專利名稱：一種集中供暖控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水暖式集中供暖熱計量與溫控系統(tǒng)，具體地說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)用戶可調(diào)、供熱可控、領(lǐng)導(dǎo)可管的集中供暖控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熱計量與節(jié)能。首先，熱計量往往與節(jié)能幾乎沒有直接關(guān)聯(lián)性。所謂的計量節(jié)能，只不過是通過計量這一手段，提醒用戶要按熱量消費數(shù)字收費，欲少花錢，就需少用熱。通過這一模式來促使消費者自覺的、往往又是以最原始的手動調(diào)閥方式調(diào)控閥門的開度，純屬一種“行為性”節(jié)能模式。其次，在供熱末端，用戶自己不能隨機調(diào)節(jié)或作周期性設(shè)定調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不能實現(xiàn)自主性調(diào)控節(jié)能的目的；另一方面，供熱單位不能通過遠程通訊與控制技術(shù)，對用戶的進戶流量進行調(diào)控，以實行強制性節(jié)能的目的。另外，供熱單位不能根據(jù)對末端用戶熱參數(shù)值的監(jiān)測、調(diào)控和分析等綜合情況去進一步調(diào)控、修正熱力站的運行參數(shù)，實現(xiàn)不了整體系統(tǒng)下的節(jié)能。此外，我國集中供暖溫度為18士2攝氏度，但由于目前的監(jiān)測手段準(zhǔn)確性、可靠性低，當(dāng)用戶溫度不達標(biāo)時，熱電公司難以實時監(jiān)控到相關(guān)數(shù)據(jù)，不能及時對供熱網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)整，也加劇了用戶與供熱單位之間的供需矛盾。傳統(tǒng)的節(jié)能溫控方式，大致有恒溫溫控閥方式、普通電動溫控球閥方式、石蠟電加熱溫控流量閥方式。實踐證明，這些閥門存在諸多問題首先，這些閥門的閥權(quán)度較小，閥的調(diào)節(jié)特性失真度較大，當(dāng)閥門開度較小時，流量已接近最大值，達不到“調(diào)節(jié)”的目的。其次， 達不到按不同用熱時段的需求去自動調(diào)節(jié)熱量這一節(jié)能效果，智能化低。同時，閥芯過水孔較細、具有高阻力的弱點，不利于改善供熱質(zhì)量。如設(shè)計不當(dāng)，往往帶來資用壓力不夠的情況。另外，實際應(yīng)用中，區(qū)域系統(tǒng)達到30%的用戶處于全關(guān)狀態(tài)的幾率又很高，遠遠超過系統(tǒng)水利平衡點15%的標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用全開、全關(guān)的調(diào)節(jié)閥對系統(tǒng)而言是絕對有風(fēng)險的，所帶來的熱計量收費是不公平的，也很容易引起供需糾紛和社會矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的管理與控制方式不科學(xué)的問題，提出一種更科學(xué)更有效的集中供暖控制系統(tǒng)及方法，使用戶能夠根據(jù)個人需要自主調(diào)控室內(nèi)溫度；同時供熱單位能夠?qū)?jié)能意識淡薄的用戶實行強制性節(jié)能；另外，供熱單位可根據(jù)對末端用戶用熱數(shù)據(jù)的采集和分析，進一步對熱力站的相關(guān)設(shè)備進行運行參數(shù)的修正，從而有效提高供暖效率、降低能耗和供暖成本。本發(fā)明可以通過以下措施達到
一種集中供暖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶端、控制中心以及供熱端，其中用戶端即為供暖系統(tǒng)中的末端用戶，供熱端包括熱源以及換熱站，其特征在于控制中心與用戶端建立雙向通信，控制中心與供熱端建立雙向通信。所述用戶端包括室內(nèi)溫控器、閥門控制器、流量調(diào)節(jié)閥、熱量表、數(shù)據(jù)集中器，其中室內(nèi)溫控器與閥門控制器經(jīng)無線通信模塊相連接，安裝在供暖管道上的流量調(diào)節(jié)閥經(jīng)數(shù)據(jù)線與閥門控制器相連接，閥門控制器與安裝在供暖管道上的熱量表分別經(jīng)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)集中器相連接。所述控制中心包括硬件服務(wù)器、PC機和用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)控制和管理的上位機系統(tǒng)，所述控制中心通過硬件服務(wù)器通過GPRS或3G無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與用戶端的數(shù)據(jù)集中器建立雙向通信，該通信信道記為信道1，控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器分別與供熱中端和首端的數(shù)據(jù)集中器建立雙向通信，通信信道分別記為信道2、信道3，
所述供熱端包括一次循環(huán)網(wǎng)以及二次循環(huán)網(wǎng)，其中一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥、氣候補償器，二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有變頻器、循環(huán)泵、電動機、閥門。氣候補償器與電動調(diào)節(jié)閥相連接，變頻器與循環(huán)泵相連接，電動機的輸出端與閥門相連接，閥門安裝在供暖端向外供暖管道上，控制中心與供暖端的變頻器以及電動機相連接以實現(xiàn)控制中心對供暖端的控制。
本發(fā)明中室內(nèi)溫控器與閥門控制器之間經(jīng)射頻無線網(wǎng)絡(luò)(433MHz)通信， 本發(fā)明中室內(nèi)溫控器由“功能”、“設(shè)定”、“測溫”、“編程’四個功能型按鍵，調(diào)節(jié)旋鈕，電源開關(guān)按鈕， LCD顯示屏和控制電路板組成，其作用是用于實現(xiàn)用戶自己對室溫的隨機調(diào)節(jié)或可編程周期性室溫的設(shè)定，以及與控制中心的信息溝通；控制電路板上設(shè)有射頻無線通訊模塊；功能型按鍵、調(diào)節(jié)旋鈕、電源開關(guān)按鈕、LCD顯示屏分別與控制電路板相連接，室內(nèi)溫控器是溫控系統(tǒng)中用戶端的調(diào)控及顯示部件。本發(fā)明中閥門控制器由防護殼體和控制電路板組成，是用戶端的控制部件用于實現(xiàn)接收和解碼由室內(nèi)溫控器及控制中心下達的指令；其中控制電路板設(shè)有射頻無線通訊模塊、解碼電路、驅(qū)動電路及單片機功能單元，各功能單元的連接均由PBC板的印制線路完成。本發(fā)明中流量調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)流量大小，是溫控系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。它由步進電機、星型閥芯、閥體及附件等部分組成，其中星型閥芯由上下兩片各自帶有兩個對稱的扇形過水孔的圓形陶瓷片構(gòu)成，兩個拋光帶孔的陶瓷片黏貼相對轉(zhuǎn)動時，其過水孔的大小將會隨著改變；步進電機軸承連桿與閥芯上片設(shè)有的凹型卡槽為活動式插入連接；在下片閥芯的陶瓷片邊沿上設(shè)有對稱兩條凸型卡栓，該凸型卡栓將閥芯固定在閥體內(nèi)，且與閥體內(nèi)壁凹形槽對應(yīng)相連。閥體形似傳統(tǒng)的過濾器，進/出口方向由“箭頭”標(biāo)識。流量調(diào)節(jié)閥安裝在用戶端的回水管道上，具有止回閥功能，因而具有防盜水的特點。具體表現(xiàn)為當(dāng)用戶從回水管道放水時，“止回閥”在“負壓”作用下，將自動關(guān)閉，杜絕從回水管道放水的行為。如用戶從進水管道放水，安裝在進水管道上得熱量表將計數(shù)收費。這樣，為“換熱站”節(jié)能提供了一個保障環(huán)節(jié)。本發(fā)明中熱量表安裝在用戶端的進水管道上，是溫控系統(tǒng)的計量部件，用于采集熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量值等信息，并將所采集的這些信息經(jīng)數(shù)據(jù)集中器傳送到控制中心的服務(wù)器上備用。本發(fā)明中所述的控制中心設(shè)有上位機系統(tǒng)，上位機系統(tǒng)是指用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)控制和管理的軟件，其中包括基本信息、數(shù)據(jù)分析、熱耗分析、水利平衡分析、抄表管理、繳費管理、服務(wù)管理、熱站管理、熱源管理、報警管理及綜合報表等功能性程序單元。總之，這種利用上述系統(tǒng)實現(xiàn)集中供暖計量與節(jié)能控制的方法，其特征在于首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)用戶端自主室溫調(diào)控；其次，它能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心對用戶端的調(diào)控；其中， 控制中心對用戶端的調(diào)控優(yōu)先級高于用戶的自主調(diào)控。具體表現(xiàn)為當(dāng)控制中心對用戶端設(shè)定溫度上限值時，用戶端只能在該設(shè)定值下進行范圍內(nèi)的自主溫度調(diào)控。再次，它能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心對供熱端(熱力站)的調(diào)控。本發(fā)明還提供了一種集中供暖控制方法，其特征在于由用戶端的自主調(diào)控、控制中心對用戶端的調(diào)控以及控制中心對供熱端的調(diào)控組成，其中控制中心對用戶端的調(diào)控優(yōu)先級高于用戶端的自主調(diào)控的優(yōu)先級，具體實施步驟如下
所述用戶端自主調(diào)控包括以下步驟
步驟A 首先選擇調(diào)控方式，包括隨機性瞬時調(diào)控和可編程周期性設(shè)定調(diào)控兩種方式； 步驟B 輸入調(diào)控指令；當(dāng)用戶選擇隨機瞬時調(diào)控時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器調(diào)節(jié)旋鈕，寫入所需的調(diào)控數(shù)據(jù)指令；當(dāng)用戶選擇可編程周期性設(shè)定調(diào)控方式時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器功能型按鍵和調(diào)節(jié)旋鈕，寫入所需的按不同時段的周期性指令。室內(nèi)溫控器將調(diào)控指令通過射頻無線網(wǎng)絡(luò)(433MHz)傳輸方式發(fā)送至閥門控制器；
步驟C:閥門控制器內(nèi)所設(shè)的信號射頻接收器在單片機作用下接收并解碼調(diào)控指令， 然后根據(jù)解碼結(jié)果驅(qū)動步進電機，進而控制流量調(diào)節(jié)閥的開度大小，從而完成用戶端對自身室溫的調(diào)控。所述控制中心對用戶端的調(diào)控包括以下步驟
步驟A 獲取用戶端供暖信息；控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將安裝在用戶端的熱量表所采集的熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量及室內(nèi)溫控器記錄的室溫等信息傳送到控制中心的服務(wù)器上，以獲取每個用戶的熱耗相關(guān)信息；
步驟B 控制中心的上位機系統(tǒng)對所獲取信息進行自動分類、統(tǒng)計、計算、分析和處理， 然后，根據(jù)管理要求，進行加權(quán)計算，最后得出所需要的調(diào)控參數(shù)值；
步驟C 控制中心的上位機系統(tǒng)將調(diào)控參數(shù)經(jīng)信道1發(fā)送到閥門控制器，閥門控制器在內(nèi)部單片機作用下將接收、解碼和運算這些指令，然后，憑運算結(jié)果去驅(qū)動步進電機，以控制流量調(diào)節(jié)閥的開度，從而完成控制中心對末端用戶進戶流量的調(diào)控，
所述控制中心對供熱端的調(diào)控包括對一次循環(huán)網(wǎng)的調(diào)控以及對二次循環(huán)網(wǎng)的調(diào)控，其中對二次循環(huán)網(wǎng)的調(diào)控是通過控制中心根據(jù)用戶端的參數(shù)，設(shè)定控制命令，遠程控制二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的變頻器、電動機，進而改變與變頻器相連接的循環(huán)泵、與電動機相連接的閥門的工作狀態(tài)來實現(xiàn)；對一次循環(huán)網(wǎng)的控制是通過控制一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的電動調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)
總之，本發(fā)明首先實現(xiàn)對用戶端的調(diào)控，其次實現(xiàn)對供熱端(包括中端和首端)的調(diào)控， 最大程度的實現(xiàn)節(jié)能和提高供暖效率，與現(xiàn)有技術(shù)相比，它能夠平衡用戶需求和集中供暖管理需要之間的關(guān)系，既滿足了用戶的采暖舒適度和用熱計量，又達到了供暖系統(tǒng)節(jié)能和改善供熱單位服務(wù)質(zhì)量的目的。從而形成了“供熱末端——供熱中端——供熱首端”全方位調(diào)控的熱計量與節(jié)能控制管理系統(tǒng)。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本發(fā)明中閥門控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本發(fā)明中室內(nèi)溫控器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是本發(fā)明中供熱端的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記室內(nèi)溫控器1、閥門控制器2、流量調(diào)節(jié)閥3、熱量表4、數(shù)據(jù)集中器5、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6、上位機系統(tǒng)7、變頻器8、循環(huán)泵9、電動機10、閥門11、單片機12、控制電路板
613、步進電機14、無線通信模塊15、功能型按鍵16、IXD顯示屏17、調(diào)節(jié)旋鈕18、電源開關(guān)按鈕19、遠傳模塊20、電動調(diào)節(jié)閥21、氣候補償器22、閥門控制電路板23、板式換熱器M。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如附圖1所示一種集中供暖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶端、控制中心以及供熱端， 其中用戶端即為供暖系統(tǒng)中的末端用戶，供熱端包括熱源以及換熱站，其特征在于控制中心與用戶端建立雙向通信，控制中心與供熱端建立雙向通信，
所述用戶端包括室內(nèi)溫控器1、閥門控制器2、流量調(diào)節(jié)閥3、熱量表4、數(shù)據(jù)集中器5，其中室內(nèi)溫控器1與閥門控制器2經(jīng)無線通信模塊15相連接，安裝在供暖管道上的流量調(diào)節(jié)閥3經(jīng)數(shù)據(jù)線與閥門控制器2相連接，閥門控制器2與安裝在供暖管道上的熱量表4分別經(jīng)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)集中器5相連接，
所述控制中心包括硬件服務(wù)器、PC機和用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)控制和管理的上位機系統(tǒng) 7，所述控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)方式，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6與用戶端的數(shù)據(jù)集中器5建立雙向通信，該通信信道記為信道1，控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6分別與供熱中端和首端的數(shù)據(jù)集中器5建立雙向通信，通信信道分別記為信道2、信道3，
如附圖4所示，所述供熱端包括一次循環(huán)網(wǎng)以及二次循環(huán)網(wǎng)，一次循環(huán)網(wǎng)與二次循環(huán)網(wǎng)之間設(shè)有板式換熱器對，其中一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥21、氣候補償器22，二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有變頻器8、循環(huán)泵9、電動機10、閥門11，氣候補償器22與電動調(diào)節(jié)閥21相連接， 變頻器8與循環(huán)泵9相連接，電動機10的輸出端與閥門11相連接，閥門11安裝在供暖端向外供暖管道上，控制中心與供暖端的變頻器8以及電動機10相連接以實現(xiàn)控制中心對供暖端的控制，具體地說變頻器8控制二次側(cè)的循環(huán)泵9，循環(huán)泵9根據(jù)預(yù)設(shè)壓力或流量變化曲線來運行，使得二次末端的流量達到一個理想設(shè)計運行流量；在一次側(cè)設(shè)置的電動調(diào)節(jié)閥21，其功能主要是控制一次側(cè)的流量，其依據(jù)是根據(jù)二次側(cè)的用熱狀況以及與其相連接的氣候補償器22的控制命令來進行調(diào)節(jié)一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的流量，其中氣候補償器22為根據(jù)氣候環(huán)境的變化，自動的調(diào)節(jié)一次側(cè)的電動調(diào)節(jié)閥，使得其流量達到由于天氣變化而產(chǎn)生的熱負荷的變化弓I起的流量的變化。如附圖1所示本發(fā)明中室內(nèi)溫控器1與閥門控制器2之間經(jīng)射頻無線網(wǎng)絡(luò) (433MHz)通信，如附圖3所示本發(fā)明中室內(nèi)溫控器1由“功能”、“設(shè)定”、“測溫”、“編程’四個功能型按鍵16，調(diào)節(jié)旋鈕18，電源開關(guān)按鈕19，IXD顯示屏17和控制電路板13組成，其作用是用于實現(xiàn)用戶自己對室溫的隨機調(diào)節(jié)或可編程周期性室溫的設(shè)定，以及與控制中心的信息溝通；控制電路板13上設(shè)有射頻無線通信模塊15 ；功能型按鍵16、調(diào)節(jié)旋鈕18、電源開關(guān)按鈕19、LCD顯示屏17分別與控制電路板13相連接，室內(nèi)溫控器1是溫控系統(tǒng)中用戶端的調(diào)控及顯示部件。如附圖2所示本發(fā)明中閥門控制器2由防護殼體和閥門控制電路板23組成，是用戶端的控制部件用于實現(xiàn)接收和解碼由室內(nèi)溫控器1及控制中心下達的指令；其中閥門控制電路板23設(shè)有射頻無線通信模塊15、解碼電路、驅(qū)動電路、遠傳模塊20及單片機12，各功能單元的連接均由PBC板的印制線路完成，閥門控制器2控制流量調(diào)節(jié)閥3的開度大小。本發(fā)明中流量調(diào)節(jié)閥3用于調(diào)節(jié)流量大小，是溫控系統(tǒng)中的執(zhí)行部件，它由步進電機14、星型閥芯、閥體及附件等部分組成，其中星型閥芯由上下兩片各自帶有兩個對稱的扇形過水孔的圓形陶瓷片構(gòu)成，兩個拋光帶孔的陶瓷片黏貼相對轉(zhuǎn)動時，其過水孔的大小將會隨著改變；步進電機14軸承連桿與閥芯上片設(shè)有的凹型卡槽為活動式插入連接；在下片閥芯的陶瓷片邊沿上設(shè)有對稱兩條凸型卡栓，該凸型卡栓將閥芯固定在閥體內(nèi)，且與閥體內(nèi)壁凹形槽對應(yīng)相連。閥體形似傳統(tǒng)的過濾器，進/出口方向由“箭頭”標(biāo)識。流量調(diào)節(jié)閥3安裝在用戶端的回水管道上，具有止回閥功能，因而具有防盜水的特點，具體表現(xiàn)為當(dāng)用戶從回水管道放水時，“止回閥”在“負壓”作用下，將自動關(guān)閉，杜絕從回水管道放水的行為，如用戶從進水管道放水，安裝在進水管道上的熱量表4將計數(shù)收費，這樣，為“換熱站”節(jié)能提供了一個保障環(huán)節(jié)。在使用過程中，本發(fā)明中熱量表4安裝在用戶端的進水管道上，是溫控系統(tǒng)的計量部件，用于采集熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量值等信息，并將所采集的這些信息經(jīng)數(shù)據(jù)集中器5傳送到控制中心的服務(wù)器上備用。本發(fā)明中所述的控制中心設(shè)有上位機系統(tǒng)7，上位機系統(tǒng)7是指用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)控制和管理的軟件，其中包括基本信息、數(shù)據(jù)分析、熱耗分析、水利平衡分析、抄表管理、繳費管理、服務(wù)管理、熱站管理、熱源管理、報警管理及綜合報表等功能性程序單元?？傊?，這種利用上述系統(tǒng)實現(xiàn)集中供暖計量與節(jié)能控制的方法，其特征在于首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)用戶端自主室溫調(diào)控；其次，它能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心對用戶端的調(diào)控；其中， 控制中心對用戶端的調(diào)控優(yōu)先級高于用戶的自主調(diào)控，具體表現(xiàn)為當(dāng)控制中心對用戶端設(shè)定溫度上限值時，用戶端只能在該設(shè)定值下進行范圍內(nèi)的自主溫度調(diào)控，其次，它能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心對供熱端(熱力站)的調(diào)控。本發(fā)明還提供了一種集中供暖控制方法，其特征在于由用戶端的自主調(diào)控、控制中心對用戶端的調(diào)控以及控制中心對供熱端的調(diào)控組成，其中控制中心對用戶端的調(diào)控優(yōu)先級高于用戶端的自主調(diào)控的優(yōu)先級，具體實施步驟如下
所述用戶端自主調(diào)控包括以下步驟
步驟A 首先選擇調(diào)控方式，包括隨機性瞬時調(diào)控和可編程周期性設(shè)定調(diào)控兩種方式； 步驟B 輸入調(diào)控指令；當(dāng)用戶選擇隨機瞬時調(diào)控時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器1的調(diào)節(jié)旋鈕18，寫入所需的調(diào)控數(shù)據(jù)指令；當(dāng)用戶選擇可編程周期性設(shè)定調(diào)控方式時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器1的功能型按鍵16和調(diào)節(jié)旋鈕18，寫入所需的按不同時段的周期性指令，室內(nèi)溫控器1將調(diào)控指令通過射頻無線網(wǎng)絡(luò)(433MHz)傳輸方式發(fā)送至閥門控制器2 ；
步驟C 閥門控制器2內(nèi)所設(shè)的信號射頻接收器在單片機12作用下接收并解碼調(diào)控指令，然后根據(jù)解碼結(jié)果驅(qū)動步進電機14，進而控制流量調(diào)節(jié)閥3的開度大小，從而完成用戶端對自身室溫的調(diào)控，
所述控制中心對用戶端的調(diào)控包括以下步驟
步驟A 獲取用戶端供暖信息；控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6，將安裝在用戶端的熱量表4所采集的熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量及室內(nèi)溫控器1記錄的室溫等信息傳送到控制中心的服務(wù)器上，以獲取每個用戶的熱耗相關(guān)信息；步驟B 控制中心的上位機系統(tǒng)7對所獲取信息進行自動分類、統(tǒng)計、計算、分析和處理，然后根據(jù)管理要求進行加權(quán)計算得出所需要的調(diào)控參數(shù)值；步驟C 控制中心的上位機系統(tǒng)7將調(diào)控參數(shù)經(jīng)信道1發(fā)送到閥門控制器2，閥門控制器2在內(nèi)部單片機12作用下將接收、解碼和運算這些指令，然后，憑運算結(jié)果去驅(qū)動步進電機14，以控制流量調(diào)節(jié)閥3開度的大小，從而完成控制中心對末端用戶進戶流量的調(diào)控。所述控制中心對供熱端的調(diào)控包括對一次循環(huán)網(wǎng)的控制以及對二次循環(huán)網(wǎng)的控制，其中對二次循環(huán)網(wǎng)的控制是通過控制中心根據(jù)用戶端的參數(shù)，設(shè)定控制命令，遠程控制二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的變頻器，進而改變與變頻器8相連接的循環(huán)泵9的工作狀態(tài)來實現(xiàn)；對一次循環(huán)網(wǎng)的控制是通過控制一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的電動調(diào)節(jié)閥21來實現(xiàn)，在具體實施過程中，可以通過以下措施實現(xiàn)
步驟A 獲取用戶端以及熱站的熱量相關(guān)信息；將安裝在用戶端的熱量表4所采集的熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量及室內(nèi)溫控器1記錄的室內(nèi)溫度信息，經(jīng)GPRS或3G 網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6、數(shù)據(jù)集中器5 “信道1”，傳送到控制中心的服務(wù)器上備用；同時，將供熱端中換熱站的相關(guān)熱量信息經(jīng)GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)集中器“信道2”， 傳送到控制中心的服務(wù)器上備用；步驟B:控制中心的上位機系統(tǒng)7，對所獲取的信息在管理軟件單元作用下，經(jīng)計算機自動計算、分析和處理等，從而得出控制指令；步驟C:控制中心的上位機系統(tǒng)7，將所得出的控制指令，經(jīng)GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6、數(shù)據(jù)集中器 5 “信道2”，控制供熱中端換熱站的變頻器8，調(diào)控循環(huán)泵9運行，進而實現(xiàn)對輸出端流量大小的調(diào)控；另一方面去控制一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的電動調(diào)節(jié)閥的開度大小，從而實現(xiàn)對供熱端的控制。總之，本發(fā)明首先實現(xiàn)對用戶端的調(diào)控，其次實現(xiàn)對供熱端(包括中端和首端)的調(diào)控，最大程度的實現(xiàn)節(jié)能和提高供暖效率，與現(xiàn)有技術(shù)相比，它能夠平衡用戶需求和集中供暖管理需要之間的關(guān)系，既滿足了用戶的采暖舒適度和用熱計量，又達到了供暖系統(tǒng)節(jié)能和改善供熱單位服務(wù)質(zhì)量的目的。從而形成了“供熱末端——供熱中端——供熱首端”全方位調(diào)控的熱計量與節(jié)能控制管理系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種集中供暖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶端、控制中心以及供熱端，其中用戶端即為供暖系統(tǒng)中的末端用戶，供熱端包括熱源以及換熱站，其特征在于控制中心與用戶端建立雙向通信，控制中心與供熱端建立雙向通信，所述用戶端包括室內(nèi)溫控器、閥門控制器、流量調(diào)節(jié)閥、熱量表、數(shù)據(jù)集中器，其中室內(nèi)溫控器與閥門控制器經(jīng)無線通信模塊相連接，安裝在供暖管道上的流量調(diào)節(jié)閥經(jīng)數(shù)據(jù)線與閥門控制器相連接，閥門控制器與安裝在供暖管道上的熱量表分別經(jīng)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)集中器相連接，所述控制中心包括硬件服務(wù)器、PC機和用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)控制和管理的上位機系統(tǒng)，所述控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與用戶端的數(shù)據(jù)集中器建立雙向通信，該通信信道記為信道1，控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器分別與供熱中端和首端的數(shù)據(jù)集中器建立雙向通信，通信信道分別記為信道2、信道3，所述供熱端包括一次循環(huán)網(wǎng)以及二次循環(huán)網(wǎng)，其中一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥、氣候補償器，二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有變頻器、循環(huán)泵、電動機、閥門，氣候補償器與電動調(diào)節(jié)閥相連接，變頻器與循環(huán)泵相連接，電動機的輸出端與閥門相連接，閥門安裝在供暖端向外供暖管道上，控制中心與供暖端的變頻器以及電動機相連接以實現(xiàn)控制中心對供暖端的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集中供暖控制系統(tǒng)，其特征在于室內(nèi)溫控器與閥門控制器之間經(jīng)工作帶寬為433MHz的射頻無線網(wǎng)絡(luò)通信，室內(nèi)溫控器由“功能”、“設(shè)定”、“測溫”、 “編程’四個功能型按鍵，調(diào)節(jié)旋鈕，電源開關(guān)按鈕，IXD顯示屏和控制電路板組成，控制電路板上設(shè)有射頻無線通訊模塊；功能型按鍵、調(diào)節(jié)旋鈕、電源開關(guān)按鈕、IXD顯示屏分別與控制電路板相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集中供暖控制系統(tǒng)，其特征在于閥門控制器由防護殼體和控制電路板組成，控制電路板設(shè)有射頻無線通訊模塊、解碼電路、驅(qū)動電路及單片機，各功能單元的連接均由PBC板的印制線路完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集中供暖控制系統(tǒng)，其特征在于流量調(diào)節(jié)閥安裝在用戶端的回水管道上，流量調(diào)節(jié)閥的閥芯為星型閥芯，所述星型閥芯由上下兩片各自帶有兩個對稱的扇形過水孔的圓形陶瓷片構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集中供暖控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制中心的安全通信模塊是指采用GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)分別與用戶端、供暖端建立雙向通信的通信模塊。
6.一種集中供暖控制方法，其特征在于由用戶端的自主調(diào)控、控制中心對用戶端的調(diào)控以及控制中心對供熱端的調(diào)控組成，其中控制中心對用戶端的調(diào)控優(yōu)先級高于用戶端的自主調(diào)控的優(yōu)先級，具體實施步驟如下所述用戶端自主調(diào)控包括以下步驟步驟A 首先選擇調(diào)控方式，包括隨機性瞬時調(diào)控和可編程周期性設(shè)定調(diào)控兩種方式；步驟B 輸入調(diào)控指令；當(dāng)用戶選擇隨機瞬時調(diào)控時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器調(diào)節(jié)旋鈕，寫入所需的調(diào)控數(shù)據(jù)指令；當(dāng)用戶選擇可編程周期性設(shè)定調(diào)控方式時，用戶通過操作室內(nèi)溫控器功能型按鍵和調(diào)節(jié)旋鈕，寫入所需的按不同時段的周期性指令，室內(nèi)溫控器將調(diào)控指令通過射頻無線網(wǎng)絡(luò)(433MHz)傳輸方式發(fā)送至閥門控制器；步驟C:閥門控制器內(nèi)所設(shè)的信號射頻接收器在單片機作用下接收并解碼調(diào)控指令， 然后根據(jù)解碼結(jié)果驅(qū)動步進電機，進而控制流量調(diào)節(jié)閥的開度大小，從而完成用戶端對自身室溫的調(diào)控。
7.所述控制中心對用戶端的調(diào)控包括以下步驟步驟A 獲取用戶端供暖信息；控制中心通過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將安裝在用戶端的熱量表所采集的熱量、進水溫度、回水溫度、溫差、累積流量及室內(nèi)溫控器記錄的室溫等信息傳送到控制中心的服務(wù)器上，以獲取每個用戶的熱耗相關(guān)信息；步驟B 控制中心的上位機系統(tǒng)對所獲取信息進行自動分類、統(tǒng)計、計算、分析和處理， 然后，根據(jù)管理要求，進行加權(quán)計算，最后得出所需要的調(diào)控參數(shù)值；步驟C 控制中心的上位機系統(tǒng)將調(diào)控參數(shù)經(jīng)信道1發(fā)送到閥門控制器，閥門控制器在內(nèi)部單片機作用下將接收、解碼和運算這些指令，然后，憑運算結(jié)果去驅(qū)動步進電機，以控制流量調(diào)節(jié)閥開度的大小，從而完成控制中心對末端用戶進戶流量的調(diào)控，所述控制中心對供熱端的調(diào)控包括對一次循環(huán)網(wǎng)的調(diào)控以及對二次循環(huán)網(wǎng)的調(diào)控，其中對二次循環(huán)網(wǎng)的控制是通過控制中心根據(jù)用戶端的參數(shù)，設(shè)定控制命令，遠程控制二次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的變頻器、電動機，進而改變與變頻器相連接的循環(huán)泵、與電動機相連接的閥門的工作狀態(tài)來實現(xiàn)；對一次循環(huán)網(wǎng)的控制是通過控制一次循環(huán)網(wǎng)內(nèi)的電動調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供暖控制系統(tǒng)，具體地說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)用戶可調(diào)、供熱可控、領(lǐng)導(dǎo)可管的集中供暖控制系統(tǒng)，它可以同時實現(xiàn)對供熱端以及用戶端的調(diào)控，最大程度的實現(xiàn)節(jié)能和提高供暖效率；與現(xiàn)有技術(shù)相比，它能夠平衡用戶個人需求和供暖集中管理需要之間的關(guān)系，既滿足了用戶的采暖舒適度，又達到了計量和節(jié)能的目的。
文檔編號F24D19/10GK102519083SQ201110425538
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者何江, 劉坤, 劉建, 姜愛妮, 姜福敏, 陳軍, 陳鳳敏, 陳文利 申請人:威海米特智能儀表有限公司