用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法
2023-05-22 22:13:21
專利名稱：用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法
技術領域：
本發明涉及一種用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法。
背景技術：
長期以來，我國城市住宅室內採暖系統設計基本上都採用單管垂直系統的方案進行設計(如圖I)，傳統的單管制系統是將熱水先供到住宅樓的頂層，然後依次向下分至各用戶。這種設計方案有許多優點，例如系統簡單、施工方便、造價低等，但是這種傳統的單管制系統也存在一定缺陷I、系統不具有個體調節能力單管垂直採暖系統的主要缺點是各個用戶無法進行自主調節，在出現頂層過熱、底層過冷的冷熱不均現象時無法消除，因此不能改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。 2、不利於供熱部門的管理對於拖欠熱費的用戶處理困難，如果要停止個別用戶的供熱或供冷，可能影響到整個住宅樓停供。常此下去，致使供熱企業入不敷出，連年虧損。3、閒置住宅的能源浪費由於室內採暖系統是單管串聯式，所以每層、每戶住宅必須用熱，否則該系統就無法正常運行。如出現有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閒置，這就必然導致能源的浪費。隨著能源結構的變化及節能和物業管理的要求，上述缺陷越來越明顯，傳統的單管制系統已經不能適應新要求。而現有的應對方式是放棄多用戶之間的單管制，對現存的單管制供熱或供冷系統進行改造，例如從單管制變為雙管制，或者在每個暖氣片增加聯接進出口的旁通管，並在每戶或每個暖氣片加裝控制裝置，這需要對用戶的管線進行大的改動，施工不方便、花費多。
發明內容
為了在不對每個用戶端進行改造的情況下，使單管制供熱或供冷系統的具有一定的個體調節能力，本發明提供了一種用於單管制供熱或供冷系統的控制方法。本發明提供了一種用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，所述單管制供熱或供冷系統包括串聯連接的N個換熱單元、安裝在供水總管上的水溫調節裝置和供水容積控制裝置，所述水溫調節裝置能夠提供一定溫度範圍的水溫調節裝置出口水溫，所述供水容積控制裝置能夠將給定體積的水順次供送給所述N個換熱單元，每個換熱單元的水容積V1至Vn經事先估算或測量，所述方法在進行室溫控制的一個周期內包括如下步驟步驟SI :測量N個換熱單元所在房間的室溫T1至TN，根據測得的室溫T1至Tn和房間的對應設定室溫Tsl至Tsn來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Twi 至 Twn ；步驟S2 :令 η = I ;步驟S3 :控制所述供水容積控制裝置和水溫調節裝置，對應於第η個房間，供送體積為Vn、水溫調節裝置出口水溫為Twn的供水；步驟S4 n = n+1 ;如果η < Ν+1,則返回步驟S3 ；步驟S5 :水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間繼續進行換熱，直到控制周期結束。本發明提供了一種用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，所述單管制供熱或供冷系統包括並聯連接的多條 支路，每條支路包括串聯連接的N個換熱單元和位於該支路的回水管上的電控閥門，所述電控閥門選擇性開關，以便在一個時刻所述多條支路中的僅一條支路處於通路狀態，在所述多條支路的供水總管上安裝有所述多條支路共用的水溫調節裝置和供水容積控制裝置，所述水溫調節裝置能夠提供一定溫度範圍的水溫調節裝置出口水溫，所述供水容積控制裝置能夠將給定體積的水順次供送給處於通路狀態的其中一條支路上的N個換熱單元，所述水溫調節裝置和供水容積控制裝置給處於通路狀態的其中一條支路進行室溫周期控制，其中每條支路上的每個換熱單元的水容積V1至Vn經事先估算或測量，上述針對其中一條支路的所述室溫周期控制包括如下步驟步驟SI :測量該支路N個換熱單元所在房間的室溫T1至ΤΝ，根據測得的室溫T1至1和房間的對應設定室溫Tsl至Tsn來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Twl至Twn ；步驟S2 :令 η = I ;步驟S3 :控制所述供水容積控制裝置和水溫調節裝置，對應於第η個房間，供送體積為Vn、水溫調節裝置出口水溫為Twn的供水；步驟S4 n = n+1 ;如果η < Ν+1,則返回步驟S3 ；步驟S5 :水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間繼續進行換熱，直到該條支路的控制周期結束，上述步驟5中水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行之後，在多條支路之間進行切換以對處於通路狀態的另一條支路進行室溫周期控制，重複上述步驟I至5。利用根據本發明的用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，在串聯連接的不同的供熱單元中可以存在根據需要調節溫度後的不同溫度的供水段，從而滿足了不同房間的室溫調節需要，克服了現有技術中傳統單管制系統不能調節的缺陷，同時不用對傳統單管制系統進行大的管路改造。
當結合附圖進行閱讀時，本發明的本質、原理以及實用性將通過下面的詳細描述變得更為明白，其中在附圖中相同的部件由相同的附圖標記加以標識。圖I示出現有技術的單管制供熱或供冷系統。圖2示出使用本發明的室溫調節方法的一個簡化的單管制供熱或供冷系統。圖3示出使用本發明的室溫調節方法的一個示例性單管制供熱或供冷系統。圖4示出使用本發明的室溫調節方法的另一個示例性單管制供熱或供冷系統。圖5示出使用本發明的室溫調節方法的另一個示例性單管制供熱或供冷系統。圖6示出使用本發明的室溫調節方法的另一個示例性單管制供熱或供冷系統，該系統包括並聯連接的兩條支路，每條支路上的換熱單兀串聯連接。
以下通過具體實施方式
，並結合附圖對本發明作進一步說明。
具體實施例方式參見圖2，圖2示出了使用本發明的室溫調節方法的一個簡化的單管制供熱或供冷系統。在該單管制系統中包括串聯的分別放置於N個房間中的N個換熱單元，在單管制供熱系統中例如為暖氣片，在單管制供冷系統中例如為風機盤管。並且在該系統中，位於最上遊換熱單元上遊的供水管(以下稱為供水總管)LI上設置有水溫調節裝置1，該水溫調節裝置I的出口水溫(以下簡稱為「出口水溫」)為Tw。可以事先估算或者測量各個換熱單元的水容積V1至VN。這裡為簡單起見，將各個換熱單元之間的連接管道的體積計入相應換熱單元的水容積。該系統還包括供水容積控制裝置2，用來將體積為V1至Vn的水順次供到相應的換熱單元I至N。在進行室溫控制的周期中進行如下操作 步驟SI :測量N個換熱單元所在房間的室溫T1至TN，根據測得的室溫T1至Tn和房間的對應設定室溫Tsl至Tsn來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Twi 至 Twn ；步驟S2 :令 η = I ;步驟S3 :控制供水容積控制裝置2和水溫調節裝置1，對應於第η個房間，供送體積為\、出口水溫為Twn的供水；步驟S4 n = n+1 ;如果η < Ν+1,則返回步驟S3 ；步驟S5 :水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間繼續進行換熱，直到控制周期結束。通過這樣進行供水，忽略水流過管道時的溫降，在供熱單元I至N中分別填充有溫度分別為Twl至Twn的供水。也就是說，在串聯連接的不同的供熱單元中可以存在根據需要調節溫度後的不同溫度的供水段，從而滿足不同房間的室溫調節需要，克服了現有技術中傳統單管制系統不能調節的缺陷，同時不用對傳統單管制系統進行大的管路改造。可選地，如圖3所示，所述供水容積控制裝置2可以包括流量計21和水泵P，水泵運轉供水，將流量計瞬時流量對時間進行積分來計量供水體積，同時對應於流量計所計量的供水體積來控制水溫調節裝置I的出口水溫，以便在步驟S3中實現對應於第η個房間，供送體積為Vn、出口水溫為Twn的供水。可選地，如圖4所示，所述供水容積控制裝置2可以是定壓差變頻泵Pl，在該定壓差變頻泵工作期間，保持供水總管LI與位於最下遊換熱單元下遊的回水總管L2之間的壓差不變，水流速恆定保持為V。在上述步驟S3中，控制定壓差變頻泵和水溫調節裝置1，對應於第η個房間，在tn=Vn/V的時間內供送出口水溫為Twn的供水，從而實現對應於第η個房間，供送體積為Vn、出口水溫為Twn的供水。可選地，如圖5所示，所述水溫調節裝置I是通過在供水總管LI和回水總管L2之間設置旁通管路L3，並在供水總管LI和旁通管路L3上安裝電動三通閥M來實現的。上述電動三通閥的開度可以是連續可調的，這樣水溫調節裝置的出口水溫Tw可以在供水總管的水溫Tu和回水總管的水溫IY2之間連續變化。
可使用聯動的分別安裝在供水總管和旁通管路上的兩個電動兩通閥代替上述三通閥。進一步可選地，該電動三通閥M可設置成在直通和旁通兩種狀態進行切換在直通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw = Tli ;在旁通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw=IY2，其中Tu和IY2分別是供水總管LI和回水總管L2中的水溫。當所述系統為供熱系統時，在上述步驟SI中確定該房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫的步驟為如果Tn Tsn，則Twn = Tu ;否則 Twn = Tl2。圖6示出的單管制供熱或供冷系統中包括兩路並聯的供水支路，每條供水支路包括N個換熱器單元。在供水總管上設置水溫調節裝置I和供水容積控制裝置2，也即兩條支路共用一個水溫調節裝置I和一個供水容積控制裝置2。在各支路的回水末端分別設置電控閥門。通過控制各支路的電控閥門的開關，可以選擇性地使兩條支路中的一條處於通路 狀態，所述水溫調節裝置I和供水容積控制裝置2可以給兩條支路中的該條支路進行如上參照圖2-5所述的供水操作，從而對兩條支路中的所有換熱器單元進行室溫控制。顯然，根據實際情況，這兩條支路也可以不共用水溫調節裝置I和供水容積控制裝置2。本領域技術人員可以在閱讀了本發明的內容之後想到多種支路與水溫調節裝置I和供水容積控制裝置2的組合方式，這裡不在贅述。顯然，本發明也可應用於三條以上的支路。特別地，本發明還適合應用於當前的分戶採暖系統和風機盤管系統，可以在使用單管制的情況下，實現各房間的室溫獨立控制。本發明的水溫調節裝置可採用多種形式，只要能夠提供一定溫度範圍的冷熱水即可。這樣，根據本發明的系統能夠根據每個房間的需要，為每個房間的換熱單元提供特定溫度的冷熱水以便進行室溫控制。本技術領域中那些熟練人員應該明白的是，根據設計需要和其它因素，可以進行各種修改、組合、分組合以及替代，它們均落入所附權利要求的範圍或者其等效範圍之內。
權利要求
1.一種用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，所述單管制供熱或供冷系統包括串聯連接的N個換熱單元、安裝在供水總管上的水溫調節裝置和供水容積控制裝置，所述水溫調節裝置能夠提供一定溫度範圍的水溫調節裝置出口水溫，所述供水容積控制裝置能夠將給定體積的水順次供送給所述N個換熱單元，每個換熱單元的水容積V1至Vn經事先估算或測量，所述方法在進行室溫控制的一個周期內包括如下步驟 步驟SI :測量N個換熱單元所在房間的室溫T1至TN，根據測得的室溫T1至Tn和房間的對應設定室溫Tsl至Tsn來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Twl至TwN ; 步驟S2 :令η = I ； 步驟S3 :控制所述供水容積控制裝置和水溫調節裝置，對應於第η個房間，供送體積為Vn、水溫調節裝置出口水溫為Twn的供水； 步驟S4 η = η+1 ;如果η < Ν+1,則返回步驟S3 ； 步驟S5 :水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間繼續進行換熱，直到控制周期結束。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述供水容積控制裝置包括流量計和水泵，在步驟S3中，在水溫調節裝置的出口水溫為Twn的同時，將流量計瞬時流量對時間進行積分來計量水泵供水的體積，當累積體積為Vn時步驟S3結束。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述供水容積控制裝置是定壓差變頻泵，在該定壓差變頻泵工作期間，保持供水總管與回水總管之間的壓差不變，水流速恆定保持為V，在步驟S3中供送體積為\、出口水溫為Twn的供水是通過控制定壓差變頻泵在tn=Vn/v的時間內供送水溫調節裝置出口水溫為Twn的水來實現的。
4.根據權利要求1-3所述的方法，其特徵在於，水溫調節裝置是通過在供水總管和回水總管之間設置旁通管路，並在供水總管與旁通管路的連接點處安裝電動三通閥來實現的。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述電動三通閥的開度是連續可調的。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，該電動三通閥M設置成在直通和旁通兩種狀態進行切換在直通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw = Tu ;在旁通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw = IY2，其中Tu和IY2分別是供水總管和回水總管中的水溫，當所述系統為供熱系統時，在上述步驟Si中確定該房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫的步驟為如果Tn Tsn，則Twn = Tli ;否則 Twn = TL2o
7.一種用於單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，所述單管制供熱或供冷系統包括並聯連接的多條支路，每條支路包括串聯連接的N個換熱單元和位於該支路的回水管上的電控閥門，所述電控閥門選擇性開關，以便在一個時刻所述多條支路中的僅一條支路處於通路狀態，在所述多條支路的供水總管上安裝有所述多條支路共用的水溫調節裝置和供水容積控制裝置，所述水溫調節裝置能夠提供一定溫度範圍的水溫調節裝置出口水溫，所述供水容積控制裝置能夠將給定體積的水順次供送給處於通路狀態的其中一條支路上的N個換熱單元，所述水溫調節裝置和供水容積控制裝置給處於通路狀態的其中一條支路進行室溫周期控制，其中每條支路上的每個換熱單元的水容積V1至Vn經事先估算或測量，上述針對其中一條支路的所述室溫周期控制包括如下步驟 步驟SI :測量該支路N個換熱單元所在房間的室溫T1至TN，根據測得的室溫T1至Tn和房間的對應設定室溫Tsl至Tsn來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Twi 至 Twn ； 步驟S2 :令η = I ； 步驟S3 :控制所述供水容積控制裝置和水溫調節裝置，對應於第η個房間，供送體積為Vn、水溫調節裝置出口水溫為Twn的供水； 步驟S4 η = η+1 ;如果η < Ν+1,則返回步驟S3 ； 步驟S5 :水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間繼續進行換熱，直到該條支路的控制周期結束， 上述步驟5中水溫調節裝置和供水容積控制裝置停止運行之後，在多條支路之間進行切換以對處於通路狀態的另一條支路進行室溫周期控制，重複上述步驟I至5。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述供水容積控制裝置包括流量計和水泵，在步驟S3中，在水溫調節裝置的出口水溫為Twn的同時，將流量計瞬時流量對時間進行積分來計量水泵供水的體積，當累積體積為\時步驟S3結束。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，所述供水容積控制裝置是定壓差變頻泵，在該定壓差變頻泵工作期間，保持供水總管與回水總管之間的壓差不變，水流速恆定保持為V，在步驟S3中供送體積為Vn、水溫調節裝置出口水溫為Twn的供水是通過控制定壓差變頻泵在tn = Vn/v的時間內供送水溫調節裝置出口水溫為Twn的水來實現的。
10.根據權利要求7-9所述的方法，其特徵在於，水溫調節裝置是通過在多條支路的供水總管和回水總管之間設置旁通管路，並在供水總管與旁通管路的連接點處安裝電動三通閥來實現的。
11.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述電動三通閥的開度是連續可調的。
12.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，該電動三通閥M設置成在直通和旁通兩種狀態進行切換在直通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw = Tu ;在旁通狀態下，水溫調節裝置的出口水溫Tw = IY2，其中Tu和IY2分別是供水總管和回水總管中的水溫，當所述系統為供熱系統時，在上述步驟SI中確定該房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫的步驟為如果Tn Tsn，則Twn = Tli ;否則 Twn = TL2o
全文摘要
一種單管制供熱或供冷系統的室溫調節方法，系統包括N個換熱單元和安裝在最上遊的供水管上的水溫調節裝置和供水容積控制裝置，每個換熱單元的水容積V1至VN經事先估算或測量，所述方法在進行室溫控制的一個周期內包括如下步驟步驟1測量N個換熱單元所在房間的室溫T1至TN，根據測得的室溫T1至TN和房間的對應設定室溫Ts1至TsN來確定每個房間中的換熱單元所需的水溫調節裝置出口水溫Tw1至TwN；步驟2n＝1；步驟3控制所述供水容積控制裝置和水溫調節裝置，對應於第n個房間，供送體積為Vn、出口水溫為Twn的供水；步驟4n＝n+1；如果n＜N+1，則返回步驟3；步驟5系統停止運行，使換熱單元中的水停滯在房間中與房間進行換熱，直到控制周期結束。
文檔編號F24D19/10GK102878610SQ20121041908
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者鄧宇春 申請人:北京碩人時代科技有限公司