CN207729711U

CN207729711U - 单元制小型供暖设备控制装置

Info

Publication number: CN207729711U
Application number: CN201721635573.7U
Authority: CN
Inventors: 礼冬雪; 王启民
Original assignee: Shenyang Institute of Engineering
Current assignee: Shenyang Institute of Engineering
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2018-08-14
Anticipated expiration: 2027-11-30

Abstract

一种单元制小型供暖设备控制装置，由中心控制器、传感机构、执行机构、按键和LCD显示屏组成。传感机构由锅炉水位传感器、锅炉进水温度传感器、锅炉回水温度传感器、给水流量传感器、给水压力传感器、室内温度传感器、室外温度传感器组成；执行机构由引风机控制器、鼓风机控制器、给料机控制器、给水泵控制器、点火装置控制器组成。中心控制器接收锅炉水位传感器、锅炉进水温度传感器、锅炉回水温度传感器、给水流量传感器、给水压力传感器、室内温度传感器、室外温度传感器的输入信号，根据供暖理论模型，计算供暖系统结构参数，依据键盘输入的控制指令，通过执行机构实现供暖能量传递过程合理有序，同时通过显示屏显示实时供暖参数、供用户参数。

Description

单元制小型供暖设备控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种单元制小型供暖设备控制装置，特别涉及一种控制取暖舒适性指数智能控制装置，属于控制装置技术领域。

背景技术

由于国外科学技术发展比较快，上个世纪八十年代就有了热舒适性控制的想法，从控制温度慢慢发展到控制舒适度，控制方法也从手动控制发展到智能控制。2000年郭富军等在空调最优控制系统中应用了热舒适性指标，介绍了如何建立热舒适指标控制空调系统的最优化模型，而且还对自由控制方法的求解进行了研究。同年叶国栋对空调中的热舒适指标进行分析，对温度进行了具体的分析和测量，并对其工作原理进行更深的了解和探讨。

燃煤造成的二氧化硫、氮氧化物和粉尘污染问题，越来越受到人们的重视。用生物质成型燃料锅炉代替燃煤锅炉是节能减排的重要手段之一。因此，本实用新型主要用于智能控制单元制小型生物质锅炉供暖设备。

实用新型内容

为克服现有生物质热水锅炉供热超出基本散热量造成能源浪费，本实用新型的目的是提供一种控制取暖舒适性指数智能控制器装置，使其与现有技术相比，能够自动减小室内温度从初始温度升到标准温度的时间，提高用户取暖舒适性指数；能够自动减少室内温度达标时锅炉散热量的损失，节约能源；本实用新型在节约能源和用户取暖舒适性指数之间取一个平衡，同时根据这个平衡，智能控制器自动调节锅炉供热量，达到最优控制，实现室内热环境舒适度的实时动态控制。

本实用新型的技术方案如下：

一种单元制小型供暖设备控制装置，其特征在于：所述单元制小型供暖设备控制装置由中心控制器、传感机构、执行机构、按键和LCD显示屏组成；所述传感机构由锅炉水位传感器、锅炉进水温度传感器、锅炉回水温度传感器、给水流量传感器、给水压力传感器组成、室内温度传感器、室外温度传感器组成；所述执行机构由引风机控制器、鼓风机控制器、给料机控制器、给水泵控制器、点火装置控制器组成。

本实用新型的技术特征还在于：一种单元制小型供暖设备控制装置，其供暖理论模型：

式中，为锅炉供、回水温差；为锅炉供水流量；为水的比热；为室内温度；为供暖惯性时间；为围护结构容积；为围护结构热容系数；为围护结构的平均传热系数；为围护结构的传热面积；为户外温度。根据式中已知参数、、、、、、可以求出供暖时间与室内温度的关系，同时可以反推出围护结构的平均传热系数。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

本实用新型提供的单元制小型供暖设备控制装置，与常用的控制器不同，在常规控制方式中，由于室外温度变化后，锅炉水温度的设置没有相应变化，室内温度会偏离最佳温度范围；本实用新型提供的智能控制器它依靠控制程序中的特殊控制算法，智能控制技术根据设定的室内温度上、下限和实时的室内温度变化曲线，来确定系统应运行或停止锅炉，使室内温度保持在用户最佳舒适度范围内。

本实用新型提供的控制取暖舒适性指数智能控制器以STM32控制为核心，通过特殊的优化控制算法，解决生物质热水锅炉供暖系统的系统优化节能运行问题，并使用静态和动态数据分析方法保障锅炉安全运行，使生物质锅炉供暖系统一直处于最佳运行状态，实现室内热环境舒适度的实时动态控制。

智能控制器根据取暖室内外温度，生物质锅炉进回水温度，自动调节负荷，即调节生物质锅炉的给料量；为了减小室内温度从初始温度升到达标温度的时间，就需要使生物质锅炉达到最大的供热能力，这时锅炉本身的温度就会很高。当室内温度达标时，锅炉供热就会超过基本散热量，造成能源浪费。

本实用新型在节约能源和取暖舒适性指数之间取一个平衡，调节锅炉供热量，节能智能控制技术为了最大限度地降低供暖系统的热损耗，达到最佳取暖舒适性指数，实现室内热环境舒适度的实时动态控制。

附图说明

图1 为本实用新型的单元制小型供暖设备控制装置的结构示意图。

图中：1-中心控制器；2-锅炉水位传感器；3-锅炉进水温度传感器；4-锅炉进水温度传感器；5-给水流量传感器；6-给水压力传感器；7-室内温度传感器；8-室外温度传感器；9-按键；10-引风机控制器；11-鼓风机控制器；12-给料机控制器；13-给水泵控制器；14-电火花点火器；15-LCD显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施案例对本实用新型做进一步的说明。

图1 为本实用新型的单元制小型供暖设备控制装置的结构示意图。所述单元制小型供暖设备控制装置由中心控制器1、传感机构、执行机构、按键9和LCD显示屏15组成；所述传感机构由锅炉水位传感器2、锅炉进水温度传感器3、锅炉回水温度传感器4、给水流量传感器5、给水压力传感器组成6、室内温度传感器7、室外温度传感器8组成；所述执行机构由引风机控制器10、鼓风机控制器11、给料机控制器12、给水泵控制器13、点火装置控制器14组成。

所述的一种单元制小型供暖设备控制装置，其特征在于：

式中，为锅炉供、回水温差；为锅炉供水流量；为水的比热；为室内温度；为供暖惯性时间；为围护结构容积；为围护结构热容系数；为围护结构的平均传热系数；为围护结构的传热面积;为户外温度。根据式中已知参数、、、、、、可以求出供暖时间与室内温度的关系，同时可以反推出围护结构的平均传热系数。

本实用新型的作用原理为：单元制小型供暖设备控制装置通过五路传感器分别将锅炉水位、锅炉进回水温度、锅炉给水流量、锅炉给水压力五路信号分别送至A/D模数转换器，转化为数字量；送至中心控制器1进行特殊运算处理，运算值经ARM芯片的PWM控制输出口输出，经两级阻容滤波，转换为实际电压值，再经电压\电流转换电路，变换为标准电流信号输出至各个执行机构；控制器输出指令给各个继电器，分别控制引风机控制器7、鼓风机控制器8、给料机控制器9、给水泵控制器10、点火装置控制器11五个执行机构的运行状态，确保供暖锅炉长期精确高效的运行。

实施例：

本实用新型提供的单元制小型供暖设备控制装置装在额定热功率为350KW的小型生物质成型燃料常压热水供暖锅炉上试用，安装在小型生物质成型燃料常压热水供暖锅炉的控制装置上。原来在生物质热水锅炉上安装的控制器没有智能控制功能，仅有手动与自动控制功能。

安装本实用新型提供的单元制小型供暖设备控制装置，替代原来的控制器，单元制小型供暖设备控制装置根据室内外温度，生物质锅炉进回水温度，自动调节负荷，即调节给料量。本实用新型根据控制器的智能控制算法，达到最佳取暖舒适性指数。

本实用新型提供的单元制小型供暖设备控制装置，其供暖理论模型：

运行7天后，布置在小型生物质成型燃料常压热水供暖锅炉上的单元制小型供暖设备控制装置运行正常，控制系统没有异常情况发生，也没有执行机构误操作的情况。锅炉停运后，打开单元制小型供暖设备控制装置，控制装置均无发热现象，说明控制器接线均正确，安排合理。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，当不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型所作的等同变化与修饰，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种单元制小型供暖设备控制装置，其特征在于：所述单元制小型供暖设备控制装置由中心控制器（1）、传感机构、执行机构、按键（9）和LCD显示屏（15）组成；所述传感机构由锅炉水位传感器（2）、锅炉进水温度传感器（3）、锅炉回水温度传感器（4）、给水流量传感器（5）、给水压力传感器组成（6）、室内温度传感器（7）、室外温度传感器（8）组成；所述执行机构由引风机控制器（10）、鼓风机控制器（11）、给料机控制器（12）、给水泵控制器（13）、点火装置控制器（14）组成。

2.按照权利要求1所述的一种单元制小型供暖设备控制装置，其供暖理论模型如下：

式中，为锅炉供、回水温差；为锅炉供水流量；为水的比热；为室内温度；为供暖惯性时间；为围护结构容积；为围护结构热容系数；为围护结构的平均传热系数；为围护结构的传热面积；为户外温度；根据式中已知参数、、、、、、可以求出供暖时间与室内温度的关系，同时可以反推出围护结构的平均传热系数。