CN213514085U - 供热循环水泵自动调频系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种供热循环水泵自动调频系统，包括：循环泵，驱动来自回水管线的水经过热源而输出至供水管线；多个用户负荷，连接在供水管线和回水管线之间；多个阀门，设置在供水管线和回水管线的多处；多个第一传感器，设置在每个用户负荷处，用于检测每个用户负荷附近的室外温度；控制器，从多个传感器接收每个用户负荷处的室外温度，至少部分地根据各个用户负荷处测得的室外温度而调节循环泵的工作频率。根据本实用新型实施例的供热循环水泵自动调频系统，根据设置在多个用户处的传感器收集的室外温度而自动调节循环水泵的工作频率，从而精确控制供水流量，节约了能源，降低了运营成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热领域，特别是涉及一种能够依照室外温度随时调节供热循环水泵工作频率的自动控制系统。
背景技术
燃气供热系统成本较高，在保证供热质量的前提下，如何降低成本，是供热行业始终在研究的问题。然而，供暖用的锅炉房多为人工调节的运行管理模式，燃气多少以司炉工的感觉为主，其管理粗放，通常会造成用户的室内温度不稳定以及热能浪费的问题。具体的，在供热过程中如果热水温度基本不变，用户户内的温度主要依靠户内换热器中的热水流量，流量过低会导致室内温度低，引起用户投诉，如果换热器中热水流量过高，导致用户户内温度过高，用户开窗散热导致热量损失，能源浪费。
考虑到上述锅炉供热系统运行的可靠性及舒适度，现有技术中出现了气候补偿器一类的产品，其依据气候及室外温度的不同，及一天的气温波动和光照的变化，通过调整系统的供水温度，从而使系统的供热量与室外环境气候和气象相匹配，达成按需供热的目的，同时也保证了锅炉的最低进水温度和最小流量的要求，实现节省燃料、节约能源，确保了锅炉的安全高效运行。
然而，现有的供热调节系统中的气候补偿器通常是中心布局方式，也即温度传感器设置在供热厂或锅炉附近，容易受到锅炉排出废气的干扰而得出较高室外气温从而降低了供水量使得用户体感偏冷。另一方面，如果直接采用气象局播报的城市地区的气温，则并未考虑同一行政区划内不同地理位置之间的局部气温差异，更加没有考虑单个居民楼内不同朝向不同楼层的住户的局部小气候差异，因此无法有效且高效地精细调节整个供热管网的循环泵的工作频率，无法精确控制供水流量。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于克服以上技术问题，以便能够有效且高效地精细调节整个供热管网的循环泵的工作频率，从而精确控制供水流量。
本实用新型提供了一种供热循环水泵自动调频系统，包括：
循环泵，驱动来自回水管线的水经过热源而输出至供水管线；
多个用户负荷，连接在供水管线和回水管线之间；
多个阀门，设置在供水管线和回水管线的多处；
多个第一传感器，设置在每个用户负荷处，用于检测每个用户负荷附近的室外温度；
控制器，从多个传感器接收每个用户负荷处的室外温度，至少部分地根据各个用户负荷处测得的室外温度而调节循环泵的工作频率。
其中，用户负荷是暖气片或地暖水管，阀门是电动阀门，控制器是ASIC、PLC、FPGA、微控制器、微处理器、或者联网服务器。
其中，多个第一传感器的每一个设置在各个用户负荷所在房间的外墙上。
其中，用户住房包括多个房间，多个第一传感器将用户住房的室外温度的最低值传回控制器。
进一步包括多个第二传感器，设置在每个用户负荷处，用于检测每个用户负荷附近的室内温度。
其中，循环泵当前工作频率F＝F0+Σn 1 ki(T0i-[T1i,miT2i]max)，ki是对于每个用户负荷处依照所需温度差而换算所需供水流量的经验参数，mi是个性化控制室内室外温差的经验参数，ki和mi由系统预设或用户自定义，T0i是第i个用户负荷所处房间的额定室温，T1i是第i个用户负荷附近的室外温度，T2i是第i个用户负荷附近的室内温度，i是从1至n的整数，n是用户负荷的总数。
其中，多个第二传感器是由供暖公司在城市范围内统一安装的热量计的一部分，或者是物业公司在本楼层或单元内安装的室内专用温度计，或者是用户在家中自行安装的智能家电的一部分。
其中，控制器每隔一段时间而更新改变循环泵的工作频率，例如每隔30分钟、每隔10分钟、每隔5分钟。
根据本实用新型实施例的供热循环水泵自动调频系统，根据设置在多个用户处的传感器收集的室外温度而自动调节循环水泵的工作频率，从而精确控制供水流量，节约了能源，降低了运营成本。
本实用新型所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本实用新型的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。
附图说明
以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：
图1显示了依照本实用新型的供热循环水泵自动调频系统的示意性方框图。
具体实施方式
以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本实用新型技术方案的特征及其技术效果，公开了能够精确控制供水流量从而节约了能源、降低了运营成本的供热循环水泵自动调频系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。
如图1所示，根据本实用新型的供热循环水泵自动调频系统包括，热源1，循环泵2，供水管线3a，回水管线3b，出水阀4a，回水阀4b，控制器5，n个用户负荷也即暖气片或地暖水管6-1、6-2…6-n等，多个传感器7-1、7-2…7-i…7-n(其中n为负荷总数，i为小于n的整数)。其中，热源1可以是市政供热专用的燃气或燃煤锅炉，也可以是热电厂的燃气或燃煤发电机组，还可以是地热钻井、太阳能电站、太阳能热站等等。循环泵2由电机控制，抽取低温(例如常温)的热媒例如水，通过回水管线3b将其送至热源1中或附近与其热交换吸收热量，并通过供水管线3a送至管网系统各个节点处的多个用户负荷，例如6-1、6-2…6-n等等。供水管线3a和回水管线3b通常是由热绝缘材料制成，例如陶瓷管、UPVC管、铝塑管、PE管、PE-X管、PE-RT管、PPR管等，并优选地进一步包裹海绵或橡胶隔热层。用户负荷6-1、6-2、…6-n通常是导热材料制成的散热片，例如是由紫铜管或钢管弯曲、盘绕而构成，优选地进一步设置铝散热鳍片以提高散热效果。在供水管线3a上设置至少一个出水阀4a，在回水管线3b上设置至少一个回水阀4b，用于控制水的流动。虽然图1中仅示出了靠近热源一端的两个阀门4a、4b，但是在实际的系统中，可以为了灵活设置、增改管网而在多个地点设置更多阀门(未示出)。在优选实施例中，阀门是电动阀门，依照控制器5的信号而开关。优选地，供水管线3a、回水管线3b每隔一段距离，或者在任意两个阀门之间的管线上，印制有条形码、二维码或编号，便于维修人员精确定位。
在一个优选实施例中，在每个用户负荷附近设置一个主控或第一传感器例如7-1、7-2…7-n，至少用于检测每个用户处的室外气温T1，因此简称室外传感器。考虑到城市中不同建筑物内用户住房受阳面的差异，用户住房内安装了暖气片也即用户负荷的各个房间的外墙设置这些传感器，并优选与门窗分布在相同墙面上、例如设置在窗台外侧下沿，或者设置在暖气片所在房间的外墙面上。如此，可以准确及时得出住户房间的室外温度，据此向控制器回传调节所需的关键数据。当用户的住房包括多个装备了暖气片的房间且房间朝向不一致时，回传的室外气温为各个传感器所测温度的最低值，例如通常为朝向正北或西北面外墙附近的气温。
在进一步优选实施例中，用户处除了用于检测室外气温的第一传感器之外还进一步包括用于检测室内气温T2的辅助传感器或第二传感器(图中未示出)简称室内传感器，例如是由供暖公司在城市范围内统一安装的热量计的一部分，或者是物业公司在本楼层或单元内安装的室内专用温度计，或者是用户在家中自行安装的智能家电的一部分。该室内传感器用于将住户家中的室内温度上传至控制器5，以由此反馈得出住户家中室外、室内温度差，从而便于推导得出该住户达到供暖协议或全市供暖标准所设定、或者由用户自定义的额定室温T0(例如18-20摄氏度)所需的供水流量对应的循环泵工作频率。
如图1所示，控制器5通过虚线所代表的数据线或数据传输链路，从多个室外传感器7-1至7-n处收集到每个住户的室外温度T1i、并优选地也通过未示出的多个室内传感器收集到每个住户的室内温度T2i、以及每个住户的额定室温T0i，并据此推算循环泵2所需的工作频率F，例如实时计算或者从查找表中检索。循环泵初始工作频率为F0，则循环泵当前工作频率F＝F0+Σn 1 ki(T0i-[T1i,miT2i]max)。公式中的ki是对于每个用户负荷(i，从1至n)处依照所需温度差而换算所需供水流量(影响了循环泵工作频率)的经验参数，按照往年供暖数据分析用户偏好得出、或者由每个用户自定义，存储在系统中与控制器相关联的存储器(未示出)内。mi是个性化控制室内室外温差的经验参数，由系统预设或用户自定义。[T1i,miT2i]max表示收集到室外温度T1i与带有系数mi的室内温度T2i之间的最大值。公式中对于每个用户个性化温度差对应的供水量变化进行求和或积分，从而得出整个系统所需的流水量总变化，进而得出循环泵2的频率变化。当环境温度较高例如室外温度、室内温度超过额定温度时，系统将降频；当环境温度较低例如室外温度、室内温度低于额定温度时，系统将升频。当仅采用第一传感器测量室外温度时，不测量室内温度，设置mi为零。当室外温度低于室内温度时，如果需要快速升温则设置mi大于1例如大于等于1.5、大于2，如果需要缓慢升温则设置mi小于1、例如小于等于0.8、小于等于0.6等等。
控制器5例如是ASIC、PLC、FPGA、微控制器、微处理器、或者联网服务器，也可以是其他控制电路。优选地，控制器5每隔一段时间而更新改变循环泵2的工作频率，例如每隔30分钟、每隔10分钟、每隔5分钟等等。
根据本实用新型实施例的供热循环水泵自动调频系统，根据设置在多个用户处的传感器收集的室外温度而自动调节循环水泵的工作频率，从而精确控制供水流量，节约了能源，降低了运营成本。
尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本实用新型，本领域技术人员可以知晓无需脱离本实用新型范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本实用新型范围。因此，本实用新型的目的不在于限定在作为用于实现本实用新型的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构及其制造方法将包括落入本实用新型范围内的所有实施例。
Claims (8)
1.一种供热循环水泵自动调频系统，包括：
循环泵，驱动来自回水管线的水经过热源而输出至供水管线；
多个用户负荷，连接在供水管线和回水管线之间；
多个阀门，设置在供水管线和回水管线的多处；
多个第一传感器，设置在每个用户负荷处，用于检测每个用户负荷附近的室外温度；
其特征在于进一步包括控制器，从多个传感器接收每个用户负荷处的室外温度，至少部分地根据各个用户负荷处测得的室外温度而调节循环泵的工作频率。
2.根据权利要求1所述的供热循环水泵自动调频系统，其中，用户负荷是暖气片或地暖水管，阀门是电动阀门，控制器是ASIC、PLC、FPGA、微控制器、微处理器、或者联网服务器。
3.根据权利要求1所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于，多个第一传感器的每一个设置在各个用户负荷所在房间的外墙上。
4.根据权利要求3所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于，用户住房包括多个房间，多个第一传感器将用户住房的室外温度的最低值传回控制器。
5.根据权利要求1所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于进一步包括多个第二传感器，设置在每个用户负荷处，用于检测每个用户负荷附近的室内温度。
6.根据权利要求5所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于，循环泵当前工作频率F＝F0+Σn 1 ki(T0i-[T1i,miT2i]max)，ki是对于每个用户负荷处依照所需温度差而换算所需供水流量的经验参数，mi是个性化控制室内室外温差的经验参数，ki和mi由系统预设或用户自定义，T0i是第i个用户负荷所处房间的额定室温，T1i是第i个用户负荷附近的室外温度，T2i是第i个用户负荷附近的室内温度，i是从1至n的整数，n是用户负荷的总数。
7.根据权利要求5所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于，多个第二传感器是由供暖公司在城市范围内统一安装的热量计的一部分，或者是物业公司在本楼层或单元内安装的室内专用温度计，或者是用户在家中自行安装的智能家电的一部分。
8.根据权利要求1所述的供热循环水泵自动调频系统，其特征在于，控制器每隔30分钟、每隔10分钟、或每隔5分钟而更新改变循环泵的工作频率。
Priority Applications (1)
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| CN202021696923.2U CN213514085U (zh) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 供热循环水泵自动调频系统 |
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Publications (1)
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| CN213514085U true CN213514085U (zh) | 2021-06-22 |
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Family Applications (1)
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| CN202021696923.2U Active CN213514085U (zh) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 供热循环水泵自动调频系统 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-08-14 CN CN202021696923.2U patent/CN213514085U/zh active Active
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