CN111912060A - 一种集中空调***水力平衡自动调适方法及*** - Google Patents

一种集中空调***水力平衡自动调适方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集中空调***水力平衡自动调适方法及***，调适方法通过分级调节，调节各管道的流量比达到要求，简化传统人工水力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调水力平衡调适的人工开支；另外解决空调水***水力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。调适***通过各个管道上的流量计计算该管道的流量比，并传输至集中控制器，集中控制器处理分析，控制各个管道的调节阀调节各个管道的水流量，使管道的流量比达到要求，进而使集中空调水***水力平衡。同时流量计可显示以及传输空调水***管道流量的流量比，解决了目前空调水***管道流量计不能显示流量比的问题。

Description

一种集中空调***水力平衡自动调适方法及***
技术领域
本发明涉及空调调适领域，尤其涉及一种集中空调***水力平衡自动调适方法及***。
背景技术
目前，集中空调***已广泛应用于各种公共建筑中，但运行后往往出现集中空调水***水力不平衡，各管道实际流量与设计流量差距较大，导致出现同一楼层空调末端冷热不均，不同楼层的温度梯度较大的现象。
特别是一些商业建筑的公共区域，其采用的集中空调***仅在项目竣工时做了空调***的试运行，在后期建筑实际运行过程中，大部分未做空调水***水力平衡的调适。故在制冷和供暖季常常出现各楼层公共区域冷热不均，导致商户或者顾客投诉的现象。少数公共建筑的业主在第三方节能咨询单位的建议下，虽然逐步开始做空调水***的水力平衡调节，但仍采用传统的人工调节，且很难做到空调水***的动态平衡。
流量计已广泛用于工业生产、能源计量、环境保护、交通运输等领域。随着人们对建筑节能意识、环境舒适的关注日益增强，集中空调的水***的水力平衡也越来越受关注。而水力平衡调适中，管道的流量比是水力平衡调适的重要参数，现常用流量计测量。
目前在建筑领域中，用于集中空调水***供水管上的流量计(表)显示的参数一般为流量、温度等参数，没有可显示实时流量比(管道实际流量/管道设计流量)的流量计(表)，现有获得流量比的方法是调适人员根据现有流量计(表)显示的实时流量，或者通过现场测试的流量，与对应的设计流量相比而得到。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种集中空调***水力平衡自动调适方法及***，其可根据各管道的流量比(实际流量/设计流量)的变化，实现自动化调节。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
一种集中空调***水力平衡自动调适方法，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、在上级管道机构中，选择流量比最大的管道，并选择连通此管道的下级管道机构；
S2、在下级管道机构中，重复S1步骤，直至到达最低等级的下级管道机构；
S3、在该级管道机构中，调适各个管道的流量比；
S4、返回上级管道机构，在该机构中选择流量比大小仅次于上次选择的管道，并在该管道的下级管道机构中，重复S2和S3步骤；
S5、重复S4步骤，直至完成该上级管道机构的各个下级管道流量的调适；
S6、针对该上级管道机构的各个管道，按照S3步骤进行调适；
S7、将上级管道机构作为下级管道机构，针对该下级管道机构的上级管道机构，重复S4、S5和S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其流量比达到要求。
进一步的是，所述S3步骤，具体包括以下步骤：
S31、选择该管道机构多根管道中流量比最小的管道作为基准值；
S32、选择除基准值以外的其他管道，并调节该管道的流量比；
S33、当其他管道的流量比等于基准值时，停止调节。
进一步的是，所述流量比为管道实际流量与设计流量的比值。
进一步的是，所述最高等级的上级管道机构为与空调***连接的总出水管，S8步骤中，该总出水管的流量比等于1时，调适结束。
本发明还提供了一种集中空调***水力平衡自动调适***，所述***包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，还包括流量计、调节阀和集中控制器；
所述流量计和调节阀均安装在多级管道机构的每根管道上，且均与所述集中控制器连接；
所述流量计包括：
按键模块，用于输入管道的设计流量；
处理器，与所述按键模块连接，接收管道的实际流量信号，计算实际流量与设计流量的比值，并将比值传输至集中控制器；
显示模块，与所述处理器连接，显示管道实际流量与设计流量的比值。
进一步的是，所述流量计还包括分别与所述处理器连接的电源模块、数据储存模块、报警模块、无线通讯模块和信号转换模块。
进一步的是，所述流量计为电磁流量计，包括分体设置且相连的主机和检测组件；所述按键模块、处理器、显示模块、电源模块、数据储存模块、报警模块、无线通讯模块和信号转换模块均安装在所述主机内。
进一步的是，所述检测组件包括管状壳体、测量管、励磁线圈、衬里管和电极；
所述测量管安装在管状壳体内，测量管的外表面缠绕有所述励磁线圈，内表面粘贴有所述衬里管，内端安装有所述电极。
进一步的是，所述测量管内安装有温度传感器，所述电极安装在所述测量管内部的两端，所述管状壳体的内外表面均粘贴有保温岩棉板。
进一步的是，所述调节阀为电动比例积分调节阀。
本发明的有益效果：
本发明提供的调适方法，通过分级调节，调节各管道的流量比达到要求，简化传统人工水力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调水力平衡调适的人工开支；另外解决空调水***水力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户(顾客)投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。
本发明的分级调节，根据流量比按“比例法”分级调节，从最小阻力最不利流量计的管道依次调节，以保证满足最不利末端的实际流量；同时，调节它的上一级，上两级…直到总出水管上的流量计时，每级中管道的流量计均会按比例变化。
本发明提供的空调水力平衡调适***，通过各个管道上的流量计计算该管道的流量比，并传输至集中控制器，集中控制器处理分析，控制各个管道的调节阀调节各个管道的水流量，使管道的流量比达到要求，进而使集中空调水***水力平衡。
本发明提供的流量计，可显示以及传输空调水***管道流量的流量比，解决了目前空调水***管道流量计不能显示流量比的问题，为集中空调水***水力平衡调适提供基础条件，同时省去人工现场测量并计算流量比的繁琐过程。
本发明提供的流量计，被测液体通过测量管时，温度传感器检测液体的温度信号，电极引出和被测量成正比的感应电势信号，感应电势信号和温度信号被信号转换模块转换，转换为处理器可识别的信号，处理器计算管道的流量比，并控制显示模块显示流量比以及管道内液体的温度，处理器控制无线通讯模块将流量比和温度信息传输至集中控制器，以便于集中控制器控制调节阀调节管道的水流量。
附图说明
图1为本发明***的示意图；
图2为本发明空调水***多级管道机构的示意图；
图3为本发明流量计的示意图；
图4为本发明流量计主机的示意图；
图5为本发明流量计检测组件的示意图；
图中：1、流量计；10、主机；101、按键模块；102、处理器；103、显示模块；104、电源模块；105、数据储存模块；106、报警模块；107、无线通讯模块；108、信号转换模块；11、检测组件；111、管状壳体；112、测量管；113、励磁线圈；114、衬里管；115、电极；116、温度传感器；2、调节阀；3、集中控制器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种集中空调***水力平衡自动调适方法，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、在上级管道机构中，选择流量比最大的管道，并选择连通此管道的下级管道机构；
S2、在下级管道机构中，重复S1步骤，直至到达最低等级的下级管道机构；
S3、在该级管道机构中，调适各个管道的流量比，具体包括以下步骤：
S31、选择该管道机构多根管道中流量比最小的管道作为基准值；
S32、选择除基准值以外的其他管道，并调节该管道的流量比；
S33、当其他管道的流量比等于基准值时，停止调节；
S4、返回上级管道机构，在该机构中选择流量比大小仅次于上次选择的管道，并在该管道的下级管道机构中，重复S2和S3步骤；
S5、重复S4步骤，直至完成该上级管道机构的各个下级管道流量的调适；
S6、针对该上级管道机构的各个管道，按照S3步骤进行调适；
S7、将上级管道机构作为下级管道机构，针对该下级管道机构的上级管道机构，重复S4、S5和S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其流量比达到要求。
所述流量比为管道实际流量与设计流量的比值。所述最高等级的上级管道机构为与空调***连接的总出水管，S8步骤中，该总出水管的流量比等于1时，调适结束。
该调适方法，通过分级调节，调节各管道的流量比达到要求，简化传统人工水力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调水力平衡调适的人工开支；另外解决空调水***水力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户(顾客)投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。
采用分级调节，根据流量比按“比例法”分级调节，从最小阻力最不利流量计的管道依次调节，以保证满足最不利末端的实际流量；同时，调节它的上一级，上两级…直到总出水管上的流量计时，每级中管道的流量计均会按比例变化。
实施例2
一种集中空调***水力平衡自动调适***，如图1-5所示，***包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，还包括流量计1、调节阀2和集中控制器3。
流量计1和调节阀2均安装在多级管道机构的每根管道上，且均与集中控制器3连接。
流量计1包括：按键模块101，用于输入管道的设计流量；处理器102，与按键模块101连接，接收管道的实际流量信号，计算实际流量与设计流量的比值，并将比值传输至集中控制器3；显示模块103，与处理器102连接，显示管道实际流量与设计流量的比值。
本实施例中，通过各根管道上的流量计1计算该管道的流量比，并传输至集中控制器3，集中控制器3处理分析，控制各个管道的调节阀2调节各个管道的水流量，使管道的流量比达到要求，进而使集中空调水***水力平衡。
现有技术的流量计1不能显示实时的流量比，需通过人工后续的计算得出，对于集中空调水***调适人员而言，调适过程繁琐，本实施例增加实时计算以及显示流量比的功能，省去人工现场测量并计算流量比的繁琐过程，同时，也为集中控制器3的处理分析提供基础。
其中，按键模块101用于输入相关信息，如管道的设计流量信息，以及流量计的启停等；处理器102为该流量计的计算控制中心，接收管道的实际流量信号，并计算实际流量与设计流量的比值，即流量比；显示模块103用于显示流量计的相关信息，如流量比和温度等。
处理器102可为常规的现有技术，如单片机等，植入常规的计算控制程序，以及创新性地植入计算实际流量与设计流量的比值，得到流量比的计算程序。集中控制器3为该***的控制中心，接收流量计1所上传的流量比信息，并综合处理分析，控制管道上的调节阀2调节流量比达到要求，其植入实施例1的计算控制程序，控制调适***的运行。
作为本实施例的优化方案，如图4所示，流量计1还包括分别与处理器102连接的电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108。
电源模块104用于为流量计1供电；数据储存模块105用于储存数据；报警模块106用于流量计异常时报警；无线通讯模块107用于流量计的无线通讯；信号转换模块108用于将接收到的信号进行转换，转换为处理器102可识别的信号。电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108均可为现有技术的常规选择，如选用现有技术的某一型号的该部件进行组装，本实施例的创新点不在于各个具体部件创新，而在于整体部件组装后的整体创新。
作为本实施例的优化方案，如图3和4所示，流量计1为电磁流量计，包括分体设置且相连的主机10和检测组件11；按键模块101、处理器102、显示模块103、电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108均安装在主机10内。
作为本实施例的优化方案，如图5所示，检测组件11包括管状壳体111、测量管112、励磁线圈113、衬里管114和电极115；测量管112安装在管状壳体111内，测量管112的外表面缠绕有励磁线圈113，内表面粘贴有衬里管114，内端安装有电极115。
管状壳体111为检测组件11的外壳，并隔离外磁场的干扰；测量管112作用是让被测导电性液体通过；励磁线圈113的作用是产生磁场；衬里管114直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路；电极115作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。
作为本实施例的优化方案，如图5所示，测量管112内安装有温度传感器116，检测被测液体的温度；电极115安装在测量管112内部的两端，实现双向测量；管状壳体111的内外表面均粘贴有保温岩棉板，对流量计保温。
作为本实施例的优化方案，调节阀2为电动比例积分调节阀，以便于调节管道的流量。
为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作原理作一次完整的描述：
在调适时，将检测组件11安装在被测管道上，并与主机10连接。通过按键模块101输入管道的设计流量。
在空调水***的某一被测管道上，液体通过测量管112时，温度传感器116检测液体的温度信号，电极115引出和被测量成正比的感应电势信号，感应电势信号和温度信号传输至信号转换模块108，信号转换模块108将信号转换为处理器102可识别的信号，并传输至处理器102，处理器102将感应电势信号转换为实际流量信号，并计算实际流量与设计流量的比值，处理器102控制显示模块103显示管道实际流量与设计流量的比值(即流量比)，以及管道内液体的温度。
与此同时，处理器102将计算得到的流量比信息，通过无线通讯模块107传输至集中控制器3，集中控制器3综合处理分析，控制该管道的调节阀2调节水流量，通过流量计1不断的传输流量比信息，最终通过调节阀2调节，使该管道的流量比达到要求。
通过集中控制器3接收各个管道流量计1的流量比信息，并控制该管道的调节阀2调节，使各个管道的流量比达到要求，进而使集中空调水***水力平衡。
实施例3
本实施例将结合实施例1和实施例2，对集中空调***水力平衡自动调适方法进行详细阐述。
本实施例中，该调适方法针对三级管道机构进行调适，第一级管道机构为空调***直接连接的一根第一管道，即总出水管，第二级管道机构为第一管道分支的三根第二管道，第三管道机构为每根第二管道分支的三根第三管道，总共九根管道，如图2所示。在每根管道上，均安装有流量计1和调节阀2，流量计1和调节阀2均与集中控制器3连接，集中控制器3接收流量计1的上传信息，并控制调节阀2的运行。
集中控制器3统计空调水***中所有流量计1的实时流量比，当有10％流量计1的流量比≠1，调适开始。同时集中控制器3向电动比例积分调节阀2发出控制命令，全开所有调节阀2的阀门进行调节，具体调适方法如下：
1、第一个一级计算完整闭环
a)集中控制器在第二级管道机构中，选择流量比最大流量计的一根第二管道，并以此作为第一个一级计算闭环；
b)在该第二管道分支的三根第三管道中(三根第三管道属于第三管道机构)，选定流量比最小的流量计管道作为基准值，此步选择在该计算闭环内选择；
c)选择除基准值流量计以外的其他两个第三管道流量计，并调节该管道电动比例积分调节阀的阀门；
d)当其他两个第三管道流量计的流量比＝基准值时，停止调节电动比例积分调节阀的阀门。
2、第二个一级计算完整闭环
e)返回第二级管道机构，选择第二级管道机构流量比仅次于a)步骤流量计的一根第二管道，并以此作为第二个一级计算闭环；
f)在该第二管道分支的三根第三管道中，重复b)-d)步骤。
3、第三个一级计算完整闭环
g)返回第二级管道机构，选择最后一根第二管道，并以此作为第三个一级计算闭环；
h)在该第二管道分支的三根第三管道中，重复b)-d)步骤。
4、二级计算完整闭环
i)在第二管道机构的三根第二管道中，选择流量计流量比最小的一根第二管道作为基准值；
j)选择除基准值流量计以外的其他两根第二管道流量计，并调节电动比例积分调节阀的阀门，此步选择在该计算闭环内选择；
k)当其他两根第二管道流量计的流量比＝基准值时，停止调节电动比例积分调节阀的阀门。
5、选择总水管的流量计，并调节电动比例积分调节阀的阀门。
l)在第一级管道机构的第一管道上，调节电动比例积分调节阀的阀门，当该管道的流量计的流量比＝1，调适结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种集中空调***水力平衡自动调适方法，其特征在于，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、在上级管道机构中，选择流量比最大的管道，并选择连通此管道的下级管道机构；
S2、在下级管道机构中，重复S1步骤，直至到达最低等级的下级管道机构；
S3、在该级管道机构中，调适各个管道的流量比；
S4、返回上级管道机构，在该机构中选择流量比大小仅次于上次选择的管道，并在该管道的下级管道机构中，重复S2和S3步骤；
S5、重复S4步骤，直至完成该上级管道机构的各个下级管道流量的调适；
S6、针对该上级管道机构的各个管道，按照S3步骤进行调适；
S7、将上级管道机构作为下级管道机构，针对该下级管道机构的上级管道机构，重复S4、S5和S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其流量比达到要求。
2.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述S3步骤，具体包括以下步骤：
S31、选择该管道机构多根管道中流量比最小的管道作为基准值；
S32、选择除基准值以外的其他管道，并调节该管道的流量比；
S33、当其他管道的流量比等于基准值时，停止调节。
3.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述流量比为管道实际流量与设计流量的比值。
4.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述最高等级的上级管道机构为与空调***连接的总出水管，S8步骤中，该总出水管的流量比等于1时，调适结束。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述调适方法的***，所述***包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，其特征在于，还包括流量计(1)、调节阀(2)和集中控制器(3)；
所述流量计(1)和调节阀(2)均安装在多级管道机构的每根管道上，且均与所述集中控制器(3)连接；
所述流量计(1)包括：
按键模块(101)，用于输入管道的设计流量；
处理器(102)，与所述按键模块(101)连接，接收管道的实际流量信号，计算实际流量与设计流量的比值，并将比值传输至集中控制器(3)；
显示模块(103)，与所述处理器(102)连接，显示管道实际流量与设计流量的比值。
6.如权利要求5所述的调适***，其特征在于，所述流量计(1)还包括分别与所述处理器(102)连接的电源模块(104)、数据储存模块(105)、报警模块(106)、无线通讯模块(107)和信号转换模块(108)。
7.如权利要求6所述的调适***，其特征在于，所述流量计(1)为电磁流量计，包括分体设置且相连的主机(10)和检测组件(11)；所述按键模块(101)、处理器(102)、显示模块(103)、电源模块(104)、数据储存模块(105)、报警模块(106)、无线通讯模块(107)和信号转换模块(108)均安装在所述主机(10)内。
8.如权利要求7所述的调适***，其特征在于，所述检测组件(11)包括管状壳体(111)、测量管(112)、励磁线圈(113)、衬里管(114)和电极(115)；
所述测量管(112)安装在管状壳体(111)内，测量管(112)的外表面缠绕有所述励磁线圈(113)，内表面粘贴有所述衬里管(114)，内端安装有所述电极(115)。
9.如权利要求8所述的调适***，其特征在于，所述测量管(112)内安装有温度传感器(116)，所述电极(115)安装在所述测量管(112)内部的两端，所述管状壳体(111)的内外表面均粘贴有保温岩棉板。
10.如权利要求5所述的调适***，其特征在于，所述调节阀(2)为电动比例积分调节阀。
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