專利名稱：集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種閥門。更具體地說，本實用新型涉及一種集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥。
背景技術：
高檔建筑物全年耗能中50% 65%消耗于中央空調系統，變流量空調系統與定流量空調系統相比較，水泵及冷卻塔設備平均可節能60% 80%、制冷主機可節能10% 40%。但是空調變流量水系統中普遍存在著水力失調現象，管網水力的不平衡容易造成系統能源的大量浪費和設運行噪聲的增加。同時在能量計量上存在很大的困難，部分地區直接采用面積的形式收費，導致人們節能觀念淡薄，能源大量浪費。目前社會普遍采用的是動態平衡閥和能量表組合的方式完成管網水力控制和能量的累計。目前公知的用于中央空調冷熱量計量的原理和方法可分為三大類，即時間簡單累計法、風側溫差流量積算法、水側溫差流量積算法。其中水側溫差流量積算法的能量計量理論完善，精度高，運行穩定可靠，目前有很多的成熟技術和系列化的單一產品。基于這種原理的冷熱量計量表主要由流量傳感器、配對溫度傳感器和積算器(控制器)三部分組成。按流量傳感器形式的不同，這類能量表還分為機械葉輪式、超聲波式和電磁式三種型號。其中機械葉輪式能量計量表因機械結構中存在有微型可動部件，對水介質的要求較高，在安裝上要求配套過濾器以防雜質對表的損傷。機械式能量表因其測量原理和結構簡單，價格低廉，精度一般，目前已經大量應用在風機盤管的計量之中。而超聲波式和電磁式的小口徑能量表因價格、技術等因素的影響，很少有普及應用。以FlowCon、DANF0SS為代表的世界著名品牌動態平衡型電動調節閥產品(包括普通電動調節閥與機械式壓差/流量平衡控制閥組合而成的非一體化動態平衡電動調節閥)，其本質上是一種具有機械自力式壓差/流量自動平衡控制功能的電動調節閥(或稱電動動態調節閥、或稱壓力無關型電動調節閥)，其動態壓差平衡的機械原理十分簡單，即當一體型動態平衡電動調節閥或非一體型動態平衡電動調節閥的兩端壓差DP = P1-P3隨機變化時，利用壓差平衡控制器通過機械方式改變DP2 = P2-P3的差值確保DP1 = P1-P2自動恒定(壓差控制后置式原理)。或者，利用壓差平衡控制器通過機械方式改變DP1 = P1-P2的差值確保DP2 = P2-P3自動恒定(壓差控制前置式原理)。目前大量應用的動態平衡電動調節閥產品普遍采用彈簧機械自力式的實現原理， 因而存在通流能力明顯偏小、動態平衡壓差控制范圍小、應用不靈活、工作壓差起始值偏高，總體耗能偏高(由于DP = DPJDP2，實際使用時須犧牲壓差控制器的壓力來維持電動調節部分的壓差自動恒定。顯然犧牲壓差控制器的壓力也是浪費能耗)。目前公知的還沒有發現一種集能量感知功能的動態平衡電動調節閥。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥。為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的提供一種集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥，包括閥體和設于閥體中的電動調節閥組件，設于電動閥體組件上的執行器以電纜連接于控制器；所述閥體包括前閥體和后閥體，前閥體和后閥體的壁上各設有一個測壓孔，每個測壓孔內裝有一個壓力傳感器； 所述壓力傳感器均通過電纜連接于控制器，控制器通過電纜與能量積分儀表相連；還有兩個溫度傳感器分別通過電纜與能量積分儀表相連。作為一種改進，所述兩個溫度傳感器分別安裝在用戶中央空調水系統進水管和出水管上。作為一種改進，所述能量積分儀表包含兩個溫度端子、兩個通訊端子、電源端子和屏幕。作為一種改進，所述控制器通過電纜與能量積分儀表的通訊端子相連。作為一種改進，所述電動閥體組件包括閥板和閥桿，兩個配流板對稱安裝于閥板的兩側。作為一種改進，所述前閥體、電動閥體組件、后閥體通過螺帽螺栓標準件依次連接。作為一種改進，所述前閥體、電動閥體組件、后閥體依次連接并呈外部一體化的結構。作為一種改進，所述前閥體和后閥體是等直徑的筒體或變直徑的筒體。作為一種改進，所述執行器和智能控制器安裝于一體式的外殼中。本實用新型所述集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥，是通過以下方法實現其功能的(I)在控制器內設定調節閥的調節特性為線性調節特性、等百分比調節特性或拋物線調節特性其中任意一種；(2)在控制器內設定調節閥的控制流量最大值；(3)控制器對外部輸入的模擬信號進行數據采樣，根據調節閥的調節特性和控制流量最大值，將模擬信號轉換為目標流量值；(4)在控制器內輸入調節閥的實際調節特性，控制器采樣執行器的行程值和壓力傳感器的壓力值，獲得實際流經調節閥的實際流量值；(5)控制器調節執行器的行程值，使實際流量值和目標流量值相同；(6)能量積分儀表采樣兩個溫度傳感器的溫度值，從控制器內讀取實際流量值，通過換算獲得實際的能量數據。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型具有壓力無關型的理想閥門調節特性，能夠自動屏蔽壓差波動干擾， 提高實際調節精度，并集成了能量量計量功能。且一體閥結構工藝簡單、工作壓差起始值小、通流能力大、使用壽命長、制造成本低廉，適合小批量多品種生產。由于具有能量計量和動態平衡電動調節功能，應用于空調、供熱管網水系統時其綜合節能效果十分明顯。采用這種集能量感知功能的動態平衡電動調節閥時，空調管網水系統綜合節能效果可達10% 55%。
圖I是本實用新型的示意圖。圖2是調節閥結構示意圖。圖3是能量積分儀表示意圖。圖4是本實用新型產品的安裝示意圖。附圖中附圖標記為調節閥I、壓力傳感器2、控制器溫度傳感器6 ;閥體101、配流板102、測壓孔103、測壓孔104、 子501、溫度端子502、通訊端子503、通訊端子504、電源端子
3、執行器4、能量積分儀表5、 配流板105、閥板106 ;溫度端 505、屏幕 506。
具體實施方式
參考附圖1，下面將對本實用新型進行詳細描述。集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥，執行器4通過電動閥體組件安裝于調節閥I的閥體101上，由執行器驅動電動閥體組件的行程動作，實施調節閥的模擬量調節； 兩個壓力傳感器2分別安裝在測壓孔103、104內，用于測量調節閥I前閥體和后閥體的壓力。壓力傳感器2通過電纜與控制器3相連接，控制器3采樣獲得調節閥I入口處和出口處的壓力值，同時執行器4通過電纜和控制器3相連接，控制器3采樣獲得調節閥I的行程值。能量積分儀表5通過電纜與控制器3相連接，從控制器3那里獲得實際流量數據，能量積分儀表5通過電纜與溫度傳感器6相連接，采樣獲得用戶中央空調水系統進水管處溫度和回水管處溫度，配合獲得的實際流量數據計算得到能量數值，兩個溫度傳感器6分別安裝在進水管和回水管處。參考附圖2，調節閥I包括閥體101、配流板102、測壓孔103、測壓孔104、配流板 105、閥板106 ;配流板102和配流板105對稱安裝在閥板106兩側，優化調節特性，測壓孔 103和測壓孔104分別位于前閥體和后閥體的壁上，測壓孔103和測壓孔104與閥體101內部流道連通，測壓孔103和測壓孔104內分別安裝有壓力傳感器2，測量調節閥I前閥體和后閥體的壓力。參考附圖3，能量積分儀表5包含溫度端子501和溫度端子502、通訊端子503和通訊端子504、電源端子505、屏幕506 ;控制器3通過電纜與通訊端子503相連接，從而使能量積分儀表5從控制器3處獲得實際流量數值。控制器3既可以采用通用型智能控制器產品，也可以專用智能控制器進行二次開發，控制器3還包括一些標準I/O接線端子。控制器3可選用SIENENS公司的S7-200通用 PLC產品并用STEP7進行高級編程實現，也可以采用多回路智能調節儀表，或者基于嵌入式的單片機(MCU)進行二次開發組態、或者基于成熟DDC產品進行二次組態。能量積分儀表 5也是成熟產品，可根據實際需要進行選型市購獲得。本實用新型是一種典型的屬于壓力無關型的電子式動態平衡電動閥門，其實現控制的原理如下(I)在控制器內設定調節閥的調節特性為線性調節特性、等百分比調節特性或拋物線調節特性其中任意一種；(2)在控制器內設定調節閥的控制流量最大值；
5[0041](3)控制器對外部輸入的模擬信號進行數據采樣，根據調節閥的調節特性和控制流量最大值，將模擬信號轉換為目標流量值；(4)在控制器內輸入調節閥的實際調節特性，控制器采樣執行器的行程值和壓力傳感器的壓力值，獲得實際流經調節閥的實際流量值；(5)控制器調節執行器的行程值，使實際流量值和目標流量值相同；(6)能量積分儀表采樣兩個溫度傳感器的溫度值，從控制器內讀取實際流量值，通過換算獲得實際的能量數據。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求1.集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥，包括閥體和設于閥體中的電動調節閥組件，設于電動閥體組件上的執行器以電纜連接于控制器；其特征在于，所述閥體包括前閥體和后閥體，前閥體和后閥體的壁上各設有一個測壓孔，每個測壓孔內裝有一個壓力傳感器； 所述壓力傳感器均通過電纜連接于控制器，控制器通過電纜與能量積分儀表相連；還有兩個溫度傳感器分別通過電纜與能量積分儀表相連。
2.根據權利要求I所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述兩個溫度傳感器分別安裝在用戶中央空調水系統進水管和出水管上。
3.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述能量積分儀表包含兩個溫度端子、兩個通訊端子、電源端子和屏幕。
4.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述控制器通過電纜與能量積分儀表的通訊端子相連。
5.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述電動閥體組件包括閥板和閥桿，兩個配流板對稱安裝于閥板的兩側。
6.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述前閥體、電動閥體組件、后閥體通過螺帽螺栓標準件依次連接。
7.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述前閥體、電動閥體組件、后閥體依次連接并呈外部一體化的結構。
8.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述前閥體和后閥體是等直徑的筒體或變直徑的筒體。
9.根據權利要求I或2所述的動態平衡電動調節閥，其特征在于，所述執行器和智能控制器安裝于一體式的外殼中。
專利摘要本實用新型涉及閥門，旨在提供一種集成能量感知功能的動態平衡電動調節閥。該閥包括閥體和設于閥體中的電動調節閥組件，設于電動閥體組件上的執行器以電纜連接于控制器；所述閥體包括前閥體和后閥體，前閥體和后閥體的壁上各設有一個測壓孔，每個測壓孔內裝有一個壓力傳感器；所述壓力傳感器均通過電纜連接于控制器，控制器通過電纜與能量積分儀表相連；還有兩個溫度傳感器分別通過電纜與能量積分儀表相連。本實用新型具有壓力無關型的理想閥門調節特性，能夠自動屏蔽壓差波動干擾，提高實際調節精度，并集成了能量量計量功能。且一體閥結構工藝簡單、工作壓差起始值小、通流能力大、使用壽命長、制造成本低廉，適合小批量多品種生產。
文檔編號F16K17/20GK202349311SQ20112046281
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者劉凱凱, 吳平, 程展, 章威軍, 趙棟, 麻劍鋒 申請人:杭州哲達科技股份有限公司