專利名稱:熱水采暖自動間歇質(zhì)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明屬于熱水采暖住宅及其它場所室內(nèi)溫度的自動控制領(lǐng)域。
目前熱水采暖住宅及其它場所的室內(nèi)溫度大多是通過控制熱水鍋爐的運(yùn)行來實現(xiàn)的。一般有間歇供暖與連續(xù)供暖兩種方式。間歇供暖，開爐次數(shù)少，停爐時間長，一般情況每天開爐二、三次。由司爐工人隨意掌握，其結(jié)果是系統(tǒng)介質(zhì)溫度不能及時按室外氣溫變化而變化，室溫忽高忽低，很不穩(wěn)定。熱水采暖的設(shè)計本身就要求連續(xù)供熱，這種間歇供暖方式不能滿足熱水采暖的設(shè)計要求，是一種落后的采暖方式。近年來一些地區(qū)和部門的熱水采暖方式有所改進(jìn)，大部份已改為連續(xù)采暖。從設(shè)計理論上看，連續(xù)采暖的方式是合理的。但由于采暖期內(nèi)室外氣溫在不斷變化，一天之內(nèi)的氣溫變化幅度也很大，再加上鍋爐燃用煤種的不一等因素，事實上真正經(jīng)濟(jì)合理的連續(xù)供熱是很難控制和實現(xiàn)的。
本發(fā)明的要點在于利用專用于本發(fā)明自控系統(tǒng)的“電子控制器”，根據(jù)室外氣溫和采暖系統(tǒng)介質(zhì)溫度的變化關(guān)系，合理地自動控制鍋爐的啟停來調(diào)節(jié)采暖系統(tǒng)的熱量補(bǔ)給，進(jìn)而滿足熱水采暖住宅及其它場所室內(nèi)溫度的設(shè)計要求。
根據(jù)供熱質(zhì)調(diào)節(jié)公式tg=tn+0.5(tgj+thj-2tn)(tn-twtn-twj)11+B+]]>＋0.5(tgj－thj)(tn-twtn-twj)]]>
th=tn+0.5(tgj+thj-2tn)(tn-twtn-twj)11+B-]]>－0.5(tgj－thj)(tn-twtn-twj)]]>式中tg、th網(wǎng)路的供、回水溫度，℃；tgj、thj網(wǎng)路的設(shè)計供、回水溫度，℃；twj計算室外溫度，℃；tn、tw室內(nèi)、外溫度，℃；B 散熱器指數(shù)。
對一個給定的采暖系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)溫度tn被控制固定后，熱水采暖系統(tǒng)在正常運(yùn)行時，系統(tǒng)的供、回水溫度分別是室外溫度的函數(shù)。根據(jù)這個原理，本發(fā)明把室外氣溫和熱水采暖回水溫度做為兩個監(jiān)測對象，外溫是給定值，回水溫度是控制系統(tǒng)的被控對象。
附圖1是本控制系統(tǒng)的方框圖，圖中(1)是“電子控制器”中測室外氣溫的電子溫度計的測溫敏感件；(2)是“電子控制器”中測采暖系統(tǒng)介質(zhì)溫度的電子溫度計的測溫敏感件；(3)是“電子控制器”(4)是控制鍋爐設(shè)備運(yùn)行的執(zhí)行開關(guān)柜；(5)是鍋爐設(shè)備。它是一個最基本的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。兩個電子溫度計分別把室外氣溫和采暖系統(tǒng)的介質(zhì)溫度信號輸入“電子控制器”中的滯環(huán)比較器進(jìn)行運(yùn)算放大后，命令執(zhí)行開關(guān)柜控制熱水鍋爐的啟停。通過對鍋爐間歇運(yùn)行的自動控制來調(diào)節(jié)對采暖系統(tǒng)的熱量補(bǔ)給，進(jìn)而實現(xiàn)對熱水采暖住宅及其它場所室溫的自動控制的?？刂葡到y(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是“電子控制器”。它由兩個電子溫度計，一個滯環(huán)比較器和一個做為運(yùn)行指示用的電平顯示器四個主要部分組成。如附圖2。
虛線框中的原件是傳感器，它是由接成二極管的三極管3DG6構(gòu)成，將基極和集電極接在一起，利用其發(fā)射結(jié)。由于PN結(jié)在±130℃范圍內(nèi)具有近似直線的溫度特性，可用作高靈敏的溫度測量。電阻R1R2R3R4和R5R6R7R8是橋式電路，用來平衡PN結(jié)在初始溫度時的端電壓。IC1及IC2為放大器，用來放大由傳感器送來的溫度信號。BG1、R1～R4以及IC1等組成室外測溫的電子溫度計，其信號由圖中A點輸出。調(diào)節(jié)W1可以標(biāo)定起始溫度，調(diào)節(jié)W2可以進(jìn)行刻度。BG2、R5～R8以及IC2等組成回水溫度計，原理及構(gòu)造與室外溫度一樣，信號由B點輸出。通過對溫度計的不同標(biāo)定，控制器能適用于不同地區(qū)，在沈陽我們的試驗中，室外溫度的標(biāo)定范圍是＋6～－24℃，回水溫度是35.5～62.5℃。
IC3、BG3等，組成滯環(huán)比較器，室外溫度信號υ1和回水溫度信號υ2在這里進(jìn)行比較，如果υ2＜υ1，則運(yùn)放IC3的輸出為負(fù)值，繼電器J不動作，常閉觸點接通外電路，鍋爐開始運(yùn)行。隨介質(zhì)溫度的升高，回水溫度信號增大，當(dāng)υ2≥υ1時電路翻轉(zhuǎn)，運(yùn)放輸出變?yōu)檎?，繼電器J吸合，常閉觸點斷開，鍋爐停止運(yùn)行，開始降溫。究竟降溫到何時，要看滯環(huán)寬度而定。滯環(huán)作用，即它有兩個閥值，見下圖
滯環(huán)比較器動作原理圖限電壓VR為翻轉(zhuǎn)前的輸出狀態(tài)有關(guān)，動作過程是從a處開始上行，經(jīng)a－b－c－d到達(dá)d處，在b(門限電壓VR)處電路翻轉(zhuǎn)，而回程則是從d起，經(jīng)d－e－f－a回到a，在f(門限電壓VR－Vε)處翻轉(zhuǎn)，路經(jīng)呈滯環(huán)狀，滯環(huán)比較器由此而得名，Vε是滯環(huán)電壓，其大小即滯環(huán)寬度，可調(diào)，由W7在實際運(yùn)行當(dāng)中根據(jù)使用情況調(diào)定。實際上W7是正反饋電路中的一個部件，它兩端的電壓正是Vε，正反饋的作用在這里相當(dāng)于在門限電壓VR上減去Vε，從而形成一個新的門限電壓VR－Vε，即圖中f點。前述鍋爐停止運(yùn)行，開始降溫，υ2逐漸減小，當(dāng)υ2開始小于υ1－Vε(此處υ1即VR)時電路翻轉(zhuǎn)，回到原來狀態(tài)，常閉觸點又接通，開爐運(yùn)行，周而復(fù)始，如下圖
運(yùn)行曲線與滯環(huán)寬度 曲線平移圖中曲線叫運(yùn)行曲線。滯環(huán)寬度用W7來調(diào)節(jié)，而曲線的平移可由W5來實現(xiàn)，見右圖，配合電子溫度計的標(biāo)定，可使控制器處于最佳工作狀態(tài)。尤其滯環(huán)寬度，如調(diào)節(jié)得合適，在不超過被控溫度允許波動的情況下，適當(dāng)大的間歇，能使司爐人員得到休息，對減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件是很有意義的。
IC4和IC5構(gòu)成了運(yùn)行指示器，運(yùn)放IC4把兩個溫度計的信號差值放大，推動電平顯示器IC5，W6可調(diào)節(jié)發(fā)光管燃亮的起始點，W8可以把燃亮順序的間隔展開，通過W5和W8的調(diào)節(jié)可以把5個發(fā)光管的工作范圍對準(zhǔn)區(qū)間Vε，發(fā)光管全亮?xí)r相當(dāng)于系統(tǒng)開始升溫，全滅時相當(dāng)于開始降溫。還有一個發(fā)光管LED1指示鍋爐運(yùn)行的兩個狀態(tài)——啟和停，配合起來形象直觀?？墒顾緺t人員心中有數(shù)，增加趣味性，消除寂莫和疲勞，從而做好工作。
本發(fā)明具有熱水采暖間歇調(diào)節(jié)和質(zhì)調(diào)節(jié)的綜合優(yōu)點，滿足了熱水供暖的設(shè)計要求，供熱平穩(wěn)、安全，煤電消耗利用合理，可以取得良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，解決了間歇供暖方式的供熱不穩(wěn)定，能源消耗大的弊病。
權(quán)利要求
1.一種控制住宅及其他場所室內(nèi)溫度的熱水采暖自動間歇質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，有控制鍋爐設(shè)備運(yùn)行的執(zhí)行開關(guān)柜。其特征是控制系統(tǒng)中有一個由兩個電子溫度計、一個比較器和一個用于運(yùn)行指示的電平顯示器四個主要部分組成的電子控制器和兩個設(shè)在控制器外部的控制器中電子溫度計的測溫電子敏感件。
2.就權(quán)利要求
(1)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于兩個電子溫度計分別把室外氣溫和采暖系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)溫度信號輸入滯環(huán)比較器進(jìn)行運(yùn)算放大，再由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制熱水采暖鍋爐的啟停，通過對鍋爐間歇運(yùn)行的自動控制，來調(diào)節(jié)采暖系統(tǒng)的熱量補(bǔ)給，進(jìn)而達(dá)到對熱水采暖住宅及其他場所室內(nèi)溫度的自動控制。
3.就權(quán)利要求
(2)所述的自動控制系統(tǒng)，其特征在于電子溫度計所測的采暖系統(tǒng)介質(zhì)溫度是采暖系統(tǒng)回水管路內(nèi)的介質(zhì)溫度。
4.就權(quán)利要求
(1)所述的“控制系統(tǒng)”，其特征在于電子控制器中的電子溫度計采用PN結(jié)傳感式電子溫度計。
5.就權(quán)利要求
(1)所述的“控制系統(tǒng)”，其特征在于電子控制器中的比較器是帶有滯環(huán)性質(zhì)的比較器。
6.就權(quán)利要求
(1)所述的“控制系統(tǒng)”，其特征在于電子控制器中的電平顯示器采用發(fā)光二級管顯示器。
專利摘要
一種熱水采暖自動間歇質(zhì)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其專用“電子控制器”。采用一種專門設(shè)計的“電子控制器”，根據(jù)室外氣溫和采暖系統(tǒng)介質(zhì)溫度的變化差值，自動控制熱水鍋爐運(yùn)行中的間歇時間，達(dá)到控制住宅及其他場所室溫的目的，保證了熱水采暖系統(tǒng)的供熱穩(wěn)定性。在合理利用能源方面也將取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。
文檔編號G05B13/00GK85203016SQ85203016
公開日1986年4月30日 申請日期1985年7月11日
發(fā)明者郭慶金, 孫大維, 于承俊, 牟文皋, 楊春志, 鄭凱華 申請人:沈陽市第一住宅建筑公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan