CN207196625U - 一种供热热负荷双频调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种供热热负荷双频调控装置，该装置包括室外温度传感器、回水温度传感器、循环泵、变频器；双频调控电路以及触摸屏；在热源与热用户之间的回水管上设置回水温度传感器和循环泵，循环泵通过变频器与双频调控电路连接，室外温度传感器、触摸屏、回水温度传感器分别连接双频调控电路。本实用新型解决了水力失调情况下不能降流量时的热负荷调控难题，给出了供热系统热负荷双频调控装置，用于调节用户热负荷的需求，实现节热节电。

Description

一种供热热负荷双频调控装置

技术领域

本发明属于暖通空调自动化技术领域，涉及供热系统的按需供热调控，具体是一种供热热负荷双频调控装置。

背景技术

目前的供热系统都是按照设计参数设计的，所谓设计参数，就是最冷室外温度时的设计参数，由于取暖季中大部分时间的室外温度高于设计室外温度，因此若是长期按照设计室外温度供热，将会浪费大量热能与电能。通常调控热负荷的方式有两种，一种是质调节，另一种是量调节，质调节是调节供水温度，可以实现节热；量调节是调节热水流量，改变热量的输送能力，不仅可以节热，而且可以节电。改变流量容易引起水力失调，导致个别散热器流量不够，室内温度降低，特别是水力平衡不太好的系统，通常以大流量弥补水力失调的影响。实际中有些供热系统的供水温度不宜、不易调节，例如，燃气锅炉的出水温度就很难调节，因为燃气锅炉的出水温度调控部分没有给供热调控系统留有接口，因此供热调控系统无法控制燃气锅炉的出水温度；又例如集中供热的换热站一网无电动温控阀时，也不能自动调节二网供水温度。在供水温度不能调控的工况下，就需要调节流量的方法实现热负荷调控，但若是供热管网水力失调，则很难用减流量的方法实现热负荷调控。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种供热热负荷双频调控装置，解决上述供热系统中不能实现质调节或因为水力失调也不能实现变流量调控的难题。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种供热热负荷双频调控装置，包括室外温度传感器、回水温度传感器、循环泵、变频器；双频调控电路以及触摸屏；在热源与热用户之间的回水管上设置回水温度传感器和循环泵，循环泵通过变频器与双频调控电路连接，室外温度传感器、触摸屏、回水温度传感器分别连接双频调控电路；

所述双频调控电路包括ARM内核单片机电路、室外温度接口电路、触摸屏接口电路、温度传感器接口电路和变频器接口电路，室外温度接口电路、触摸屏接口电路、温度传感器接口电路和变频器接口电路分别连接ARM内核单片机电路；

所述ARM内核单片机采用LM3S1138芯片。

本实用新型的有益效果：（1）按照平均温度调控热负荷更合理，这是因为室内温度是平均温度的单值函数。（2）采用动态热负荷调控用户热负荷，可以对随机因素做出反应，热负荷调控的更准确；（3）只采用最大最小两个频率运行循环泵，无水力失调之忧。

附图说明

图1是本实用新型在供热系统实施的示意图；

图2是本实用新型中双频调控电路的结构框图；

图3是本实用新型中双频调控电路的单片机电路的电路图；

图4是本实用新型中双频调控电路的触摸屏接口电路图；

图5是本实用新型中双频调控电路的室外温度传感器接口电路图；

图6是本实用新型中双频调控电路的变频器接口电路图；

图7是本实用新型中双频调控电路的温度传感器接口电路图；

图中1、室外温度传感器；2、热源（燃气锅炉或是换热器）；3、热用户；4、回水温度传感器；5、循环泵；6、变频器；7、双频调控电路；8、触摸屏；9、单片机电路；10、室外温度传感器接口电路；11、触摸屏接口电路；12、温度传感器接口电路；13、变频器接口电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

一种供热热负荷双频调控装置，如图1所示，包括室外温度传感器1、回水温度传感器4、循环泵5、变频器6、双频调控电路7以及触摸屏8；室外温度传感器1设置在室外用于采集室外温度，热源2与热用户3之间的回水管上设置回水温度传感器4和循环泵5，热源2可以是燃气锅炉或者换热器，循环泵5通过变频器6与双频调控电路7连接，室外温度传感器1、触摸屏8、回水温度传感器4分别连接双频调控电路7；

装置中的双频调控电路7如图2所示，包括ARM内核单片机电路9、室外温度传感器接口电路10、触摸屏接口电路11、温度传感器接口电路12和变频器接口电路13，室外温度传感器接口电路10、触摸屏接口电路11、温度传感器接口电路12和变频器接口电路13分别连接ARM内核单片机电路9；ARM内核单片机9采用LM3S1138芯片，如图3所示；

如图3、4、5、6、7所示，具体得电路连接关系是：单片机电路9的J3与触摸屏接口电路11的J10连接，触摸屏接口电路11的J12连接触摸屏8，单片机电路9的J5连接室外温度传感器接口电路10的J16，室外温度传感器接口电路10的J17连接室外温度传感器1，单片机电路9的J9与变频器接口电路13的J18连接，变频器接口电路13的JD2与变频器6连接，单片机电路J1与温度传感器接口电路12的J19连接，温度传感器接口电路12的JA1连接温度传感器4；

本实用新型采用动态热负荷控制方式，根据室外温度计算出热网需要的回水温度，与实际回水温度比较之后，输出计算流量；当计算回水温度高于实际回水温度时，输出高频率值；当计算回水温度小于实际回水温度时，输出低频率值。

双频调控电路7输出变频器6需要的频率信号，控制循环泵5转速变化，就是改变输送的热量。当高频率值输入变频器6后，循环泵5转速增加，输送到用户家中的热量增加；当低频率值输入到变频器6后，循环泵5转速降低，输送到用户家中的热量减少。

本实用新型采用双频率方式，高频率与低频率切换采用渐变过程，渐变时间可根据需要设置；本装置需要设置动作死区，当计算回水温度与实际回水温度之差的绝对值小于死区值时，不产生频率切换动作，死区值大小可以设置。

本装置的双频调控电路7需要输入室外温度信号、供回水温度信号，输出变频器6需要的模拟量频率信号，其连接的触摸屏8，用于输入供热参数与显示系统运行参数；双频调控电路7采用ARM内核单片机实现所有控制功能。

因为室内温度、回水温度，不仅与室外温度有关，还与冷风渗透与太阳辐射的作用有关，因此通过实际的回水温度的变化可以感知冷风渗透与太阳辐射的影响，所以该方法属于动态负荷调控方法，与稳态负荷调控方法比较，可以调控的更精确，不需要在异常天气（大风降温、下雪等）时人工干预供热参数。

本装置具体的运行过程是：

当室外温度传感器1测量的外温值变化时，双频调控电路7计算出回水温度；计算的回水温度与实际的回水温度比较后，双频调控电路7按照系统需要输出频率信号，变频器6按照频率信号驱动循环泵5运转，使实际回水温度尽量与计算回水温度相等。

当计算回水温度大于实际回水温度时，循环泵5高频率运行，系统流量增加；当计算回水温度低于实际回水温度时，循环泵5低频率运行，系统流量减小。

当流量减少时，实际回水温度减少，输送到用户的热量减少，从热源获取的热量也减少，系统节热；同时流量减少时，循环泵转速降低，循环泵5按照转速的3次方耗电，系统节电。

在室外温度为设计室外温度时，系统满负荷，循环泵5按照高频率连续运行；只要室外温度不是设计室外温度时，系统将部分负荷运行，就会出现循环泵5低频率运行工况；而循环泵5低频率运行时，系统低流量，减少热输送能力，节热又节电。

Claims (3)

1.一种供热热负荷双频调控装置，其特征在于：包括室外温度传感器、回水温度传感器、循环泵、变频器；双频调控电路以及触摸屏；在热源与热用户之间的回水管上设置回水温度传感器和循环泵，循环泵通过变频器与双频调控电路连接，室外温度传感器、触摸屏、回水温度传感器分别连接双频调控电路。

2.根据权利要求1所述的一种供热热负荷双频调控装置，其特征在于：所述双频调控电路包括ARM内核单片机电路、室外温度接口电路、触摸屏接口电路、温度传感器接口电路和变频器接口电路，室外温度接口电路、触摸屏接口电路、温度传感器接口电路和变频器接口电路分别连接ARM内核单片机电路。

3.根据权利要求2所述的一种供热热负荷双频调控装置，其特征在于：所述ARM内核单片机采用LM3S1138芯片。