一种新型采暖板式换热机组装置及其采暖系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种楼宇采暖装置，尤其是涉及一种新型采暖板式换热机组装置及其采暖系统。


背景技术：

2.未来城办公区服务楼采暖系统没有自控功能，无法实现远程自动控制及监测。市政供热时温度不稳定，无法保障二次供热温度的稳定，压力波动较大(热胀冷缩效应)，很容易出现跑冒滴漏的现象，值班人员不能及时发现，更不能快速得到处理，造成经济财产损失。服务楼为业主提供住宿使用，白天上班室内无人，只有夜间住宿时使用，因此白天和夜间的供水温度可分别设定，在没有自动控制系统的情况下，白天和夜间只能设定一个温度，造成能源浪费。
3.现有技术，如中国专利，申请号：cn 201920143357.3，公告号：cn 209512150 u公开一种全自动型板式换热机组，包括：底座以及设置在底座上的板式换热器、循环泵、补水泵和控制柜，所述板式换热器的一次侧分别与一次侧供水管和一次侧回水管连接，所述一次侧供水管上依次设置有电动调节阀；所述板式换热器的二次侧分别与二次侧供水管和二次侧回水管连接，所述二次侧回水管上设置所述循环泵，并设有循环泵旁通管，所述循环泵连接有循环泵变频器，所述二次侧供水管上连接有补水管，所述补水管靠近所述循环泵的进水口设置，所述补水管上设置所述补水泵，并设有补水泵旁通管，所述补水泵连接有补水泵变频器；所述一次侧供水管、一次侧回水管、二次侧供水管和二次侧回水管上均设置有温度传感器和压力传感器；所述控制柜内设置有控制器，所述控制柜上设置有室外温度传感器，所述控制器分别与所述温度传感器、压力传感器、室外温度传感器、电动调节阀、循环泵变频器和补水泵变频器相连接；所述控制器为固化控制器。
4.然而，该现有技术虽然采用固化控制器代替了plc控制器具有一定的先进性，但是，该技术并不能适合所有工矿企业，首先触摸屏、传感器、plc控制器属于公知的功能部件，其技术成熟，如果需要维修换代也是非常容易做到的，并且减少了换代维修成本，其次，固化控制器结构复杂，购买和维修成本高。


技术实现要素：

5.未来城办公区服务楼工程部工作人员根据服务楼采暖系统现状，对控制系统技术升级改造，采用了传统的plc控制技术以解决背景技术中存在的缺陷。
6.其技术方案如下：
7.一种新型采暖板式换热机组装置，包括：供水系统、控制系统；所述供水系统包括一次供水回路、二次供水回路；所述一次供水回路包括与板式换热器的一次输入、输出端连接的一次供水管路和一次回水管路，所述一次回水管路上设置电动阀；所述二次供水回路包括与板式换热器的二次输入、输出端连接的二次供水管路、二次回水管路，所述二次回水管路上依次设置补水泵、泄水阀、循环泵；所述控制系统包括plc控制器、压力传感器、温度
传感器、触摸屏、泵体控制模块；所述plc控制器与触摸屏、泵体控制模块通过rs232不平衡传输方式或rs485差分传输方式实现电连接；所述压力传感器、温度传感器、电动阀、泄水阀与plc控制器通过数据总线实现电连接；所述循环泵、补水泵与泵体控制模块电连接。
8.优选为：还包括对plc控制器、泵体控制模块以及触摸屏提供电源的供电模块。
9.优选为：所述温度传感器包括室内温度传感器、室外温度传感器，所述室内温度传感器、室外温度传感器分别与plc控制器电连接。
10.优选为：所述泄水阀安装在补水泵输出端，通过plc控制器对泄水阀实现控制。
11.优选为：还包括设置在循环泵输出端的回水压力、温度传感器以及设置在一次供水管路上供水压力、温度传感器，所述回水压力、供水压力、温度传感器均与plc控制器电连接。
12.优选为：所述触摸屏显示一次供水压力、温度，二次回水的温度、压力，室内外温度参数；通过所述触摸屏发出触摸指令远端控制电动阀、泄水阀、循环泵、补水泵的工作进程。
13.优选为：所述泵体控制模块对循环泵、补水泵的工作状态进行数据采集、处理，并将结果上传到plc控制器中，通过plc控制器发出控制指令，对所述循环泵、补水泵的工作状态进行控制。
14.优选为：所述供电模块包括快速保险管、空气开关、交流接触器、变压器、稳压芯片；市电220v依次通过快速保险管、空气开关、交流接触器与变压器一次侧连接；所述变压器的二次侧包括多个输出电压抽头，每路输出经过全波整流、滤波后与稳压芯片连接；所述稳压芯片为触摸屏、plc控制器、泵体控制模块提供稳定的供电电压。
15.优选为：所述稳压芯片包括型号为7805芯片以及ldo芯片型号pw6206，所述7805芯片的输出端与ldo芯片输入端连接；所述ldo芯片的输入端并联一个10uf电解电容和一个0.001uf的无极性电容滤波，其输出端并联一个10uf的无极性电容。
16.本实用新型还公开一种采暖系统，其特征为：包括上述的新型采暖板式换热机组装置。
17.有益效果
18.采用传统的plc控制器相对采用先进的固化控制器，节约了升级成本，提高了效率；
19.采用泵体控制和通过plc控制诸如传感器、电动阀、泄水阀的分开控制策略，提高了生产安全性；
20.采用多输出电源稳压芯片保障了控制系统供电稳定；
21.采用触摸屏时时显示系统工作状态，为操作人员及时获取装置运行状态提供可靠的依据；
22.保障了服务楼供暖温度和压力的稳定，对供水温度进行分时段自动调节，节约能源，并对二次供水的压力进行监测，超高或过低都会报警提示，使采暖板式换热机组更加智能，提高事件处理效率，避免跑水事件发生。
附图说明
23.图1为本实用新型采暖板式换热机组加装控制系统结构原理示意图。
具体实施方式
24.一种新型采暖板式换热机组装置，包括：供水系统、控制系统；所述供水系统包括一次供水回路、二次供水回路；所述一次供水回路包括与板式换热器的一次输入、输出端连接的一次供水管路和一次回水管路，所述一次回水管路上设置电动阀；所述二次供水回路包括与板式换热器的二次输入、输出端连接的二次供水管路、二次回水管路，所述二次回水管路上依次设置补水泵、泄水阀、循环泵；所述控制系统包括plc控制器、压力传感器、温度传感器、触摸屏、泵体控制模块；所述plc控制器与触摸屏、泵体控制模块通过rs232不平衡传输方式或rs485差分传输方式实现电连接；所述压力传感器、温度传感器、电动阀、泄水阀与plc控制器通过数据总线实现电连接；所述循环泵、补水泵与泵体控制模块电连接。
25.下面详细阐述各个功能部件的功能、作用及选取原因：
26.plc控制器：设定日间/夜间的时间、温度，来控制电动阀的开启度、循环泵的运转频率；选取原因：plc控制器技术成熟，上述功能的实现都是plc常规的功能，并且plc可编程控制器可靠性高、抗干扰能力强、系统运行稳定。相对新型控制模块如固化控制器或者常规单片机、dsp，其性价比更高、尤其是plc模块化设计使维修换代设备更方便。
27.板式换热器：热源与二次管路的水进行换热部件。
28.二次供水循环泵控制系统：控制二次循环泵的运行。
29.循环泵：通过循环泵转动循环加压，使二次管路中的水流动起来，达到末端进行散热的装置；
30.压力/温度传感器：检测二次管路回水的压力及温度，向plc控制器提供压力值、温度值的信号；选取原因：压力/温度传感器可靠性高、体积小、重量轻、安装调试方便、信号传输距离远。
31.电动阀：控制一次供水进入板换的流量。选取原因：可实时精确控制系统流量，通过plc控制器实现对其控制。
32.泄水阀：控制二次系统压力。选取原因：可实时降低系统压力。
33.补水泵:通过补水泵将水加压送进二次供水系统
34.采暖二次供水管路：热源经过采暖板换与二次管路的凉水换热后，通过二次供水循环泵加压后，由二次供水管路向楼上供应热源。
35.采暖二次回水管路：二次供水系统经末端散热后管路流回机组的水。
36.市政一次供/回水：通过一次供水管路经板式换热器(业内术语：采暖板换)一次换热，回到市政一次回水管路回到市政热源处进行加热后再进行循环。
37.下面阐述本实用新型采暖板式换热机组装置的工作原理：
38.当热源供给时：市政一次供/回水管路与采暖板换(即板式换热器)一次侧连接，采暖二次供/回水管路与采暖板换二次侧连接，当市政供热时，水是循环的，可以直接与采暖板换进行换热，通过二次供水循环泵控制系统开启循环泵，二次供水经过循环泵加压后，由二次供水管路向楼上供应热源，再经过回水管路连接到采暖板换换热，完成系统的循环。
39.设置在一次供水管路上的压力/温度传感器经过数据总线的方式与plc控制器实现数据通信。当plc控制器检测到一次供水管路的压力与plc控制器内部设定压力值参数不符时，plc控制器发出控制给驱动模块驱动电动阀门的开闭大小指令以保证一次供水管路中的供水压力保持稳定；当plc控制器对一次侧供水管路中温度反馈信号与参考温度范围
不同时，plc控制器将采集的温度信号通过触摸屏显示实时温度，并发出报警信号供工作人员参考判断温度异常的原因。
40.同理，设置在二次回水管路上的压力/温度传感器与plc控制器工作原理与上相同，当检测到plc控制器检测到二次回水管路压力超过参考值时，plc控制器发出控制指令给驱动模块驱动泄水阀工作，控制泄水阀的开闭大小；当plc控制器对二次侧供水管路中温度反馈信号与参考温度范围不同时，plc控制器将采集的温度信号通过触摸屏显示实时温度，并发出报警信号供工作人员参考判断温度异常的原因。
41.设置在室内、室外的温度传感器时时检测室内外温度，将温度信号传给plc控制器后一方面通过触摸屏显示室内外温度，另一方面通过plc控制器控制对应的功能部件，如电动阀或通过控制泵体控制模块使循环泵工作状态保证供水管路中供水温度达到要求。
42.泵体控制模块对循环泵、补水泵的工作状态进行数据采集、处理，并将结果上传到plc控制器中，通过plc控制器给出控制指令，从而最终对循环泵、补水泵的工作状态进行精确控制。
43.触摸屏可以时时显示采暖板式换热机组加装控制装置中各个参数，如一次供水压力、温度，二次回水的温度、压力，室内外温度等参数，此外，触摸屏也可以通过触摸指令远端控制电动阀、泄水阀、循环泵、补水泵的工作进程。
44.此外，采暖板式换热机组加装控制装置中包括电源模块，用于对触摸屏、plc控制器、泵体控制模块提供电能，该电源模块包括空气开关、交流接触器、变压器、稳压芯片；市电220v依次通过快速保险管、空气开关、交流接触器与变压器一次侧连接；所述变压器二次侧包括多个输出电压抽头，每路输出经过全波整流、滤波后与稳压芯片连接；所述稳压芯片包括触摸屏、plc控制器、泵体控制模块所需要的稳压供电电源包括：7812芯片、7805芯片、ldo芯片型号pw6206，所述7805芯片输出端与ldo输入端连接，经过二次降压后，保证ldo芯片输出稳定的3v电压；所述pw6206输入端并联一个10uf电解电容和一个0.001uf的无极性电容滤波，其输出端并联一个10uf的无极性电容；此外，为了节约成本，可以选用ams1117-3.3v电源稳压芯片，该芯片直接与7805芯片输出端连接，其滤波电路与上述一致即可。
45.本系统在运行时通过plc控制器的设定进行日/夜模式切换白天无人员入住的时候，自动把供水温度降低，夜间有人员入住的时候，供水温度自动提高，在保障系统热源供给稳定的同时达到了节能降耗的目的。
46.总之，当本实用新型采暖板式换热机组装置的一次供/回水管路压力/温度不稳定时，压力/温度传感器经过数据总线的方式与plc控制器实现数据通信，通过plc控制器对压力/温度传感器检测到的数据跟设定的数据相对比，适时进行电动阀开启度调节、循环泵运行频率调整、补水泵启停、泄水阀开闭等操作；当控制系统检测到二次管路出现压力异常又非调节程序操作的跑、冒、滴、漏等异常情况时，系统会自动发出报警信息提示在岗人员。
47.本发明采暖板式换热机组装置应用于未来城办公区服务楼的采暖系统中后，经过一段时间运行，获得效益如下：
48.经济效益：通过对服务楼的采暖板式换热机组加装控制系统后，保障二次供热的温度，确保供热系统压力稳定。结合服务楼使用的方式，二次供热温度可以分时段供应，在保障温度的前提下,达到了节能减排，降低费用的目的，也避免了跑水事件发生。
49.管理效益：该控制系统的研究及实现过程，提高了一线员工对新技术、新知识的了
解，激发了技术创新的热情。
50.影响效果：加装控制系统后，当系统出现跑冒滴漏的现象时，控制系统会及时发出报警信号，避免了跑水事件造成的经济损失
51.显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。