新型智能電動(dòng)平衡閥設(shè)計(jì)規(guī)范本實(shí)用新型屬于閥門(mén)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型智能電動(dòng)平衡閥。平衡閥是在水力工況下，起到動(dòng)態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門(mén)，它是通過(guò)改變閥芯與閥座的間隙(開(kāi)度)，調(diào)整閥門(mén)的Kv(閥門(mén)流通能力)來(lái)改變流經(jīng)閥門(mén)的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力，消除系統(tǒng)中阻力不平衡的現(xiàn)象，從而能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時(shí)按比例增減。平衡閥是一種特殊功能的閥門(mén)，有定量的測(cè)量功能和調(diào)節(jié)功能，現(xiàn)有的平衡閥功能叫誒單一，此外閥門(mén)、執(zhí)行器、傳感器分別單獨(dú)設(shè)置，導(dǎo)致整體可靠性較低、安裝調(diào)試不便，且若管道內(nèi)流量突然變化時(shí)，平衡閥可能會(huì)調(diào)節(jié)不及時(shí)而造成，管道的損壞，故需要提供一款可及時(shí)對(duì)管道內(nèi)液體流量進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)、平衡、可瞬時(shí)保護(hù)管道的智能平衡閥。
瑞納智能平衡閥一般安裝在單元樓前或樓棟立管中，便于接收4G信號(hào)及取電的位置，通過(guò)RS485（或MBUS）與通訊采集裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，上行通過(guò)4G傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)水力平衡，達(dá)到節(jié)約能源的目的。在多地的項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用案例中，熱力不平衡度≤2%。 
產(chǎn)品特點(diǎn)：
遠(yuǎn)程控制
執(zhí)行器帶有RS485或MBUS接口，通過(guò)通訊采集裝置連接到上位機(jī)后，上位機(jī)可隨時(shí)訪問(wèn)獲得溫度、流量、壓力、能量等數(shù)據(jù)，上位機(jī)也可反向控制設(shè)定控制溫差值。
藍(lán)牙近端調(diào)控
執(zhí)行器具有藍(lán)牙通訊功能，使用配套的手機(jī)APP藍(lán)牙軟件，手機(jī)可以連接智能閥，通過(guò)各種控制模式，使智慧閥自動(dòng)進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)。
本地顯示及調(diào)控執(zhí)行器具有閥本地顯示溫度、溫差、流量、壓力、壓差及調(diào)控功能，可根據(jù)回水溫度調(diào)控閥門(mén)開(kāi)度。
測(cè)溫測(cè)壓功能
1. 執(zhí)行器預(yù)留供/回水/樓內(nèi)環(huán)境3路測(cè)溫通道，閥體預(yù)留1個(gè)測(cè)溫孔；
2. 執(zhí)行器預(yù)留閥前/后、供水等3路測(cè)溫通道，閥體預(yù)留2個(gè)測(cè)壓控。
l 供電電源
1. 具有外供電功能，供電電壓AC/DC 24V；預(yù)留可選AC 220V供電的功能選項(xiàng)；
2. 預(yù)留外置電池供電的接口，以利于未接電或停電的狀況下，也可以進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。
線性調(diào)節(jié)功能
1. 閥芯采用“V”型設(shè)計(jì)，具有*的調(diào)節(jié)曲線，閥門(mén)可調(diào)比100；球芯采用不銹鋼材質(zhì)，耐磨耐腐，壽命持久；
2. V型切口，與閥座相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生剪切力，能夠切斷供熱水質(zhì)中的雜物。
手動(dòng)啟/閉功能
具有手動(dòng)/自動(dòng)快速切換的功能，在緊急情況下，通過(guò)每臺(tái)閥配備的搖把工具進(jìn)行手動(dòng)緊急開(kāi)關(guān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種新型智能電動(dòng)平衡閥，以使平衡閥可及時(shí)對(duì)管道內(nèi)壓力進(jìn)行平衡，可以起到對(duì)管道有瞬時(shí)保護(hù)的作用，同時(shí)還可及時(shí)顯示管道內(nèi)的壓力值。
新型智能電動(dòng)平衡閥設(shè)計(jì)規(guī)范為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種新型智能電動(dòng)平衡閥，包括閥體，所述閥體兩端分別設(shè)有進(jìn)水端和出水端，所述閥體底部設(shè)有壓力微調(diào)腔，所述出水端處設(shè)有導(dǎo)壓管，所述導(dǎo)壓管一端與所述壓力微調(diào)腔連接，所述壓力微調(diào)腔內(nèi)部設(shè)有壓板和連接所述壓板與所述壓力微調(diào)腔底部的彈性連接件，所述閥體內(nèi)設(shè)有連接板，所述連接板上設(shè)有閥槽，所述閥槽內(nèi)設(shè)有閥塞，所述閥塞連接閥桿，所述閥桿頂部連接伸縮桿，所述伸縮桿上設(shè)有行程傳感器，所述伸縮桿頂部穿過(guò)置于所述閥體頂部的密封固定件置于執(zhí)行器內(nèi)，所述密封固定件上設(shè)有原點(diǎn)傳感器，所述執(zhí)行器置于所述閥體頂部，所述執(zhí)行器內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，且所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述伸縮桿連接，所述執(zhí)行器頂部設(shè)有控制裝置，所述控制裝置外表面設(shè)有觸控顯示屏；
所述控制裝置內(nèi)部設(shè)有控制器，還設(shè)有與所述控制器連接的PID處理模塊、行程處理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、存儲(chǔ)器和通信單元，行程傳感器、原點(diǎn)傳感器和觸控顯示屏均與所述控制器電連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接；所述控制器通過(guò)所述通信單元連接第三方終端。
| 序號(hào) | 材料名稱 | 數(shù)量 | | 1 | 智能無(wú)線平衡閥DN50 | 3 | | 2 | 智能無(wú)線平衡閥DN50 | 3 | | 3 | 智能無(wú)線平衡閥DN65 | 10 | | 4 | 智能無(wú)線平衡閥DN65 | 15 | | 5 | 智能無(wú)線平衡閥DN80 | 5 | | 6 | 智能無(wú)線平衡閥DN80 | 7 | | 7 | 匯總 | 43 | | | | |
三、 電池供電低功耗運(yùn)行模式的設(shè)定：
當(dāng)采用電池供電時(shí)，考慮低功耗運(yùn)行，5年不更換電池，所以需要對(duì)平衡閥的運(yùn)行時(shí)間加以設(shè)定。平衡閥采用間隙式工作，“重啟間隔時(shí)間”（默認(rèn)20分鐘）決定喚醒工作的周期，“運(yùn)行時(shí)間”（默認(rèn)60秒）決定每次工作的時(shí)長(zhǎng)，在此時(shí)間內(nèi)進(jìn)行無(wú)線通訊、傳感器測(cè)量、閥門(mén)調(diào)整等工作，然后平衡閥進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)。根據(jù)默認(rèn)值計(jì)算，電池電量可以確保超過(guò)5年的使用周期。用戶可以自定義工作周期，但應(yīng)注意電池使用壽命。“電池電壓值”用于電池監(jiān)測(cè)的工作狀態(tài)，若電池電壓低于4.8V,應(yīng)立即更換電池，否則平衡閥將進(jìn)入自我停機(jī)狀態(tài)。
使用外部電源供電時(shí)，可關(guān)閉低功耗模式，此時(shí)將重啟間隔時(shí)間設(shè)置成0即可。嚴(yán)禁向電池供電的設(shè)備重啟間隔時(shí)間寫(xiě)0，否則將大大降低電池使用壽命。 
四、 執(zhí)行器有八種運(yùn)行模式可選，運(yùn)行模式分別如下：
Ⅰ、工作模式及設(shè)置：
0：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)模式 1：遠(yuǎn)程控制閥位 2：回水控溫 3：溫差控制 4：壓差控制
5：壓差兼回溫雙回路控制 6：壓差兼溫差雙回路控制 8：時(shí)序模式
用戶根據(jù)需求通過(guò)對(duì)地址0x0F的值進(jìn)行修改以達(dá)到修改運(yùn)行模式目的。
例如，用戶需運(yùn)行在回水溫度控制模式，則對(duì)地址0x0F寫(xiě)入0x02（數(shù)值2）即可。
Ⅱ、具體功能說(shuō)明：
0、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)模式：該模式下閥門(mén)開(kāi)度不受遠(yuǎn)程控制，但能讀取執(zhí)行器采集到的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，用戶可手動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)，此模式只需向地址0x0F寫(xiě)入0x00即可。可用于前期調(diào)試測(cè)試。
1、遠(yuǎn)程閥位：閥位由上位機(jī)發(fā)出指令，直接控制閥門(mén)開(kāi)度，相應(yīng)設(shè)置如下：
先將地址0x0F設(shè)置成模式1，執(zhí)行器就運(yùn)行在遠(yuǎn)程閥位控制模式，再對(duì)地址0x1E寫(xiě)入開(kāi)度值即可。
例如，將開(kāi)度設(shè)置成50.0%，則向地址0x1E寫(xiě)入0x01F4（50.0%）。
若用戶根據(jù)測(cè)量值自己判斷后給定閥位，可選此模式。
2、回水控溫：平衡閥根據(jù)設(shè)定的回水溫度值和傳感器測(cè)得的溫度值進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度。根據(jù)“回水溫度設(shè)定值”、“溫度偏離值”、“溫度死區(qū)值”、“單次步進(jìn)調(diào)整開(kāi)度”和“調(diào)整間隔時(shí)間”值以及“開(kāi)閥限制角度”“關(guān)閥限制角度”進(jìn)行分段調(diào)控。
3、溫差控制：平衡閥根據(jù)設(shè)定的溫差值和傳感器測(cè)得的進(jìn)水溫度與回水溫度之差進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度。調(diào)控方式如模式2，設(shè)定值由原來(lái)設(shè)置模式2中的“回水溫度設(shè)定值”改為設(shè)置“溫差設(shè)定值”。同時(shí)配合“溫度偏離值”、“溫度死區(qū)值”、“單次步進(jìn)調(diào)整開(kāi)度”和“調(diào)整間隔時(shí)間”以及“開(kāi)閥限制角度”“關(guān)閥限制角度”進(jìn)行分段調(diào)控。
4、壓差控制：平衡閥根據(jù)設(shè)定的壓差值和傳感器測(cè)得的進(jìn)水壓力與回水壓力之差進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度。根據(jù)“壓差設(shè)定值”、“壓差偏離值”、“壓差死區(qū)值”配合“單次步進(jìn)調(diào)整開(kāi)度”、“調(diào)整間隔時(shí)間”以及“開(kāi)閥限制角度”、“關(guān)閥限制角度”進(jìn)行分段+限制控制。
5、壓差兼回溫雙回路控制：在首先滿足壓差控制的前提下，控制回水溫度趨近與設(shè)定值。根據(jù)“壓差設(shè)定值”、“壓差偏離值”、“壓差死區(qū)值”、“回水溫度設(shè)定值”、“溫度偏離值”、“溫度死區(qū)值”配合“單次步進(jìn)調(diào)整開(kāi)度”、“調(diào)整間隔時(shí)間”以及“開(kāi)閥限制角度”、“關(guān)閥限制角度”進(jìn)行分段+限制控制。
6、壓差兼溫差雙回路控制：在首先滿足壓差控制的前提下，控制進(jìn)回水溫差趨近與設(shè)定值。根據(jù)“壓差設(shè)定值”、“壓差偏離值”、“壓差死區(qū)值”、“溫差設(shè)定值”、“溫度偏離值”、“溫度死區(qū)值”配合“單次步進(jìn)調(diào)整開(kāi)度”、“調(diào)整間隔時(shí)間”以及“開(kāi)閥限制角度”、“關(guān)閥限制角度”進(jìn)行分段+限制控制。
8、時(shí)序模式：平衡閥可在0～24小時(shí)之內(nèi)設(shè)置5個(gè)運(yùn)行時(shí)段，每個(gè)時(shí)段可以設(shè)置不同的運(yùn)行模式。
進(jìn)一步的，所述彈性連接件為彈簧；
進(jìn)一步的，所述閥槽和所述閥塞表面均設(shè)有橡膠層；
進(jìn)一步的，所述觸控顯示屏為電容觸控屏；
進(jìn)一步的，所述通信單元為RS通信接口；
進(jìn)一步的，所述第三方終端為手機(jī)或PC機(jī)或平板電腦。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的一種新型智能電動(dòng)平衡閥具有以下優(yōu)勢(shì)：
本實(shí)用新型所述的一種新型智能電動(dòng)平衡閥，壓力傳感器和第二壓力傳感器可實(shí)時(shí)測(cè)量出水端與進(jìn)水端之間的壓力差值，并根據(jù)二者間壓力的差值自動(dòng)計(jì)算閥塞與閥槽間的距離，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，保證管道內(nèi)的壓力平衡，壓力微調(diào)腔的設(shè)置可防止壓力瞬時(shí)變化過(guò)大時(shí)會(huì)多閥體造成損壞，而對(duì)壓力進(jìn)行微調(diào)，行程傳感器的設(shè)置可精準(zhǔn)的把控閥塞與閥槽間的距離，對(duì)壓力有著精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，在必要時(shí)也可調(diào)節(jié)管道內(nèi)的流量，對(duì)于檢測(cè)的數(shù)據(jù)可及時(shí)經(jīng)存儲(chǔ)，也可傳輸至第三方終端，保證閥門(mén)使用時(shí)可對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
在供暖系統(tǒng)中，二次管網(wǎng)的調(diào)節(jié)首先要滿足水力的匹配，即各路支管分配的流量應(yīng)該不大于設(shè)計(jì)流量，其次考慮節(jié)能因素減小支路的實(shí)際流量。
在供暖管路設(shè)計(jì)中，為了保證每個(gè)用暖設(shè)備運(yùn)行在設(shè)計(jì)流量，需對(duì)管路進(jìn)行水力計(jì)算，其原理是根據(jù)每段管路的理論大流量與管路的流阻系數(shù)計(jì)算出該管段的壓損值（即資用水頭），然后多個(gè)同級(jí)支管之間的壓損值進(jìn)行評(píng)估，各支路壓損值相差不應(yīng)大于15%，如果壓損過(guò)小，應(yīng)該在該支路設(shè)置阻力元件人為加大壓損，以滿足同級(jí)支管的壓損接近，這樣只要在該區(qū)域的供回水之間滿足足夠的壓差（即資用水頭），就能確保各支路的水力達(dá)到設(shè)計(jì)流量。因此在一個(gè)設(shè)計(jì)好的供暖系統(tǒng)上進(jìn)行流量匹配自動(dòng)化控制時(shí)，我們可以采用壓差控制的方法就可以很方便的達(dá)到流量控制的目的。
壓差控制模式的原理其實(shí)是通過(guò)平衡閥自身的阻力變化（即壓損）來(lái)抵消該區(qū)域外的資用水頭變化和區(qū)域內(nèi)的壓損變化（因流量變化引起），從而確保該區(qū)域內(nèi)的資用水頭不變。當(dāng)區(qū)域內(nèi)壓差不變時(shí)，區(qū)域內(nèi)各支路流量確保不大于大設(shè)計(jì)流量。
在供熱管網(wǎng)經(jīng)過(guò)初期運(yùn)行后，運(yùn)行流量往往要小于設(shè)計(jì)大流量，此時(shí)壓差不變時(shí)，各支路的流量可能會(huì)大于實(shí)際需要的流量，為了考慮節(jié)能，我們需要減少流量，所以可以采用溫差或者回水溫度控制的方式來(lái)進(jìn)一步降低流量。當(dāng)流量大于實(shí)際需求的流量時(shí)，進(jìn)回水之間的溫差就會(huì)縮小，出現(xiàn)大流量小溫差的現(xiàn)象，國(guó)家規(guī)范要求溫差達(dá)到15℃，因此可以采用溫差控制模式進(jìn)行流量控制，確保溫差不小于15℃。為了節(jié)省投資，我們也可以采用回水溫度控制模式，因?yàn)檫M(jìn)水溫度是基本恒定的，所以回水溫度也是可以算出來(lái)的。采用回水溫度模式同樣可以進(jìn)行流量節(jié)能控制。 
壓差控制可以確保支路滿足設(shè)計(jì)流量，即每個(gè)支路流量不會(huì)大于大設(shè)計(jì)流量，也就保證了每個(gè)支路都會(huì)分配到所需流量。溫差或者回溫控制可以進(jìn)一步加大溫差減少流量分配。當(dāng)壓差和溫差（回溫）雙回路同時(shí)作用時(shí)，就可以將每個(gè)支路的流量控制在工作狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)支路關(guān)小閥門(mén)時(shí)，肯定會(huì)影響到周邊支路的流量情況，體現(xiàn)在周邊支路的壓差會(huì)提高，但是由于周邊的支路有壓差控制平衡閥，就可以自動(dòng)地調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，將多余的壓損消耗掉，從而保持周邊支路的原有壓差不變。在投資條件許可的情況下建議采用壓差和溫差（或者回水溫度）控制模式。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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