一种用于换热机组内的平衡阀温控系统的制作方法

本实用新型涉及热交换器设备领域，具体涉及一种用于换热机组内的平衡阀温控系统。

背景技术：

换热机组具有高效、节能、智能化、自动化等优点，可广泛适用于工厂、机关、学校、住宅小区、别墅等民用建筑，商场、宾馆、饭店、度假村等商用建筑的采暖、空调、洗浴用水、生活用水、游泳池冬日用水，也可用于制备工业生产工艺用水，以及各种需要换热的场所。

换热机组主要通过调节一次侧的流量来控制换热量，进而让二次侧供水温度保持稳定，保证末端用能需求。现有换热机组一般是在一次侧管道上安装温控阀，根据二次侧的供水温度来调节温控阀的开度，当温控阀的开度改变时，一次侧的流量也随之改变，达到了控制换热量的目的。温控阀是换热机组中广泛应用的流量调节器件，作为一种阻力可变器件，它根据控制器的指令调节冷、热水的流量，完成各种参数的控制任务。

温控阀的工作流量特性为阀门全关的时候，流量为零，当阀门全开的时候，管道内的流量会超过换热机组的设计流量，因此温控阀存在一个最大流量开度w％(0％—100％之间，一般在90％以下)，此值与温控阀的形式及大小有关。当温控阀的开度大于w％时，换热机组的换热量已达到最大，温控阀已没有调节能力，因此温控阀的有效控制范围为0％—w％，与理想控制范围0％—100％相比，控制精度降低。特别是换热机组在满负荷工况附近运行时，温控阀很容易超调，即调节开度大于w％，此时多余的阀门开度会延长控制响应时间，进一步降低控制精度。

与此同时，当温控阀超调后，一次侧管道中流过换热机组的流量大于设计流量，根据换热量公式q＝c*m*△t(式中q为换热量、c为介质的比热容、m为介质流量、△t为一次侧进出口温度)，当流量m增加时，换热量q已达到最大保持不变，c为介质的物性参数保持不变，为使等式成立，则一次侧进出口温度△t减小，会使整个换热系统一次侧的循环系统运行在“大流量、小温差”的工况下，造成循环系统能耗增加、换热效率降低等问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于换热机组内的平衡阀温控系统，用于解决现有技术中换热机组内温控阀控制精度降低、响应时间长，整个换热系统一次侧循环能耗高、换热效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于换热机组内的平衡阀温控系统，包括换热器、温控阀、平衡阀、温度传感器、压差传感器和控制器，所述换热器的四个进出口分别与一次侧进口管道、一次侧出口管道、二次侧进口管道和二次侧出口管道相连，所述温控阀和平衡阀依次安装在一次侧出口管道上，所述平衡阀两端的进出口均设有测量头，所述测量头均通过连通管与所述压差传感器的测量口相连，所述温度传感器安装在所述二次侧出口管道上，所述控制器均通过控制电缆分别与温控阀、压差传感器和温度传感器连接。

优选地，所述换热器为板式换热器。

优选地，所述平衡阀为静态平衡阀。

优选地，所述温控阀为电动温控阀。

优选地，所述控制器通过通讯电缆与上位机连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在一次侧管道上加装平衡阀，增加管道内的流动阻力，与未装平衡阀相比，相同开度的温控阀流过的流量更小，那么在换热机组的设计流量下，温控阀的最大流量开度w％增大，控制精度提高；在平衡阀进出口的测量头上安装压差传感器，实时测量压差值并通过控制器转换为流量数值，进而限制温控阀的开度，使一次侧管道内的流量不超过设计流量，让一次侧的循环系统运行在“小流量、大温差”的状态下，可降低循环系统的能耗。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型提供的一种用于换热机组内的平衡阀温控系统。

其中，附图标记具体说明如下：换热器1，温控阀2，平衡阀3，连通管4，一次侧进口管道11，二次侧出口管道12，一次侧出口管道13，二次侧进口管道14，控制器111，压差传感器112，温度传感器113。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易的了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种用于换热机组内的平衡阀温控系统，包括换热器1、温控阀2、平衡阀3、温度传感器113、压差传感器112和控制器111，换热器1的四个进出口分别与一次侧进口管道11、一次侧出口管道13、二次侧进口管道14和二次侧出口管道12相连，温控阀2和平衡阀3依次安装在一次侧出口管道13上，平衡阀13两端的进出口均设有测量头，测量头均通过连通管4与压差传感器112的测量口相连，温度传感器113安装在二次侧出口管道12上，控制器111均通过控制电缆分别与温控阀2、压差传感器112和温度传感器113连接。

本实施例中，换热器1为板式换热器。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90％以上。

本实施例中，平衡阀3为静态平衡阀。它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度)，调整阀门流通能力来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，消除系统中阻力不平衡的现象，从而能够将新的介质流量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减。

本实施例中，温控阀2为电动温控阀。电动温控阀的阀体为流量调节阀，适用于循环管路中冷冻水、低压热水、生活热水、高压热水、海水、热油、和蒸汽等各种流体介质的流量调节，具有调节线性好，可调比大，密封严密，耐高温，防汽蚀等优点。

本实施例中，控制器111通过通讯电缆与上位机连接。可以在上位机中输入设定流量，与控制器111处理得到的压差值进行比较计算后再输出计算调节值。

本系统在安装完成后首先要进行水力平衡调试，调试方法为：先把温控阀2和平衡阀3的开度全开，控制器111接收到压差传感器112的压差值进行计算处理，得到一次侧的流量数值，然后调节平衡阀3的开度，使流量计算值与设计流量达到一致，即水力平衡调试完成，调试完成后，需锁定平衡阀3的开度，机组在正常运行时，无需再调节平衡阀3的开度。

本系统在正常运行时，一次侧管道内的流体从一次侧进口管道11进入换热器1，然后经过温控阀2和平衡阀3，此时温控阀2的开度在控制器111的控制下，根据温度传感器113的大小自动调节，使温度传感器113的采集值保持在设定的温度。

当一次侧所属系统的其他设备部分负荷运行或关停时，会使换热机组一次侧的流量增加，压差传感器112不间断地采集平衡阀3进出口的压差值，控制器111根据采集到的压差值，结合调试时确定的平衡阀3的开度，计算出流过平衡阀3的流体的流量，并反馈给温控阀2，控制温控阀2的最大开度y％，使一次侧流体的流量不超过设计流量。然后控制器111再根据温度传感器113调节温控阀2的开度，将原始开度调节范围0—100％线性映射为优化后的调节范围0—y％，对于控制器111而言，有效的控制输出依然为0—100％，温控阀2接收到控制信号后，阀门开度的动作范围为0—y％，控制精度得到了提高。

综上，本实用新型在换热机组的一次侧管道上安装平衡阀和压差传感器，可使换热机组温控阀控制精度提高，降低整个换热系统一次侧循环系统的能耗。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。