CN109681958B - 一种地暖分水控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地暖分水控制系统，其特征在于包括采集模块、流量采集模块、进水口计算模块、回水口计算模块和分配模块；本发明的一种地暖分水控制系统，自动化程度高，控制及时且精准，可满足地暖采暖舒适性和安全性的要求，具备广阔市场前景。

Description

一种地暖分水控制系统

技术领域

本发明涉及一种地暖采暖领域，尤其涉及一种地暖分水控制系统。

背景技术

地暖是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的的采暖方式。

目前的地暖盘管供热系统中，供热总管通过分集水器形成多个地暖支路，不同地暖支路为不同区域提供热媒以供暖；使用人员通过调节不同地暖支路的流量来控制对不同区域的供热量，从而调控制不同区域的温度，目前一般采用人工调整或采集通过房间温度进行负反馈调整，前者依赖于使用人员的经验，精度低，不准确；后者操作步骤较为复杂且具有滞后性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种地暖分水控制系统，其特征在于，包括温度采集模块、流量采集模块、进水口计算模块、回水口计算模块和分配模块；

(1)温度采集模块，用于分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；

(2)流量采集模块，用于分别采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量；流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，电磁干扰修正装置根据下列公式一修正电磁流量计的输出电压；

公式一：

其中，V₀为电磁干扰修正装置的输出电压，V为电磁流量计的输出电压，x_i是指第i个电磁流量计的共模干扰系数，x是指共模干扰，y_i是指第i个电磁流量计的差模干扰系数，y_i在0与1之间，y是指差模x_i在0与1之间干扰，i是指第i个地暖支路，1<i≤n-1，n是地暖支路总数；

(3)进水口计算模块，用于计算最不利地暖支路进水口与对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及最不利地暖支路回水口与对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

(4)回水口计算模块，用于将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

进水口采集子模块用于分别采集最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

进水口计算子模块，用于计算最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将平均温度比进行限幅计算；

回水口采集子模块，用于根据计算后的平均温度比以及实际温度，采集流量系数，流量系数表征实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

回水口采集子模块包括流阻采集子模块和流量系数计算子模块；

流阻采集子模块用于分别采集参考流阻和实际流阻；参考流阻为参考温度下热媒在地暖支路中的流阻，实际流阻为实际温度下热媒在地暖支路中的流阻；

回水口计算子模块，用于将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值与流量系数相乘后进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

流量系数计算子模块，用于根据计算后的平均温度比、参考流阻以及实际流阻，计算流量系数；

(5)分配模块，用于按照热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；

水泵转速采集子模块，用于采集地暖支路中末端水泵的转速；

判断子模块，用于判断转速是否大于设定值；

设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为最不利地暖支路或对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

水泵转速计算子模块，用于当转速小于或等于设定值时，将热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；

当转速大于设定值时，分配子模块令热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当转速小于或等于设定值时，分配子模块按照计算后的热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配子模块在分配热媒流量时，利用流量采集模块采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。

一种分水控制方法应用于地暖分水控制系统，包括以下步骤：

S1、温度采集模块分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；流量采集模块分别采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量；流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，电磁干扰修正装置修正电磁流量计的输出电压；

S2、进水口计算模块计算最不利地暖支路进水口与对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及最不利地暖支路回水口与对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

S3、回水口计算模块将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S31、回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

S32、进水口采集子模块分别采集最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

S33、进水口计算子模块计算最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将平均温度比进行限幅计算；

S34、回水口采集子模块根据计算后的平均温度比以及实际温度，采集流量系数，流量系数表征实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

S35、回水口采集子模块包括流阻采集子模块和流量系数计算子模块；流阻采集子模块分别采集参考流阻和实际流阻；参考流阻为参考温度下热媒在地暖支路中的流阻，实际流阻为实际温度下热媒在地暖支路中的流阻；回水口计算子模块将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值与流量系数相乘后进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S36、流量系数计算子模块根据计算后的平均温度比、参考流阻以及实际流阻，计算流量系数；

S4、分配模块按照热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

S41、分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；水泵转速采集子模块采集地暖支路中末端水泵的转速；

判断子模块判断转速是否大于设定值；设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为最不利地暖支路或对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

S42、水泵转速计算子模块当转速小于或等于设定值时，将热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；当转速大于设定值时，分配子模块令热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当转速小于或等于设定值时，分配子模块按照计算后的热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配子模块在分配热媒流量时，利用流量采集模块采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。

本发明的有益效果是：本发明的一种地暖分水控制系统，自动化程度高，控制及时且精准，可满足地暖采暖舒适性和安全性的要求，具备广阔市场前景。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明采取的技术方案是：一种地暖分水控制系统，其特征在于，包括温度采集模块、流量采集模块、进水口计算模块、回水口计算模块和分配模块；

(1)温度采集模块，用于分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；

(2)流量采集模块，用于分别采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量；流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，电磁干扰修正装置根据下列公式一修正电磁流量计的输出电压；

公式一：

其中，V₀为电磁干扰修正装置的输出电压，V为电磁流量计的输出电压，x_i是指第i个电磁流量计的共模干扰系数，x是指共模干扰，y_i是指第i个电磁流量计的差模干扰系数，y_i在0与1之间，y是指差模x_i在0与1之间干扰，i是指第i个地暖支路，1<i≤n-1，n是地暖支路总数；

(3)进水口计算模块，用于计算最不利地暖支路进水口与对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及最不利地暖支路回水口与对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

(4)回水口计算模块，用于将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

进水口采集子模块用于分别采集最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

进水口计算子模块，用于计算最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将平均温度比进行限幅计算；

回水口采集子模块，用于根据计算后的平均温度比以及实际温度，采集流量系数，流量系数表征实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

回水口采集子模块包括流阻采集子模块和流量系数计算子模块；

流阻采集子模块用于分别采集参考流阻和实际流阻；参考流阻为参考温度下热媒在地暖支路中的流阻，实际流阻为实际温度下热媒在地暖支路中的流阻；

回水口计算子模块，用于将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值与流量系数相乘后进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

流量系数计算子模块，用于根据计算后的平均温度比、参考流阻以及实际流阻，计算流量系数；

(5)分配模块，用于按照热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；

水泵转速采集子模块，用于采集地暖支路中末端水泵的转速；

判断子模块，用于判断转速是否大于设定值；

设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为最不利地暖支路或对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

水泵转速计算子模块，用于当转速小于或等于设定值时，将热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；

当转速大于设定值时，分配子模块令热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当转速小于或等于设定值时，分配子模块按照计算后的热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配子模块在分配热媒流量时，利用流量采集模块采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。

一种分水控制方法应用于地暖分水控制系统，包括以下步骤：

S1、温度采集模块分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；流量采集模块分别采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量；流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，电磁干扰修正装置修正电磁流量计的输出电压；

S2、进水口计算模块计算最不利地暖支路进水口与对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及最不利地暖支路回水口与对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

S3、回水口计算模块将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S31、回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

S32、进水口采集子模块分别采集最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

S33、进水口计算子模块计算最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将平均温度比进行限幅计算；

S34、回水口采集子模块根据计算后的平均温度比以及实际温度，采集流量系数，流量系数表征实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

S35、回水口采集子模块包括流阻采集子模块和流量系数计算子模块；流阻采集子模块分别采集参考流阻和实际流阻；参考流阻为参考温度下热媒在地暖支路中的流阻，实际流阻为实际温度下热媒在地暖支路中的流阻；回水口计算子模块将进水口温度比和回水口温度比中数值最大的比值与流量系数相乘后进行限幅计算，以获得最不利地暖支路和对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S36、流量系数计算子模块根据计算后的平均温度比、参考流阻以及实际流阻，计算流量系数；

S4、分配模块按照热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

S41、分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；水泵转速采集子模块采集地暖支路中末端水泵的转速；

判断子模块判断转速是否大于设定值；设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为最不利地暖支路或对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

S42、水泵转速计算子模块当转速小于或等于设定值时，将热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；当转速大于设定值时，分配子模块令热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当转速小于或等于设定值时，分配子模块按照计算后的热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

分配子模块在分配热媒流量时，利用流量采集模块采集最不利地暖支路和对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。

上述对实施例的描述是为了便于所述技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应所述在本案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种地暖分水控制系统，其特征在于，包括温度采集模块、流量采集模块、进水口计算模块、回水口计算模块和分配模块；

(1)所述温度采集模块，用于分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；

(2)所述流量采集模块，用于分别采集所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的流量；所述流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，所述电磁干扰修正装置根据下列公式一修正所述电磁流量计的输出电压；

公式一：

其中，V₀为所述电磁干扰修正装置的输出电压，V为所述电磁流量计的输出电压，x_i是指第i个所述电磁流量计的共模干扰系数，x是指共模干扰，y_i是指所述第i个所述电磁流量计的差模干扰系数，所述y_i在0与1之间，y是指差模所述x_i在0与1之间干扰，i是指第i个所述地暖支路，1<i≤n-1，n是所述地暖支路总数；

(3)所述进水口计算模块，用于计算所述最不利地暖支路进水口与所述对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及所述最不利地暖支路回水口与所述对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

(4)所述回水口计算模块，用于将所述进水口温度比和所述回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

所述回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

所述进水口采集子模块用于分别采集所述最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和所述对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

所述进水口计算子模块，用于计算所述最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和所述对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将所述平均温度比进行限幅计算；

所述回水口采集子模块，用于根据计算后的所述平均温度比以及所述实际温度，采集流量系数，所述流量系数表征所述实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

所述回水口采集子模块包括流阻采集子模块和所述流量系数计算子模块；

所述流阻采集子模块用于分别采集参考流阻和实际流阻；所述参考流阻为参考温度下热媒在所述地暖支路中的流阻，所述实际流阻为所述实际温度下热媒在所述地暖支路中的流阻；

所述回水口计算子模块，用于将所述进水口温度比和所述回水口温度比中数值最大的比值与所述流量系数相乘后进行限幅计算，以获得所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

所述流量系数计算子模块，用于根据计算后的所述平均温度比、所述参考流阻以及所述实际流阻，计算所述流量系数；

(5)所述分配模块，用于按照所述热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

所述分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；

所述水泵转速采集子模块，用于采集所述地暖支路中末端水泵的转速；

所述判断子模块，用于判断所述转速是否大于设定值；

设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为所述最不利地暖支路或所述对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

所述水泵转速计算子模块，用于当所述转速小于或等于所述设定值时，将所述热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使所述热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；

当所述转速大于所述设定值时，所述分配子模块令所述热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当所述转速小于或等于所述设定值时，所述分配子模块按照计算后的所述热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

所述分配子模块在分配热媒流量时，利用所述流量采集模块采集所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。

2.一种分水控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的一种地暖分水控制系统，所述系统包括温度采集模块、流量采集模块、进水口计算模块、回水口计算模块和分配模块；所述方法包括以下步骤：

S1、所述温度采集模块分别采集最不利地暖支路中最不利地暖支路进水口和最不利地暖支路回水口、所述对比地暖支路中对比地暖支路进水口和对比地暖支路回水口的温度；所述流量采集模块分别采集所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的流量；所述流量采集模块包括电磁流量计和电磁干扰修正装置，所述电磁干扰修正装置修正所述电磁流量计的输出电压；

S2、所述进水口计算模块计算所述最不利地暖支路进水口与所述对比地暖支路进水口的温度的进水口温度比，以及所述最不利地暖支路回水口与所述对比地暖支路回水口的温度的回水口温度比；

S3、所述回水口计算模块将所述进水口温度比和所述回水口温度比中数值最大的比值进行限幅计算，以获得所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S31、所述回水口计算模块包括进水口采集子模块、进水口计算子模块、回水口采集子模块和回水口计算子模块；

S32、所述进水口采集子模块分别采集所述最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和所述对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值以及实际温度；

S33、所述进水口计算子模块计算所述最不利地暖支路的进、回水口温度的算术平均值和所述对比地暖支路的进、回水口温度的算术平均值的平均温度比，并将所述平均温度比进行限幅计算；

S34、所述回水口采集子模块根据计算后的所述平均温度比以及所述实际温度，采集流量系数，所述流量系数表征所述实际温度下的热媒粘度对流量分配的影响能力；

S35、所述回水口采集子模块包括流阻采集子模块和所述流量系数计算子模块；所述流阻采集子模块分别采集参考流阻和实际流阻；所述参考流阻为参考温度下热媒在所述地暖支路中的流阻，所述实际流阻为所述实际温度下热媒在所述地暖支路中的流阻；所述回水口计算子模块将所述进水口温度比和所述回水口温度比中数值最大的比值与所述流量系数相乘后进行限幅计算，以获得所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的热媒流量分配占比系数；

S36、所述流量系数计算子模块根据计算后的所述平均温度比、所述参考流阻以及所述实际流阻，计算所述流量系数；

S4、所述分配模块按照所述热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

S41、所述分配模块包括水泵转速采集子模块、判断子模块、水泵转速计算子模块和分配子模块；所述水泵转速采集子模块采集所述地暖支路中末端水泵的转速；

所述判断子模块判断所述转速是否大于设定值；所述设定范围的下限值为x/(1-x)，上限值为(1-x)/x，其中，x为所述最不利地暖支路或所述对比地暖支路中热媒流量分配的最低占比；

S42、所述水泵转速计算子模块当所述转速小于或等于所述设定值时，将所述热媒流量分配占比系数进行限幅计算，以使所述热媒流量分配占比系数的数值控制在设定范围内；当所述转速大于所述设定值时，所述分配子模块令所述热媒流量分配占比系数的数值为1，并按照该数值进行分配热媒流量；

当所述转速小于或等于所述设定值时，所述分配子模块按照计算后的所述热媒流量分配占比系数分配热媒流量；

所述分配子模块在分配热媒流量时，利用所述流量采集模块采集所述最不利地暖支路和所述对比地暖支路的流量数据进行负反馈调节。