元分别与旋转执行器相连接，通过所述电源控制单元对旋转执行器的瞬时启动提供稳定电流，通过所述旋转执行器控制单元和和旋转角度测控单元通过电位器实现5°-85°区间内1％的控制精度和1‰的显示精度，并反馈扭矩变化信号或停机，防止扭矩过大导致旋转执行器或阀门的损坏，通过所述传感器信号处理单元接收温度传感器、压力\压差传感器或变送器、热量表、流量计的电流信号并上传至微处理单元进行比对处理后，通过通讯单元远传到上位机，并可通过所述按键单元实现快速功能切换和可变参数的修改设置，达到可实时控制阀门开关达到设定的流量(或压力、压差、温度)，满足现场和设计要求、配合供热平衡系统，上传自身信息或接收管网系统性的控制要求，实现了管网的供热平衡，同时满足节能、降耗、减排的要求。

本发明所述微处理单元采用所述16位MSP430F448单片机，以达到快速处理实时信息，完成信号响应的作用。

本发明所述电源控制单元包括交流24V电源、高频变压器、整流桥U1、电阻R20、R21、R23、R23b、R24、R25、R26、负载电阻R30、电容CE2、CE3、CE5、电源芯片和二极管D10，所述整流桥U1的3脚和4脚分别接交流24V电源、2脚接高频变压器初级线圈的电源地，1脚接高频变压器初级线圈的正极，所述电容CE5接高频变压器初级线圈的电源地和电源正极之间，作为滤波用，所述电阻R20一端接电阻R21，另一端接整流桥U1的第一引脚，所述电阻R21另一端接电源芯片的VDD脚，所述电容CE4一端接电源芯片的VDD脚，另一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电容C12一端接电源芯片的COMP脚，一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电阻R24一端接电源芯片的CS脚，一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电容C14、电阻R23和电阻R23b一端分别接电源芯片的INV脚，一端分别接高频变压器初级线圈的电源地，以达到调整电阻参数，改变电源输出电压的作用，所述电容C13和电阻R25一端分别接高频变压器初级线圈的电源正，另一端分别接电阻R26，所述电阻R26另一端接二极管D2负极，二极管D2正极接电源芯片的5、6脚，二极管D10正极接高频变压器次级线圈一端，负极接负载电阻R30和电容CE2、CE3的一端，为输出电源正极，所述辅助电阻R30、电容CE2、电容CE3的另一端接高频变压器次级线圈的另一端，为输出电源负极。

本发明所述旋转执行器控制单元包括伺服电机、继电器K1、K2，电阻R31、R32、二极管D5、三极管Q1、Q3，所述三极管Q1的基极1通过电阻R31连接单片机引脚，集电极3脚连接继电器K1线圈5脚，控制继电器K1动作，二极管D5连接继电器K1的线圈2脚和5脚，防止继电器开关瞬间高压，三极管Q3的基极1通过电阻R32连接单片机引脚，集电极3脚连接继电器K2线圈5脚，控制继电器K2动作，二极管D11连接继电器K2的线圈2脚和5脚，防止继电器开关瞬间高压，继电器K1的公共触点6接电源控制单元的交流24V电源，继电器K1常闭触点4连接继电器K2的公共触点6，继电器K1的常开触点连接伺服电机的关电源线，控制伺服电机关闭；继电器K2的常开触点连接电机的开电源线，控制电机打开。

本发明所述传感器信号处理单元包括包括电阻R64、电容、模拟开关4052，所述模拟开关4052的9、10引脚连接单片机，是通断选择端，可由单片机控制选择A0B0—A3B3中的一个通道打开，其引脚6是使能端，连接单片机，由单片机控制模拟开关是否工作，其引脚3是电流输入端，接恒流源，13脚是输出端，接单片机，以检测打开通道的电阻，所述电阻R64连接在单片机中的通道A0B0中，作为标准电阻，在模拟开关的2脚、4脚、5脚分别接温度传感器一端，温度传感器另一端都接线路板地线，电容C33、C34、C35一端分别接线路板地线，另一端分别接4052的11脚、14脚、15脚，做滤波功能。

本发明所述旋转及开度测控单元包括包括电位器VR1或VR2、电阻R14、R15和电容C6、C7，所述电位器VR1和VR2可根据客户要求选其一，电阻R15一端与电位器连接，一端与单片机引脚P3.6连接，以控制电位器的电源通断，电容C7一端接电源地，另一端接单片机引脚P3.6，以达到滤波的作用，所述电位器的另一端接电源地。电阻R14一端接电位器的滑动端，另一端接单片机ADC输入引脚A5，以达到测量电压的作用，所述电容C6一端接电源地，另一端接单片机A5脚，以达到滤波的作用，通过电位器滑动端位置的改变而引起A5处电压的变化，从而计算出开度的变化。

本发明所述通讯单元包括包括485芯片3082、电阻R3 R4 R5、二极管BD3、BD4、BD7保护管PTC1、PTC2，电阻R3一端接485芯片3082的电源VCC，另一端接485芯片3082的第4脚D，485芯片3082的DE和RE连接在一起，然后一起连接到单片机引脚，作为读写控制端，所述电阻R4一端接485芯片3082的B端，另一端接电源地，做为B脚的下拉电阻，所述电阻R5一端接电源正极，另一端接485芯片3082的A引脚，作为A脚的上拉电阻，所述二极管BD3、BD4一端分别接电源地，另一端的二极管BD3接485芯片3082的A脚、二极管BD4接485芯片3082的B脚，所述二极管BD7两端分别接485芯片3082的A、B脚，所述保护管PTC1和保护管PTC2一端分别接485芯片3082的A、B脚，另一端为485芯片3082的通讯对外的输入端和输出端。在通讯过程中，通过二极管BD3、BD4、BD7和保护管PTC1、PTC2对电路过压起到保护作用。

本发明还可在所述旋转执行器的主动齿轮下端一侧设有扇形开度盘，所述扇形开度盘外壁设有刻度层，所述壳体一侧设有透明的开度窗口，所述开度窗口与扇形开度盘的刻度层相对应，以利于通过开度窗口，直观的查看旋转的开度。

本发明还可在所述固定板上设有限位开关，所述限位开关与扇形开度盘两侧相对应，以利于限制扇形开度盘的旋转极限，达到防止扭矩过大导致旋转执行器或阀门的损坏。

本发明所述旋转执行器是由直流电机和减速齿轮箱组成，所述直流电机和减速齿轮箱的连接关系与现有技术相同，此不赘述。

本发明所述变频泵组连接远传设备，用于接收智能监控软件的指令，若发生上述是整个楼宇甚至整个小区温度高或二级调节阀关小的普遍现象，智能监控程序发出降低变频泵的频率指令，一方面减小二级管网的整体流速，则分支回路的流量立刻随之下降，用户供热量快速平衡；另一方面换热站一级管网的一级调节阀关小，实现了换热站处的流量、温度、压力平衡。

本发明由于采用上述方法和结构，消除了水力失衡，解决了水力平衡、热力平衡、热量平衡逐步深入的繁琐的调节的实质性不足，实现了换热站处的流量、温度、压力平衡，具有突出的节能降耗的特点和显著的进步。

附图说明

图1是本发明一种基于供热系统平衡调节法的智能监控程序的硬件图。

图2是本发明阀门智能控制器与阀门连接的示意图。

图3是本发明阀门智能控制器的结构图。

图4是本发明阀门智能控制器线路板的原理框图。

图5是本发明中电源控制单元的电气原理图。

图6是本发明中旋转执行器控制单元的电气原理图。

图7是本发明中传感器信号处理单元的电气原理图。

图8是本发明中旋转及开度测控单元的电气原理图。

图9是本发明中通讯单元的电气原理图。

附图标记：上盖1、控制线路板2、旋转执行器3、下盒4、扇形开度盘5、电位器6、主动齿轮7、上位机10、远传部件11、传感器部件12、智能调节阀组13、变频泵14、一级管网15、二级管网16、换热站17、热源18、热源控制监测和调控系统19、用户20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述：

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

如附图一所示：一种热量平衡调节法，其特征在于通过调节末端用户之间的室内温度平衡，不同换热站之间温度流量的平衡，换热站需热量与热源供热量的平衡，最终实现末端用户需热量与总供热量的快速平衡，达到末端用户快速获得并保持舒适的室内温度，热力公司也能及时调整供热量，满足节能、降耗、减排的要求，

其中，所述末端用户之间的室内温度平衡表现为同一区域内，同一分支环路的用户相互耦合，通过传感器部件识别，将分支环路中采集的流量温度上传至末端调节阀中，末端调节阀再通过远程部件将信息上传至上位机中，而后再选用合适的方案，当个别用户室内温度过低或过高，上位机中的智能监控程序自动分析上传的参数，判断是哪种失衡，再通过远传部件指令热源控制监测和调控系统、变频泵和智能调节阀调节目标，并授权用户末端调节阀自行调节；所述不同换热站之间温度流量的平衡表现为某一区域相当部分用户室温超限，则智能监控程序授权一级管网的一级调节阀自行调节换热站之间的热量分配，通过所述一级调节阀与热量表测得的交换热量为基准，调节流量，使该换热站的交换热量与所辖用户的总热量平衡；

所述换热站总需热量与热源供热量的平衡表现为所述某一区域换热站或超过所有换热站的需热量变化大于2％，需要同时增加或减少需热量时，智能监控程序则自行统计累计需热量变化，指令热源控制监测和调控系统控制热源的升高或降低热源供热量。

本发明所述末端用户之间的室内温度平衡中超过10％用户温度超限，同时过低或过高时，智能监控程序则对变频泵进行调节；当超过30％用户室温超限，则并非用户之间的热量失衡时，上位机的智能监控程序会自动关闭末端调节阀的调节开度权限，智能监控程序将变频泵和用户的智能调节阀恢复失衡前的状态，通过指令二级调节阀减小该区供热量的方式进行控制，整个调节过程可按照用户平均需热量的3％级别进行，可减小3％供热量，每减小3％的供热量，即监控一次各用户参数，直至该区域范围内总供需热力平衡，再授权末端调节阀自主调节。

本发明所述热量平衡调节法中的一级管网最大热量失调度为±1-3％，二级管网的最大热量失调度为±1-5％。

一种基于热量平衡调节法的智能监控系统，其特征在于包括上位机10、远传部件11、传感器部件12、智能调节阀组13、变频泵14和供热管网，所述供热管网包括一级管网15、二级管网16、换热站17和热源18，所述上位机10内嵌有智能监控程序，所述一级管网15和二级管网16上分别设有智能调节阀组13和传感器部件12，所述传感器部件12与智能调节阀组13相连接，所述智能调节阀组13经远程部件11与上位机10相连接，所述变频泵14经热源控制监测和调控系统19和上位机10中的智能监控程序指令控制热源18的输出，当发生整个楼宇甚至整个区域温度高或二级调节阀关小的普遍现象，智能监控程序发出降低变频泵的频率指令，一方面减小二级管网16的整体流速，则分支回路的流量立刻随之下降，用户供热量快速平衡；另一方面换热站一级管网15的一级调节阀关小，实现了换热站处的流量、温度、压力平衡，所述上位机10中的智能监控程序通过自动分析传感器部件12上传的参数进行判断，判断是哪种失衡，而后选用合适的方案并发出控制指令，通过远传部件11指令热源控制监测和调控系统19、变频泵14和智能调节阀组13调节目标，并能自动解除和\或授权智能调节阀组的调节权限，使整个供热管网的热量自动调节平衡，不但大大节约了人工成本和热量消耗，而且还使用户快速解决了热量需求。

本发明所述智能调节阀组13至少包括一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀，所述一级管网与热源相连接，一级管网调节阀调节将热源热量分配至各个换热站；所述二级管网经二级管网楼宇调节阀和用户调节阀将换热站的热量分配至各个楼宇的用户20，所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相对应的管路上分别设有传感器部件，所述传感器部件分别与所述一级管网调节阀、二级管网楼宇调节阀和用户调节阀相连接。以利于对供热管网的流量温度大小进行自动调节。

本发明所述的远传部件11为通用的通讯工具和协议，采用集中器和采集器，使用通用GPRS、以太网等多种方式传输各处参数信息到各种传感器部件，将智能监控程序的指令传到各个可控部件。

本发明所述传感器部件12包含压力表、温度传感器、流量计和热量表，此类部件都是通用产品，带有电流或电压输出，实时将信息通过远传部件传递至各种传感器部件，其结构和连接关系不再赘述。

如附图2、3、4所述，本发明所述一级管网调节阀或二级管网楼宇调节阀或用户调节阀包括壳体，所述壳体是由上盖1和下盒4密封连接而成，所述壳体内设有控制线路板2、电位器6、主动齿轮7、从动齿轮、固定板和旋转执行器3，所述旋转执行器3和电位器6分别固定在固定板上，所述控制线路板2上设有旋转执行器控制单元P3、旋转角度测控单元P4、通讯单元P5、传感器信号处理单元P6、微处理单元、按键单元P7和电源控制单元P2，所述电位器6的输出轴上端与从动齿轮相连接，所述电位器6经导线与旋转角度测控单元P4和旋转执行器控制单元P3相连接，所述旋转执行器3中的伺服电机轴上设有主动齿轮7，所述主动齿轮7与从动齿轮相连接，所述电源控制单元P2分别为旋转执行器控制单元P3、旋转角度测控单元P4、通讯单元P5、传感器信号处理单元P6、微处理单元P8、按键单元P7供电，所述旋转执行器控制单元P3、旋转角度测控单元P4、通讯单元P5、传感器信号处理单元P6、按键单元P7分别连接微处理单元P8，所述旋转执行器控制单元P3和电源控制单元P2分别与旋转执行器3相连接，通过所述电源控制单元P2对旋转执行器3的瞬时启动提供稳定电流，通过所述旋转执行器控制单元P3和和旋转角度测控单元P4通过电位器实现5°-85°区间内1％的控制精度和1‰的显示精度，并反馈扭矩变化信号或停机，防止扭矩过大导致旋转执行器或阀门的损坏，通过所述传感器信号处理单元P6接收温度传感器、压力\压差传感器或变送器、热量表、流量计的电流信号并上传至微处理单元进行比对处理后，通过通讯单元P5远传到上位机，并可通过所述按键单元P7实现快速功能切换和可变参数的修改设置，达到可实时控制阀门开关达到设定的流量(或压力、压差、温度)，满足现场和设计要求、配合供热平衡系统，上传自身信息或接收管网系统性的控制要求，实现了管网的供热平衡，同时满足节能、降耗、减排的要求，本发明所述通讯单元P5可配备M-Bus通讯接口，以支持单总线或无线通讯。

本发明所述微处理单元采用所述16位MSP430F448单片机，以达到快速处理实时信息，完成信号响应的作用。

如附图5所示，本发明所述电源控制单元P2包括交流24V电源、高频变压器、整流桥U1、电阻R20、R21、R23、R23b、R24、R25、R26、负载电阻R30、电容CE2、CE3、CE5、电源芯片和二极管D10，所述整流桥U1的3脚和4脚分别接交流24V电源、2脚接高频变压器初级线圈的电源地，1脚接高频变压器初级线圈的正极，所述电容CE5接高频变压器初级线圈的电源地和电源正极之间，作为滤波用，所述电阻R20一端接电阻R21，另一端接整流桥U1的第一引脚，所述电阻R21另一端接电源芯片的VDD脚，所述电容CE4一端接电源芯片的VDD脚，另一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电容C12一端接电源芯片的COMP脚，一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电阻R24一端接电源芯片的CS脚，一端接高频变压器初级线圈的电源地，所述电容C14、电阻R23和电阻R23b一端分别接电源芯片的INV脚，一端分别接高频变压器初级线圈的电源地，以达到调整电阻参数，改变电源输出电压的作用，所述电容C13和电阻R25一端分别接高频变压器初级线圈的电源正，另一端分别接电阻R26，所述电阻R26另一端接二极管D2负极，二极管D2正极接电源芯片的5、6脚，二极管D10正极接高频变压器次级线圈一端，负极接负载电阻R30和电容CE2、CE3的一端，为输出电源正极，所述辅助电阻R30、电容CE2、电容CE3的另一端接高频变压器次级线圈的另一端，为输出电源负极。

如附图6所示，本发明所述旋转执行器控制单元P3包括伺服电机、继电器K1、K2，电阻R31、R32、二极管D5、三极管Q1、Q3，所述三极管Q1的基极1通过电阻R31连接单片机引脚，集电极3脚连接继电器K1线圈5脚，控制继电器K1动作，二极管D5连接继电器K1的线圈2脚和5脚，防止继电器开关瞬间高压，三极管Q3的基极1通过电阻R32连接单片机引脚，集电极3脚连接继电器K2线圈5脚，控制继电器K2动作，二极管D11连接继电器K2的线圈2脚和5脚，防止继电器开关瞬间高压，继电器K1的公共触点6接电源控制单元的交流24V电源，继电器K1常闭触点4连接继电器K2的公共触点6，继电器K1的常开触点连接伺服电机的关电源线，控制伺服电机关闭；继电器K2的常开触点连接电机的开电源线，控制电机打开。

如附图7所示，本发明所述传感器信号处理单元P6包括包括电阻R64、电容、模拟开关4052，所述模拟开关4052的9、10引脚连接单片机，是通断选择端，可由单片机控制选择A0B0—A3B3中的一个通道打开，其引脚6是使能端，连接单片机，由单片机控制模拟开关是否工作，其引脚3是电流输入端，接恒流源，13脚是输出端，接单片机，以检测打开通道的电阻，所述电阻R64连接在单片机中的通道A0B0中，作为标准电阻，在模拟开关的2脚、4脚、5脚分别接温度传感器一端，温度传感器另一端都接线路板地线，电容C33、C34、C35一端分别接线路板地线，另一端分别接4052的11脚、14脚、15脚，做滤波功能。

如附图8所示，本发明所述旋转及开度测控单元包括包括电位器VR1或VR2、电阻R14、R15和电容C6、C7，所述电位器VR1和VR2可根据客户要求选其一，电阻R15一端与电位器连接，一端与单片机引脚P3.6连接，以控制电位器的电源通断，电容C7一端接电源地，另一端接单片机引脚P3.6，以达到滤波的作用，所述电位器的另一端接电源地。电阻R14一端接电位器的滑动端，另一端接单片机ADC输入引脚A5，以达到测量电压的作用，所述电容C6一端接电源地，另一端接单片机A5脚，以达到滤波的作用，通过电位器滑动端位置的改变而引起A5处电压的变化，从而计算出开度的变化。

如附图9所示，本发明所述通讯单元包括485芯片3082、电阻R3 R4 R5、二极管BD3、BD4、BD7保护管PTC1、PTC2，电阻R3一端接485芯片3082的电源VCC，另一端接485芯片3082的第4脚D，485芯片3082的DE和RE连接在一起，然后一起连接到单片机引脚，作为读写控制端，所述电阻R4一端接485芯片3082的B端，另一端接电源地，做为B脚的下拉电阻，所述电阻R5一端接电源正极，另一端接485芯片3082的A引脚，作为A脚的上拉电阻，所述二极管BD3、BD4一端分别接电源地，另一端的二极管BD3接485芯片3082的A脚、二极管BD4接485芯片3082的B脚，所述二极管BD7两端分别接485芯片3082的A、B脚，所述保护管PTC1和保护管PTC2一端分别接485芯片3082的A、B脚，另一端为485芯片3082的通讯对外的输入端和输出端。在通讯过程中，通过二极管BD3、BD4、BD7和保护管PTC1、PTC2对电路过压起到保护作用。

本发明还可在所述旋转执行器的主动齿轮下端一侧设有扇形开度盘5，所述扇形开度盘外壁设有刻度层，所述壳体一侧设有透明的开度窗口，所述开度窗口与扇形开度盘的刻度层相对应，以利于通过开度窗口，直观的查看旋转的开度。

本发明还可在所述固定板上设有限位开关，所述限位开关与扇形开度盘两侧相对应，以利于限制扇形开度盘的旋转极限，达到防止扭矩过大导致旋转执行器或阀门的损坏。

本发明所述旋转执行器是由直流电机和减速齿轮箱组成，所述直流电机和减速齿轮箱的连接关系与现有技术相同，此不赘述。

实施例：

某热力站供给10个换热站，每个换热站下设1000用户。

1.单一区域内，当个别用户室内温度过低则用户的智能调节阀将按照单户热量3％自行调大流量，直至该用户温度合格，这一过程同楼宇的用户热量变化在0.5％以下，对该二级管网基本无影响。

2.当同一个二级管网内超过10％用户温度过低超限3％，智能监控软件则指令变频泵进行调节，增大流量，并通过智能调节阀调节同管路用户的平衡。

3.当同一个二级管网内超过30％用户室温过低超限3％，即本二级管网供热量相差约1％，智能监控软件指令变频泵和用户的智能调节阀恢复失衡前的状态，并指令一级管网智能调节阀开大该换热站支路流量，增大该二级管网的供热量，对其他换热站二级管网的影响在0.1％级别。

4.当环境整体变化或局部区域剧烈变化，导致多个二级管网需热量或某二级管网所在区域需热量变化缺口达到总供热量的2％，以本例，即单一换热站缺热量为20％或一半换热站缺热量为4％或所有换热站缺热量为2％，智能监控软件回收一级管网智能控制阀调节权限，指令热源控制监测和调控系统增产，提高供热量，最终实现热源、换热站、用户三者的热量平衡，最终达到末端用户快速供需平衡，获得舒适的室内温度，热力公司也能及时调整供热量，满足节能、降耗、减排的要求。

本发明由于采用上述方法和结构，消除了水力失衡，解决了水力平衡、热力平衡、热量平衡逐步深入的繁琐的调节的实质性不足，实现了换热站处的流量、温度、压力平衡，具有突出的节能降耗的特点和显著的进步。

Claims (2)

1.一种热量平衡调节法，其特征在于通过调节末端用户之间的室内温度平衡，不同换热站之间温度流量的平衡，换热站需热量与热源供热量的平衡，最终实现末端用户需热量与总供热量的快速平衡，所述末端用户之间的室内温度平衡表现为同一区域内，同一分支环路的用户相互耦合，通过传感器部件识别，将分支环路中采集的流量温度上传至末端调节阀中，末端调节阀再通过远程部件将信息上传至上位机中，而后再选用合适的方案，当个别用户室内温度过低或过高，上位机中的智能监控程序自动分析上传的参数，判断是哪种失衡，再通过远传部件指令热源控制监测和调控系统、变频泵和智能调节阀调节目标，并授权用户末端调节阀自行调节，所述不同换热站之间温度流量的平衡表现为某一区域相当部分用户室温超限，则智能监控程序授权一级管网的一级调节阀自行调节换热站之间的热量分配，通过所述一级调节阀与热量表测得的交换热量为基准，调节流量，使该换热站的交换热量与所辖用户的总热量平衡，所述换热站总需热量与热源供热量的平衡表现为所述某一区域换热站或超过所有换热站的需热量变化大于2％，需要同时增加或减少需热量时，智能监控程序则自行统计累计需热量变化，指令热源控制监测和调控系统控制热源的升高或降低热源供热量，所述末端用户之间的室内温度平衡中超过10％用户温度超限，同时过低或过高时，智能监控程序则对变频泵进行调节；当超过30％用户室温超限，则并非用户之间的热量失衡时，上位机的智能监控程序会自动关闭末端调节阀的调节开度权限，智能监控程序将变频泵和用户的智能调节阀恢复失衡前的状态，通过指令上级调节阀减小该区供热量的方式进行控制，整个调节过程可按照用户平均需热量的3％级别进行，每调节3％的供热量，即监控一次各用户参数，直至该区域范围内总供需热力平衡，再授权末端调节阀自主调节，达到各户热量平衡。

2.根据权利要求1所述的一种热量平衡调节法，其特征在于所述热量平衡调节法中的一级管网最大热量失调度为±1-3％，二级管网的最大热量失调度为±1-5％。

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