CN111474971B - 预防水流量过低的控制方法和供水机 - Google Patents

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    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems

Abstract

本发明提供一种预防水流量过低的控制方法和供水机，涉及供水机技术领域。预防水流量过低的控制方法运用于供水机，所述控制方法包括：获取机组的监控点的温升值ΔT；检测所述温升值ΔT是否达到阈值T；在所述温升值ΔT达到所述阈值T时，控制机组断电。本发明提供的控制方法，不需要再增设靶流开关，也不需要增设其它器件，成本较低，也不会对已有器件产生任何负面影响。

Description

预防水流量过低的控制方法和供水机
技术领域
本发明涉及供水机技术领域，具体而言，涉及一种预防水流量过低的控制方法和供水机。
背景技术
供水机在运行过程中，采用水作为载冷剂，可以将机组产生的热量或冷量运输至室内末端，供室内用户使用，起到制热或制冷的作用。但是，在机组的管道内水流量不足的情况下，水流量不足会导致机组的换热效果差、载冷剂回气温度过高、水泵高负荷运行等问题，将严重影响机组的可靠性。
现有的供水机中为防止管道内水流量过少，通过设置靶流开关检测管道内的水流量，在水流量过低的情况下，自动对机组断电，防止机组损坏，但是，靶流开关成本较高，且在使用过程中会带来一定的压损，导致水泵的运行功率增大。
因此，设计一种预防水流量过低的控制方法，避免管道内水流量过低、影响机组的可靠性、且成本较低、不会增大水泵的运行功率，这是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的问题是现有供水机采用靶流开关成本较高，且在使用过程中会带来一定的压损，导致水泵的运行功率增大。
为解决上述问题，第一方面，本发明实施例提供一种预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，所述控制方法包括：
获取机组的监控点的温升值ΔT；
检测所述温升值ΔT是否达到阈值T；
在所述温升值ΔT达到所述阈值T时，控制机组断电。
因为机组管道内的水流量过低，水泵的温升值、经过换热器的水的温升值等都会较大，根据实验或理论推算，能够得出各个温升值对应水流量过低时的阈值，在温升值达到阈值时，就断定管道内的水流量过低，管道内的水流量过低的情况下，如果还让机组持续运行，会导致换热效果差、载冷剂回气温度过高、水泵高负荷运行等问题，严重影响机组的可靠性，因此，需要自动控制机组断电。
此外，采用本发明提供的控制方法，不需要再增设靶流开关，也不需要增设其它器件，成本较低，也不会对已有器件产生任何负面影响。
在可选的实施方式中，所述机组的监控点的温升值ΔT为水泵的温升值Δth。
因为水泵的水流量过小时，水泵的扬程会升高，但在实际工程中需要扬程保持恒定，因此，水泵的负荷会急速增加，电机会发热升温，这样，在水泵的水流量过小时，水泵的温升值Δth会随之增大，反过来，通过获取水泵的温升值Δth，就可以清楚判定水流量是否过低，并在水流量过低时，及时控制机组断电，起到保护机组的作用。
在可选的实施方式中，所述阈值T为ΔTw+C，其中，ΔTw为水流量为70％时水泵的理论温升值，C为富余量，C的取值范围为：5℃～15℃。
在可选的实施方式中，所述阈值T为第一阈值T1，T1满足：15℃≤T＝T1＝ΔTw+C≤30℃。
因为在水泵的检验标准中，水泵的最高温度不得超过环温+35℃，即水泵的温升值不得超过35℃。在实际运行中，水泵水流量少于70％就要报警，水泵的正常温升值为ΔTw，ΔTw的取值一般为：10℃～15℃。在此基础上，需要ΔTw+C≤35℃，由于温升值未达到35℃时，水流量已经不满足需求，假设水流量与温升值的关系为直线下降，取水流量为70％时的温升值为：35℃*0.3＝10.5℃，而实际上，水流量下降时，温升值呈抛物线式上升，水流量越小，温升值越大，因此，选取C值范围为：5℃～15℃。这样，能够及时判断出水流量过小的情况，并及时采取控制机组断电的操作，避免对机组造成负面影响。
在可选的实施方式中，所述机组的监控点的温升值ΔT为经过换热器的水的温升值Δt。
因为在同等换热量的条件下，水换热前后的温差和水流量呈反比，当水流量≤70％时，水的温升值增大，所以，设定机组的监控点的温升值ΔT为经过换热器的水的温升值Δt，当Δt≥阈值T时，就可以清楚判定水流量是否过低，并在水流量过低时，及时控制机组断电，起到保护机组的作用。
在可选的实施方式中，所述阈值T为第二阈值T2，T2的取值范围为：8℃～10℃。
因为在实验中，经过换热器的水的温升值为：4℃～6℃，在此基础上增加4℃的富余量，所以，T2的取值范围为：8℃～10℃，这样，经过换热器的水的温升值Δt不超过10℃，不会引起换热效果差、热应力等问题，能够对机组起到良好的保护作用。
在可选的实施方式中，所述机组的监控点的温升值ΔT包括水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt，所述阈值T包括第一阈值T1和第二阈值T2；
所述在所述温升值ΔT达到所述阈值T时，控制机组断电的步骤包括：
在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2中任一个满足时，控制机组断电。
这样，水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt中只要任一个达到各自对应的阈值，则断定水流量过低，执行断电保护，从两个方面同时检测水流量是否过低，并在任一方面出现风险时，就启动断电保护，能够最大程度地避免机组遭到损坏，保护更加强大。
在可选的实施方式中，所述机组的监控点的温升值ΔT包括水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt，所述阈值T包括第一阈值T1和第二阈值T2；
所述在所述温升值ΔT达到所述阈值T时，控制机组断电的步骤包括：
在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2均满足时，控制机组断电。
这样，水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt中要两个值均达到各自对应的阈值，则断定水流量过低，执行断电保护，从两个方面同时检测水流量是否过低，并在两个方面都出现风险时，才启动断电保护，能够使机组尽可能地保持运行状态，在风险较大时才断电，能够保证机组的效率。
在可选的实施方式中，所述获取机组的监控点的温升值ΔT的步骤，包括：
间隔预设时长获取一次机组的监控点的温升值ΔT。
这样，能够循环检测机组的是否出现水流量过低的情况，并能够及时做出应对。
第二方面，本发明实施例提供一种供水机，所述供水机包括：
感温包，用于检测机组的监控点的温度值；
控制器，用于根据监控点的温度值获取温升值ΔT，再检测所述温升值ΔT是否达到阈值T，并在所述温升值ΔT达到所述阈值T时，控制机组断电。
这样，供水机不需要再增设靶流开关，也不需要增设其它器件，就能够及时检测到水流量是否过低，并在水流量过低时，及时控制机组断电，起到保护机组的作用。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的预防水流量过低的控制方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提供的预防水流量过低的控制方法的流程图；
图3为本发明第三实施例提供的预防水流量过低的控制方法的流程图；
图4为本发明第四实施例提供的预防水流量过低的控制方法的流程图；
图5为本发明第五实施例提供的预防水流量过低的控制方法的流程图；
图6为本发明第六实施例提供的供水机的组成示意图；
图7为扬程与水流量的关系图；
图8为经过换热器的水的温升值Δt与水流量的关系图。
附图标记说明：1-供水机；2-水泵；3-换热器；4-第一感温包；5-第二感温包；6-第三感温包；7-控制器。
具体实施方式
供水机在运行过程中，管道内水流量不足的情况下，水流量不足会导致机组的换热效果差、载冷剂回气温度过高、水泵高负荷运行等问题，将严重影响机组的可靠性。本发明的下列实施例提供一种预防水流量过低的控制方法，避免管道内水流量过低、影响机组的可靠性、且成本较低、不会增大水泵的运行功率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
请参阅图1，本实施例提供的预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，包括以下步骤：
S11：获取机组的监控点的温升值ΔT。
这里的监控点可以是水泵，也可以是换热器中的水。因为机组管道内的水流量过低，水泵的温升值、经过换热器的水的温升值等都会较大。其中，首先，检测机组的监控点的温度值，检测的工具可以是感温包，利用感温包检测到温度值，其次，经过控制器计算出监控点的温升值ΔT。
监控点的温升值ΔT间隔预设时长获取一次，预设时长可以是20秒，这样，能够循环检测机组的是否出现水流量过低的情况，并能够及时做出应对。
S12：检测温升值ΔT是否达到阈值T。
根据实验或理论推算，能够得出各个温升值对应水流量过低时的阈值。当温升值ΔT达到阈值T时，则判定管道内的水流量过低；当温升值ΔT未达到阈值T时，则判定管道内的水流量未过低。
在温升值ΔT达到阈值T时，则执行S13：控制机组断电。
在温升值ΔT达到阈值T时，则判定管道内的水流量过低，在管道内的水流量过低的情况下，如果还让机组持续运行，会导致换热效果差、载冷剂回气温度过高、水泵高负荷运行等问题，严重影响机组的可靠性，因此，需要自动控制机组断电。
当然，在温升值ΔT未达到阈值T时，则判定管道内的水流量未过低，则返回S11。
本实施例提供的预防水流量过低的控制方法的有益效果：
1.采用本实施例提供的控制方法，不需要再增设靶流开关，也不需要增设其它器件，成本较低，也不会对已有器件产生任何负面影响；
2.通过获取监控点的温升值ΔT，来判断管道内的水流量是否过低，能够得到准确的判定结果，及时检测到管道内的水流量过低的情况，并及时自动控制机组断电，避免对机组造成负面影响。
第二实施例
请参阅图2，本实施例提供的预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，包括以下步骤：
S21：获取水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt。
请参阅图7，获取水泵的温升值Δth是因为水泵的水流量过小时，水泵的扬程会升高，但在实际工程中需要扬程保持恒定，同时，根据公式：W＝Q热+Q动，在水泵运行过程中，由于Q动＝1/2*mv2+mgh，水泵中水流量小时，m值减小，Q动减小，Q热增大。因此，水泵的水流量过小时，水泵的负荷会急速增加，电机会发热升温，这样，在水泵的水流量过小时，水泵的温升值Δth会随之增大，反过来，通过获取水泵的温升值Δth，就可以清楚判定水流量是否过低。
请参阅图8，获取经过换热器的水的温升值Δt是因为在同等换热量的条件下，水换热前后的温差和水流量呈反比，当水流量≤70％时，水的温升值增大，所以，设定机组的监控点的温升值ΔT为经过换热器的水的温升值Δt，当Δt≥阈值T时，就可以清楚判定水流量是否过低。
水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt间隔预设时长获取一次，预设时长可以是20秒，这样，能够循环检测机组的是否出现水流量过低的情况，并能够及时做出应对。
S221：检测温升值Δth是否达到第一阈值T1，同时，执行S222：检测温升值Δt是否达到第二阈值T2。
因为机组管道内的水流量过低，水泵的温升值、经过换热器的水的温升值等都会较大，根据实验或理论推算，能够得出各个温升值对应水流量过低时的阈值，在温升值达到阈值时，就断定管道内的水流量过低。
其中，第一阈值T1满足：15℃≤T1＝ΔTw+C≤30℃，ΔTw为水流量为70％时水泵的理论温升值，C为富余量，C的取值范围为：5℃～15℃。第一阈值T1的设定原因在于：在水泵的检验标准中，水泵的最高温度不得超过环温+35℃，即水泵的温升值不得超过35℃。在实际运行中，水泵水流量少于70％就要报警，水泵的正常温升值为ΔTw，ΔTw的取值一般为：10℃～15℃。在此基础上，需要ΔTw+C≤35℃，由于温升值未达到35℃时，水流量已经不满足需求，假设水流量与温升值的关系为直线上升，取水流量为70％时的温升值为：35℃*0.3＝10.5℃，而实际上，水流量与温升值的关系为抛物线式上升，水流量越小，温升值越大，因此，选取C值范围为：5℃～15℃。这样，能够及时判断出水流量过小的情况，并及时采取控制机组断电的操作，避免对机组造成负面影响。
第二阈值T2的取值范围为：8℃～10℃。第二阈值T2的设定原因在于：在实验中，经过换热器的水的温升值为：4℃～6℃，实验数据统计如下表1所示：
表1
Figure BDA0002471925500000101
在温升值为：4℃～6℃的基础上增加4℃的富余量，所以，T2的取值范围为：8℃～10℃，这样，经过换热器的水的温升值Δt不超过10℃，不会引起换热效果差、热应力等问题，能够对机组起到良好的保护作用。
在温升值Δth达到第一阈值T1、温升值Δt达到第二阈值T2中任一个满足时，则执行S23：控制机组断电。
当然，在温升值Δth未达到第一阈值T1、且温升值Δt未达到第二阈值T2时，则返回S21。
这样，水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt中只要任一个达到各自对应的阈值，则断定水流量过低，执行断电保护，从两个方面同时检测水流量是否过低，并在任一方面出现风险时，就启动断电保护，能够最大程度地避免机组遭到损坏，保护更加强大。
本实施例提供的预防水流量过低的控制方法的有益效果：
1.不需要再增设靶流开关，也不需要增设其它器件，成本较低，并且不会像靶流开关一样带来一定的压损，有利于维护机组的温度，降低水泵的功耗；
2.监控点包括了水泵，获取水泵的温升值Δth为判定基础，能够更好的保护水泵；
3.温升值间隔20秒获取一次，能够快速响应，比如，水泵的温升很快，温升产生后最多20秒就能检测到，比靶流开关的响应速度快数倍；
4.水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt同时获取，实现多角度分析，对是否水流量过低的状况，掌握更及时、准确。
第三实施例
请参阅图3，本实施例提供的预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，包括以下步骤：
S31：获取水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt。
这里的S31与第二实施例中的S21相同，这里不再赘述。
S32：检测温升值Δth是否达到第一阈值T1以及温升值Δt是否达到第二阈值T2。
这里的S32与第二实施例中的S22相同，这里不再赘述。
在温升值Δth达到第一阈值T1、温升值Δt达到第二阈值T2均满足时，则执行S33：控制机组断电。在温升值Δth和温升值Δt没有均满足条件的情况下，则返回S31。
这样，水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt中要两个值均达到各自对应的阈值，则断定水流量过低，执行断电保护，从两个方面同时检测水流量是否过低，并在两个方面都出现风险时，才启动断电保护，能够使机组尽可能地保持运行状态，避免机组断电过早，在风险较大时才断电，能够保证机组的效率，在一些注重机组效率的场景中，该控制方法则具有特定的意义。
第四实施例
请参阅图4，本实施例提供的预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，包括以下步骤：
S41：获取水泵的温升值Δth。
相比于第一实施例至第三实施例，本实施例判断管道中水流量是否过低，只根据水泵的温升值Δth来判断，因此，本实施例只需要在水泵上安装感温包，并通过控制器计算出水泵的温升值Δth。
S42：检测温升值Δth是否达到第一阈值T1。
其中，第一阈值T1满足：15℃≤T1＝ΔTw+C≤30℃，ΔTw为水流量为70％时水泵的理论温升值，C为富余量，C的取值范围为：5℃～15℃。
在温升值Δth达到第一阈值T1时，则执行S43：控制机组断电。
在温升值Δth达到第一阈值T1时，控制器则判断管道内的水流量过低，及时采取控制机组断电的操作，避免对机组造成负面影响。
当然，在温升值Δth未达到第一阈值T1时，则返回S41。
本实施例提供的预防水流量过低的控制方法只根据水泵的温升值Δth，来判断管道中水流量是否过低，不仅能够判断准确，而且控制便捷、高效，特别是对于水泵耐用能力较弱的机组，采用本实施例的控制方法，能够对机组起到良好的保护作用，延长机组的使用寿命。
第五实施例
请参阅图5，本实施例提供的预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，包括以下步骤：
S51：获取经过换热器的水的温升值Δt。
相比于第一实施例至第三实施例，本实施例判断管道中水流量是否过低，只根据经过换热器的水的温升值Δt来判断，因此，本实施例只需要在换热器的入口和出口上安装感温包，并通过控制器计算出经过换热器的水的温升值Δt。
S52：检测温升值Δt是否达到第二阈值T2。
其中，第二阈值T2的取值范围为：8℃～10℃。
在温升值Δt达到第二阈值T2时，则执行S53：控制机组断电。
在温升值Δt达到第二阈值T2时，控制器则判断管道内的水流量过低，及时采取控制机组断电的操作，避免对机组造成负面影响。
当然，在温升值Δt未达到第二阈值T2时，则返回S51。
本实施例提供的预防水流量过低的控制方法只根据经过换热器的水的温升值Δt，来判断管道中水流量是否过低，不仅能够判断准确，而且控制便捷、高效，特别是对于换热器换热能力不太高的机组，采用本实施例的控制方法，能够对机组起到良好的保护作用，延长机组的使用寿命。
第六实施例
请参阅图6，本实施例提供一种供水机1，供水机1可以运用于地暖系统中。供水机1包括水泵2、换热器3、第一感温包4、第二感温包5、第三感温包6和控制器7。水泵2、换热器3、第一感温包4、第二感温包5、第三感温包6均与控制器7电连接，第一感温包4安装在水泵2上，用于检测水泵2的温度，并发送给控制器7。第二感温包5、第三感温包6分别安装在换热器3的入口和出口，用于分别检测换热器3的入口的水温和出口的水温，并发送给控制器7。
控制器7获取到第一感温包4、第二感温包5、第三感温包6的温度值后，即可计算出水泵2的温升值Δth、经过换热器3的水的温升值Δt。控制器7中预设有第一阈值T1、第二阈值T2。
控制器7则可以执行第一实施例至第五实施例中任一项提供的预防水流量过低的控制方法，在温升值达到阈值时，就断定管道内的水流量过低，并及时自动控制机组断电，避免管道内的水流量过低的情况下，仍然让机组持续运行，从而避免导致换热效果差、载冷剂回气温度过高、水泵2高负荷运行等问题。
供水机1采用上述控制方法，不需要再增设靶流开关，不会像靶流开关一样带来一定的压损，有利于维护机组的温度，降低水泵2的功耗，也不需要增设其它器件，成本较低，也不会对已有器件产生任何负面影响，对是否水流量过低的状况，掌握更及时、准确，能够及时启动断电保护，能够最大程度地避免机组遭到损坏，保护更加强大。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种预防水流量过低的控制方法，运用于供水机，其特征在于，所述控制方法包括：
获取机组的监控点的温升值ΔT，所述机组的监控点的温升值ΔT包括水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt；
检测所述温升值ΔT是否达到阈值T，所述阈值T包括第一阈值T1和第二阈值T2；
在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2中任一个满足时，控制机组断电。
2.根据权利要求1所述的预防水流量过低的控制方法，其特征在于，所述第一阈值T1为ΔTw+C，其中，ΔTw为水流量为70％时水泵的理论温升值，C为富余量，C的取值范围为：5℃～15℃。
3.根据权利要求2所述的预防水流量过低的控制方法，其特征在于，T1满足：15℃≤T＝T1＝ΔTw+C≤30℃。
4.根据权利要求1所述的预防水流量过低的控制方法，其特征在于，T2的取值范围为：8℃～10℃。
5.根据权利要求1所述的预防水流量过低的控制方法，其特征在于，所述在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2中任一个满足时，控制机组断电的步骤包括：
在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2均满足时，控制机组断电。
6.根据权利要求1所述的预防水流量过低的控制方法，其特征在于，所述获取机组的监控点的温升值ΔT的步骤，包括：
间隔预设时长获取一次机组的监控点的温升值ΔT。
7.一种供水机，其特征在于，所述供水机包括：
感温包，用于检测机组的监控点的温度值；
控制器，用于根据监控点的温度值获取温升值ΔT，所述机组的监控点的温升值ΔT包括水泵的温升值Δth和经过换热器的水的温升值Δt，再检测所述温升值ΔT是否达到阈值T，所述阈值T包括第一阈值T1和第二阈值T2，并在所述温升值Δth达到所述第一阈值T1、所述温升值Δt达到所述第二阈值T2中任一个满足时，控制机组断电。
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