本實用新型涉及一種水供熱二級網中自動調控溫度的設備。

背景技術：

目前在供熱系統中，二級管網的平衡主要依靠管網自身的設計和基于經驗的手動調節。由此，供熱系統二級管網難以達到平衡，尤其是在二級管網較長和供熱區域地勢波動較大的區域，常出現距離換熱站較近的住戶供暖過剩，而位于二級網末端的住戶供暖不足、溫度過低的情況，供熱成本高。

并且，現有的供熱系統在氣溫突變時也無法及時地調節，無法準確地滿足用戶對于供暖的需求。

技術實現要素：

本實用新型提出了一種水供熱二級網自動調控設備，其目的在于：（1）解決供熱不平衡和成本高的問題；（2）準確地滿足用戶的供暖需求。

本實用新型技術方案如下：

水供熱二級網自動調控設備，包括閥控器和用于安裝在管網中的電動閥；所述電動閥包括閥體以及安裝在閥體上的閥芯，還包括驅動閥芯轉動的電動機；

所述閥控器包括主芯片以及與主芯片分別相連接的電機控制芯片、通訊模塊以及溫度采集模塊；

所述溫度采集模塊包括溫度采集放大電路以及通過溫度采集放大電路與主芯片相連接的、用于安裝在電動閥所在管網中的溫度傳感器；

所述電機控制芯片通過電機控制電路與電動閥的電動機相連接；

所述主芯片還連接有角度傳感器，所述角度傳感器安裝于電動閥的閥體上并與電動機的輸出軸相連接以獲取電動機輸出軸相對于閥體的角度；

所述閥控器還包括與主芯片、電機控制芯片、通訊模塊、溫度采集模塊分別相連接的電源裝置，以及與電源裝置相連接的無線擴展模塊。

作為本實用新型的進一步改進：所述無線擴展模塊為無線橋接器。

作為本實用新型的進一步改進：所述通訊模塊包括有線通訊模塊和無線通訊模塊。

作為本實用新型的進一步改進：所述有線通訊模塊為RS485通訊電路。

作為本實用新型的進一步改進：所述電動閥上還安裝有用于鎖定電動機輸出軸位置的鎖緊裝置。

作為本實用新型的進一步改進：所述鎖緊裝置為電磁抱閘，所述電磁抱閘與電機控制電路相連接。

作為本實用新型的進一步改進：所述電動機通過蝸輪蝸桿機構驅動電動閥閥芯轉動：電動機輸出軸與蝸桿相連接，蝸輪安裝在閥芯上，蝸桿與蝸輪相嚙合。

相對于現有技術，本實用新型具有以下積極效果：（1）本實用新型包括電機控制芯片和溫度采集模塊，可根據管網中單元立管進回水溫度調節流量，直至達到平衡狀態，有效解決了供熱不平衡和成本高的問題，并能夠準確地滿足用戶的供暖需求；（2）閥控器中還設有通訊模塊，能夠實現電動閥的遠程控制；（3）主芯片可通過角度傳感器獲取電動機輸出軸的位置，實現閉環精確控制；（4）本實用新型還設有無線擴展模塊，并由閥控器電源裝置直接供電，不需要另接電源，能夠通過橋接方式擴大無線覆蓋面積，尤其適用于大面積的供熱區域進行全覆蓋的遠距離無線控制；（5）還設有RS485通訊電路，可通過RS485通訊電路與上位控制系統相連接，通過有線通訊方式進行遠程控制；（6）還設有鎖緊裝置，在達到供熱平衡后，可通過鎖緊裝置鎖定電動閥，一方面可保證官網的穩定運行，另一方面可防止用戶私自調整；（7）斷電情況下，可通過扳手手動調節閥芯至任意角度；（8）在使用蝸輪蝸桿機構調整閥芯的技術方案中，通過蝸輪蝸桿減速能實現對閥芯的精確調整，并且電動機停止轉動后，利用蝸輪蝸桿的自鎖特性，即使電動機沒有在剎車狀態下也無法通過手動方式私自調整閥芯位置。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的技術方案：

如圖1，一種水供熱二級網自動調控設備，包括閥控器和用于安裝在管網中的電動閥；所述電動閥包括閥體以及安裝在閥體上的閥芯，還包括驅動閥芯轉動的電動機3；

所述閥控器包括主芯片1以及與主芯片1分別相連接的電機控制芯片2、通訊模塊以及溫度采集模塊；

所述主芯片1為STM32F103RCT6，該芯片擁有內置的ARM核心，與所有的ARM工具和軟件兼容，并擁有64K或128K字節的內置閃存存儲器，可用于存放程序和數據。該芯片支持三種低功耗模式，包括睡眠模式、停機模式和待機模式，這三種模式可以在要求低功耗、短啟動時間和多種喚醒事件之間達到最佳的平衡：在睡眠模式中，只有CPU停止，所有外設處于工作狀態并可在發生中斷/事件時喚醒CPU；在停機模式中，在保持SRAM和寄存器內容不丟失的情況下，停機模式可以達到最低的電能消耗，停止所有內部1.8V部分的供電，PLL、HSI的RC振蕩器和HSE晶體振蕩器被關閉，調壓器可以被置于普通模式或低功耗模式，該芯片可以通過任一配置成EXTI的信號把微控制器從停機模式中喚醒，EXTI信號可以是16個外部I/O口之一、PVD的輸出、RTC鬧鐘或USB的喚醒信號；在待機模式下可以達到最低的電能消耗，內部的電壓調壓器被關閉，因此所有內部1.8V部分的供電被切斷，PLL、HSI的RC振蕩器和HSE晶體振蕩器也被關閉，進入待機模式后，SRAM和寄存器的內容將消失，但后備寄存器的內容仍然保留，待機電路仍工作，從待機模式退出的條件是：NRST上的外部復位信號、IWDG復位、WKUP引腳上的一個上升邊沿或RTC的鬧鐘到時。

所述溫度采集模塊包括溫度采集放大電路6以及通過溫度采集放大電路6與主芯片1相連接的、用于安裝在電動閥所在管網中的溫度傳感器7；本設備包括兩路三線制高精度PT100溫度傳感器7，分別檢測所在管網段進水和回水的溫度；

所述電機控制芯片2通過電機控制電路10與電動閥的電動機3相連接，以控制電動機3的運轉；

所述主芯片1還連接有角度傳感器，所述角度傳感器安裝于電動閥的閥體上并與電動機3的輸出軸相連接以獲取電動機3輸出軸相對于閥體的角度；

所述閥控器還包括與主芯片1、電機控制芯片2、通訊模塊、溫度采集模塊分別相連接的電源裝置8，以及與電源裝置8相連接的無線擴展模塊，所述無線擴展模塊為無線橋接器9，其具有中繼橋接功能，能夠擴寬無線覆蓋范圍，確保整個管網內均能夠進行無線通訊。

所述通訊模塊包括有線通訊模塊4和無線通訊模塊5，所述有線通訊模塊4為RS485通訊電路，用于連接上位控制裝置或其它儀表裝置，上位控制裝置通過RS485方式向閥控器發送控制指令，其它儀表裝置也可通過RS485方式返回所獲取的數據。所述無線通訊模塊5通過無線通訊方式上位控制裝置。通常情況下，有線和無線方式選擇其一。

所述電動閥上還安裝有用于鎖定電動機3輸出軸位置的鎖緊裝置，優選地，所述鎖緊裝置為電磁抱閘，所述電磁抱閘與電機控制電路10相連接。當電動機3轉至所需角度后，鎖緊裝置剎緊輸出軸，防止用戶私自調節。

所述電動機3可以是直接與閥芯相連接，還可以是通過減速裝置與閥芯相連接，減速裝置優選為蝸輪蝸桿機構：電動機3輸出軸與蝸桿相連接，蝸輪安裝在閥芯上，蝸桿與蝸輪相嚙合，一方面較大的減速比可實現精確控制，另一方面自鎖特性可進一步避免用戶私自調節閥芯位置。

本設備工作電源額定電壓為220V，允許偏差-20％～+20％；頻率為50Hz，允許偏差－6％～+2％。在非通信狀態下，本裝置消耗的視在功率不大于5VA、有功功率不大于3W。RS485上行接口傳輸速率為2400bps，下行接口傳輸速率為1200—19200bps，默認值為2400bps。

本設備中的接線端子均分為強電端子和弱電端子，二者分開排列，能夠有效地絕緣隔離。強電出線端子的結構與截面為1.5～2.5mm²的引出線配合。裝置在正常工作中可能被接觸的金屬部分連接到獨立的保護接地端子上。接地端子上有清楚的接地符號，接地端子的截面積不小于20mm²。

本設備可實現二級網的遠程調節、本地調節、進回水溫差法自動調節、進回水平均溫度法自動調節以及回水溫度法自動調節。

遠程調節：通過通訊模塊連接遠傳采集設備或上位控制裝置，可遠程控制調節電動閥至任意角度，設置角度后可鎖定電動閥，防止居民私自調節，影響全局供熱。

本地調節：本地斷電情況下，可使用特制扳手手動調節至任意角度，閥體本身設有顯示裝置可顯示當前角度值。若采用了自鎖裝置或鎖緊裝置，在調節前可脫開電動機3與閥芯之間的連接。

進回水溫差法自動調節：使用兩路溫度傳感器7分別檢測進回水的溫度，設置進回水溫差后，閥控器可根據進回水溫度傳感器7的溫差，通過PID調節控制電動閥角度。

進回水平均溫度法自動調節：使用兩路溫度傳感器7分別檢測進回水的溫度，設置進回水平均溫度后，閥控器根據進回水溫度傳感器7測量的進回水平均溫度，通過PID調節控制電動閥角度。

回水溫度法自動調節：使用溫度傳感器7檢測回水的溫度，設置回水溫度后，閥控器根據回水溫度傳感器7測量的回水平均溫度，通過PID調節控制電動閥角度。