CN109297087A - 一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法，所述自动化控制设备包括补水箱、单向阀、水管、过滤器、水泵、电动比例阀、温度变送器、加热器、控制柜和可编程控制器，自动化控制设备通过可编程控制器程序编程和参数设置，能够准确的控制控制电动比例阀的流量，从而控制加热温水的温度，通过水泵的旋转加快温水流动，并且安装了过滤装置，防止管壁内附着污垢，结构简单，操作方便，自动化程度高。

Description

一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法

技术领域

本发明属于电气技术领域，涉及到一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法。

背景技术

室内地热取暖是以60℃左右的热水为热媒，在铺设在建筑物室内地面下的盘管内循环流动，加热地面，热地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的取暖方式。地热取暖散热均匀、卫生舒适、节省居室面积、运行费用低、技术成熟、热效率高，是科学、节能、保健的一种取暖方式，地热供暖因与生活习惯、居住方式相协调，已被广泛采用。现有技术中，地热取暖装置的供热水装置大多是加热器加热温水，这种地热取暖装置在使用时会产生不必要的损耗，水温控制不够准确，温水无法快速流动，室内温度无法快速升温，长时间使用管壁内会附着污垢。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法，所述自动化控制设备能够准确的控制加热温水的温度，通过水泵的旋转加快温水流动，并且安装了过滤装置，防止管壁内附着污垢。

本发明具体为一种运用于室内地热的自动化控制设备，所述自动化控制设备包括补水箱、单向阀、水管、过滤器、水泵、电动比例阀、温度变送器、加热器、控制柜和可编程控制器；所述加热器上端和补水箱通过水管相接，并在水管上安装了单向阀；所述加热器进水端和水泵出水端通过水管相接，所述水泵进水端通过水管和地热出水端相连；所述加热器出水端通过水管和地热进水端相连，并在水管上安装了电动比例阀和温度传感器；所述控制柜包括箱体和柜板；所述箱体上安装可编程控制器，所述可编程控制器运行电源为交流电源220V，所述可编程控制器能够提供数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出端子；所述柜板上包括2匹空气开关、保险丝、开关电源和中间继电器；所述中间继电器能够提供一组线圈触点和和两组常开触点；所述2匹空气开关接入交流电源220V，并通过保险丝和开关电源电性相接，所述开关电源输出端能够提供直流电源24V；所述可编程控制器上数字量输入端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器上一组常开触点电性相接，所述可编程控制器上数字量输出端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器线圈触点电性相接，所述可编程控制器上模拟量输入端子和直流电源24V，通过连接线与温度变送器电性相接，所述可编程控制器上模拟量输出端子和直流电源24V，通过连接线与电动比例阀电性相接，所述加热器电源进线端与交流电源和中间继电器中一组常开触点电性相接，所述水泵电源进线端与交流电源和中间继电器中一组常开触点电性相接。

进一步的所述补水箱中灌满水，当水泵停止运行时，补水箱中的水通过单向阀进入水循环中；避免装置在运行时，出现蒸发和侧漏，出现循环水量不足的现象。

进一步的所述可编程控制器能够根据温度变送器对自动化控制装置内水的状态采集电信号，并通过换算得到水的温度和压力，通过赋值于内部寄存器将数值显示在可编程控制器的画面上。

进一步的所述水泵包括电机和叶轮，所述电机为交流电源220V小功率电机，能够驱动循环水，所述水泵两端通过管道短接，防止水泵停止后，水泵的叶轮与管壁间隙小，影响水的流动。

进一步的所述过滤器能够在水流动的过程中过滤掉大颗粒的污渍，防止附着在水管内，影响地热中热量的传导，并且按时对排污阀进行清洗，以免污渍在过滤器中堆积，在加热器中造成堵塞。

进一步的所述加热器的电源端和水泵电源进线端与中间继电器常开触点相接，可编程控制器能够通过数字量输出控制中间继电器线圈的吸合，控制加热器和水泵的启动和停止。

进一步的所述电动比例阀根据温度传感器检测装置内水的温度与设定的温度值，通过可编程控制器中的PID控制方式控制电动比例阀开启度。

本发明还包括一种运用于室内地热的自动化控制设备的控制方法，步骤如下：

步骤1：闭合2匹空气开关，使电气自动化设备控制系统通电；

步骤2：所述可编程控制器上设有设备自动和手动转换开关，电动比例阀中的自动和手动的转换开关、温度设定值、初始开启度、P值、I值和手动开启度的参数值，加热器的手动启动和手动停止的按钮，加热器启动温度值参数，水泵的手动启动和手动停止的按钮，水泵运行温度值参数；

步骤3：所述可编程控制器设置设备手动状态，通过加热器的手动启动和手动停止控制加热器的运行，通过水泵的手动启动和手动停止控制水泵的运行，电动比例阀设定手动状态，设定手动开启度参数值，控制电动比例阀开启度；

步骤4：所述可编程控制器设置设备自动状态，电动比例阀设定自动状态，设定电动比例阀中温度设定值、初始开启度、P值和I值的参数值，所述电动比例阀根据温度设定值参数与自动化控制设备中的水温，通过可编程控制器进行PID控制，所述加热器由自动化控制设备中的水温和加热器启动温度值参数之间温差控制启停，当加热器启动温度值参数高于自动化控制设备中的水温时，加热器运行，所述水泵由设定的水泵运行温度值参数进行控制，当水泵运行温度值参数低于于自动化控制设备中的水温时，水泵运行。

附图说明

图1为发明一种运用于室内地热的自动化控制设备结构示意图；

图2为发明一种运用于室内地热的自动化控制设备控制柜结构示意图。

图中：1、补水箱；2、单向阀；3、水管；4、过滤器；5、水泵；6、电动比例阀；7、温度变送器；8、加热器；9、控制柜；10、可编程控制器；11、2匹空气开关；12、保险丝；13、开关电源；14、中间继电器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种运用于室内地热的自动化控制设备及控制方法的具体实施方式做详细阐述。

本发明一种运用于室内地热的自动化控制设备，如图1所示；所述自动化控制设备包括补水箱1、单向阀2、水管3、过滤器4、水泵5、电动比例阀6、温度变送器7、加热器8、控制柜9和可编程控制器10；所述加热器8上端和补水箱1通过水管3相接，并在水管3上安装了单向阀2；所述加热器8进水端和水泵5出水端通过水管3相接，所述水泵5进水端通过水管3和地热出水端相连；所述加热器8出水端通过水管3和地热进水端相连，并在水管3上安装了电动比例阀6和温度传感器；所述控制柜9包括箱体和柜板；所述箱体上安装可编程控制器10，所述可编程控制器10运行电源为交流电源220V，所述可编程控制器10能够提供数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出端子；所述柜板上包括2匹空气开关11、保险丝12、开关电源13和中间继电器14；所述中间继电器14能够提供一组线圈触点和和两组常开触点；所述2匹空气开关11接入交流电源220V，并通过保险丝12和开关电源13电性相接，所述开关电源13输出端能够提供直流电源24V；所述可编程控制器10上数字量输入端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器14上一组常开触点电性相接，所述可编程控制器10上数字量输出端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器14线圈触点电性相接，所述可编程控制器10上模拟量输入端子和直流电源24V，通过连接线与温度变送器7电性相接，所述可编程控制器10上模拟量输出端子和直流电源24V，通过连接线与电动比例阀6电性相接，所述加热器8电源进线端与交流电源和中间继电器14中一组常开触点电性相接，所述水泵5电源进线端与交流电源和中间继电器14中一组常开触点电性相接。

进一步的所述补水箱1中灌满水，当水泵5停止运行时，补水箱1中的水通过单向阀2进入水循环中；避免装置在运行时，出现蒸发和侧漏，出现循环水量不足的现象。

进一步的所述可编程控制器10能够根据温度变送器7对自动化控制装置内水的状态采集电信号，并通过换算得到水的温度和压力，通过赋值于内部寄存器将数值显示在可编程控制器10的画面上。

进一步的所述水泵5包括电机和叶轮，所述电机为交流电源220V小功率电机，能够驱动循环水，所述水泵5两端通过管道短接，防止水泵5停止后，水泵5的叶轮与管壁间隙小，影响水的流动。

进一步的所述过滤器4能够在水流动的过程中过滤掉大颗粒的污渍，防止附着在水管3内，影响地热中热量的传导，并且按时对排污阀进行清洗，以免污渍在过滤器4中堆积，在加热器8中造成堵塞。

进一步的所述加热器8的电源端和水泵5电源进线端与中间继电器14常开触点相接，可编程控制器10能够通过数字量输出控制中间继电器14线圈的吸合，控制加热器8和水泵5的启动和停止。

进一步的所述电动比例阀6根据温度传感器检测装置内水的温度与设定的温度值，通过可编程控制器10中的PID控制方式控制电动比例阀6开启度。

所述一种运用于室内地热的自动化控制设备的控制方法步骤如下：

步骤1：闭合2匹空气开关，使电气自动化设备控制系统通电；

步骤2：所述可编程控制器上设有设备自动和手动转换开关，电动比例阀中的自动和手动的转换开关、温度设定值、初始开启度、P值、I值和手动开启度的参数值，加热器的手动启动和手动停止的按钮，加热器启动温度值参数，水泵的手动启动和手动停止的按钮，水泵运行温度值参数；

步骤3：所述可编程控制器设置设备手动状态，通过加热器的手动启动和手动停止控制加热器的运行，通过水泵的手动启动和手动停止控制水泵的运行，电动比例阀设定手动状态，设定手动开启度参数值，控制电动比例阀开启度；

步骤4：所述可编程控制器设置设备自动状态，电动比例阀设定自动状态，设定电动比例阀中温度设定值、初始开启度、P值和I值的参数值，所述电动比例阀根据温度设定值参数与自动化控制设备中的水温，通过可编程控制器进行PID控制，所述加热器由自动化控制设备中的水温和加热器启动温度值参数之间温差控制启停，当加热器启动温度值参数高于自动化控制设备中的水温时，加热器运行，所述水泵由设定的水泵运行温度值参数进行控制，当水泵运行温度值参数低于于自动化控制设备中的水温时，水泵运行。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述自动化控制设备包括补水箱、单向阀、水管、过滤器、水泵、电动比例阀、温度变送器、加热器、控制柜和可编程控制器；所述加热器上端和补水箱通过水管相接，并在水管上安装了单向阀；所述加热器进水端和水泵出水端通过水管相接，所述水泵进水端通过水管和地热出水端相连；所述加热器出水端通过水管和地热进水端相连，并在水管上安装了电动比例阀和温度传感器；所述控制柜包括箱体和柜板；所述箱体上安装可编程控制器，所述可编程控制器运行电源为交流电源220V，所述可编程控制器能够提供数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出端子；所述柜板上包括2匹空气开关、保险丝、开关电源和中间继电器；所述中间继电器能够提供一组线圈触点和和两组常开触点；所述2匹空气开关接入交流电源220V，并通过保险丝和开关电源电性相接，所述开关电源输出端能够提供直流电源24V；所述可编程控制器上数字量输入端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器上一组常开触点电性相接，所述可编程控制器上数字量输出端子和直流电源24V，通过连接线与中间继电器线圈触点电性相接，所述可编程控制器上模拟量输入端子和直流电源24V，通过连接线与温度变送器电性相接，所述可编程控制器上模拟量输出端子和直流电源24V，通过连接线与电动比例阀电性相接，所述加热器电源进线端与交流电源和中间继电器中一组常开触点电性相接，所述水泵电源进线端与交流电源和中间继电器中一组常开触点电性相接。

2.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述补水箱中灌满水，当水泵停止运行时，补水箱中的水通过单向阀进入水循环中；避免装置在运行时，出现蒸发和侧漏，出现循环水量不足的现象。

3.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述可编程控制器能够根据温度变送器对自动化控制装置内水的状态采集电信号，并通过换算得到水的温度和压力，通过赋值于内部寄存器将数值显示在可编程控制器的画面上。

4.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述水泵包括电机和叶轮，所述电机为交流电源220V小功率电机，能够驱动循环水，所述水泵两端通过管道短接，防止水泵停止后，水泵的叶轮与管壁间隙小，影响水的流动。

5.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述过滤器能够在水流动的过程中过滤掉大颗粒的污渍，防止附着在水管内，影响地热中热量的传导，并且按时对排污阀进行清洗，以免污渍在过滤器中堆积，在加热器中造成堵塞。

6.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述加热器的电源端和水泵电源进线端与中间继电器常开触点相接，可编程控制器能够通过数字量输出控制中间继电器线圈的吸合，控制加热器和水泵的启动和停止。

7.根据权利要求1所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述电动比例阀根据温度传感器检测装置内水的温度与设定的温度值，通过可编程控制器中的PID控制方式控制电动比例阀开启度。

8.一种运用于室内地热的自动化控制设备的控制方法，基于权利要求1～7任一项所述的一种运用于室内地热的自动化控制设备，其特征在于，所述控制方法步骤如下：

步骤1：闭合2匹空气开关，使电气自动化设备控制系统通电；

步骤2：所述可编程控制器上设有设备自动和手动转换开关，电动比例阀中的自动和手动的转换开关、温度设定值、初始开启度、P值、I值和手动开启度的参数值，加热器的手动启动和手动停止的按钮，加热器启动温度值参数，水泵的手动启动和手动停止的按钮，水泵运行温度值参数；

步骤3：所述可编程控制器设置设备手动状态，通过加热器的手动启动和手动停止控制加热器的运行，通过水泵的手动启动和手动停止控制水泵的运行，电动比例阀设定手动状态，设定手动开启度参数值，控制电动比例阀开启度；

步骤4：所述可编程控制器设置设备自动状态，电动比例阀设定自动状态，设定电动比例阀中温度设定值、初始开启度、P值和I值的参数值，所述电动比例阀根据温度设定值参数与自动化控制设备中的水温，通过可编程控制器进行PID控制，所述加热器由自动化控制设备中的水温和加热器启动温度值参数之间温差控制启停，当加热器启动温度值参数高于自动化控制设备中的水温时，加热器运行，所述水泵由设定的水泵运行温度值参数进行控制，当水泵运行温度值参数低于于自动化控制设备中的水温时，水泵运行。