CN111059613A - 一种建筑内的热水供暖***及其气候补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种建筑内的热水供暖***，具有用于室内供暖的热水管路，其特征在于该热水管路中设有电动调节阀和浸入式温度传感器，建筑设有室外气候温度传感器，该热水供暖***设有气候补偿器，且浸入式温度传感器、室外气候温度传感器的采集信号接入气候补偿器检测供暖水温和室外实时温度，电动调节阀受驱接入气候补偿器调节热水供应量，供暖机组与气候补偿器双向信号互联，同步用户预设室内温度需求并调节供点水温。应用本发明该供暖***及其气候补偿方法，通过室外温度采集并自动修正供暖水温的设定值，控制电动调节阀开度，实现了供暖水温与室外温度变化的自动气候补偿、在保证供暖品质的同时实现了节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及建筑和室内供暖***，尤其涉及一种以热水为载体进行室内供暖的***节能方案。
背景技术
随着建筑和室内装修的技术革新和人们对居住舒适性提出了新的要求，当代各类建筑都引入了各种灵活多变的室温调节技术。例如单户或单房间所用的空调、楼宇中央空调***等，也有在特殊寒冷季节及地区，空调结合地暖辅助供暖的解决方案。
室外温度的变化很大程度上决定了建筑物需热量的大小，也决定了能耗的高低。热水供暖***的运行参数（供暖水温）应随室外温度的变化时刻进行调整，始终保持供热量与建筑物的需热量相一致，保证室内温度在不同室外温度情况下的相对稳定，实现按需供热，这样才可以保证供暖机组最大限度的节能运行。而现有常用热水供暖***无一例外地无视建筑外界的气候温度，仅根据用户预设的温度需求进行供暖热水的循环。即使外界室温并未达到极低程度（例如零下），也会按用户设定温度供暖甚至产生室温过高/过低，从而造成能源的巨大浪费。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的旨在提出一种建筑内的热水供暖***及其气候补偿方法，解决对热水供暖***的自动节能问题。
本发明的上述第一个目的建筑内的热水供暖***，具有用于室内供暖的热水管路，其赖以实现的技术方案为：所述热水管路中设有电动调节阀和浸入式温度传感器，建筑设有室外气候温度传感器，所述热水供暖***设有气候补偿器，且浸入式温度传感器、室外气候温度传感器的采集信号接入气候补偿器检测供暖水温和室外实时温度，电动调节阀受驱接入气候补偿器调节热水供应量，供暖机组与气候补偿器双向信号互联，同步用户预设室内温度需求并调节供点水温。
进一步地，所述浸入式温度传感器设于接近供点的热水管路中。
进一步地，所述浸入式温度传感器分布设于接近供点和回水点的热水管路中，且两处所有浸入式温度传感器均接入气候补偿器的输入端。
进一步地，所述气候补偿器为具有运算能力的微处理器，且具有PID调节制式的控制输出。
进一步地，所述室外气候温度传感器数量为两个以上，且分布设于对应两个以上室内温度需求设定点附近的建筑外侧。
本发明的上述第二个目的建筑内热水供暖***的气候补偿方法，其赖以实现的技术方案为基于室内供暖的热水管路定位设置电动调节阀和浸入式温度传感器，基于建筑外墙设置室外气候温度传感器，在热水供暖***中增设气候补偿器，并与各个温度传感器、电动调节阀和供暖机组互联成一体；包括步骤：
S1、用户预设室内温度需求，并开启供暖机组利用热水管路实施供暖，浸入式温度传感器将采集数据实时传入气候补偿器中；
S2、室外气候温度传感器实时记录建筑对应位置、朝向的外界气温，并即时将采集数据传入气候补偿器中；
S3、气候补偿器基于各温度传感器的传入数据通过运算修正供暖水温，并与实际供点水温进行比较，以温差为基准对供暖机组的供点水温进行升降调控、对电动调节阀进行热水供应量调控。
进一步地，步骤S1之前在所述热水管路接近供点处和回水点处分布设置浸入式温度传感器，并将两处所有浸入式温度传感器均信号接入气候补偿器的输入端。
进一步地，建筑具有两处以上供暖需求区域，步骤S2中所述室外气候温度传感器对应设于建筑向阳侧、背阳侧、低空楼层、高空楼层各处外墙，并即时将各处所有室外气候温度传感器均信号接入气候补偿器的输入端；所述热水管路面向各供暖需求区域受控于电动调节阀独立调节热水供应量。
本发明技术方案应用实施后的显著效果为：通过室外温度采集并自动修正供暖水温的设定值，控制电动调节阀开度，实现了供暖水温与室外温度变化的自动气候补偿、在保证供暖品质的同时实现了节省能源。
附图说明
图1是本发明热水供暖***及其气候补偿的原理示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
本发明技术方案致力于改善传统热水供暖***能耗居高不下，对传统供暖控制方式进行参考性分析，创新得出了一种建筑内的热水供暖***及其气候补偿方法，以此实现***节能运行。该创新方案从技术原理来看，它根据室外温度的变化及用户设定的不同时间对室内温度要求，按照设定曲线求出恰当的供水温度进行自动控制，实现供热***供水温度受到室外温度的自动气候补偿，避免产生室温过高/低而造成能源浪费。借鉴空调水***中的变流量控制***使用在热水供暖***中，可以很好地解决前述能源过量消耗的客观存在。
如图1所示的原理图，首先从热水供暖***中至关主要的热水管路相关的各硬件概述来看，其中设有电动调节阀3和浸入式温度传感器4，建筑设有室外气候温度传感器2，热水供暖***新增设有气候补偿器1，且上述浸入式温度传感器4、室外气候温度传感器2的采集信号均接入气候补偿器1中分别用于检测供暖水温和室外实时温度，电动调节阀3受驱接入气候补偿器1调节热水供应量，供暖机组5与气候补偿器1双向信号互联，同步用户预设室内温度需求并调节供点水温。而且，该气候补偿器为具有运算能力的微处理器，且具有PID调节制式的控制输出。
上述该热水供暖***的功能实现原理为：当室外变化时，对应的温度传感器将信号反馈给气候补偿器，在供暖时段内，为了满足室内温度的相对稳定，供水温度也应相应变化。即自动修正供暖水温设定值(理想值)，再通过设定值与实际供水温度进行比较，并以此比较差值为基准对电动阀进行PID调节。例如：当室外温度降低时，为了维持原有的室内温度，供暖水温应适当提高，此时气候补偿器将自动加大对供暖机组供应的热水供应量使得供暖水温适当升高；当室外温度上升时，同理应适当降低供暖水温以免产生室内过热现象，此时***将自动减小对供暖机组的热水供应量，以降低供暖机组的输出负荷。
通常低配情况下，上述浸入式温度传感器仅需要一个设于接近供点的热水管路中。但也有为了高配完善供暖热水的供应量控制，该室外气候温度传感器数量为两个以上，且分布设于对应两个以上室内温度需求设定点附近的建筑外侧。该浸入式温度传感器可以多个配置并分布设于接近供点和回水点的热水管路中，且两处所有浸入式温度传感器均接入气候补偿器的输入端。多点室外温度监测同时引入回水温度等外部信号作为反馈值对供暖水温曲线进行实时修正，达到节能运行的目的。
再者，从该热水供暖***的具体运行过程来理解该气候补偿方法的实用性，先完成硬件上的基础准备工作：基于室内供暖的热水管路定位设置电动调节阀和浸入式温度传感器，基于建筑外墙设置室外气候温度传感器，在热水供暖***中增设气候补偿器，并与各个温度传感器、电动调节阀和供暖机组互联成一体；而具体的设定、操作及运行步骤如下述展开。
S1、用户预设室内温度需求，并开启供暖机组利用热水管路实施供暖，浸入式温度传感器将采集数据实时传入气候补偿器中。其中预设的室内温度需求因人而异，相同的季节同一室外温度下不同的人耐温能力和舒适温度范围均具有差异，而且每一天中不同时段或者突发气候状况下的室外温度都缺乏准确的可预见性。因此用户通常会根据自己的爱好，分时段设定自己的舒适温度需求，该设定可以通过墙上面板或遥控器等传入供暖机组中，亦通过同步交互至气候补偿器中。
S2、室外气候温度传感器实时记录建筑对应位置、朝向的外界气温，并即时将采集数据传入气候补偿器中；同一时刻建筑的不同朝向可能存在向阳、背阳的差异，并且高低楼层之间也会略有差异。因此该温度传感器适合围绕建筑各面、各高度位置多路配置，从而更准确地为有目的向室内房间进行热水供暖。例如对于供暖温度需求较高的房间使得电动调节阀独立分路控制，增大热水供应量，反之对应降低。
S3、气候补偿器基于各温度传感器的传入数据通过运算修正供暖水温，并与实际供点水温进行比较，以温差为基准对供暖机组的供点水温进行升降调控、对电动调节阀进行热水供应量调控。以降低供暖机组的输出负荷。
综上结合图示的实施例详述及功能实现，本发明技术方案应用实施后的显著效果：（1）***响应及时。气候补偿器能够通过对室外温度采集，自动修正供暖水温设定值，再通过设定值与实际供水温度进行比较，并以此比较差值为基准对电动阀进行PID调节。
（2）***安全性高。根据末端需求控制***设定点供水温度及阀门开启度，整个控制***的运算量得到了有效精简，***稳定性好，有利于提高实验室的安全性。
（3）***节能性好。气候补偿器通过控制电动调节阀的开度，从而实现供暖***中供暖水温与室外温度变化的自动气候补偿功能，实现按需供热的目标，在保证供暖品质的同时实现能源的节约。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种建筑内的热水供暖***，具有用于室内供暖的热水管路，其特征在于：所述热水管路中设有电动调节阀和浸入式温度传感器，建筑设有室外气候温度传感器，所述热水供暖***设有气候补偿器，且浸入式温度传感器、室外气候温度传感器的采集信号接入气候补偿器检测供暖水温和室外实时温度，电动调节阀受驱接入气候补偿器调节热水供应量，供暖机组与气候补偿器双向信号互联，同步用户预设室内温度需求并调节供点水温。
2.根据权利要求1所述建筑内的热水供暖***，其特征在于：所述浸入式温度传感器设于接近供点的热水管路中。
3.根据权利要求1所述建筑内的热水供暖***，其特征在于：所述浸入式温度传感器分布设于接近供点和回水点的热水管路中，且两处所有浸入式温度传感器均接入气候补偿器的输入端。
4.根据权利要求1所述建筑内的热水供暖***，其特征在于：所述气候补偿器为具有运算能力的微处理器，且具有PID调节制式的控制输出。
5.根据权利要求1所述建筑内的热水供暖***，其特征在于：所述室外气候温度传感器数量为两个以上，且分布设于对应两个以上室内温度需求设定点附近的建筑外侧。
6.一种建筑内热水供暖***的气候补偿方法，其特征在于：基于室内供暖的热水管路定位设置电动调节阀和浸入式温度传感器，基于建筑外墙设置室外气候温度传感器，在热水供暖***中增设气候补偿器，并与各个温度传感器、电动调节阀和供暖机组互联成一体；包括步骤：
S1、用户预设室内温度需求，并开启供暖机组利用热水管路实施供暖，浸入式温度传感器将采集数据实时传入气候补偿器中；
S2、室外气候温度传感器实时记录建筑对应位置、朝向的外界气温，并即时将采集数据传入气候补偿器中；
S3、气候补偿器基于各温度传感器的传入数据通过运算修正供暖水温，并与实际供点水温进行比较，以温差为基准对供暖机组的供点水温进行升降调控、对电动调节阀进行热水供应量调控。
7.根据权利要求6所述建筑内热水供暖***的气候补偿方法，其特征在于：步骤S1之前在所述热水管路接近供点处和回水点处分布设置浸入式温度传感器，并将两处所有浸入式温度传感器均信号接入气候补偿器的输入端。
8.根据权利要求6所述建筑内热水供暖***的气候补偿方法，其特征在于：建筑具有两处以上供暖需求区域，步骤S2中所述室外气候温度传感器对应设于建筑向阳侧、背阳侧、低空楼层、高空楼层各处外墙，并即时将各处所有室外气候温度传感器均信号接入气候补偿器的输入端；所述热水管路面向各供暖需求区域受控于电动调节阀独立调节热水供应量。
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