专利名称：集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀门。更具体地说，本实用新型涉及一种集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀。
背景技术：
高档建筑物全年耗能中50% 65%消耗于中央空调系统，变流量空调系统与定流量空调系统相比较，水泵及冷却塔设备平均可节能60% 80%、制冷主机可节能10% 40%。但是空调变流量水系统中普遍存在着水力失调现象，管网水力的不平衡容易造成系统能源的大量浪费和设运行噪声的增加。同时在能量计量上存在很大的困难，部分地区直接采用面积的形式收费，导致人们节能观念淡薄，能源大量浪费。目前社会普遍采用的是动态平衡阀和能量表组合的方式完成管网水力控制和能量的累计。目前公知的用于中央空调冷热量计量的原理和方法可分为三大类，即时间简单累计法、风侧温差流量积算法、水侧温差流量积算法。其中水侧温差流量积算法的能量计量理论完善，精度高，运行稳定可靠，目前有很多的成熟技术和系列化的单一产品。基于这种原理的冷热量计量表主要由流量传感器、配对温度传感器和积算器(控制器)三部分组成。按流量传感器形式的不同，这类能量表还分为机械叶轮式、超声波式和电磁式三种型号。其中机械叶轮式能量计量表因机械结构中存在有微型可动部件，对水介质的要求较高，在安装上要求配套过滤器以防杂质对表的损伤。机械式能量表因其测量原理和结构简单，价格低廉，精度一般，目前已经大量应用在风机盘管的计量之中。而超声波式和电磁式的小口径能量表因价格、技术等因素的影响，很少有普及应用。以FlowCon、DANF0SS为代表的世界著名品牌动态平衡型电动调节阀产品(包括普通电动调节阀与机械式压差/流量平衡控制阀组合而成的非一体化动态平衡电动调节阀)，其本质上是一种具有机械自力式压差/流量自动平衡控制功能的电动调节阀(或称电动动态调节阀、或称压力无关型电动调节阀)，其动态压差平衡的机械原理十分简单，即当一体型动态平衡电动调节阀或非一体型动态平衡电动调节阀的两端压差DP = P1-P3随机变化时，利用压差平衡控制器通过机械方式改变DP2 = P2-P3的差值确保DP1 = P1-P2自动恒定(压差控制后置式原理)。或者，利用压差平衡控制器通过机械方式改变DP1 = P1-P2的差值确保DP2 = P2-P3自动恒定(压差控制前置式原理)。目前大量应用的动态平衡电动调节阀产品普遍采用弹簧机械自力式的实现原理， 因而存在通流能力明显偏小、动态平衡压差控制范围小、应用不灵活、工作压差起始值偏高，总体耗能偏高(由于DP = DPJDP2，实际使用时须牺牲压差控制器的压力来维持电动调节部分的压差自动恒定。显然牺牲压差控制器的压力也是浪费能耗)。目前公知的还没有发现一种集能量感知功能的动态平衡电动调节阀。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的提供一种集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀，包括阀体和设于阀体中的电动调节阀组件，设于电动阀体组件上的执行器以电缆连接于控制器；所述阀体包括前阀体和后阀体，前阀体和后阀体的壁上各设有一个测压孔，每个测压孔内装有一个压力传感器； 所述压力传感器均通过电缆连接于控制器，控制器通过电缆与能量积分仪表相连；还有两个温度传感器分别通过电缆与能量积分仪表相连。作为一种改进，所述两个温度传感器分别安装在用户中央空调水系统进水管和出水管上。作为一种改进，所述能量积分仪表包含两个温度端子、两个通讯端子、电源端子和屏幕。作为一种改进，所述控制器通过电缆与能量积分仪表的通讯端子相连。作为一种改进，所述电动阀体组件包括阀板和阀杆，两个配流板对称安装于阀板的两侧。作为一种改进，所述前阀体、电动阀体组件、后阀体通过螺帽螺栓标准件依次连接。作为一种改进，所述前阀体、电动阀体组件、后阀体依次连接并呈外部一体化的结构。作为一种改进，所述前阀体和后阀体是等直径的筒体或变直径的筒体。作为一种改进，所述执行器和智能控制器安装于一体式的外壳中。本实用新型所述集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀，是通过以下方法实现其功能的(I)在控制器内设定调节阀的调节特性为线性调节特性、等百分比调节特性或抛物线调节特性其中任意一种；(2)在控制器内设定调节阀的控制流量最大值；(3)控制器对外部输入的模拟信号进行数据采样，根据调节阀的调节特性和控制流量最大值，将模拟信号转换为目标流量值；(4)在控制器内输入调节阀的实际调节特性，控制器采样执行器的行程值和压力传感器的压力值，获得实际流经调节阀的实际流量值；(5)控制器调节执行器的行程值，使实际流量值和目标流量值相同；(6)能量积分仪表采样两个温度传感器的温度值，从控制器内读取实际流量值，通过换算获得实际的能量数据。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型具有压力无关型的理想阀门调节特性，能够自动屏蔽压差波动干扰， 提高实际调节精度，并集成了能量量计量功能。且一体阀结构工艺简单、工作压差起始值小、通流能力大、使用寿命长、制造成本低廉，适合小批量多品种生产。由于具有能量计量和动态平衡电动调节功能，应用于空调、供热管网水系统时其综合节能效果十分明显。采用这种集能量感知功能的动态平衡电动调节阀时，空调管网水系统综合节能效果可达10% 55%。
图I是本实用新型的示意图。图2是调节阀结构示意图。图3是能量积分仪表示意图。图4是本实用新型产品的安装示意图。附图中附图标记为调节阀I、压力传感器2、控制器温度传感器6 ;阀体101、配流板102、测压孔103、测压孔104、 子501、温度端子502、通讯端子503、通讯端子504、电源端子
3、执行器4、能量积分仪表5、 配流板105、阀板106 ;温度端 505、屏幕 506。
具体实施方式
参考附图1，下面将对本实用新型进行详细描述。集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀，执行器4通过电动阀体组件安装于调节阀I的阀体101上，由执行器驱动电动阀体组件的行程动作，实施调节阀的模拟量调节； 两个压力传感器2分别安装在测压孔103、104内，用于测量调节阀I前阀体和后阀体的压力。压力传感器2通过电缆与控制器3相连接，控制器3采样获得调节阀I入口处和出口处的压力值，同时执行器4通过电缆和控制器3相连接，控制器3采样获得调节阀I的行程值。能量积分仪表5通过电缆与控制器3相连接，从控制器3那里获得实际流量数据，能量积分仪表5通过电缆与温度传感器6相连接，采样获得用户中央空调水系统进水管处温度和回水管处温度，配合获得的实际流量数据计算得到能量数值，两个温度传感器6分别安装在进水管和回水管处。参考附图2，调节阀I包括阀体101、配流板102、测压孔103、测压孔104、配流板 105、阀板106 ;配流板102和配流板105对称安装在阀板106两侧，优化调节特性，测压孔 103和测压孔104分别位于前阀体和后阀体的壁上，测压孔103和测压孔104与阀体101内部流道连通，测压孔103和测压孔104内分别安装有压力传感器2，测量调节阀I前阀体和后阀体的压力。参考附图3，能量积分仪表5包含温度端子501和温度端子502、通讯端子503和通讯端子504、电源端子505、屏幕506 ;控制器3通过电缆与通讯端子503相连接，从而使能量积分仪表5从控制器3处获得实际流量数值。控制器3既可以采用通用型智能控制器产品，也可以专用智能控制器进行二次开发，控制器3还包括一些标准I/O接线端子。控制器3可选用SIENENS公司的S7-200通用 PLC产品并用STEP7进行高级编程实现，也可以采用多回路智能调节仪表，或者基于嵌入式的单片机(MCU)进行二次开发组态、或者基于成熟DDC产品进行二次组态。能量积分仪表 5也是成熟产品，可根据实际需要进行选型市购获得。本实用新型是一种典型的属于压力无关型的电子式动态平衡电动阀门，其实现控制的原理如下(I)在控制器内设定调节阀的调节特性为线性调节特性、等百分比调节特性或抛物线调节特性其中任意一种；(2)在控制器内设定调节阀的控制流量最大值；
5[0041](3)控制器对外部输入的模拟信号进行数据采样，根据调节阀的调节特性和控制流量最大值，将模拟信号转换为目标流量值；(4)在控制器内输入调节阀的实际调节特性，控制器采样执行器的行程值和压力传感器的压力值，获得实际流经调节阀的实际流量值；(5)控制器调节执行器的行程值，使实际流量值和目标流量值相同；(6)能量积分仪表采样两个温度传感器的温度值，从控制器内读取实际流量值，通过换算获得实际的能量数据。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求1.集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀，包括阀体和设于阀体中的电动调节阀组件，设于电动阀体组件上的执行器以电缆连接于控制器；其特征在于，所述阀体包括前阀体和后阀体，前阀体和后阀体的壁上各设有一个测压孔，每个测压孔内装有一个压力传感器； 所述压力传感器均通过电缆连接于控制器，控制器通过电缆与能量积分仪表相连；还有两个温度传感器分别通过电缆与能量积分仪表相连。
2.根据权利要求I所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述两个温度传感器分别安装在用户中央空调水系统进水管和出水管上。
3.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述能量积分仪表包含两个温度端子、两个通讯端子、电源端子和屏幕。
4.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述控制器通过电缆与能量积分仪表的通讯端子相连。
5.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述电动阀体组件包括阀板和阀杆，两个配流板对称安装于阀板的两侧。
6.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述前阀体、电动阀体组件、后阀体通过螺帽螺栓标准件依次连接。
7.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述前阀体、电动阀体组件、后阀体依次连接并呈外部一体化的结构。
8.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述前阀体和后阀体是等直径的筒体或变直径的筒体。
9.根据权利要求I或2所述的动态平衡电动调节阀，其特征在于，所述执行器和智能控制器安装于一体式的外壳中。
专利摘要本实用新型涉及阀门，旨在提供一种集成能量感知功能的动态平衡电动调节阀。该阀包括阀体和设于阀体中的电动调节阀组件，设于电动阀体组件上的执行器以电缆连接于控制器；所述阀体包括前阀体和后阀体，前阀体和后阀体的壁上各设有一个测压孔，每个测压孔内装有一个压力传感器；所述压力传感器均通过电缆连接于控制器，控制器通过电缆与能量积分仪表相连；还有两个温度传感器分别通过电缆与能量积分仪表相连。本实用新型具有压力无关型的理想阀门调节特性，能够自动屏蔽压差波动干扰，提高实际调节精度，并集成了能量量计量功能。且一体阀结构工艺简单、工作压差起始值小、通流能力大、使用寿命长、制造成本低廉，适合小批量多品种生产。
文档编号F16K17/20GK202349311SQ20112046281
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者刘凯凯, 吴平, 程展, 章威军, 赵栋, 麻剑锋 申请人:杭州哲达科技股份有限公司