CN203586393U - 热平衡机组及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热平衡机组及其控制装置，热平衡机组的供热管路包括用户进水管、用户回水管和旁通管；热平衡机组控制装置包括控制器、电动阀和水泵；控制器包括传感器模块、电动阀控制模块和水泵控制模块：电动阀连接在用户进水管或用户回水管上，电动阀控制模块调整电动阀的开度以调整用户进水管第二侧的进水温度至设定水温范围内；水泵控制模块控制水泵的转速调整，以调整温度传感器检测到的进水温度与用户回水管的回水温度的温差至设定温差范围内。本实用新型可同时做到节能高效和提高舒适度。

Description

热平衡机组及其控制装置

技术领域

本实用新型涉及供热***，尤其涉及一种热平衡机组及其控制装置。

背景技术

集中供热***包括用于产生热源的热电厂等热设备以及将热量输送到终端用户的供热管网，通常在终端用户前端的供热管网上安装有热平衡机组。

如图1所示，用于供热***的热平衡机组的机械结构部分包括一端连接于供热单元S1（或称热源，例如自热电厂出来的供热管网）、另一端连接于终端用户S2散热器的两根供热管路，一根为用户进水管1，一根为用户回水管2，在用户进水管1与用户回水管2之间安装有旁通管3，旁通管3左侧靠近供热单元S1，称为热平衡机组的第一侧，旁通管3及其右侧靠近终端用户，为热平衡机组的第二侧。

对于用户进水管1来讲，可以用户进水管1与旁通管3的交点为界，划分为用户进水管第一侧11和用户进水管第二侧12；同样，对于用户回水管2来讲，也可以用户回水管2与旁通管3的交点为界，划分为用户回水管第一侧21和用户回水管第二侧22。

如图1所示，在用户进水管1、用户回水管2或者旁通管3上可安装有水泵4，以提供供热介质（热水）在供热管路中流动的循环动力。在旁通管3上还安装有单向阀7，在用户进水管第一侧11或用户回水管第一侧21安装有电动阀5。来自于供热单元的热水由用户进水管第一侧11经用户进水管第二侧12进入终端用户S2的散热器（图中未示出）散热后经用户回水管第二侧22流入用户回水管第一侧21，在单向阀7和电动阀5的作用下，流入用户回水管第二侧22中的供热介质可以经用户回水管第一侧21流回供热单元S1，也可以经旁通管3、用户进水管第二侧12后再次流进终端用户S2的散热器；或者用户回水管第二侧22中的供热介质中的一部分流回供热单元S1，另一部分经旁通管3、用户进水管第二侧12再次流进终端用户S2的散热器，参与循环散热。

然而，传统的集中供热存在着巨大的能源浪费情况。集中供热的热量损失通常发生在热平衡机组中的供热管路，造成热损失的重要因素是液力不平衡，液力不平衡意味着供热***中低温差（ΔT，即进水温度与回水温度的温差）和高流量，供热管路与环境之间的热交换造成了大量的热损耗。

然而，现有技术的集中供热的热平衡机组，并未针对上述情况进行有效控制。现有技术的热平衡机组控制方法及装置，只进行流量恒定控制，或者只是针对进水温度或回水温度进行调整，而不能同时做到节能高效和提高舒适度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种热平衡机组控制装置，解决现有技术的热平衡机组控制装置不能同时做到节能高效和提高舒适度的技术问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有本实用新型热平衡机组控制装置的热平衡机组。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种热平衡机组控制装置，所述热平衡机组的供热管路包括用户进水管、用户回水管和旁通管，所述用户进水管和所述用户回水管的第一端连接供热单元，第二端连接终端用户；所述热平衡机组控制装置包括控制器及与所述控制器相连接的温度传感器以及设置在所述供热管路上的电动阀和水泵；所述控制器包括传感器模块、电动阀控制模块和水泵控制模块：所述传感器模块，用以接收所述温度传感器所检测的温度信号并传送给所述电动阀控制模块和水泵控制模块；所述电动阀控制模块，用以控制所述电动阀的开度调整，所述电动阀连接在所述用户进水管或用户回水管上，所述电动阀控制模块调整所述电动阀的开度以调整用户进水管第二侧的进水温度至设定水温范围内；所述水泵控制模块，用以控制所述水泵的转速调整，以调整所述温度传感器检测到的所述进水温度与所述用户回水管的回水温度的温差至设定温差范围内。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述电动阀控制模块包括开度调整单元及开度预调单元，所述水泵控制模块包括转速调整单元及转速预调单元，所述转速预调单元根据所述开度调整单元对所述电动阀进行开度调整后的所述进水温度与所述回水温度的所述温差对所述水泵的转速进行转速预调。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述电动阀控制模块包括开度调整单元及开度预调单元，所述水泵控制模块包括转速调整单元及转速预调单元，所述开度预调单元根据所述转速调整单元对所述水泵进行转速调整后的所述进水温度对所述电动阀的开度进行开度预调。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述控制器还包括调整周期及频率控制模块，以控制对所述电动阀的开度和所述水泵的转速进行周期性调整，每一所述周期内，依次由开度调整单元进行开度调整、转速预调单元进行转速预调、转速调整单元进行转速调整和开度预调单元进行开度预调。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述温度传感器包括用于检测所述用户进水管第二侧的所述进水温度的进水温度传感器和用于检测所述用户回水管的所述回水温度的回水温度传感器。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述温度传感器还包括用于检测户外温度的户外温度传感器，所述设定温差范围与所述户外温度传感器检测到的所述户外温度相对应，所述设定进水温度范围与所述户外温度传感器检测到的户外温度相对应。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述控制器集成于所述水泵或所述电动阀上。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述控制器还包括远程通信模块和/或HMI模块。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述回水温度传感器设置于所述用户回水管第二侧。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述水泵设置于所述用户进水管第二侧，所述电动阀设置于所述用户回水管第一侧。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述电动阀设置于所述用户进水管第一侧，所述水泵设置于所述用户进水管第二侧。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述水泵为一体式或分体式变频水泵。

本实用新型的热平衡机组控制装置，优选的，所述热平衡机组还包括压力传感器，所述压力传感器包括用于检测所述用户进水管第一侧的进水水压的第一压力传感器、用于检测所述用户进水管第二侧的第二进水水压的第二压力传感器及用于检测所述用户回水管第二侧的回水水压的第三压力传感器。

本实用新型的热平衡机组，具有本实用新型的热平衡机组控制装置。

一种热平衡机组控制方法，所述热平衡机组包括供热管路和控制装置，所述供热管路包括用户进水管、用户回水管和旁通管；所述控制装置包括控制器及与所述控制器相连接的温度传感器以及设置在所述供热管路上的电动阀和水泵；所述用户进水管和所述用户回水管的第一端连接供热单元，第二端连接终端用户；所述电动阀，连接在所述用户进水管或用户回水管上，所述控制器调整所述电动阀的开度以调整用户进水管第二侧的进水温度至设定水温范围内；所述控制器调整所述水泵的转速以调整所述温度传感器检测到的所述进水温度与所述用户回水管的回水温度的温差至设定温差范围内。

由上述技术方案可知，本实用新型的热平衡机组及其控制装置的优点和积极效果在于：本实用新型主要致力于具有自动/手动/远程控制模式的混合循环***，其不仅可以控制终端用户的供水温度，而且可以控制从用户处返回的温差；同时能够扩大温度控制范围，达到最佳节能效果。为了减小热量损失，节约循环水泵的电能，本实用新型提出将流量和温度控制联合起来，这样供水温度随着室外温度或实际的热负载需求而变化，同时流量相应地随着温差自动变化，一个更经济的热平衡***建立于热源端与用户端之间，能按照室外温度变化以较低的成本满足用户的热需求量。热平衡机组进水温度和回水温度的温度差（△T）是至关重要的，如果进水温度与回水温度之间的温差增加的话，相同的热量可以转化成比较低的流量。本实用新型使△T最大化的其他好处在于，热电厂的总燃油效率高、电效率高、热输送过程中所需的泵浦能量低，降低相关的配电损耗。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是现有技术的热平衡机组的示意图；

图2是本实用新型第一实施例的热平衡机组的示意图；

图3是本实用新型第三实施例的热平衡机组的示意图；

图4是本实用新型第四实施例的热平衡机组的示意图；

图5是本实用新型第五实施例的热平衡机组的示意图；

图6是本实用新型实施例的热平衡机组控制装置的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。

本实用新型实施例的热平衡机组，具有本实用新型实施例的热平衡机组控制装置。

本实用新型各实施例的热平衡机组，可以是用于一座或几座居民楼的供热控制。

实施例1

如图2所示，本实用新型第一实施例的热平衡机组的控制，其所应用的本实用新型实施例的热平衡机组包括供热管路和控制装置，所述供热管路包括用户进水管1、用户回水管2和旁通管3，对于用户进水管1和用户回水管2，可以与旁通管3的交点为界，分别划分为用户进水管第一侧11和用户进水管第二侧12、用户回水管第一侧21和用户回水管第二侧22。而用户进水管1和用户回水管2的第一端连接供热单元S1，第二端连接终端用户S2。而控制装置包括控制器6、温度传感器、电动阀5和水泵4。水泵4优选的为变频水泵，可以调节转速，例如为马格纳电子泵（Magna）或TPE电子泵，水泵4的变频部件，既可以设置在供热管路上的水泵4本体内，也可以设置在控制器6中，因此水泵4既可以为一体式变频水泵，也可以是分体式变频水泵。

所述温度传感器，连接于控制器6，向控制器6回传所检测到的温度数据。本实施例中，温度传感器包括进水温度传感器T2、回水温度传感器T3和户外温度传感器T0，分别用于检测进水温度、回水温度和户外温度。其中，进水温度传感器T2设置于用户进水管第二侧12，回水温度传感器T3设置于用户回水管第二侧22，而户外温度传感器T0则设置于户外，用于检测实际户外的温度。

本实施例中，水泵4连接在用户进水管1上，具体的说是连接在用户进水管第二侧12，而本实用新型第一实施例的热平衡机组的控制，其控制装置的控制主要体现在对水泵4的转速调整和对电动阀5的开度调整。而本实用新型对水泵4的转速调整的相关条件是进水温度和回水温度之间的温度差的变化。另外，电动阀5虽然设置在用户回水管2，具体的说是在用户回水管第一侧21，但进行开度调整的相关条件是进水温度传感器T2所检测到的进水温度的变化。当然，也可以在用户回水管第一侧21设置回水温度传感器T3，来检测回水温度。

而上述的温度差的变化和回水温度的变化，是在超出了一个设定温度差范围或设定进水温度范围之后，才进行调整；并且分两种情况进行调整，一种是超过设定温度差范围或者设定进水温度范围的上限，另一种低于设定温度差范围或设定进水温度范围的下限。而设定温度差范围或设定进水温度范围，则是在设定温度差中心值和设定进水温度中心值上下浮动±0.1～±1而形成，例如设定温度差中心值和设定进水温度中心值的±0.3或±0.5而形成。

本实用新型实施例的热平衡机组的控制，其设定温度差中心值和设定进水温度中心值均与户外温度有关，本实用新型就是鉴于现有技术中只进行流量恒定控制，或者只是针对进水温度或回水温度进行调整而不能同时做到节能高效和提高舒适度的缺陷，针对不同户外温度，按照对应的进水温度和回水温度的温度差中心值来调整水泵4的转速以调节供热管路内的流速，按照对应的回水温度中心值来调整电动阀5的开度以调节供热管路内的流量。

上述的两个对应关系，可以由控制器存储的事先通过多次实验所获得的对应关系表或者对应关系曲线（函数），在进行调整时，对于户外温度传感器T0所传来的户外温度，通过查找上述对应关系表的方式或者通过对应关系曲线（函数）来计算的方式获得。也可以采用查表与计算相结合的方式。

例如表1所示的对应关系表。表1所适用的情况是供热面积为7500m²，热负荷为80W/m²的情形。

表1

如表1所示，本实施例中，首先通过外部条件，控制用户进水管第一侧11的进水温度始终不变，且由于回水温度传感器T3只有一个，因此，用户回水管第一侧21中的回水温度和用户回水管第二侧22中的回水温度也视为相等。由表1可知，第一侧的进水温度与回水温度的温度差随着户外温度的增加而增加，而第二侧的进水温度与回水温度的温度差在4℃以下时是随着户外温度的增加而增加。

为了说明更清楚，表1中的行数较少、字段较多，但在控制器6中，只需要存储“户外温度”、“第二侧的进水温度”、“第二侧的△t”等字段的查找表（或曲线）即可，其中的“第二侧的进水温度”，也即所要查找的设定进水温度中心值，而“第二侧的△t”，则为所要查找的设定温度差范围的中心值。检测到户外温度以后，查找该户外温度所对应的“第二侧的△t”和“第二侧的进水温度”，来确定是否需要调整。

当然，上述的查找表的行数毕竟有限，在进行查表时，也许有些户外温度的数值并未存储在上述的查找表中，例如以表1的精度为例，户外温度值2℃、-3℃未出现在表1中，则可通过插值的方法来由其两端的0℃和4℃通过一次方程插值（即线性插值）的方式来确定户外温度值2℃所对应的第二侧的进水温度为64℃，第二侧的△t为29.5℃，户外温度值-3℃所对应的第二侧的进水温度为66.5℃，第二侧的△t为26℃。为了提高精确度，也可以采用二次插值等方法。

在具体进行电动阀5的开度调整时，控制器6判断进水温度传感器T2检测到的进水温度是否在表1中的设定进水温度范围内，如检测到的进水温度高于所述设定进水温度范围的上限，控制器6控制电动阀5减小开度，如检测到的进水温度低于所述设定进水温度范围的下限，则控制器6控制电动阀5增大开度；具体增大的幅度可由实际情况确定。

在具体进行水泵4的每一次转速调整时，控制器6判断进水温度传感器T2检测到的进水温度与回水温度传感器T3检测到的回水温度的差值是否在表1中的设定温差范围内，如进水温度与回水温度的差值高于设定温差范围的上限，控制器6控制所述水泵4增加转速；如低于设定温差范围的下限，控制所述水泵4降低转速，具体的调整幅度也由具体情况确定。

以温度传感器检测到的进水温度为75℃、回水温度为64℃、户外温度为-16℃，温度差范围和回水温度范围取中心值±0.3为例，由于检测到的温度差为11℃，而查表可知户外温度为-16℃所对应的设定进水温度范围为73℃±0.3，对应的设定温度差范围为13℃±0.3，因此，由于检测到的进水温度超过了设定进水温度的上限，因此控制电动阀5减小开度来降低回水温度，由于检测到的温度差低于设定温度差范围的下限，因此控制水泵4降低转速来提高温度差。

由于进水温度既相关于电动阀5开度的调整，也相关于水泵4的转速调整，因此，可以考虑加大电动阀5的开度调整的调整频率来提高调整效率，增加调整效果（或者说是控制效果）。

因此，本实用新型第一实施例的热平衡机组的控制，控制器6进行开度调整的调整频率至少是不低于进行转速调整的调整频率，例如开度调整的调整频率可以是转速调整的调整频率的1-3倍数，开度调整的调整频率例如为0.2-1次/分钟，转速调整的调整频率例如为0.1-0.5次/分钟，优选的，开度调整的调整频率为0.2次/分钟，转速调整的调整频率为0.1次/分钟。在频率相同的情况下，最好是先进行开度调整，再进行转速调整；例如调整频率都是0.1次/分钟（也即10分钟调整1次）的情况下，则可以在进行转速调整之前的0.5-2分钟（优选的为1分钟）进行一次开度调整，以减少转速调整的次数，节约能源，增加热平衡机组的稳定性。但本实用新型并不局限于此，开度调整的调整频率可以大于、等于或小于转速调整的调整频率。

在具体进行开度调整及转速调整时，控制器6可以通过PID控制方式控制所述水泵4的转速与所述电动阀5的开度，其PID控制参数可以通过人机接口（Human Machine Interface，简称HMI）控制或远程通信进行修改。

实施例2

本实用新型的热平衡机组的控制，其开度调整和转速调整之间也可以相互密切关联，也即在实施例1的基础上，对电动阀5和水泵4进行联合调节，也即水泵4的转速调整相关电动阀5的开度调整，而电动阀5的开度调整相关水泵4的转速调整。

并且为了缩短热平衡机组内的混合循环***达到稳态的时间，可以在“正式”的开度调整之前进行开度预调，而在“正式”的开度调整之前进行开度预调。因此，在每一调整周期内，依次进行开度调整、转速预调、转速调整和开度预调的各个步骤，循环往复。

而进行转速预调与开度预调的条件如下，首先，转速预调是根据如下进行判断：

1、当水泵4处在稳态中，即检测到的温度差在设定温度差范围时，水泵4无需进行转速调整时：

根据电动阀的开度调整，做相对于开度调整为正向（或称同向）的预调，预调的幅度为50%*开度调整幅度。开度调整幅度是本次所增加或减小的开度值与电动阀5的最大开度的比值。这里所说的正向和反向，是指与前一次的开度调整的方向相同或方向相反，是以“开度加大”与“转速加快”为方向相同，即如果电动阀5的开度增加，则水泵4的转速加大是正向，水泵4的转速减小是反向；反之，电动阀5的开度若减小，则水泵4的转速减小是相对于开度调整为正向的预调，水泵4的转速加大是相对于开度调整为反向的预调。

2、当检测到的温差不在设定温度差范围时，水泵4按照实施例1的方法需做正向调整时：

根据前一次的开度调整，做正向的转速预调，预调的幅度为50%的开度调整的幅度。此处，是将开度调整的幅度比例，转化为水泵的转速调节比例。

在实施例1中，电动阀5的开度调整和水泵4的转速调整是遵照不同调整频率进行的，在本实施例中，增加转速预调与开度预调之后，有可能发生的是：当转速预调完成后，水泵到了“正式”的转速调整的时候，很可能不需要调节了。然后电动阀5的开度再正常进行调节（也可能已经达到稳态了，电动阀5暂时不需要再调节了），往复循环。

3、当检测到的温差不在设定温度差范围时，水泵4按照实施例1的方法需做反向调整时，不做转速预调。

以上的各步骤中，如果无需进行开度调整及开度预调，则单独进行的转速调整及转速预调。

同时，开度预调节根据如下进行判断，以下所说的正向反向的定义同上：

1、当电动阀处在稳态中（即用户进水管第二侧12的进水温度在设定水温范围内，电动阀5无需进行开度调整）时：

根据水泵4的前一次转速调整，做正向的开度预调，调节的幅度为50%*转速调整的幅度。转速调整的幅度等于转速的改变量与水泵4的最大转速的比值。

2、用户进水管第二侧12的进水温度不在设定水温范围内，电动阀5按照实施例1的方法需作正向的开度调整时：

根据水泵4的转速调整，做正向的开度预调，调节的幅度为50%*转速调整的幅度。

3、用户进水管第二侧12的进水温度在设定水温范围内，电动阀5按照实施例1的方法需做反向的开度调整时，不做开度预调。

上述的所述50%的比例，并不局限于50%的具体数值，可在0-70%之间。

实施例3

如图3所示，本实用新型第三实施例的热平衡机组的控制方法，与第一、二实施例相比，电动阀5与水泵4在供热管路上的位置与本实用新型第一实施例的热平衡机组的控制方法相同。

不同的是，在本实施例中，除户外温度传感器T0、进水温度传感器T2和回水温度传感器T3外，还在用户进水管第一侧11设置有检测其所在位置的进水温度的进水温度传感器T1。

设置进水温度传感器T1的好处是，可以随时监测用户进水管第一侧11的进水温度是否随时保持在一恒定温度，如果发现该处的进水温度发生变化，则应该及时排除外界条件变化对该处进水温度的影响，以保证本实用新型热平衡机组的控制方法的控制准确性。

同时，本实施例中的控制装置还包括压力传感器，具体而言，包括设置于用户进水管第一侧11的用于检测其所在位置的进水水压的压力传感器P1、设置于用户进水管第二侧12的用于检测其所在位置的进水水压的压力传感器P2及设置在用户回水管第二侧22的用于检测其所在位置的回水水压的压力传感器P3。设置压力传感器的优点在于，可以实时监测供热管路内的水压情况，当发生过压情况时，可以通过手动或者自动的方式进行卸压，以防止水压过高而影响热平衡机组的正常运行。

除上述区别外，本实用新型第三实施例的热平衡机组的控制方法，其开度调整、转速调整的调整频率、调整过程等，均与第一、二实施例的热平衡机组的控制方法相同，不再赘述。

实施例4

如图4所示，本实用新型第四实施例的热平衡机组的控制，与第三实施例相比，水泵4在供热管路上的位置与本实用新型第三实施例的热平衡机组的控制方法相同，但在本实施例中，电动阀5的位置与第三实施例不同，电动阀5是设置在用户进水管第一侧11。

在本实施例中，温度传感器与压力传感器的设置及作用与第三实施例相同。

在本实施例中，控制器6在进行转速调整时，所检测的温度差仍然是用户进水管第二侧12与用户回水管第二侧22的温度差，对水泵转速的调整频率、调整过程等，均与第一、二实施例的热平衡机组的控制方法相同，不再赘述。

与上述三实施例不同的是，本实施例中，由于电动阀5是设置在用户进水管第一侧11上，但进行电动阀5的开度调整的相关条件仍然是进水温度传感器T2所检测到的用户进水管第二侧12的进水温度的变化。水泵5的转速调整时所考虑的温度差仍然是用户进水管第二侧12与用户回水管第二侧22的温度差，因此，本实施例中，对于开度调整的调整频率及其与进行转速调整的调整频率之间的关系，与前两实施例相同。

实施例5

如图5所示，本实用新型第五实施例的热平衡机组的控制方法，与第四实施例的热平衡机组的控制方法相比，电动阀5在供热管路上的位置与本实用新型第四实施例的热平衡机组的控制方法相同，但在本实施例中，水泵4的位置与第四实施例不同，水泵4是设置在用户回水管第一侧21。

在本实施例中，温度传感器与压力传感器的设置及作用与第一实施例相同。

在本实施例中，控制器6在进行转速调整时，虽然水泵4设置的位置有所变化，但所检测的温度差仍然是用户进水管第二侧与用户回水管第二侧的温度差，对水泵转速调整的调整频率、调整过程等，均与第四实施例的热平衡机组的控制方法相同，不再赘述。

本实施例中，由于电动阀5的位置没有变化，因此对于开度调整的调整过程、调整频率及其与进行转速调整的调整频率之间的关系，与第四实施例相同。

综合上述各实施例可知，本实用新型热平衡机组的控制方法中的水泵4，可以设置在用户进水管第二侧12，也可以设置在用户回水管第二侧22；而电动阀5，则既可以设置于用户进水管第一侧11，也可以设置在用户回水管第一侧21；而回水温度传感器，则可以设置在用户回水管第二侧22，也可以设置在用户回水管第一侧21。

控制装置实施例

如图6所示，本实用新型实施例的热平衡机组控制装置，包括控制器6及与所述控制器6相连接的温度传感器以及设置在所述供热管路上的电动阀5和水泵4；具体的，电动阀5连接在用户进水管第一侧11或者用户回水管第一侧12，而水泵4连接于用户进水管第二侧12、用户回水管第二侧22或旁通管3。而其中的控制器6包括传感器模块60、远程通信模块（或HMI模块）61、电动阀控制模块65、水泵控制模块64和调整周期及频率控制模块66：其中，远程通信模块61也可为人机接口（Human Machine Interface，简称HMI）模块61。

传感器模块60，用以接收所述温度传感器所检测的温度信号，并传送给电动阀控制模块65和水泵控制模块64，以用于进行开度调整与转速调整。本实施例中，所述温度传感器包括用于检测用户进水管第一侧11的进水温度的进水温度传感器T1、用于检测用户进水管第二侧12的进水温度的进水温度传感器T2、用于检测用户回水管第二侧22的回水温度的回水温度传感器T3和用于检测户外温度的户外温度传感器T0。传感器模块60还可接收压力传感器所感知的压力信号，压力传感器包括设置于用户进水管第一侧11的用于检测其所在位置的进水水压的压力传感器P1、设置于用户进水管第二侧12的用于检测其所在位置的进水水压的压力传感器P2及设置在用户回水管第二侧22的用于检测其所在位置的回水水压的压力传感器P3。

电动阀控制模块65包括开度调整单元及开度预调单元，水泵控制模块64包括转速调整单元及转速预调单元，转速预调单元根据开度调整单元对电动阀5进行开度调整后的进水温度与回水温度的温差对水泵4的转速进行转速预调，开度预调单元根据转速调整单元对水泵4进行转速调整后的进水温度对所述电动阀5的开度进行开度预调。

调整周期及频率控制模块66，连接于远程通信模块或HMI模块61、电动阀控制模块65和水泵控制模块64，以控制对电动阀5的开度和水泵4的转速进行周期性调整，每一所述周期内，依次由开度调整单元进行开度调整、转速预调单元进行转速预调、转速调整单元进行转速调整和开度预调单元进行开度预调。

同时，调整周期及频率控制模块66还用以控制电动阀控制模块65对电动阀5开度调整的调整频率等于或大于水泵控制模块64对水泵4转速调整的调整频率，例如控制开度调整的调整频率为转速调整的调整频率的1-3倍，并且这个倍数可以通过远程通信模块或HMI模块61进行修改。

电动阀控制模块65，连接于传感器模块60、远程通信模块或HMI模块61及调整周期及频率控制模块66，用以控制所述电动阀5的开度调整。进一步的，电动阀控制模块65可以包括输入单元、判断单元、存储单元、控制单元和输出单元。在进行每一次所述开度调整时，输入单元接收传感器模块60所输入的进水温度信号，传送给判断单元；存储单元用于存储表示所述设定进水温度范围与所述温度传感器检测到的户外温度的对应关系的对应表；判断单元就输入单元所输入的进水温度，通过查找存储单元所存储的所述对应表，判断检测的进水温度是否在一设定进水温度范围内，并将判断结果发送给控制单元；控制单元接收判断单元输入的判断结果，如所述进水温度高于所述设定进水温度范围的上限，则生成控制电动阀5减小开度的控制信号，如所述进水温度低于所述设定水温范围的下限，则生成控制电动阀5增大开度的控制信号，并将所生成的控制信号经由输出单元输出给电动阀5；远程通信模块或HMI模块61可以用于远程或本地修改对于电动阀5进行PID控制的控制参数。

所述水泵控制模块64，连接于传感器模块60、远程通信模块或HMI模块61及调整周期及频率控制模块66，用以控制所述水泵4的转速调整。进一步的，与电动阀控制单元类似的，水泵控制模块64可以包括输入单元、判断单元、存储单元、控制单元和输出单元。在进行每一次所述转速调整时，输入单元接收传感器模块60所输入的进水温度信号与回水温度信号，传送给判断单元；存储单元用于存储表示设定温度差范围与所述温度传感器检测到的进水温度与回水温度的温度差的对应关系的对应表；判断单元计算所述输入单元输入的所述进水温度与回水温度的温度差，通过查找存储单元所存储的所述对应表，判断所计算的进水温度与回水温度的温度差是否在一设定水温范围内，并将判断结果发送给控制单元；控制单元接收判断单元输入的判断结果，如所述进水温度与回水温度的温度差高于所述设定温度差范围的上限，则生成控制水泵4增加转速的控制信号，如进水温度与回水温度的温度差低于所述设定温度差范围的下限，则生成控制水泵4降低转速的控制信号，并将所生成的控制信号经由输出单元输出给水泵4；远程通信模块或HMI模块61可以用于远程或本地修改对于水泵4进行PID控制的控制参数。

本实用新型实施例的热平衡机组控制装置，也可以同时具有远程通信模块和HMI模块。

本实用新型主要致力于具有自动/手动/远程控制模式的混合循环***，其不仅可以控制终端用户的供水温度，而且可以控制从用户处返回的温差；同时能够扩大温度控制范围，达到最佳节能效果。为了减小热量损失，节约循环泵的电能，本实用新型提出将流量和温度控制联合起来，这样供水温度随着室外温度或实际的热负载需求而变化，同时流量相应地随着温差自动变化，一个更经济的热平衡***建立于热源端与用户端之间，能按照室外温度变化以较低的成本满足用户的热需求量。热平衡机组进水温度和回水温度的温度差（△T）是至关重要的，如果进水温度与回水温度之间的温差增加的话，相同的热量可以转化成比较低的流量。本实用新型使△T最大化的其他好处在于，热电厂的总燃油效率高、电效率高、热输送过程中所需的泵送能量低，降低相关的配电损耗。因此，本实用新型能够广泛地应用于集中供热等领域。

Claims (14)

1.一种热平衡机组控制装置，所述热平衡机组的供热管路包括用户进水管（1）、用户回水管（2）和旁通管（3），所述用户进水管（1）和所述用户回水管（2）的第一端连接供热单元（S1），第二端连接终端用户（S2）；所述热平衡机组控制装置包括控制器（6）及与所述控制器（6）相连接的温度传感器以及设置在所述供热管路上的电动阀（5）和水泵（4）；

其特征在于：

所述控制器（6）包括传感器模块（60）、电动阀控制模块（65）和水泵控制模块（64）：

所述传感器模块（60），用以接收所述温度传感器所检测的温度信号并传送给所述电动阀控制模块（65）和/或水泵控制模块（64）；

所述电动阀控制模块（65），用以控制所述电动阀（5）的开度调整，所述电动阀（5）连接在所述用户进水管（1）或用户回水管（2）上，所述电动阀控制模块（65）调整所述电动阀（5）的开度以调整用户进水管（1）第二侧（12）的进水温度至设定水温范围内；

所述水泵控制模块（64），用以控制所述水泵（4）的转速调整，以调整所述温度传感器检测到的所述进水温度与所述用户回水管（2）的回水温度的温差至设定温差范围内。

2.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述电动阀控制模块包括开度调整单元及开度预调单元，所述水泵控制模块包括转速调整单元及转速预调单元，所述转速预调单元根据所述开度调整单元对所述电动阀进行开度调整后的所述进水温度与所述回水温度的所述温差对所述水泵的转速进行转速预调。

3.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述电动阀控制模块包括开度调整单元及开度预调单元，所述水泵控制模块包括转速调整单元及转速预调单元，所述开度预调单元根据所述转速调整单元对所述水泵进行转速调整后的所述进水温度对所述电动阀的开度进行开度预调。

4.如权利要求2或3所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述控制器还包括调整周期及频率控制模块（66），以控制对所述电动阀的开度和所述水泵的转速进行周期性调整，每一所述周期内，依次由开度调整单元进行开度调整、转速预调单元进行转速预调、转速调整单元进行转速调整和开度预调单元进行开度预调。

5.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述温度传感器包括用于检测所述用户进水管（1）第二侧（12）的所述进水温度的进水温度传感器（T2）和用于检测所述用户回水管（2）的所述回水温度的回水温度传感器（T3）。

6.如权利要求5所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述温度传感器还包括用于检测户外温度的户外温度传感器（T0），所述设定温差范围与所述户外温度传感器（T0）检测到的所述户外温度相对应，所述设定进水温度范围与所述户外温度传感器（T0）检测到的户外温度相对应。

7.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述控制器（6）集成于所述水泵（4）或所述电动阀（5）上。

8.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述控制器（6）还包括远程通信模块和/或HMI模块（61）。

9.如权利要求6所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述回水温度传感器（T3）设置于所述用户回水管第二侧（22）。

10.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述水泵（4）设置于所述用户进水管第二侧（12），所述电动阀（5）设置于所述用户回水管第一侧（21）。

11.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述电动阀（5）设置于所述用户进水管第一侧（11），所述水泵（4）设置于所述用户进水管第二侧（12）。

12.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述水泵（4）为一体式或分体式变频水泵（4）。

13.如权利要求1所述的热平衡机组控制装置，其特征在于，所述热平衡机组还包括压力传感器，所述压力传感器包括用于检测所述用户进水管第一侧（11）的进水水压的第一压力传感器（P1）、用于检测所述用户进水管第二侧（12）的第二进水水压的第二压力传感器（P2）及用于检测所述用户回水管第二侧（22）的回水水压的第三压力传感器（P3）。

14.一种热平衡机组，其特征在于，所述热平衡机组具有权利要求1-13任一所述的热平衡机组控制装置。

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