供暖系統的自動快速水力平衡閥及其控制方法
【技術領域】
[0001]供暖系統的自動快速水力平衡閥涉及一種平衡閥，應用于供暖管網水力平衡系統，用于實現供暖系統的自動快速水力平衡，具體涉及一種物聯網平衡閥及其控制方法。
【背景技術】
[0002]現有供暖管網中采用的平衡閥多為數字鎖定平衡閥和自力式壓差平衡閥，實際應用中，由于現場管網平衡閥大部分都安裝在地下，如車庫、樓棟入口管道井內等地方，經常這些地方沒有無線信號，電源走線也很不方便。對管網的水力平衡都是手動調節，要對各個管網回路的參數測量很不方便，對平衡閥進行操作本身也很不方便，水力平衡平衡效果評估非常困難，要將一個換熱站進行平衡要花大量的時間。因此，現有系統中安裝的數字鎖定平衡閥和自力式壓差平衡閥基本都沒有進行水力平衡的調節，很難起到調節系統水力平衡的作用。

【發明內容】

[0003]供暖系統的自動快速水力平衡閥的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種物聯網平衡閥及其控制方法，該物聯網平衡閥能夠解決現有供暖系統二次網水力平衡評估困難、調節困難、調節時間長、調節完成后很難確認是否調節平衡問題。
[0004]為解決上述問題，本發明采取的技術方案為:
[0005]物聯網平衡閥，包括兩端分別為進口和出口的平衡閥體、安裝在平衡閥體上的電機支架以及用于采集平衡閥體溫度和流量同時控制平衡閥體開度的通信檢測控制模塊；
[0006]所述的電機支架上安裝有減速機構、電機、壓差變送器、光電編碼器以及通信檢測控制模塊；
[0007]所述的平衡閥體內部設置有閥芯以及與閥芯緊配結合的銅套，在銅套內設置有螺桿，在螺桿頂端設置有減速機構，在減速機構的齒輪中心軸上安裝有光電編碼器；
[0008]所述的通信檢測控制模塊與遠程服務器相連，該遠程服務器根據通信檢測控制模塊采集到的信息分析計算平衡閥體的目標流量，并將目標流量信號通過網絡發送給通信檢測控制模塊；
[0009]所述的通信檢測控制模塊與電機、光電編碼器、壓差變送器、溫度傳感器相連；
[0010]所述的電機與電源相連。
[0011]所述的減速機構通過聯軸器與螺桿連接。
[0012]所述的通信檢測控制模塊包括安裝在平衡閥體底部的測壓閥、安裝在平衡閥體上的壓差變送器、安裝在平衡閥體側邊的溫度測量探頭以及安裝在壓差變送器和測壓閥之間的測壓銅管；所述的測壓閥有兩個，分別與平衡閥體的進口和出口連通，用于測量平衡閥體閥前閥后壓差；
[0013]所述的溫度測量探頭與通信檢測控制模塊相連，所述的測壓閥通過測壓銅管與壓差變送器相連，壓差變送器與通信檢測控制模塊相連。
[0014]所述的電機支架通過螺絲與平衡閥體連接，且在電機支架與平衡閥體之間設置有密封墊。
[0015]所述的電源采用外接電源或者12-24V移動電源。
[0016]在減速機構的上端安裝有電動手動機構。
[0017]所述的通信檢測控制模塊通過433M無線自組網與5G、4G、GPRS、網口網關相連，進而與遠程服務器進行通信。
[0018]所述的通信檢測控制模塊包含電源網絡模塊、射頻模塊、MCU模塊、基準電壓模塊、電機控制模塊、繼電器、壓差變送器接口以及光電編碼器接口電路；
[0019]其中，射頻模塊與MCU模塊相連，MCU模塊的輸出端與電機控制模塊相連，電機控制模塊與繼電器相連，繼電器的輸出端與電機相連；
[0020]所述的MCU模塊還與基準電壓模塊、壓差變送器接口及光電編碼器接口電路相連。
[0021]所述的電源網絡模塊包括電源接口，電源接口通過DC-DC模塊與LDO模塊連接，LDO模塊給MCU模塊、基準電壓模塊、光電編碼器接口電路、電機控制模塊供電；電源接口通過BOOST電路給壓差變送器接口供電，外接電源經過DC-DC模塊給射頻模塊以及繼電器線圈供電，同時也給LDO模塊供電。
[0022]一種物聯網平衡閥的控制方法，包括以下步驟:壓差變送器通過測壓閥測量閥前閥后的壓差，將壓差信號轉成電信號送到通信檢測控制模塊，該通信檢測控制模塊查詢存儲在內部的Kv曲線計算閥門流量，通過其內部的無線組網通信模塊將流量信號送到無線組網網關，然后將流量信號遠傳到服務器端，服務器端經過算法分析計算，計算出平衡閥的目標流量，將目標流量信息發送給無線組網網關，無線組網網關再通過無線自組網網絡根據地址信息發送到通信檢測控制模塊，通信檢測控制模塊將流量信息轉換成物聯網平衡閥的行程參數，控制電機轉動，同時通信檢測控制模塊檢測光電編碼器的脈沖數目，以此來確定閥芯的行程；當檢測到的物聯網平衡閥的實際流量值與目標值一致時，通信檢測控制模塊控制電機停轉，完成一次控制過程。
[0023]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0024]本發明由于本發明自身具有檢測壓差計算流量、溫度檢測、檢測閥門行程、無線組網通信、電機控制功能，極大的提高了水力平衡的效率，并且能夠實時在線評估平衡效果，在后臺系統配合下，現場的平衡過程簡單高效，為廣泛水力平衡創造條件。與現有技術相比，本發明解決現有供暖系統二次網水力平衡評估困難、調節困難、調節時間長、調節完成后很難確認是否調節平衡問題。使用時通過通信檢測控制模塊采集平衡閥體的溫度和閥前閥后壓差，再通過儲存在通信檢測控制模塊中的Kv曲線計算閥門流量，將采集到的信息通過通信檢測控制模塊發送到無線組網網關，然后再發送給服務器端，服務器端經過算法分析計算，計算出平衡閥的目標流量，將目標流量信息發送給無線組網網關，無線組網網關再通過無線自組網地址信息發送到物聯網閥門的通信檢測控制模塊，通信檢測控制模塊根據目標流量，開大或關小閥門，再根據閥門的開度，查表得到閥門的Kv值，通過檢測壓差，計算實際流量，進行負反饋，*終使實際流量與目標流量相等；
[0025]更進一步，具體通過設置在進口和出口的兩個測壓閥實現平衡閥體閥前閥后壓差的采集。
[0026]更進一步，本發明的電源采用外接電源或者移動電源使得平衡閥體安裝的位置更加靈活。
[0027]本發明控制方法整個過程都是自動實現，現場系統通過無線自組網經無線網關與遠程服務器通信，閥門的動作能夠精 確控制，整個管網水力平衡的評估為在線實時評估，因此實現管網自動快速水力平衡。

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