TW200907619A - Flow control valve and flow control method - Google Patents

Description

200907619 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種用於空調控制系統等之中的流量控 制閥、以及流量控制閥中的流量控制方法。 【先前技術】 先前，在空調控制系統中進行室内的溫度控制或者濕 度控制時’是根據設定溫度與室内溫度的溫度偏差或者設 定濕度與室内濕度的濕度偏差，藉由比例積分微分 (Proportional Integral Derivative，PID)運算來確定操作 里，繼而根據該操作量來調節開度，向空調機中供應冷熱 水（例如參照專利文獻1)。

[專利文獻1]日本專利早期公開特開平11-211191號公 報 A 在先前的空調控制系統中，當並未選定與空調負載相 適稱的容量的空調機、配管、閥，而選定大容量之空調機、 配管、閥時，若直接使用nD運算的操作量來調節開度， 則存在流經空調機的冷熱水的流量過大的問題。並且，此 時存在如下的問題：會產生亂調（hunting)，即，因過大 的流量而產生的過量控制（過量冷氣、過量暖氣）與用以 抑制該過量控制的控制交替發生，並且因過大的流量而導 致生成冷熱水的熱源機的運轉效率變差。再者，不僅限於 空調控制彡統，只要是使用聽控制流體的流量的系統， 即可能同樣產生以上的問題。 【發明内容】 200907619 本發明是為了解決上述問題而開發的，目的在於提供 一種流量控制閥以及流量控制方法，能夠適當調節流經空 調機等負載機器的流體的流量。 本發明是一種流量控制閥，具備使流體所流入的流路 打開或關閉的閥體，根據該閥體的開度，能調節上述流體 的流量，該流量控制閥的特徵在於包括：流量換算單元， 將自控制裝置輸出的操作量換算成流量；流量測量單元， 對通過上述流路的流體的流量進行測量；以及開度調節單 元，對上述閥體的開度進行調節，以使得由該流量測量單 元所測量出的通過流量與由上述流量換算單元所換算出的 流量一致。 又，本發明的流量控制方法的特徵在於包括：流量換 算步驟，將自控制裝置輸出的操作量換算成流量；流量測 量步驟，對通過上述流路的流體的流量進行測量；以及開 度調節步驟，對上述閥體的開度進行調節，以使得由該流 量測量步驟所測量出的通過流量與由上述流量換算步驟所 換算出的流量一致。 [發明的效果] 根據本發明，流量控制閥運算出與控制裝置的操作量 輸出相適稱的流量，並且調節閥體的開度，以使得所測量 的流體的通過流量與所運算出的流量一致，藉此能適當調 節流經空調機等負載機器的流體的流量。因此，藉由本發 明，能顯著改善因過大流量而導致的控制亂調。並且，當 將本發明的流量控制閥應用於空調控制時，可顯著改善生 200907619 成冷熱水（流體）的熱源機的運轉效率變差。 【實施方式】 以下，參照圖式來說明本發明的實施形態。圖1是表 示本發明的實施形態的空調控制系統的構成的方塊圖。 圖1中，1表示生成冷水或熱水等熱媒的熱源機，2 表示運送熱源機1所生成的冷熱水的泵，3表示將自多個 熱源機1供應的冷熱水加以混合的送水集管箱，4表示送 水管路，5表示接受冷熱水的供給的空調機，此冷熱水是 自送水集管箱3經由送水管路4而送來的，6表示回流管 路，7表示供冷熱水返回的回流集管箱，此冷熱水是在空 調機5中經熱交換後經由回流管路6而送來的，8表示對 自送水集管箱3向空調機5供給的冷熱水的流量進行控制 的閥，9表示對自空調機5送出的供氣的溫度進行測量的 供氣溫度感測器，10表示空調控制裝置，11表示空調機5 的盤管，12表示鼓風機。 藉由泵2壓送並且藉由熱源機1而添加熱量後的熱媒 於送水集管箱3中加以混合後，經由送水管路4而供給至 空調機5，通過空調機5後藉由回流管路6而作為回流到 達回流集管箱7中，繼而再次藉由泵2而壓送。如此，熱 媒在以上的路徑中循環。例如，當熱源機1為冷凍機時， 熱媒是冷水，當熱源機1為加熱機時，熱媒是熱水。 空調機5利用冷熱水所通過的盤管11，對自作為空調 控制區域的室内返回至空調控制系統的空氣（回流空氣） 與外部空氣的混合氣體進行冷卻或加熱，繼而利用鼓風機 200907619 12 ’將冷部或加熱後的供氣送人至作為空調控制區域的室 内。 本實施形態的特徵在於，闕S具備流量測量功能，接 收空5周控制裝置10的操作量輸出，而運算出與該操作量輸 出相適稱的流量，繼而調節自身的開度，以使得所測量出 的閥通過流量與所運算出的流量一致。 圖2是表示閥8的構成例的方塊圖。閥8包括閥殼 (valve casing) 80、閥體8卜流量感測器（流量測量單元） 82、流量換算部83以及開度調節部84，其中上述閥殼80 中形成有通過空調機5的冷熱水所流入的流路，上述閥體 81使流路打開或關閉，上述流量感測器（流量測量單元） 82對通過流路的冷熱水的流量進行測量，上述流量換算部 83將自空調控制裝置1〇輸出的操作量換算成流量，上述 開度调節部84根據流量換算部83所換算出的流量值與流 量感測器82所測量出的流量值來調節閥體81的開度。 作為流量感測器82，例如有，於感測器部設置流路電 阻且測量流路前後壓力而根據差壓運算出流量的差壓式 (孔口（orifke)式等）流量感測器、對***部的電磁場 因流體流動而產生的偏差進行檢測的電磁式流量感測哭 等。 °° 以下，對本實施形態的空調控制系統的動作進行說 明。圖3是表示空調控制裝置10的動作的流程圖，圖4 是表示閥8的動作的流程圖。 首先，空調控制裝置1〇接收供氣溫度信號，該供氣溫 200907619 度信號表示由供氣溫度感測器9所測量出的供氣溫度（圖 3步驟S1)。 接著，空調控制裝置10對空調機5進行控制，以使得 由供氣溫度感測器9所測量出的供氣溫度與由操作人員或 室内居住者所設定的溫度設定值一致。亦即，空調控制裝 置10根據溫度設定值與供氣溫度的偏差，藉由例如PID 運算而算出操作量（步驟S2)，並且將所算出的操作量輸 出至閥8 (步驟S3)。 反覆進行以上圖3所示的處理，直至空調控制系統的 動作停止為止（圖3步驟S4中為是（YES))。 再者，亦可利用濕度感測器（未圖示）來測量供氣的 濕度，繼而空調控制裝置10根據濕度設定值與當前的供氣 濕度的偏差來算出操作量。 另一方面，閥8的流量換算部83接收操作量信號，該 操作量信號表示自空調控制裝置10輸出的操作量（圖4 步驟S10)。接著，流量換算部83將接收到的操作量換算 成流量值（步驟S11)。在流量換算部83的内部，以例如 表（table)或數學式的形式而預先紀錄有如圖5所示的操 作量與流量的關係。流量換算部83基於該已預先紀錄的關 係，根據操作量來運算流量。 根據要裝上閥8的負載機器的容量、以及進行空氣調 節的空間的負載容量，來計算空調機5等負載機器的設計 最大流量。將該設計最大流量值認定為操作量100%。接 著，可將表示操作量與負載機器的設計流量的關係的函數 200907619 (流量特性）設成處於如圖5所示的線性關係，使用上述 設計最大流量值與操作量為0%時的流量值0來求出函 數，並且將該函數預先記錄於流量換算部83内的記憶部 中。 閥8的流量感測器82對通過流路的冷熱水的流量（閥 通過流量）進行測量，開度調節部84接收流量信號，該流 量信號表示由流量感測器82所測量出的閥通過流量（步驟 S12)。接著，開度調節部84對閥體81的開度進行調節， 以使得由流量感測器82所測量出的閥通過流量的值與由 流量換算部83所換算出的流量值一致（步驟S13 )。 反覆進行以上圖4所示的處理，直至空調控制系統的 動作停止為止（圖4步驟S14中為是（YES))。 如此，在本實施形態中，閥8運算出與空調控制裝置 10的操作量輸出相適稱的流量，繼而自行調節閥體81的 開度，以使得所測量出的閥通過流量與所運算出的流量一 致，藉此能適當調節流經空調機5的冷熱水的流量。藉此， 在本實施形態中，能顯著改善因過大流量而導致的控制亂 調以及熱源機1的運轉效率的惡化，從而可更好地進行空 調控制。 再者，本實施形態中所說明的空調控制裝置10能藉由 具備中央處理單元（Central Processing Unit，CPU )、記憶 裝置及介面（interface)的電腦以及控制該些硬體資源的 程式來實現。同樣地，閥8的流量換算部83以及開度調節 部84，能藉由電腦及程式來實現。該些電腦的CPU按照 200907619 存放於各記憶裝置中的程式， 處理。 乳A執行實施形態中所說明的 形態中，作為流量控制閥的應用例以 ==為例而進行了說明，但是並不限於此，只要 即可同樣應 Γί::; 閥來控制流體的流量的系統， [產業上的可利用性] 本發明能適用於流量控制閥。 【圖式簡單說明】 圖1疋表示本發明的實施形態的空 的方塊圖 調 控制系統的構成 塊圖 圖2是表示圖！的空調控制系統中的閱的構成例的 方 的 圖3是表示圖丨的空調控制系統中的空 動作的流程圖。 ° 程 圖圖4是表示圖1的空調控制系統中的閥的動作的济 圖5是表示本發明的實施形態中操作 窃 的一例的圖。 的關係 【主要元件符號說明】 熱源機 泵 送水集管箱 4:送水管路 11 200907619 5 :空調機 6 :回流管路 7 :回流集管箱 8 :閥 9:供氣溫度感測器 10 :空調控制裝置 11 :盤管 12 :鼓風機 80 :閥殼 81 :閥體 82 :流量感測器 83 :流量換算部 84 :開度調節部 S1〜S4、S10〜S14 :步驟

Claims (1)

1. 200907619 十、申請專利範圍： 種"iL !_控制閥，具備使流體所流入的流路 =:體，根據該閥體的開度，能調節上述流體的流; 该流=制_特徵在於包括·· ^里， 量；換”單將自控制裝錄出的操作量換算成流 量；=測量單it，對通過上述流路的流體的流量進行測 開度調節單元，對上述閥體的開度 2述流量測量單元所測量出的通過述 戽單元所換算出的流量一致。 、’ L”L里換 2·-黯餘射法，在錢料 開或關閉的閥體的流量控制閥中，對上體=打 调節，藉此來控制上述流體的流量，開度進行 徵在於包括： i 控制方法的特 量；流量換算步驟’將自控制裝置輪出的操作量換算成流 量 ^測量步驟，對通過上述流路的流體的流量進行測 驟，對上述間體的開度進行調節，以使得 珣上述 >巩置測置步驟所測量出的通過 算步驟所換算出的流量-致。 μ與由上述流量換