CN110375381A - 一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法，其结构包括：智能温控阀门，智能温控阀门执行器，超声波热量表，上位机系统，远传系统和典型室内温度采集器。本发明智能温控阀门依据流量控制阈值形成本地控制方法；上位机系统通过典型室内温度采集器获得楼宇内用户室内温度，依据最低温度判定是否达到预设的室内温度值，对温控阀控制阈值进行修正，形成远程二级调控方案。通过本地和远程的两极调控方案，最终使整楼所有用户用热均衡，均达到供热要求。

Description

一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及供热计量技术领域，具体为一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法。
背景技术
供热计量与温控一体化综合节能管理系统以节能、降耗、节费为目的，由热量表计量、供热温度控制、数据采集远传等子系统组成，目前，对于供热温度控制子系统采用智能温控阀和室内温控面板组成，用户通过设置室内温控面板的温度，从而控制温控阀的方式实现。
采用智能温控阀和室内温控面板。存在主要问题有：
1.温控阀和室内温控面板需成套配置，建设成本较高；
2.在实际使用过程中，由于误操作或者其他人为因素，导致温控面板失效，温控阀控制失效，使整个温控一体化系统失效。
3.智能温控阀依据室内温度实施调节，导致供水流量实时变化，造成整体管网水力波动，为二网水利调节带来困难。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于流量控制的智能温控系统，包括：
智能温控阀门，其开度可调节，安装在管道井内入户供热回水管道上，
智能温控阀门执行器，安装到所述智能温控阀门上，用于调节所述智能温控阀门的开度；
上位机系统，包括处理器，用于设定温度以及控制所述智能温控阀门的开度；
超声波热量表，安装在进水管道上，用于采集入户流量数据并上传至上位机系统；
远传系统，通过无线网络与所述上位机系统连接，通过总线与所述智能温控阀门执行器连接，并可向所述智能温控阀门执行器下达控制指令；
典型室内温度采集器，安装在楼宇内，用于获取用户室内温度，并通过无线传输方式将室内温度传输至所述上位机系统。
进一步地，所述上位机系统还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器连接，用于显示设定温度值或房间实时温度值。
进一步地，所述智能温控阀门具有多级调节，所述智能温控阀门执行器包括驱动电机，所述驱动电机与所述智能温控阀门连接，所述驱动电机驱动所述智能温控阀门逐级调节。
根据本发明的另一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于流量控制的智能控制方法，包括如下步骤：
S01，供暖开始，上位机系统依据建筑供暖设计下达流量控制阈值F0到智能温控阀门；
S02，超声波热量表采集入户流量并上传至上位机系统，上位机系统将入户流量值Fw下达到智能温控阀门；
S03，智能温控阀门根据接收到的F0和Fw，进行阀门开度控制，具体的控制方案如下：
当F0<Fw时，流量偏高，减小智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机减小1级开度；
当F0>Fw时，流量偏低，增大智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机增大1级开度；
延迟一段时间Td，等待供热户内一次循环的完成；
再循环进行S02-S03的调控手段，直至Fw和F0的差值在Fm的范围内，停止调节；
S04，上位机系统根据采集的典型室内温度Tem，判断室温温度情况，对比室温设定Tset,进而调节温控阀执行器的流量阈值，具体方案如下：
当Tem>Tset，供热热量高，户内温度过高，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值降低，调整之后的流量控制阈值F1＝F0-(Tem-Tset)*Fx；
当Tem<Tset，供热热量低，户内温度过低，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值增大，调整之后的流量控制阈值F1＝F0+(Tset-Tem)*Fx；
其中，Fx为流量调整值，单位为m3/(h·K)，Fx估算值为：
式中，C空为空气的定容比热，A-房间面积，H-房间高度，ρ空为空气密度，h进为供暖进水焓值，h回为回水焓值，ρ水为供水的密度；
S05，流量阈值调整之后，系统自动从S01开始执行，重新调整阀门开度；
S06，直至Tem和Tset的差值在0.5℃以内，停止调节，此时锁定阀门开度，流量调节结束。
S07，在用户阀门开度锁定的情况下，供热管网依据环境温度调整回水温度，采用经验公式进行调节，普通采暖基准回水温度y＝(48-5x/6)±3；地板采暖方式y＝(40-5x/6)±3；其中：y代表回水温度，x是环境温度。单位均为℃。
进一步地，Tem取所有典型室温采集最低温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明示例的一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法，采用量调节和质调节两种调节方式相结合的方式进行调节。智能温控阀门通过流量控制阈值自主调节阀门开度，从而控制入户流量，达到供热水力平衡，相比其他方案建设成本低，控制效果好；在保证水力平衡的前提下，供热管网通过供回水温度调节方法进行质调节，达到热力平衡。
2、本发明示例的一种基于流量控制的智能温控系统及其控制方法，采用本地调控和远程两极调控的方法。智能温控阀门依据流量控制阈值形成本地控制方法；上位机系统通过典型室内温度采集器获得楼宇内用户室内温度，依据最低温度判定是否达到预设的室内温度值，对温控阀控制阈值进行修正，形成远程二级调控方案；通过本地调控和远程的两极调控方案，最终使整楼所有用户用热均衡，均达到供热要求。
附图说明
图1为本发明实施例的结构原理图；
图2为本发明实施例的工作流程图。
图中，1-智能温控阀门，2-智能温控阀门执行器，3-超声波热量表，4-上位机系统，5-远传系统，6-典型室内温度采集器，7-显示屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，
一种基于流量控制的智能温控系统，包括：
智能温控阀门1，其开度可调节，安装在管道井内入户供热回水管道上，
智能温控阀门执行器2，安装到智能温控阀门1上，用于调节智能温控阀门1的开度；智能温控阀门1具有多级调节，智能温控阀门执行器2包括驱动电机，驱动电机与智能温控阀门1连接，驱动电机驱动智能温控阀门1逐级调节。
超声波热量表3，安装在进水管道上，用于采集入户流量数据；上位机系统4，包括处理器，用于设定温度以及控制所智能温控阀门1的开度；远传系统5通过无线网络与上位机系统4连接，通过总线与智能温控阀门执行器2连接，并可向智能温控阀门执行器2下达控制指令；
典型室内温度采集器6，安装在楼宇内，用于获取用户室内温度，并通过无线传输方式将室内温度传输至上位机系统4。上位机系统4还包括显示屏7，显示屏7与处理器连接，用于显示设定温度值或房间实时温度值。
如图2所示，
一种基于流量控制的智能控制方法，包括如下步骤：
S01，供暖开始，上位机系统依据建筑供暖设计下达流量控制阈值F0到智能温控阀门；
S02，超声波热量表采集入户流量并上传至上位机系统，上位机系统将入户流量值Fw下达到智能温控阀门；
S03，智能温控阀门根据接收到的F0和Fw，进行阀门开度控制，具体的控制方案如下：
当F0<Fw时，流量偏高，减小智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机减小1级开度；
当F0>Fw时，流量偏低，增大智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机增大1级开度；
延迟一段时间Td，等待供热户内一次循环的完成；
再循环进行S02-S03的调控手段，直至Fw和F0的差值在Fm的范围内，停止调节；
S04，上位机系统根据采集的典型室内温度Tem，判断室温温度情况，对比室温设定Tset,进而调节温控阀执行器的流量阈值，具体方案如下：
Tem取所有典型室温采集最低温度，
当Tem>Tset，供热热量高，户内温度过高，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值降低，调整之后的流量控制阈值F1＝F0-(Tem-Tset)*Fx；
当Tem<Tset，供热热量低，户内温度过低，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值增大，调整之后的流量控制阈值F1＝F0+(Tset-Tem)*Fx；
其中，Fx为流量调整值，单位为m3/(h·K)，Fx估算值为：
式中，C空为空气的定容比热，A-房间面积，H-房间高度，ρ空为空气密度，h进为供暖进水焓值，h回为回水焓值，ρ水为供水的密度；
S05，流量阈值调整之后，系统自动从S01开始执行，重新调整阀门开度；
S06，直至Tem和Tset的差值在0.5℃以内，停止调节，此时锁定阀门开度，流量调节结束。
S07，在用户阀门开度锁定的情况下，供热管网依据环境温度调整回水温度，采用经验公式进行调节，普通采暖基准回水温度y＝(48-5x/6)±3；地板采暖方式y＝(40-5x/6)±3；其中：y代表回水温度，x是环境温度。单位均为℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于流量控制的智能温控系统，其特征在于，包括：
智能温控阀门，其开度可调节，安装在管道井内入户供热回水管道上，
智能温控阀门执行器，安装到所述智能温控阀门上，用于调节所述智能温控阀门的开度；
上位机系统，包括处理器，用于设定温度以及控制所述智能温控阀门的开度；
超声波热量表，安装在进水管道上，用于采集入户流量数据并上传至上位机系统；
远传系统，通过无线网络与所述上位机系统连接，通过总线与所述智能温控阀门执行器连接，并可向所述智能温控阀门执行器下达控制指令；
典型室内温度采集器，安装在楼宇内，用于获取用户室内温度，并通过无线传输方式将室内温度传输至所述上位机系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于流量控制的智能温控系统，其特征在于，所述上位机系统还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器连接，用于显示设定温度值或房间实时温度值。
3.根据权利要求1所述的一种基于流量控制的智能温控系统，其特征在于，所述智能温控阀门具有多级调节，所述智能温控阀门执行器包括驱动电机，所述驱动电机与所述智能温控阀门连接，所述驱动电机驱动所述智能温控阀门逐级调节。
4.一种基于流量控制的智能温控控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01，供暖开始，上位机系统依据建筑供暖设计下达流量控制阈值F0到智能温控阀门；
S02，超声波热量表采集入户流量并上传至上位机系统，上位机系统将入户流量值Fw下达到智能温控阀门；
S03，智能温控阀门根据接收到的F0和Fw，进行阀门开度控制，具体的控制方案如下：
当F0<Fw时，流量偏高，减小智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机减小1级开度；
当F0>Fw时，流量偏低，增大智能温控阀门的开度，温控阀执行器控制单元驱动电机增大1级开度；
延迟一段时间Td，等待供热户内一次循环的完成；
再循环进行S02-S03的调控手段，直至Fw和F0的差值在Fm的范围内，停止调节；
S04，
当Tem>Tset，供热热量高，户内温度过高，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值降低，调整之后的流量控制阈值F1＝F0-(Tem-Tset)*Fx；
当Tem<Tset，供热热量低，户内温度过低，需要调整流量控制阈值F0,将流量控制阈值增大，调整之后的流量控制阈值F1＝F0+(Tset-Tem)*Fx；
其中，Fx为流量调整值，单位为m3/(h·K)，Fx估算值为：
式中，C空为空气的定容比热，A-房间面积，H-房间高度，ρ空为空气密度，h进为供暖进水焓值，h回为回水焓值，ρ水为供水的密度；
S05，流量阈值调整之后，系统自动从S01开始执行，重新调整阀门开度；
S06，直至Tem和Tset的差值在0.5℃以内，停止调节，此时锁定阀门开度，流量调节结束。
S07，在用户阀门开度锁定的情况下，供热管网依据环境温度调整回水温度，采用经验公式进行调节，普通采暖基准回水温度y＝(48-5x/6)±3；地板采暖方式y＝(40-5x/6)±3；其中：y代表回水温度，x是环境温度。单位均为℃。
5.根据权利要求4所述的一种基于流量控制的智能温控控制方法，其特征在于，Tem取所有典型室温采集最低温度。
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