供暖系统的自动快速水力平衡阀及其控制方法
【技术领域】
[0001]供暖系统的自动快速水力平衡阀涉及一种平衡阀，应用于供暖管网水力平衡系统，用于实现供暖系统的自动快速水力平衡，具体涉及一种物联网平衡阀及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现有供暖管网中采用的平衡阀多为数字锁定平衡阀和自力式压差平衡阀，实际应用中，由于现场管网平衡阀大部分都安装在地下，如车库、楼栋入口管道井内等地方，经常这些地方没有无线信号，电源走线也很不方便。对管网的水力平衡都是手动调节，要对各个管网回路的参数测量很不方便，对平衡阀进行操作本身也很不方便，水力平衡平衡效果评估非常困难，要将一个换热站进行平衡要花大量的时间。因此，现有系统中安装的数字锁定平衡阀和自力式压差平衡阀基本都没有进行水力平衡的调节，很难起到调节系统水力平衡的作用。

【发明内容】

[0003]供暖系统的自动快速水力平衡阀的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种物联网平衡阀及其控制方法，该物联网平衡阀能够解决现有供暖系统二次网水力平衡评估困难、调节困难、调节时间长、调节完成后很难确认是否调节平衡问题。
[0004]为解决上述问题，本发明采取的技术方案为:
[0005]物联网平衡阀，包括两端分别为进口和出口的平衡阀体、安装在平衡阀体上的电机支架以及用于采集平衡阀体温度和流量同时控制平衡阀体开度的通信检测控制模块；
[0006]所述的电机支架上安装有减速机构、电机、压差变送器、光电编码器以及通信检测控制模块；
[0007]所述的平衡阀体内部设置有阀芯以及与阀芯紧配结合的铜套，在铜套内设置有螺杆，在螺杆顶端设置有减速机构，在减速机构的齿轮中心轴上安装有光电编码器；
[0008]所述的通信检测控制模块与远程服务器相连，该远程服务器根据通信检测控制模块采集到的信息分析计算平衡阀体的目标流量，并将目标流量信号通过网络发送给通信检测控制模块；
[0009]所述的通信检测控制模块与电机、光电编码器、压差变送器、温度传感器相连；
[0010]所述的电机与电源相连。
[0011]所述的减速机构通过联轴器与螺杆连接。
[0012]所述的通信检测控制模块包括安装在平衡阀体底部的测压阀、安装在平衡阀体上的压差变送器、安装在平衡阀体侧边的温度测量探头以及安装在压差变送器和测压阀之间的测压铜管；所述的测压阀有两个，分别与平衡阀体的进口和出口连通，用于测量平衡阀体阀前阀后压差；
[0013]所述的温度测量探头与通信检测控制模块相连，所述的测压阀通过测压铜管与压差变送器相连，压差变送器与通信检测控制模块相连。
[0014]所述的电机支架通过螺丝与平衡阀体连接，且在电机支架与平衡阀体之间设置有密封垫。
[0015]所述的电源采用外接电源或者12-24V移动电源。
[0016]在减速机构的上端安装有电动手动机构。
[0017]所述的通信检测控制模块通过433M无线自组网与5G、4G、GPRS、网口网关相连，进而与远程服务器进行通信。
[0018]所述的通信检测控制模块包含电源网络模块、射频模块、MCU模块、基准电压模块、电机控制模块、继电器、压差变送器接口以及光电编码器接口电路；
[0019]其中，射频模块与MCU模块相连，MCU模块的输出端与电机控制模块相连，电机控制模块与继电器相连，继电器的输出端与电机相连；
[0020]所述的MCU模块还与基准电压模块、压差变送器接口及光电编码器接口电路相连。
[0021]所述的电源网络模块包括电源接口，电源接口通过DC-DC模块与LDO模块连接，LDO模块给MCU模块、基准电压模块、光电编码器接口电路、电机控制模块供电；电源接口通过BOOST电路给压差变送器接口供电，外接电源经过DC-DC模块给射频模块以及继电器线圈供电，同时也给LDO模块供电。
[0022]一种物联网平衡阀的控制方法，包括以下步骤:压差变送器通过测压阀测量阀前阀后的压差，将压差信号转成电信号送到通信检测控制模块，该通信检测控制模块查询存储在内部的Kv曲线计算阀门流量，通过其内部的无线组网通信模块将流量信号送到无线组网网关，然后将流量信号远传到服务器端，服务器端经过算法分析计算，计算出平衡阀的目标流量，将目标流量信息发送给无线组网网关，无线组网网关再通过无线自组网网络根据地址信息发送到通信检测控制模块，通信检测控制模块将流量信息转换成物联网平衡阀的行程参数，控制电机转动，同时通信检测控制模块检测光电编码器的脉冲数目，以此来确定阀芯的行程；当检测到的物联网平衡阀的实际流量值与目标值一致时，通信检测控制模块控制电机停转，完成一次控制过程。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0024]本发明由于本发明自身具有检测压差计算流量、温度检测、检测阀门行程、无线组网通信、电机控制功能，极大的提高了水力平衡的效率，并且能够实时在线评估平衡效果，在后台系统配合下，现场的平衡过程简单高效，为广泛水力平衡创造条件。与现有技术相比，本发明解决现有供暖系统二次网水力平衡评估困难、调节困难、调节时间长、调节完成后很难确认是否调节平衡问题。使用时通过通信检测控制模块采集平衡阀体的温度和阀前阀后压差，再通过储存在通信检测控制模块中的Kv曲线计算阀门流量，将采集到的信息通过通信检测控制模块发送到无线组网网关，然后再发送给服务器端，服务器端经过算法分析计算，计算出平衡阀的目标流量，将目标流量信息发送给无线组网网关，无线组网网关再通过无线自组网地址信息发送到物联网阀门的通信检测控制模块，通信检测控制模块根据目标流量，开大或关小阀门，再根据阀门的开度，查表得到阀门的Kv值，通过检测压差，计算实际流量，进行负反馈，*终使实际流量与目标流量相等；
[0025]更进一步，具体通过设置在进口和出口的两个测压阀实现平衡阀体阀前阀后压差的采集。
[0026]更进一步，本发明的电源采用外接电源或者移动电源使得平衡阀体安装的位置更加灵活。
[0027]本发明控制方法整个过程都是自动实现，现场系统通过无线自组网经无线网关与远程服务器通信，阀门的动作能够精 确控制，整个管网水力平衡的评估为在线实时评估，因此实现管网自动快速水力平衡。

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