专利名称:热水采暖自动间歇质调节控制系统的制作方法
本发明属于热水采暖住宅及其它场所室内温度的自动控制领域。
目前热水采暖住宅及其它场所的室内温度大多是通过控制热水锅炉的运行来实现的。一般有间歇供暖与连续供暖两种方式。间歇供暖，开炉次数少，停炉时间长，一般情况每天开炉二、三次。由司炉工人随意掌握，其结果是系统介质温度不能及时按室外气温变化而变化，室温忽高忽低，很不稳定。热水采暖的设计本身就要求连续供热，这种间歇供暖方式不能满足热水采暖的设计要求，是一种落后的采暖方式。近年来一些地区和部门的热水采暖方式有所改进，大部份已改为连续采暖。从设计理论上看，连续采暖的方式是合理的。但由于采暖期内室外气温在不断变化，一天之内的气温变化幅度也很大，再加上锅炉燃用煤种的不一等因素，事实上真正经济合理的连续供热是很难控制和实现的。
本发明的要点在于利用专用于本发明自控系统的“电子控制器”，根据室外气温和采暖系统介质温度的变化关系，合理地自动控制锅炉的启停来调节采暖系统的热量补给，进而满足热水采暖住宅及其它场所室内温度的设计要求。
根据供热质调节公式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网路的供、回水温度，℃；tgj、thj网路的设计供、回水温度，℃；twj计算室外温度，℃；tn、tw室内、外温度，℃；B 散热器指数。
对一个给定的采暖系统，当室内温度tn被控制固定后，热水采暖系统在正常运行时，系统的供、回水温度分别是室外温度的函数。根据这个原理，本发明把室外气温和热水采暖回水温度做为两个监测对象，外温是给定值，回水温度是控制系统的被控对象。
附图1是本控制系统的方框图，图中(1)是“电子控制器”中测室外气温的电子温度计的测温敏感件；(2)是“电子控制器”中测采暖系统介质温度的电子温度计的测温敏感件；(3)是“电子控制器”(4)是控制锅炉设备运行的执行开关柜；(5)是锅炉设备。它是一个最基本的闭环自动控制系统。两个电子温度计分别把室外气温和采暖系统的介质温度信号输入“电子控制器”中的滞环比较器进行运算放大后，命令执行开关柜控制热水锅炉的启停。通过对锅炉间歇运行的自动控制来调节对采暖系统的热量补给，进而实现对热水采暖住宅及其它场所室温的自动控制的。控制系统的中心环节是“电子控制器”。它由两个电子温度计，一个滞环比较器和一个做为运行指示用的电平显示器四个主要部分组成。如附图2。
虚线框中的原件是传感器，它是由接成二极管的三极管3DG6构成，将基极和集电极接在一起，利用其发射结。由于PN结在±130℃范围内具有近似直线的温度特性，可用作高灵敏的温度测量。电阻R1R2R3R4和R5R6R7R8是桥式电路，用来平衡PN结在初始温度时的端电压。IC1及IC2为放大器，用来放大由传感器送来的温度信号。BG1、R1～R4以及IC1等组成室外测温的电子温度计，其信号由图中A点输出。调节W1可以标定起始温度，调节W2可以进行刻度。BG2、R5～R8以及IC2等组成回水温度计，原理及构造与室外温度一样，信号由B点输出。通过对温度计的不同标定，控制器能适用于不同地区，在沈阳我们的试验中，室外温度的标定范围是＋6～－24℃，回水温度是35.5～62.5℃。
IC3、BG3等，组成滞环比较器，室外温度信号υ1和回水温度信号υ2在这里进行比较，如果υ2＜υ1，则运放IC3的输出为负值，继电器J不动作，常闭触点接通外电路，锅炉开始运行。随介质温度的升高，回水温度信号增大，当υ2≥υ1时电路翻转，运放输出变为正值，继电器J吸合，常闭触点断开，锅炉停止运行，开始降温。究竟降温到何时，要看滞环宽度而定。滞环作用，即它有两个阀值，见下图
滞环比较器动作原理图限电压VR为翻转前的输出状态有关，动作过程是从a处开始上行，经a－b－c－d到达d处，在b(门限电压VR)处电路翻转，而回程则是从d起，经d－e－f－a回到a，在f(门限电压VR－Vε)处翻转，路经呈滞环状，滞环比较器由此而得名，Vε是滞环电压，其大小即滞环宽度，可调，由W7在实际运行当中根据使用情况调定。实际上W7是正反馈电路中的一个部件，它两端的电压正是Vε，正反馈的作用在这里相当于在门限电压VR上减去Vε，从而形成一个新的门限电压VR－Vε，即图中f点。前述锅炉停止运行，开始降温，υ2逐渐减小，当υ2开始小于υ1－Vε(此处υ1即VR)时电路翻转，回到原来状态，常闭触点又接通，开炉运行，周而复始，如下图
运行曲线与滞环宽度 曲线平移图中曲线叫运行曲线。滞环宽度用W7来调节，而曲线的平移可由W5来实现，见右图，配合电子温度计的标定，可使控制器处于最佳工作状态。尤其滞环宽度，如调节得合适，在不超过被控温度允许波动的情况下，适当大的间歇，能使司炉人员得到休息，对减轻劳动强度，改善劳动条件是很有意义的。
IC4和IC5构成了运行指示器，运放IC4把两个温度计的信号差值放大，推动电平显示器IC5，W6可调节发光管燃亮的起始点，W8可以把燃亮顺序的间隔展开，通过W5和W8的调节可以把5个发光管的工作范围对准区间Vε，发光管全亮时相当于系统开始升温，全灭时相当于开始降温。还有一个发光管LED1指示锅炉运行的两个状态——启和停，配合起来形象直观。可使司炉人员心中有数，增加趣味性，消除寂莫和疲劳，从而做好工作。
本发明具有热水采暖间歇调节和质调节的综合优点，满足了热水供暖的设计要求，供热平稳、安全，煤电消耗利用合理，可以取得良好的社会和经济效益，解决了间歇供暖方式的供热不稳定，能源消耗大的弊病。
权利要求
1.一种控制住宅及其他场所室内温度的热水采暖自动间歇质调节系统，有控制锅炉设备运行的执行开关柜。其特征是控制系统中有一个由两个电子温度计、一个比较器和一个用于运行指示的电平显示器四个主要部分组成的电子控制器和两个设在控制器外部的控制器中电子温度计的测温电子敏感件。
2.就权利要求
(1)所述的控制系统，其特征在于两个电子温度计分别把室外气温和采暖系统内的介质温度信号输入滞环比较器进行运算放大，再由执行机构控制热水采暖锅炉的启停，通过对锅炉间歇运行的自动控制，来调节采暖系统的热量补给，进而达到对热水采暖住宅及其他场所室内温度的自动控制。
3.就权利要求
(2)所述的自动控制系统，其特征在于电子温度计所测的采暖系统介质温度是采暖系统回水管路内的介质温度。
4.就权利要求
(1)所述的“控制系统”，其特征在于电子控制器中的电子温度计采用PN结传感式电子温度计。
5.就权利要求
(1)所述的“控制系统”，其特征在于电子控制器中的比较器是带有滞环性质的比较器。
6.就权利要求
(1)所述的“控制系统”，其特征在于电子控制器中的电平显示器采用发光二级管显示器。
专利摘要
一种热水采暖自动间歇质调节控制系统及其专用“电子控制器”。采用一种专门设计的“电子控制器”，根据室外气温和采暖系统介质温度的变化差值，自动控制热水锅炉运行中的间歇时间，达到控制住宅及其他场所室温的目的，保证了热水采暖系统的供热稳定性。在合理利用能源方面也将取得可观的经济效果。
文档编号G05B13/00GK85203016SQ85203016
公开日1986年4月30日 申请日期1985年7月11日
发明者郭庆金, 孙大维, 于承俊, 牟文皋, 杨春志, 郑凯华 申请人:沈阳市第一住宅建筑公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan