專利名稱：一種線性溫控閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種線性溫控閥，具體的說(shuō)就是一種基于末端設(shè)備特征值和壓差 無(wú)關(guān)特征值高級(jí)控制算法的線性溫控閥。
背景技術(shù)：
中央空調(diào)系統(tǒng)的目的是通過(guò)保證空調(diào)控制區(qū)域的溫度或濕度來(lái)滿足人們對(duì)舒適性 或工藝性的要求。
在建筑物暖通空調(diào)水力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的保證空調(diào)區(qū)域溫度的手段是通過(guò)在末端空調(diào) 設(shè)備的空調(diào)水管道安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并由現(xiàn)場(chǎng)控制器或樓宇控制系統(tǒng)采集空調(diào)區(qū)域的測(cè) 量溫度，然后與控制器中的設(shè)定溫度相比較，輸出標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào) 節(jié)閥門的開度從而調(diào)節(jié)水流量，最終改變末端設(shè)備輸出的熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的溫度 控制。
這種對(duì)目標(biāo)區(qū)域的溫度控制方法對(duì)于一般精度的溫度控制是可行的，但是對(duì)于高精 度的溫度控制要求，特別是在一些對(duì)節(jié)能舒適性要求很高的大型暖通空調(diào)變流量水系統(tǒng) 中，由于末端設(shè)備熱輸出特性的復(fù)雜性，以及水系統(tǒng)的水力失調(diào)程度很高，則很難達(dá)到， 具體有以下幾點(diǎn)原因
1.由于傳統(tǒng)的采用一般電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的溫度調(diào)節(jié)方法沒有考慮到不同末端空調(diào)設(shè)備 熱輸出特性對(duì)溫度調(diào)節(jié)精度的影響，而空調(diào)末端設(shè)備的熱輸出特性是影響目標(biāo)空調(diào)區(qū)域 溫度控制精度的重要指標(biāo)。
空調(diào)末端設(shè)備的熱輸出特性,也就是末端設(shè)備特征值，是指在一定的工況條件下流 過(guò)末端換熱設(shè)備的水流量與熱輸出量之間的關(guān)系。影響末端設(shè)備特征值的主要因素有設(shè) 備的運(yùn)行工況、換熱盤管排數(shù)、盤管類型及盤管散熱翅片形式等。
傳統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)方法由于沒有充分考慮到末端設(shè)備特征值的影響必然導(dǎo)致目標(biāo)區(qū) 域的溫度調(diào)節(jié)都是非線性的，在大部分情況下這種非線性的程度還非常高，因此必然影 響對(duì)目標(biāo)區(qū)域溫度的精確調(diào)節(jié)；2.由于傳統(tǒng)的采用一般電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的溫度調(diào)節(jié)方法是壓差相關(guān)型的，即電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥的輸出水流量不但與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度有關(guān)，還與系統(tǒng)壓力變化有關(guān)。對(duì)于大型的暖 通空調(diào)變流量水力系統(tǒng)，由于動(dòng)態(tài)水力失調(diào)在某些情況下會(huì)非常嚴(yán)重，必然導(dǎo)致系統(tǒng)壓 力的波動(dòng)很大，從而水流量的波動(dòng)也很大，這必然會(huì)嚴(yán)重地影響末端設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)精 度，導(dǎo)致傳統(tǒng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)精度變差。
目前公知的還沒有發(fā)現(xiàn)一種基于末端設(shè)備特征值和壓差無(wú)關(guān)特征值的線性溫控閥。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于末端設(shè)備特征值和壓差 無(wú)關(guān)特征值的線性溫控閥。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型提供一種基于末端設(shè)備特征值和壓差無(wú)關(guān)特征值線性溫控閥，包括調(diào) 節(jié)閥，在位于調(diào)節(jié)閥上部的電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)設(shè)有一線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置，該線性溫度 控制驅(qū)動(dòng)裝置的輸入端通過(guò)控制電纜線與壓差變送器的輸出端相連接，線性溫度控制
驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端與調(diào)節(jié)閥相連;調(diào)節(jié)閥一端的直管連接段設(shè)有壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng) 裝置，該壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置通過(guò)取壓管一和取壓管二與一壓差變送器相連接。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置由線性溫度串級(jí)控制 器和標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器組成，線性溫度串級(jí)控制器的輸出端通過(guò)控制電纜線與標(biāo)準(zhǔn)控制 驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置采用畢托管式，由
靜壓引壓管道、靜壓感受孔、全壓感受孔和全壓引壓管道組成；靜壓引壓管道與取壓 管二相連通，全壓引壓管道與取壓管一相連通；全壓感受孔中心軸線方向與調(diào)節(jié)閥直 管連接段中心軸線方向一致，靜壓感受孔中心軸線方向與調(diào)節(jié)閥直管連接段中心軸線 方向垂直。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置采用孔板裝置，孔板進(jìn)口壓力與取壓管一相連，孔板出口壓力與取壓管二相連。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的電動(dòng)執(zhí)行器為直行程模擬量電動(dòng)執(zhí)行器。 作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的調(diào)節(jié)閥為截止閥型調(diào)節(jié)閥門。 作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的壓差變送器裝設(shè)于電動(dòng)執(zhí)行器的殼體外側(cè)。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的壓差變送器裝設(shè)于電動(dòng)執(zhí)行器的殼體內(nèi)部。 作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的直管連接段設(shè)在調(diào)節(jié)閥的入口處。 作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的直管連接段設(shè)在調(diào)節(jié)閥的出口處。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是
通過(guò)引入"末端設(shè)備特性值"，并在線性溫度串級(jí)控制器中建立末端設(shè)備特性值數(shù) 據(jù)庫(kù)，從而將末端設(shè)備的水流量與熱輸出量準(zhǔn)確地關(guān)聯(lián)起來(lái)；通過(guò)建立熱輸出量與目標(biāo) 區(qū)域溫度變化的關(guān)系，以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥輸入標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)與目標(biāo)區(qū)域控制溫度的線性關(guān) 系，從而建立起從調(diào)節(jié)閥標(biāo)準(zhǔn)輸入控制信號(hào)到流量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過(guò)對(duì)流量的動(dòng) 態(tài)適時(shí)準(zhǔn)確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的線性高精度控制；
通過(guò)引入"壓差無(wú)關(guān)特征值"，并在電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)的線性溫度串級(jí)控制器上采用雙 回路串級(jí)控制，主環(huán)路為目標(biāo)區(qū)域溫度控制環(huán)路，輔助環(huán)路為壓差無(wú)關(guān)特性值控制環(huán)路， 壓差無(wú)關(guān)特征值控制環(huán)路的設(shè)定值采用壓差無(wú)關(guān)特征值的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)設(shè)定值，該動(dòng)態(tài)設(shè)定 值由標(biāo)準(zhǔn)輸入控制信號(hào)、末端設(shè)備特征值以及壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置的特性共同確 定。
壓差無(wú)關(guān)特征值具有僅與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量成單調(diào)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而不受其它因 素波動(dòng)影響的技術(shù)特征，凡滿足這些特征的參數(shù)都可以作為壓差無(wú)關(guān)特征值，比如調(diào)節(jié) 閥進(jìn)出口管道內(nèi)特定位置的壓差、流速或者流量等，壓差無(wú)關(guān)特征值由相應(yīng)的傳感器來(lái) 進(jìn)行采集。
本實(shí)用新型的基于末端設(shè)備特征值和壓差無(wú)關(guān)特征值的線性溫控閥，開創(chuàng)性的引入 末端設(shè)備特征值從而建立起調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)對(duì)象之間的內(nèi)在聯(lián)系，并且通過(guò)引入壓差無(wú)關(guān)特征值采用雙回路串級(jí)控制，提高了閥門的控制精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力，因此本實(shí) 用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域溫度、末端設(shè)備熱輸出量的高精度線性調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)控制方式 新穎、成本較低、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單、流通阻力小，大幅度地提高了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的整 體性能，流量、溫度控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)、調(diào)試及維修簡(jiǎn)便，能夠廣泛地應(yīng)用在 具有較高的溫度、流量控制精度要求的場(chǎng)合，并且該實(shí)用新型的應(yīng)用能夠帶來(lái)很好的節(jié) 能效應(yīng)。
本實(shí)用新型的壓差無(wú)關(guān)型高精度線性溫控閥還可以廣泛地應(yīng)用到其它設(shè)備的流 量、溫度、壓力控制，只需根據(jù)相應(yīng)的設(shè)備和參數(shù)控制要求提供滿足要求的末端設(shè)備特 征值數(shù)據(jù)庫(kù)即可。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的線性溫控閥的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是畢托管示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1和圖2是一種線性溫控閥實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，包括由調(diào)節(jié)閥9和用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)調(diào) 節(jié)功能的電動(dòng)執(zhí)行器8。在調(diào)節(jié)閥9的入口處設(shè)有壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置畢托管1; 壓差變送器4通過(guò)取壓管一 2和取壓管二 3與壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置畢托管1連接； 在電動(dòng)執(zhí)行器8內(nèi)裝設(shè)有線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置，該線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置的輸入端分 別與壓差變送器4輸出的壓差測(cè)量信號(hào)和其它上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)控制器輸出的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)相 連接，線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端與調(diào)節(jié)閥9相連接。本實(shí)施例中的線性溫度控制 驅(qū)動(dòng)裝置由線性溫度串級(jí)控制器6和標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器7組成,線性溫度串級(jí)控制器6輸 出端輸出的標(biāo)準(zhǔn)主控制信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器7的輸入端連接。電動(dòng)執(zhí)行器8采用模擬 量直行程電動(dòng)執(zhí)行器，調(diào)節(jié)閥9是截止閥型調(diào)節(jié)閥門；本實(shí)施例中的直管連接段10安 裝在調(diào)節(jié)閥的入口處，直管連接段10也可以安裝在調(diào)節(jié)閥的出口處。
直管連接段IO、壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置l、壓差變送器4、電動(dòng)執(zhí)行器8及其內(nèi) 部的線性溫度串級(jí)控制器6和標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器7、調(diào)節(jié)閥9共同構(gòu)成了壓差無(wú)關(guān)型的高 精度線性溫控閥。所述的線性溫度串級(jí)控制器6是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)高級(jí)計(jì)算的PID—比例、積分、微 分控制器，內(nèi)嵌"末端設(shè)備特征值數(shù)據(jù)庫(kù)"和" 一種基于末端設(shè)備特征值和壓差無(wú)關(guān)特 征值實(shí)現(xiàn)壓差無(wú)關(guān)型線性溫度精確控制的高級(jí)控制算法"的高級(jí)程序。通過(guò)該程序，線 性溫度串級(jí)控制器6輸出標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)到標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器7，通過(guò)改變調(diào)節(jié)闊9的開度 從而調(diào)節(jié)壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置畢托管1處的壓差無(wú)關(guān)特征值畢托管動(dòng)壓測(cè)量值，使 其與動(dòng)態(tài)瞬時(shí)設(shè)定值一致，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)區(qū)域溫度的壓差無(wú)關(guān)型線性精確控制。
對(duì)于本實(shí)用新型的壓差無(wú)關(guān)型的線性溫控閥，線性溫度串級(jí)控制器6的輸入信號(hào)是 來(lái)自上級(jí)控制器的標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)。
當(dāng)壓差無(wú)關(guān)型線性溫控閥接受標(biāo)準(zhǔn)輸入控制信號(hào)開始工作時(shí)，位于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥入口 處的壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置畢托管1采集壓差無(wú)關(guān)特征值參數(shù)，并通過(guò)壓差變送器4 轉(zhuǎn)換成測(cè)量電信號(hào)輸送到線性溫度串級(jí)控制器6的測(cè)量信號(hào)輸入端，與標(biāo)準(zhǔn)輸入控制信 號(hào)通過(guò)壓差無(wú)關(guān)型線性溫度高級(jí)控制算法得出的壓差無(wú)關(guān)特征值動(dòng)態(tài)瞬時(shí)設(shè)定值相比 較，并通過(guò)PID—比例、積分、微分的控制算法，輸出標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)到標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器 7去控制調(diào)節(jié)閥9的開度，調(diào)整測(cè)量值使其與動(dòng)態(tài)瞬時(shí)設(shè)定值一致，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓差 無(wú)關(guān)型的線性溫度控制要求。
所述的線性溫度串級(jí)控制器6位于電動(dòng)執(zhí)行器9內(nèi)，是一種內(nèi)嵌"末端設(shè)備特征值 數(shù)據(jù)庫(kù)"和"壓差無(wú)關(guān)型線性溫度高級(jí)控制程序"的專門開發(fā)的高級(jí)控制器產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的壓差無(wú)關(guān)型的線性溫控閥具體舉例如下
電動(dòng)執(zhí)行器8中的線性溫度串級(jí)控制器6接收標(biāo)準(zhǔn)輸入控制信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器8 與調(diào)節(jié)閥9相連。壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置1為畢托管,畢托管位于調(diào)節(jié)闊9直管連接 段10內(nèi)，在調(diào)節(jié)閥9的入口處，其全壓感受孔13的軸線方向與直管連接段軸線方向一 致，靜壓感受孔14的軸線方向與直管連接段軸線方向垂直。
線性溫度串級(jí)控制器6的末端設(shè)備特征值數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)多組末端設(shè)備特征值，用 戶可以根據(jù)實(shí)際末端設(shè)備的特性進(jìn)行選取。
本實(shí)用新型除以上實(shí)施例以外還有很多變形，凡是本行業(yè)技術(shù)人員能夠根據(jù)以上 公開的內(nèi)容直接推導(dǎo)或聯(lián)想出的所有內(nèi)容，均應(yīng)視為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種線性溫控閥，包括調(diào)節(jié)閥(9)，其特征在于在位于調(diào)節(jié)閥(9)上部的電動(dòng)執(zhí)行器(8)內(nèi)設(shè)有一線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置，該線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置的輸入端通過(guò)控制電纜線(5)與壓差變送器(4)的輸出端相連接，線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端與調(diào)節(jié)閥(9)相連；調(diào)節(jié)閥(9)一端的直管連接段(10)設(shè)有壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置(1)，該壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置(1)通過(guò)取壓管一(2)和取壓管二(3)與一壓差變送器(4)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于所述的線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置由線性 溫度串級(jí)控制器(6)和標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器(7)組成，線性溫度串級(jí)控制器(6)的輸出端 通過(guò)控制電纜線(5)與標(biāo)準(zhǔn)控制驅(qū)動(dòng)器(7)的輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于所述的壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置(1)采用畢托管式，由靜壓引壓管道(12)、靜壓感受孔(14)、全壓感受孔(13)和全 壓引壓管道(11)組成；靜壓引壓管道(12)與取壓管二 (3)相連通，全壓引壓管 道(11)與取壓管一 (2)相連通；全壓感受孔(13)中心軸線方向與調(diào)節(jié)閥(9) 直管連接段(10)中心軸線方向一致，靜壓感受孔(14)中心軸線方向與調(diào)節(jié)閥(9) 直管連接段(10)中心軸線方向垂直。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的壓差無(wú)關(guān)特征值感應(yīng)裝置(1)采用孔板裝置，孔板進(jìn)口壓力與取壓管一 (2)相連，孔板出口壓力與取壓管二 (3) 相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的電動(dòng)執(zhí)行器(8)為直行程模擬 量電動(dòng)執(zhí)行器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)閥(9)為截止閥型調(diào)節(jié)閥門。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的壓差變送器(4)裝設(shè)于電動(dòng)執(zhí)行器(8)的殼體外側(cè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的壓差變送器(4)裝設(shè)于電動(dòng)執(zhí)行器(8)的殼體內(nèi)部。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的直管連接段(10)設(shè)在調(diào)節(jié)閥(9)的入口處。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控閥，其特征在于，所述的直管連接段(10)設(shè)在調(diào)節(jié)閥(9)的出口處。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種線性溫控閥，通過(guò)引入“末端設(shè)備特征值”和“壓差無(wú)關(guān)特征值”，旨在提供一種基于這二種特征值的高級(jí)控制算法實(shí)現(xiàn)壓差無(wú)關(guān)型線性溫度精確控制的高級(jí)閥門。通過(guò)這種控制方法，電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部的線性溫度控制驅(qū)動(dòng)裝置能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)和來(lái)自調(diào)節(jié)閥直管處的壓差無(wú)關(guān)特征值測(cè)量信號(hào)的關(guān)系，輸出信號(hào)去控制調(diào)節(jié)閥的開度，通過(guò)調(diào)節(jié)流量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的高精度線性控制。本實(shí)用新型調(diào)節(jié)控制方式新穎、控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單、流通阻力小，調(diào)試及維修簡(jiǎn)便，能夠廣泛地應(yīng)用在具有較高溫度控制精度要求的場(chǎng)合，并且該實(shí)用新型具有很好的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F16K31/64GK201318504SQ200820180288
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者萍 趙 申請(qǐng)人:萍 趙