专利名称：通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及暖通空调水系统末端或区域的温度控制领域，主要是一种通过直接功率 计量进行温度控制的多功能装置。
背景技术：
目前，暖通空调水系统末端或区域的温度控制通常采用温度传感器、温度控制器、电动 阀风阀、水阀或蒸汽阀等组成控制系统。控制算法有开关式、P、 PI、 PID等。
对热交换设备配套的温度控制，要达到温度的控制准确目的需要同时满足以下要求1. 具有优良的等百分比曲线；2.合理的阀门选型；3.稳定的冷热源和平衡的水力系统；4.热交
换设备运行长久后的工作特性曲线漂移要小。
实现温度控制需调节系统末端或区域的功率，只有选用具有优良的等百分比曲线的阀门 配合热交换设备相对应的反等百分比曲线工作特性，从而获得近似的线性功率负荷控制。
但在许多工程项目实现运行过程中，受环境温度、湿度、负荷、进出水温度、水量、水 压变化、通常阀门选型余量及实际运行与理论设计的差距等因素影响，在釆用温度控制电动 阀的开度或温度控制载冷热液体或汽体的流量方式时，换热设备的功率曲线呈现动态变化的 不规则近线性曲线，实际实现的功率控制精度呈现动态波动，从而产生温度控制波动大、精 度差、水力失衡的现象。
阀门的等百分比曲线与热交换设备相对应的反等百分比曲线配合后获得功率负荷曲线线 性度不高造成了在不同工作区域温控精度不一致，降低了温度舒适性。
对于系统水力需要平衡的场所，需采用具有压力或流量平衡功能的平衡阀或流量控制阀 产品，近年来，具有静态、动态平衡功能的电动调节阀产品或装置应用也日渐广泛，可以在 局限的工作点范围内实现压力或流量的平衡，但运行时功率负荷仍处于波动中，有时处于功 率负荷不受温度控制状态。
系统运行在部份负荷状态特别是小部份负荷状态时，目前所采用的动态平衡调节技术无 法直接控制系统的功率供给或实现功率的调度。
目前公知的还没有一种通过直接功率计量进行温度控制的装置。
发明内容
为了克服现有的暖通空调水系统末端或区域的温度控制精度低、水力系统失衡现状中的 不足，提供一种通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，使所控制的末端或区域的功 率负荷变化只受温度控制信号影响，而不受水压、水温、电动阀和热交换设备工作特性曲线波动的影响。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案这种通过直接功率计量进行温度控制的多 功能装置，包括功率控制模块、功率计量模块和温度控制模块三部份主功能模块；功率计量 模块的输入端通过导线分别与出水温度传感器、流量传感器和进水温度传感器相连接，功率 计量模块输出端与功率控制模块输入端A相连接；温度控制模块输出端与功率控制模块输入 端B连接；温度控制模块的输入端通过导线与末端温度传感器相连接，功率控制模块的输出
端通过电动阀驱动器与电动阀阀体相连接。
所述的功率控制模块通过网络接口与上位机相连接。
所述的出水温度传感器和电动阀阀体安装在暖通空调水系统末端的末端出水管道上；所 述的流量传感器和进水温度传感器安装在末端进水管道上。
温度控制模块通过测量温度与设定值比较，经过内置算法运算产生一功率模拟量输出值 至功率控制模块输入端B;功率计量模块通过采集供回水温度和流速参数信号，将经过计算 的热冷功率模拟量值输出至功率控制模块输入端A;功率控制模块通过将功率计量信号输入
端A与动态功率设定值输入端B不断比较，经过按设定的控制算法如P、 PI、 PID等运算，同 时不断输出一调节模拟量信号给电动阀风阀、水阀或蒸汽阀，控制电动阀风阀、水阀或蒸汽 阀的开度变量连续可调，使末端或区域的功率动态可调，从而使温度保持在需要的范围内。 在温度控制末端或区域输出功率时，通过直接功率计量及功率控制，具有理想的功率调节特 性，实现其与水压、水温、电动阀和热交换设备工作特性曲线无关的功能特性。
本实用新型有益的效果是本实用新型适用于暖通空调水系统，使得末端或区域的负荷
控制具有理想的线性或其它曲线特性功率调节特性，能解决电动阀和热交换设备工作特性曲 线不理想及水温、水压波动对调节精度的影响，从而使温度控制更精确，同时还能实现控制 点的多参数的动态调控，方便实施能源管理，应用时其节能效果明显。使用本装置，温度控 制参数合理、直接、准确，制造成本不高，对配套的电动阀要求简单，功能多样，方便实施 能源管理，应用时其节能效果明显。
图1是本实用新型实施例中的结构示意图
图2是本实用新型实施例中的工作原理和流程图。
附图标记说明附图中l.电动阀驱动器，2.电动阀阀体，3.出水温度传感器，4.流量传感器， 5.进水温度传感器，6.功率计量模块，7.功率控制模块，8,温度控制模块，9.电线，10.末 端温度传感器，11.暖通空调水系统末端，12.末端进水管道，13.末端出水管道，14.网络 接口， 15.上位机。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1中给出了一种通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置实施例的结构示意图， 包括电动阀驱动器l，电动阀阀体2组成。所述电动阀可以是电动座阀、电动蝶阀、电动球 阀等电动阀门。这种通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，包括功率控制模块7、 功率计量模块6和温度控制模块8三部份主功能模块；出水温度传感器3安装在暖通空调水 系统末端的11末端出水管道13上，流量传感器4和进水温度传感器5安装在末端进水管道 12上。
功率计量模块6的输入端通过导线9分别与出水温度传感器3、流量传感器4和进水温 度传感器5相连接，功率计量模块6输出端与功率控制模块7输入端A相连接。流量传感器 4发出流量流速信号，出水温度传感器3和进水温度传感器5给出表示温度的模拟信号，功 率计量模块6采集来自三路传感器的信号，利用积算公式算出热交换系统实时实际获得的热 冷功率。功率计量模块6可采用如热量计、冷热量表、又称热能表、能量计、空调热能表产 品中具有输出功率参数功能的积分仪部份集成。
温度控制模块8输出端与功率控制模块7输入端B连接，温度控制模块8的输入端通过 导线9与末端温度传感器10相连接。温度传感器10把检测到的温度信号传送至温度控制模 块8的输入端，温度控制模块8将温度传感器10的温度信号与温度控制模块的温度设定值 不断比较，经过按设定的控制算法如P、 PI、 PTD等运算，同时不断输出一功率模拟量信号 给功率控制模块7。
功率控制模块7的输出端通过电动阀驱动器1与电动阀阀体2相连接，功率控制模块7 通过网络接口 14与上位机15相连接。功率计量模块6的功率计量信号传送至功率控制模块 7的输入端A。功率控制模块将输入端B的信号作为设定值，由功率控制模块7将功率计量 模块的功率计量信号输入端A与功率设定值输入端B不断动态比较，经过按设定的控制算法 如P、 PI、 PID等运算，同时不断输出一调节模拟量信号给电动阀驱动器1，控制电动阀阀 体2开度变量连续可调，使末端或区域的功率动态可调，从而使温度传感器10处的温度保 持在需要的范围。功率控制模块7可通过装置内的选择设定输入端B与功率设定值的对应曲 线特性，如线性或其它曲线特性；该选择功能也可设于温度控制模块8内。功率控制模块7 的控制算法中加入实时设定和调整控制点参数限值及逻辑算法，如功率、能量、流速、流量、 温度等参数，通过不断输出的调节模拟量信号给电动阔，实现各末端或区域所需参数的动态 平衡。
参看图2，本实用新型基本工作原理如下
①当功率控制模块7的输入端B信号维持不变时，即功率设定值不变时，表示末端或区 域的功率调节值已处于平衡状态，这时电动阀的流量改变只需要满足功率的平衡状态。这时不管水温、水量、水压如何变化，通过功率控制模块7的调节作用，能始终将末端或区域的 功率维持在使温度传感器10处温度达到平衡状态所需的功率值。
② 当功率控制模块7的输入端B信号变化时，表示末端或区域的功率调节值还没有达到 平衡状态，这时电动阀的流量还没有达到满足所需功率的平衡状态。这时功率控制模块7的 输入信号设定值改变，通过按设定的控制算法如P、 PI、 PID等运算，功率控制模块7的输出 信号改变，电动阀处的流量改变，末端或区域的功率调节值也随之改变，直到末端或区域的 功率调节值达到平衡状态所需的功率时为止。这时温度控制模块8的温度控制达到平衡状态， 功率控制模块7的输入信号维持不变，多功能装置进入①所述的控制模式。
③ 在①所述的控制模式下，水压、水温、电动阀和热交换设备工作特性曲线波动变化时， 功率计量模块的功率输出值发生变化，通过功率控制模块7的动态运算及电动阀调节作用下， 能始终将末端或区域的功率维持在温度控制模块8控制温度达到平衡状态所需的功率值。
本实用新型装置可配网络接口，通过网络与系统上位机通信，实现所测控多参数的监控； 通过上位机的设定控制各点或区域的加权值，达到更便捷的实现多区域或多末端的控制参数 的动态平衡。
网络通讯可采用M-BUS或RS485网络。
本实用新型装置各模块和网络接口可实现一体或分体式设计制造，安装时可装设于流量 传感器4或电动阀驱动器1的壳内或壳外，也可置于合适位置的箱柜内。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非限定本实用新型的实施范围即凡依本 实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求1.一种通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，其特征是包括功率控制模块(7)、功率计量模块(6)和温度控制模块(8)三部份主功能模块；功率计量模块(6)的输入端通过导线(9)分别与出水温度传感器(3)、流量传感器(4)和进水温度传感器(5)相连接，功率计量模块(6)输出端与功率控制模块(7)输入端A相连接；温度控制模块(8)输出端与功率控制模块(7)输入端B连接；温度控制模块(8)的输入端通过导线(9)与末端温度传感器(10)相连接，功率控制模块(7)的输出端通过电动阀驱动器(1)与电动阀阀体(2)相连接。
2. 根据权利要求1所述的通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，其特征 是所述的功率控制模块(7)通过网络接口 (14)与上位机(15)相连接。
3. 根据权利要求1所述的通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，其特征 是所述的出水温度传感器(3)和电动阀阀体(2)安装在暖通空调水系统末端(11)的 末端出水管道(13)上。
4. 根据权利要求1所述的通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，其特征 是所述的流量传感器(4)和进水温度传感器(5)安装在末端进水管道(12)上。
专利摘要本实用新型是涉及一种通过直接功率计量进行温度控制的多功能装置，包括功率控制模块、功率计量模块和温度控制模块三部份主功能模块；功率计量模块的输入端通过导线分别与出水温度传感器、流量传感器和进水温度传感器相连接，功率计量模块输出端与功率控制模块输入端A相连接；温度控制模块输出端与功率控制模块输入端B连接；温度控制模块的输入端通过导线与末端温度传感器相连接，功率控制模块的输出端通过电动阀驱动器与电动阀阀体相连接。本实用新型有益的效果是本实用新型适用于暖通空调水系统，温度控制参数合理、直接、准确，制造成本不高，对配套的电动阀要求简单，功能多样，方便实施能源管理，应用时其节能效果明显。
文档编号G05D23/20GK201373504SQ200820171220
公开日2009年12月30日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者刘友金, 张甜甜 申请人:刘友金