一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀及调节方法与流程

1.本发明涉及空调供水技术领域，更具体地，涉及一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀及调节方法。


背景技术：

2.空调变流量水系统中，为保证使用侧换热的可控性和供给侧的水力平衡，通常使用动态压差平衡电动调节阀，动态压差平衡电动调节阀利用自带的弹簧、膜片以及引压管，在阀门两端创造一个定压差的小环境，使阀门改变开度变流量时其前后压差始终一致，达到阀门开度和换热强度呈线性，便于施控。其工作方式是，楼宇ba系统控制器实时监测换热末端使用侧的回风温度，根据其与设定值的差，输出0-10v或4-20ma等标准信号给动态压差平衡电动调节阀，动态压差平衡电动调节阀据此按比例调整阀芯的行程，直接调整阀门的开度，改变供给侧水的流量，也就是改变换热末端的换热强度，改变热量输出。
3.但是已有的普通的电动调节阀因为自身调节过程是有滞后性的，另外输水管路带有热损耗，因此仅检测末端风机盘管输入和输出的水温不足以准确的调控电动调节阀的开度，容易出现反复调整的情况。不能避免过流量运行，不能进行过流的限制，导致设备流量和能量过多，同时阻力不能很低。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的是现有技术中存在的普通调节阀不能进行流量和能量的精确控制的技术问题。
5.本发明提供了一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀，包括控制器及安设于换热器一次侧的出水管道上的阀门本体，所述换热器的二次侧及阀门本体的回水管分别安设有用于检测空气温度和回水温度的第一温度传感器及第二温度传感器；
6.所述控制器内设有温度-流量的线性调节函数，若第二温度传感器的检测值在极限设定值范围内时，控制器根据第一温度传感器的检测值，结合线性调节函数调节阀门开度，若第二温度传感器的检测值超过极限设定值时，控制器通过线性调节函数线性调节阀门开度以保证回水温度在安全值内。
7.优选地，所述阀门本体为等百分比阀门。
8.优选地，所述等百分比阀门的实际可调比rr为：
[0009][0010]
其中，选取等百分比阀门的出厂可调比r＝50、阀权度s＝0.1。
[0011]
优选地，通过坐标转换，使换热器的温度与流量的非线性关系曲线修正为线性调节函数，并存储于控制器内。
[0012]
优选地，所述坐标转换的具体步骤包括：
[0013]
获取换热器的温度与流量的非线性关系曲线的一个曲线段，将该曲线段的起始点和终点直线连接得到线性调节函数。
[0014]
优选地，所述坐标转换的具体步骤包括：获取换热器的温度与流量的非线性关系曲线，在该非线性关系曲线选取多个点，将相邻两个点直线连接得到多个直线段，每个直线段分别对应一个区间的温度-流量的线性调节函数。
[0015]
本发明还提供了一种用于实施空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀的调节方法，包括：
[0016]
在换热器的二次侧及阀门本体的回水管分别安设用于检测空气温度和回水温度的第一温度传感器及第二温度传感器；
[0017]
通过坐标转换，使换热器的温度与流量的非线性关系曲线修正为线性调节函数，并存储于控制器内；
[0018]
若第二温度传感器的检测值在极限设定值范围内时，控制器根据第一温度传感器的检测值，结合线性调节函数调节阀门开度，若第二温度传感器的检测值超过极限设定值时，控制器通过线性调节函数线性调节阀门开度以保证回水温度在安全值内。
[0019]
有益效果：本发明提供的一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀及调节方法，包括控制器及安设于换热器一次侧的出水管道上的阀门本体，所述换热器的二次侧及阀门本体的回水管分别安设有用于检测空气温度和回水温度的第一温度传感器及第二温度传感器；所述控制器内设有温度-流量的线性调节函数，若第二温度传感器的检测值在极限设定值范围内时，控制器根据第一温度传感器的检测值，结合线性调节函数调节阀门开度，若第二温度传感器的检测值超过极限设定值时，控制器通过线性调节函数线性调节阀门开度以保证回水温度在安全值内。此种电动调节阀门比常规的电动调节阀门的不需要增加比较多的费用同时降低系统了的循环水量和阻力。保证一次侧的供回水的温差在设计的允许的范围内。不产生过流的问题，同时也满足了空气温度的要求。
附图说明
[0020]
图1为本发明提供的一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀的功能原理示意图；
[0021]
图2为本发明提供的一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀结构图；
[0022]
图3为本发明提供的一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀的阀门特性曲线修正前后对比图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0024]
如图1所示，本发明实施例提供了一种空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀，包括控制器及安设于换热器一次侧的出水管道上的阀门本体，所述换热器的二次侧及阀门本体的回水管分别安设有用于检测空气温度和回水温度的第一温度传感器及第二温度传感器；
[0025]
所述控制器内设有温度-流量的线性调节函数，若第二温度传感器的检测值在极限设定值范围内时，控制器根据第一温度传感器的检测值，结合线性调节函数调节阀门开度，若第二温度传感器的检测值超过极限设定值时，控制器通过线性调节函数线性调节阀
门开度以保证回水温度在安全值内。其中，温度-流量的线性调节函数即温度-开度的线性调节函数。
[0026]
其中换热器即空气换热器，控制原理如下：控制器根据出口空气的温度，控制一次侧水的流量。比如在供冷工况下，二次侧的空气温度升高，一次侧的水阀就会开大增加流量保证二次侧的温度稳定在设定值范围。如果一次侧回水的温度超过设计的允许的范围时，此水阀即阀门本体上面的控制器根据设定程序即温度-流量的线性调节函数来控制阀门的动作，即控制器根据第二温度传感器传来的回水温度，通过限制性控制，代入线性调节函数对阀门开度进行调节，保证一次侧的供回水温度稳定在控制范围。保证一次侧的供回水的温差在设计的允许的范围内。不产生过流的问题，同时也满足了空气温度的要求。
[0027]
在一个具体的实施场景中，阀门的采用的可调比为50的电动调节阀，根据一般空调水系统的管道直接选择的阀门阀权度在0.1左右。不满足规范要求，规范主要是为了保证整个控制系统的非线性调整为线性，同时保证阀门的可调比在一个较好的范围。通过下式计算得出实际可调比：
[0028][0029]rr
是一个实际应用过程中的阀门可调比即实际可调比，r是阀门制造厂给的可调比，s是阀门在系统中的阀权度。
[0030]
如果普通空调水系统调节阀门一般是r＝30，s值是0.3左右，rr＝16.4。如果采用可调比为r＝50的阀门，而s值是0.1时，rr＝15.8。能够满足一般空调系统的可调比。
[0031]
由于等百分比的电动调节阀门在s＝0.1时候趋近于直线特性，而空调换热器的特性曲线是一个弯曲的特性曲线，可以通过坐标的转换使温度与流量的关系变为直线关系，然后通过控制器进行系统的控制，保证整个特性系统的线性调节功能。
[0032]
获取换热器二次侧的空气温度与流量的非线性关系曲线的一个曲线段，将该曲线段的起始点和终点直线连接得到线性关系直线。
[0033]
然后以温度为基础变量，根据修正后的曲线即线性关系直线所对应温度与流量的对应关系得到流量的控制信号，控制器发出控制信号给执行器进行流量的调节，在这个过程中阀杆的位置信号反馈回控制器得到对应开度值kv。实现自动控制。
[0034]
其中，温差限制的功能主要采用阀门上面设置的温度传感器进行的限制控制的，如果测得温度小于设定的温度其会减小阀门的开度。保证回水的温度在控制的范围。
[0035]
该方案技术可行，对调试的人员没有要求不需要特殊的仪器，现场调试安装也较方便。同时设计人员选型变得简单。对空调水系统的节能有明显的提高，既可以减少阀门的压力损失同时，减少不必要的过流的问题产生，节省了水泵的运行费用，节约设备造价。
[0036]
优选的方案，通过坐标转换，使换热器的温度与流量的非线性关系曲线修正为线性调节函数，并存储于控制器内。所述坐标转换的具体步骤包括：
[0037]
获取换热器的温度与流量的非线性关系曲线的一个曲线段，将该曲线段的起始点和终点直线连接得到线性调节函数。所述坐标转换的具体步骤包括：获取换热器的温度与流量的非线性关系曲线，在该非线性关系曲线选取多个点，将相邻两个点直线连接得到多个直线段，每个直线段分别对应一个区间的温度-流量的线性调节函数。
[0038]
如图2所示，本发明还提供了一种用于实施空调水系统限制温差和低阻力电动调
节阀的调节方法，包括：在换热器的二次侧及阀门本体的回水管分别安设用于检测空气温度和回水温度的第一温度传感器及第二温度传感器；
[0039]
通过坐标转换，使换热器的温度与流量的非线性关系曲线修正为线性调节函数，并存储于控制器内；
[0040]
若第二温度传感器的检测值在极限设定值范围内时，控制器根据第一温度传感器的检测值，结合线性调节函数调节阀门开度，若第二温度传感器的检测值超过极限设定值时，控制器通过线性调节函数线性调节阀门开度以保证回水温度在安全值内。
[0041]
其中，空调水系统限制温差和低阻力电动调节阀如前所述，在此不再赘述。
[0042]
具体的工作原理如下：
[0043]
线性拟合装置通过坐标转换，使换热器的温度与流量(即阀门开度)的非线性关系曲线修正为线性关系直线。以二次侧的空气温度为基础变量，根据修正后的线性关系直线得到对应的流量的控制信号，控制器将该控制信号发送给执行器，执行器实时对所述阀门本体的阀门开度进行流量的调节。其中，通过回水温度来限制性控制控制器的输出，通过阀门开度以及流通系数kv来计算实时流量。
[0044]
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0045]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0046]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0047]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0048]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0049]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0050]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。