CN101929704B - 一种供暖***的气候补偿控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供暖***的气候补偿控制器,供暖***包括热源和板式换热器,气候补偿控制器包括控制模块、人机界面模块、A/D转换器和温度传感器,人机界面模块与控制模块的通信接口相连,A/D转换器与控制模块的输入输出接口相连,温度传感器与A/D转换器的输入接口相连;热源通过供水管、回水管与板式换热器相连,供水管与回水管之间设有旁通管,供水管、旁通管和板式换热器的连接处设有电磁阀,该电磁阀与A/D转换器的输出接口相连。本发明提供的一种供暖***的气候补偿控制器能根据室外气候的动态变化实时调整供暖出水温度,保持室内温度稳定、舒适,减低在温暖气候下燃气耗量的一种具有先进控制技术的气候补偿控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种供暖***的控制器,尤其涉及一种供暖***的气候补偿控制器。
背景技术
我国建筑物的保温和隔热效果不够高,这使供暖***的效率低,室内温度也不能根据室外温度的变化而实时调节,造成了燃气耗量浪费,同时,由于气候和温度多变,要保持室内温度稳定,给供暖***的供暖增加了一定的难度,简单的气候补偿控制器是通过简单的供暖曲线直接来决定供暖出水温度的,当室外温度或气候突变时,供暖***不能实时调节而造成室内温度过高或过低,室内温度的稳定就达不到舒适的要求,并且造成供暖燃气耗量的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种供暖***的气候补偿控制器,该气候补偿控制器能根据室外气候的动态变化实时调整供暖出水温度,保持室内温度稳定、舒适,减低在温暖气候下燃气耗量的一种具有控制技术的气候补偿控制器。
为解决上述问题,本发明的技术方案是:
一种供暖***的气候补偿控制器,所述供暖***包括热源和板式换热器,所述气候补偿控制器包括控制模块、人机界面模块、A/D转换器和温度传感器,控制模块包括主控CPU和扩展模块,主控CPU内集成通信接口和输入输出接口,人机界面模块与控制模块的通信接口相连,A/D转换器与控制模块的输入输出接口相连,温度传感器与A/D转换器的输入接口相连;
所述的热源通过供水管、回水管与板式换热器相连,供水管与回水管之间设有旁通管,供水管、旁通管和板式换热器的连接处设有电磁阀,该电磁阀与A/D转换器的输出接口相连,板式换热器的另一侧通过供水管、回水管直接与用户终端相连。
所述的温度传感器包括室外温度传感器、室内温度传感器、一次供水温度传感器、二次供水温度传感器和回水温度传感器,室外温度传感器与大气相连,室内温度传感器放置在用户终端、一次供水温度传感器与热源的供水管相连,二次供水温度传感器与用户终端的供水管相连,回水温度传感器与热源的回水管相连。
优选地,所述气候补偿控制器还包括无线通信模块,该无线通信模块与控制模块的通信接口相连。
优选地,所述的电磁阀为三通调节阀。
优选地,所述的控制模块的扩展模块包括数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块。
优选地,所述的人机界面模块设有彩色触摸屏。
本发明提供的一种供暖***的气候补偿控制器,该气候补偿控制器能根据室外气候的动态变化实时调整供暖出水温度,保持室内温度稳定、舒适,减低在温暖气候下燃气耗量的一种具有控制技术的气候补偿控制器。
附图说明
图1是供暖***的气候补偿控制器的工作示意图。
图中:1-热源,2-板式换热器,3-气候补偿控制器,4-旁通管,5-电磁阀,6-用户终端,7-室外温度传感器,8-室内温度传感器,9-一次供水温度传感器,10-二次供水温度传感器,11-回水温度传感器。
图2是气候补偿控制器的模块连接示意图。
图3是气候补偿控制器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1、图2所示,本发明的供暖***包括热源1和板式换热器2,气候补偿控制器3包括控制模块、人机界面模块、无线通信模块、A/D转换器和温度传感器,控制模块包括主控CPU和扩展模块,主控CPU内集成通信接口和输入输出接口,扩展模块包括数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块,无线通信模块、人机界面模块分别与控制模块的通信接口相连,该人机界面模块设有彩色触摸屏,A/D转换器与控制模块的输入输出接口相连,温度传感器与A/D转换器的输入接口相连。
控制模块型号(DL-CPU124)是一款可编程逻辑控制器,集成2个通讯口,其中一个是通信接口(PPI),另一个为自由通信口,内部集成MODBUS协议,14DI/10DO共24个数字量I/O,程序空间为12K,数据空间为8K,4个5KHZ高速计数器。硬件上采用输入信号光电隔离,输入点可以共阴或者共阳,可以配置每个输入点的滤波时间,达到较好的抗干扰能力。通讯接口防雷设计,可抗2000V电压冲击。能够与不同的模块一起应用,可扩展性较高。软件上CPU的位指令速度高达0.3us,浮点运算速度高达8us。12K的用户程序中有4K是用户的保密程序,四级的密码保护功能且程序空间只能单向下载,超强保密。
DL-CPU124的扩展模块包括数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块,可以灵活配置,适应各种锅炉吨位的需求。DL-CPU124最多可接3个IO扩展模块,数字量最多可配置64DI/64DO,模拟量最多可配置16AI/16AO。模拟量输入模块采用滤波算法,采样稳定准确。输入输出信号范围广,电压或电流输入输出。12位精度,50HZ的采样频率,可以满足各类锅炉的应用场合。供电电源有反接保护,浪涌吸收功能,可适用于恶劣的锅炉房工作环境。信号输入电压最大达30VDC,保护能力强。数字量输入模块输入端采用双向光电隔离,可靠性高。采用硬件滤波技术,滤波时间为4.5ms,抗扰动能力强。晶体管输出模块输出端光电隔离,带过压、过流等保护功能。单个模块的输入或输出最大点数为8点。
人机界面模块DL-HMI是以嵌入式低功耗CPU为核心(主频400MHz)的高性能嵌入式一体化触摸屏。该模块采用7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×480),四线电阻式触摸屏(分辨率1024×1024),同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作***WinCE.NET(中文版)和MCGS嵌入式组态软件(运行版)。供电电源为24VDC,有三类外部接口,分别为串、USB、以太网接口。
无线通讯模块DL-G/CNET是一款基于GPRS/TD-SCDMA公网的无线数据传输终端设备,提供全透明数据通道,可以方便的实现远程、无线、网络化的通信方式。DL-G/CNET模块与DL-CPU124的CPU中的RS-485通信接口连接,可以实现分时分温运行参数如出回水温度、阀门开度的远程传输与监控以及时段设置、阀门控制设定数据的与远程设置。
如图3所示,电源L2通过电源开关1QF2和1SK1与指示灯1HW1串连,连接到接地极N。电源L2通过电源开关1QF2和1SK1直接对DL-CPU124供电,连接口为1L、2L、3L,保险丝1FU1和无线通信模块GPRS串连相接,并联在指示灯1HW1的两侧;保险丝1FU2和流量计FT1串连相接,并联在指示灯1HW1的两侧;保险丝1FU3和三通调节阀V1串连相接,并联在指示灯1HW1的两侧;开关电源2IPS1有4个接口,L接口与保险丝1FU4相连,N口与接地极N相连,V+接口、V-接口分别触摸屏的正负接口相连,同时向DL-CPU124供电,连接DL-CPU124的L1+、M接口,M接口同时连接DL-CPU124的1M、2M接口。
V+接口、V-接口对A/D转换器(DL-EM135)进行供电,连接A/D转换器(DL-EM135)的M、L+接口,L+接口分别连接着室外温度传感器的1接口、供水温度传感器的3接口、回水温度传感器的5接口和流量计的7接口,A/D转换器的四个模拟量输入口A-、B-、C-、D-接口同时连接到该A/D转换器的M接口。室外温度传感器通过2接口同时与A/D转换器的RA和A+接口相连,供水温度传感器通过4接口同时与A/D转换器的RB和B+接口相连,回水温度传感器通过6接口同时与A/D转换器的RC和C+接口相连,流量计通过8接口同时与A/D转换器的RD和D+接口相连,三通调节阀通过接口9、10接口分别与A/D转换器的MO和IO接口相连。
在气候补偿控制器的控制下的供暖***是通过下列方式连接的:热源1通过供水管、回水管与板式换热器2相连,供水管与回水管之间设有旁通管4,供水管、旁通管4和板式换热器2的连接处设有电磁阀5,该电磁阀5为三通调节阀,它与A/D转换器的输出接口相连,板式换热器2的另一侧通过供水管、回水管直接与用户终端6相连。温度传感器包括室外温度传感器7、室内温度传感器8、一次供水温度传感器9、二次供水温度传感器10和回水温度传感器11,室外温度传感器7与大气相连,室内温度传感器8放置在用户终端6、一次供水温度传感器9与热源1的供水管相连,二次供水温度传感器10与用户终端6的供水管相连,回水温度传感器11与热源1的回水管相连。
气候补偿控制技术的原理是根据室外气候的变化动态调整供暖出水温度,从而减低在温暖气候下燃气耗量的一种技术。气候补偿控制器先通过简单的供暖曲线设定初步的供暖出水温度的,再根据室外温度传感器7、室内温度传感器8的温度采集信息来决定二次供暖出水温度。通过电动三通调节阀5调节参与换热的一次循环水流量来达到调节二次供暖出水温度的目的,根据二次供暖出水温度的要求,采用分流控制的手段调整一次管网经过板换的流量。如果分流过大,表明目前的供热负荷已经超调,这时就要重新调整一次网管的总流量来平衡,保证室内温度稳定舒适的同时,做到最大化的优化节能。
随着室外温度下降,建筑物的热损失增加,因而需要增加更多的热量以防止室内温度下降,由于供水温度取决于室外温度,因此气候补偿控制器在室外温度和供水温度之间建立多条供暖曲线。供暖曲线提供了室外温度每下降1度,供水温度上升的值。选择合适的供暖曲线,确保室内温度维持恒定。如果供暖曲线选的太低,则出水温度过低会导致不足以供给足够的热量使房间温度下降;如果供暖曲线选的太高,则出水温度过高而导致房间温度过热。
供暖曲线的选择有两种方式:一种是在操作界面上手动选择,操作人员可以根据***运行情况和环境变化来选择供暖曲线;另一种是根据室内温度反馈的自适应选择,控制***根据室内温度和室外温度来自动计算***供暖曲线,供暖曲线斜率的计算公式为:
本发明的气候补偿控制器可以根据室内温度传感器8感知建筑物内部热源的变化,例如人、太阳光及一些供暖装置。室内温度的反馈补偿了内部热量的获得,此时即可重新计算供暖曲线的斜率,可以通过移动供暖曲线,重新调节***的供水温度。如果房间温度太低,则自动的将曲线向上移动,如果房间温度太高,则将供暖曲线向下移动。
本发明利用了更加的气候补偿算法,在供暖曲线的基础上加了修正项,修正数据根据实际室内温度和室外温度以及天气状况来确定出水温度的曲线模式,实现气候补偿控制器实时调控的作用,根据修正项的动态调节,这样就能更加精确的控制出水温度,达到供暖节能降耗的目的。
最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种供暖***的气候补偿控制器,所述供暖***包括热源和板式换热器,其特征是,所述气候补偿控制器包括控制模块、人机界面模块、A/D转换器和温度传感器,控制模块包括主控CPU和扩展模块,主控CPU内集成通信接口和输入输出接口,人机界面模块与控制模块的通信接口相连,A/D转换器与控制模块的输入输出接口相连,温度传感器与A/D转换器的输入接口相连;
所述的热源通过供水管、回水管与板式换热器相连,供水管与回水管之间设有旁通管,供水管、旁通管和板式换热器的连接处设有电磁阀,该电磁阀与A/D转换器的输出接口相连,板式换热器的另一侧通过供水管、回水管直接与用户终端相连;
所述的温度传感器包括室外温度传感器、室内温度传感器、一次供水温度传感器、二次供水温度传感器和回水温度传感器,室外温度传感器与大气相连,室内温度传感器放置在用户终端、一次供水温度传感器与热源的供水管相连,二次供水温度传感器与用户终端的供水管相连,回水温度传感器与热源的回水管相连。
2.根据权利要求1所述供暖***的气候补偿控制器,其特征在于,所述气候补偿控制器还包括无线通信模块,该无线通信模块与控制模块的通信接口相连。
3.根据权利要求1所述供暖***的气候补偿控制器,其特征在于,所述的电磁阀为三通调节阀。
4.根据权利要求1所述供暖***的气候补偿控制器,其特征在于,所述的控制模块的扩展模块包括数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块。
5.根据权利要求1所述供暖***的气候补偿控制器,其特征在于,所述的人机界面模块设有彩色触摸屏。
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