專利名稱：流量控制閥和流量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)控制系統(tǒng)等中用到的流量控制閥、流量控制 閥的流量控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)中，在對(duì)室內(nèi)的溫度或濕度進(jìn)行控制 時(shí)，根據(jù)設(shè)定溫度與室內(nèi)溫度之間的溫度偏差或者設(shè)定濕度與室內(nèi)
濕度之間的濕度偏差，利用PID運(yùn)算來(lái)確定控制量，再根據(jù)該控制 量來(lái)對(duì)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將冷水或熱水供給到空調(diào)機(jī)(例如，參 照日本發(fā)明專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平11-211191號(hào))。
現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)中，當(dāng)沒(méi)有選擇容量與空調(diào)負(fù)載相匹配 的空調(diào)^li、配管、閥，而選擇了容量4交大的空調(diào)4幾、配管、閥時(shí)， 若在該情況下采用由PID運(yùn)算所確定的控制量來(lái)對(duì)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào) 節(jié)，則會(huì)存在空調(diào)機(jī)中流通的冷水或熱水的流量過(guò)大這樣的問(wèn)題。 此外還存在如下問(wèn)題過(guò)大流量所引起的過(guò)度控制(過(guò)度制冷、過(guò) 度制熱)和對(duì)該過(guò)度控制進(jìn)行的控制會(huì)交替起作用而引起控制的振 蕩，以及過(guò)大的流量會(huì)導(dǎo)致輸出冷水或熱水的熱源機(jī)的運(yùn)行效率降 低。上述問(wèn)題點(diǎn)不限于空調(diào)控制系統(tǒng)，只要是采用閥對(duì)流體流量進(jìn) 行控制的系統(tǒng)，都可能出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，目的在于提供一種可對(duì)流 經(jīng)空調(diào)機(jī)等負(fù)載機(jī)的流體流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)的流量控制閥和流量控 制方法。
本發(fā)明的流量控制閥具有對(duì)流體流入的流路進(jìn)行開(kāi)閉調(diào)節(jié)的閥
芯，并通過(guò)調(diào)節(jié)該閥芯的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)所述流體的流量，所述流量控
制閥包括流量換算機(jī)構(gòu)，其將所述控制裝置輸出的控制量換算為 流量；流量測(cè)量4幾構(gòu)，其對(duì)流經(jīng)所述流^各的流體的流量進(jìn)行測(cè)量； 開(kāi)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述閥芯的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使該流量測(cè)量機(jī) 構(gòu)測(cè)量出的流通流量與所述流量換算機(jī)構(gòu)換算出的流量相一致。
本發(fā)明的流量控制方法包括流量換算步驟將所述控制裝置輸 出的控制量換算為流量；流量測(cè)量步驟對(duì)流經(jīng)所述流路的流體的 流量進(jìn)行測(cè)量；開(kāi)度調(diào)節(jié)步驟對(duì)所述閥芯的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使 在該流量測(cè)量步驟中測(cè)量出的流通流量與在所述流量換算步驟中換 算出的流量相一致。
發(fā)明效果
采用本發(fā)明，流量控制閥運(yùn)算出與控制裝置的控制量輸出值相匹 配的流量，以此來(lái)對(duì)閥芯的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使測(cè)量出的流體的流 通流量與運(yùn)算出的流量相一致，由此可對(duì)流經(jīng)空調(diào)機(jī)等負(fù)載機(jī)的流 體流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明可使因過(guò)大流量而導(dǎo)致的控制 的振蕩得到明顯改善。此外，在將本發(fā)明的流量控制閥應(yīng)用到空調(diào) 控制中時(shí)，還可使輸出冷水或熱水(流體)的熱源機(jī)的運(yùn)行效率降 低的情況得到明顯改善。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式中空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是例示圖1的空調(diào)控制系統(tǒng)中的閥的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是例示圖1的空調(diào)控制系統(tǒng)中的空調(diào)控制裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖4是表示圖1的空調(diào)控制系統(tǒng)中的閥的動(dòng)作的流程圖。 圖5是例示本實(shí)施方式中控制量與流量之間的關(guān)系的圖。 符號(hào)說(shuō)明
1:熱源機(jī)，2:泵，3:供水集管，4:供水管路，5:空調(diào)機(jī)，6: 回水管路，7:回水集管，8:閥，9:供氣溫度傳感器，10:空調(diào)控
制裝置，11:盤(pán)管，12:鼓風(fēng)機(jī)，80:閥體，81:閥芯，82:流量 傳感器，83:流量換算部，84:開(kāi)度調(diào)節(jié)部。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖l是表示本發(fā)明 實(shí)施方式中空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖1中，附圖標(biāo)記l表示用于輸出冷水或熱水等熱媒的熱源機(jī)；附 圖標(biāo)記2表示對(duì)熱源機(jī)1輸出的冷水或熱水進(jìn)行輸送的泵；附圖標(biāo)記3 表示對(duì)來(lái)自該多個(gè)熱源機(jī)l的冷水或熱水進(jìn)行混合的供水集管；附圖標(biāo) 記4表示供水管路；附圖標(biāo)記5表示空調(diào)機(jī)，接收從供水集管3經(jīng)由供 水管路4輸送的冷水或熱水的供給；附圖標(biāo)記6表示回水管路；附圖標(biāo) 記7表示回水集管，冷水或熱水在空調(diào)機(jī)5中^^皮熱交換后經(jīng)由回水管路 6送出，再返回原處；附圖標(biāo)記8表示對(duì)從供水集管3供給到空調(diào)機(jī)5 的冷水或熱水的流量進(jìn)行控制的閥；附圖標(biāo)記9表示對(duì)空調(diào)機(jī)5送出的 供氣的溫度進(jìn)行測(cè)量的供氣溫度傳感器；附圖標(biāo)記IO表示空調(diào)控制裝 置；附圖標(biāo)記11表示空調(diào)機(jī)5的盤(pán)管；附圖標(biāo)記12表示鼓風(fēng)機(jī)。
在被泵2加壓并被熱源機(jī)1冷卻或加熱后，熱i某在供水集管3中混 合，經(jīng)由供水管路4向空調(diào)機(jī)5供給，流經(jīng)空調(diào)機(jī)5后作為回水被回水 管路6送到回水集管7，接下來(lái)，再次被泵2加壓送出。熱媒像這樣沿 上述路徑進(jìn)行循環(huán)。例如當(dāng)熱源機(jī)1作為冷凍機(jī)運(yùn)行時(shí)，熱媒為冷水， 當(dāng)熱源才幾1作為加熱才幾運(yùn)4亍時(shí)，熱々某為熱水。
空調(diào)機(jī)5利用冷水或熱水流經(jīng)的盤(pán)管11對(duì)從空調(diào)控制區(qū)域的室內(nèi) 返回空調(diào)控制系統(tǒng)的空氣(回氣)與外界空氣的混氣進(jìn)行冷卻或加熱， 并利用鼓風(fēng)機(jī)12將冷卻或加熱后的供氣送入空調(diào)控制區(qū)域的室內(nèi)。
本實(shí)施方式的特征之處在于閥8具有流量測(cè)量功能，接收空調(diào)控 制裝置10的控制量輸出值，并運(yùn)算與該控制量輸出值相匹配的流量， 對(duì)閥8自身的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使測(cè)量出的閥流通流量與運(yùn)算出的流量 相一致。
圖2是例示閥8的結(jié)構(gòu)框圖。閥8包括閥體80,其形成供流經(jīng)空
調(diào)機(jī)5的冷水或熱水流入的流3各；對(duì)流;洛進(jìn)行開(kāi)閉的閥芯81;流量傳感 器(流量測(cè)量機(jī)構(gòu))82，其對(duì)流經(jīng)流路的冷水或熱水的流量進(jìn)行測(cè)量； 流量換算部83，其將空調(diào)控制裝置IO輸出的控制量換算為流量；開(kāi)度 調(diào)節(jié)部84,其根據(jù)流量換算部83換算出的流量值和流量傳感器82測(cè)量 出的流量值對(duì)閥芯81的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
流量傳感器82可以是差壓式(節(jié)流式等)流量傳感器在傳感器 部設(shè)置流路阻力，并測(cè)量流路前后壓力，根據(jù)差壓來(lái)運(yùn)算流量；流量傳 感器82也可以是電》茲式流量傳感器對(duì)插入部的電》茲場(chǎng)因流體流動(dòng)產(chǎn) 生的偏差進(jìn)行檢測(cè)。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的空調(diào)控制系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示 空調(diào)控制裝置10的動(dòng)作的流程圖。圖4是表示閥8的動(dòng)作的流程圖。
首先，空調(diào)控制裝置10接收表示供氣溫度傳感器9測(cè)量出的供氣 溫度的供氣溫度信號(hào)(圖3中的步驟Sl )。
然后，空調(diào)控制裝置10對(duì)空調(diào)機(jī)5進(jìn)行控制，以使供氣溫度傳感 器9測(cè)量出的供氣溫度與操作員或室內(nèi)的居民設(shè)定的溫度設(shè)定值相一 致。即，空調(diào)控制裝置10根據(jù)溫度設(shè)定值和供氣溫度的偏差，例如用 PID運(yùn)算來(lái)計(jì)算控制量(步驟S2),并將算出的控制量輸出給閥8 (步 驟S3)。
圖3所示的上述處理反復(fù)進(jìn)行，直到空調(diào)控制系統(tǒng)停止工作(圖3 中步驟S4為YES )。
此外，也可利用濕度傳感器(未圖示)來(lái)測(cè)量供氣的濕度，空調(diào)控 制裝置IO根據(jù)濕度設(shè)定值與當(dāng)前的供氣濕度的偏差來(lái)計(jì)算控制量。
接下來(lái)，閥8的流量換算部83接收表示空調(diào)控制裝置10輸出的控 制量的控制量信號(hào)(圖4中步驟S10)。流量換算部83將接收到的控 制量換算為流量值(步驟Sll)。流量換算部83內(nèi)部，以表格或算式 的方式預(yù)先存儲(chǔ)有圖5例示的控制量與流量之間的關(guān)系。流量換算部83 根據(jù)該預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)系從控制量來(lái)計(jì)算流量。
空調(diào)機(jī)5等負(fù)載機(jī)的最大設(shè)計(jì)流量值根據(jù)包括閥8在內(nèi)的負(fù)載機(jī)的 容量、進(jìn)行空調(diào)處理的對(duì)象空間的負(fù)載容量來(lái)計(jì)算。使該最大設(shè)計(jì)流量
為控制量處于100%時(shí)的流量。假設(shè)表示控制量與負(fù)載機(jī)的設(shè)計(jì)流量之 間關(guān)系的函數(shù)(流量特性)為圖5所示的直線關(guān)系，則流量換算部85 也可利用所述最大"&計(jì)流量值和控制量為0%時(shí)的流量值0來(lái)求函數(shù)， 并將該函數(shù)預(yù)先存儲(chǔ)在流量換算部83內(nèi)的存儲(chǔ)部?jī)?nèi)。
閥8的流量傳感器82對(duì)流經(jīng)流路的冷水或熱水的流量(閥中的流 通流量)進(jìn)行測(cè)量，開(kāi)度調(diào)節(jié)部84接收表示流路傳感器82測(cè)量的閥中 的流通流量的流量信號(hào)(步驟S12)。然后，開(kāi)度調(diào)節(jié)部84對(duì)閥芯81 的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使流量傳感器82測(cè)量的閥中的流通流量值與流量 換算部83換算出的流量值相一致(步驟S13 )。
圖4中所示的上述處理反復(fù)進(jìn)行，直到空調(diào)控制系統(tǒng)停止工作(圖 4中步驟S14為YES)。
本實(shí)施方式中，閥8運(yùn)算出與空調(diào)控制裝置10的控制量輸出相匹 配的流量，對(duì)閥芯81的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使測(cè)量出的閥中的流通流量 與運(yùn)算出的流量相一致。由此，可對(duì)流經(jīng)空調(diào)機(jī)5的冷水或、熱水的流 量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。因此，本實(shí)施方式可因使過(guò)大流量導(dǎo)致的控制的振蕩 以及熱源機(jī)1運(yùn)行效率降低的情況得到明顯改善，可對(duì)空調(diào)進(jìn)行更好的 控制。
通過(guò)具有CPU、存儲(chǔ)裝置、接口的計(jì)算機(jī)和對(duì)這些硬件資源進(jìn)行控 制的程序，可實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式中所描述的空調(diào)控制裝置10的功能。同 樣，通過(guò)計(jì)算機(jī)和程序也可實(shí)現(xiàn)閥8的流量換算部83和開(kāi)度調(diào)節(jié)部84 的功能。這些計(jì)算機(jī)的CPU按照存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)裝置中的程序來(lái)執(zhí)行實(shí) 施方式中說(shuō)明的處理。
此外，本實(shí)施方式中，以流量控制閥應(yīng)用在空調(diào)控制系統(tǒng)的情況為 例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此，只要是采用流量控制閥來(lái)對(duì)流體 流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，都同樣可以適用該流量控制閥。
本發(fā)明可適用于流量控制閥。
權(quán)利要求
1.一種流量控制閥，其具有對(duì)流體流入的流路進(jìn)行開(kāi)閉調(diào)節(jié)的閥芯，并通過(guò)調(diào)節(jié)該閥芯的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)所述流體的流量，其特征在于，所述流量控制閥包括流量換算機(jī)構(gòu)，其將控制裝置輸出的控制量換算為流量；流量測(cè)量機(jī)構(gòu)，其對(duì)流經(jīng)所述流路的流體的流量進(jìn)行測(cè)量；開(kāi)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述閥芯的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使該流量測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量出的流通流量與所述流量換算機(jī)構(gòu)換算出的流量相一致。
2. —種流量控制方法，該方法為在具有對(duì)流體流入的流路進(jìn) 行開(kāi)閉調(diào)節(jié)的閥芯的流量控制閥中，通過(guò)調(diào)節(jié)閥芯的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)所 述流體的流量，其特征在于，所述流量控制方法包括流量換算步驟將所述控制裝置輸出的控制量換算為流量； 流量測(cè)量步驟對(duì)流經(jīng)所述流路的流體的流量進(jìn)行測(cè)量； 開(kāi)度調(diào)節(jié)步驟對(duì)所述閥芯的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使在該流量測(cè)量步驟中測(cè)量出的流通流量與在所述流量換算步驟中換算出的流量相一致。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可對(duì)流體的流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)的流量控制閥和流量控制方法。閥(8)包括閥芯(81)，其對(duì)流體流入的流路進(jìn)行開(kāi)閉調(diào)節(jié)；流量傳感器(82)，其對(duì)流經(jīng)流路的流體的流量進(jìn)行測(cè)量；流量換算部(83)，其將控制裝置輸出的控制量換算為流量；開(kāi)度調(diào)節(jié)部(84)，其對(duì)閥芯(81)的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使流量傳感器(82)測(cè)量出的流通流量與流量換算部(83)換算出的流量相一致。
文檔編號(hào)F24F11/02GK101354801SQ20081012653
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者森田暖, 水高淳, 竹迫雅史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武