板式换热器机组的温度控制原理

一、板式换热器机组的定义
板式换热器机组是由板式换热器、温控阀组、循环泵、电控柜、底座、管路、阀门、仪表等部件组成。板式换热器机组可加装膨胀罐、水处理机组、水泵变频控制、温控阀、远程通讯控制等。由这些部件等共同构成一个完整的板式换热器机组。今天小编主要为大家讲一讲里面的一项功能：温度控制原理

二、板式换热器机组的控制系统
板式换热器机组的控制系统是由具有测控功能的控制器、控制柜、传感器和执行部位以及通信系统组成。控制器通过与其相连的传感器和执行机构完成对板式换热器和其他构成板式换热器机组的设备的数据采集和控制功能。

三、板式换热器机组的温度控制等级
一级别：温度控制；解析：

1、传感器传送室外温度；
2、二次网的供水温度和回水温度；
3、一次网的供水温度和回水温度。
执行机构为一次网的电动调节阀，板式换热器机组在这级的温度控制原理的功能见图1所示：

板式换热器机组的这一级的温度控制功能详解
1、电动调节阀安装在一次网的回水管上：带室外气候补偿的二次网供水温度或回水温度或二次网的供回水平均温度控制一次网的电动调节阀；
2、控制参数如二次网的供水温度或供回水平均温度的控制精度为±2℃；
3、直接手动设定二次网的供水温度控制一次网的电动调节阀；
4、直接手动设定值班采暖的运行模式；
5、对有的集中供热管网，一次网的回水温度不希望高于某一个值。

例如：北京热力供水一次网的回水温度就不能高于60℃，过高温度的回水直接回到电厂也是一种能源浪费。因此根据一次网的回水温度高低来辅助调节一次网的电动调节阀，确保回水温度不高于60℃；
二次网供暖控制有直接控制，采用控制策略，提供修正值等几种方式，其中直接控制和控制策略为互斥关系。即起用其中的一种控制形式会导致另一种控制形式失效。
下面描述一下“带室外气候补偿的二次网供水温度或回水温度或二次网的供回水平均温度控制一次网的电动调节阀”控制策略的具体实现过程。这种控制策略是一种基于经验的模糊的控制方法。
1）下图2为板式换热器机组以二次供水温度为调节目标，其阀门调节策略：

解析：一次阀处于自控状态时，板式换热器机组首先采集二次网供水温度当前值，当其与设定值的偏差大于1℃时，板式换热器机组将按上表中相应的开度变化（由客户设定）调节阀的开度。另外，一次阀的调节周期（即多长时间调节一次）可由客户设定，以适应不同规模的板式换热器机组。

2）以二次供回水平均温度为调节目标，其功能除控制目标由二次供水温度变为二次供回水平均温度外，其他均与上面相同。

2.1）室外温度补偿（经验法），板式换热器机组室外温度补偿调节策略见下图，随室外温度变化，改变二次供水温度的设定值，并以该设定值作为调节目标调节一次阀。板式换热器机组的室外温度补偿调节策略（如图3）：

当室外温度进入模糊区时，二次供水温度的设定值保持不变，这主要是为了减少阀门的动作，保护执行器。
2.2）室外温度补偿（公式法）：按设定的板式换热器机组设计参数（设计室外温度T′w、室内温度 T′n、供水温度T′g、回水温度T′h、散热器参数B等)，计算出在不同的室外温度(Tw)下 适合的二次供回水平均温度(T2p)，并以该平均温度作为调节目标调节一次网蒸汽阀：

 公式式中 T_2g、T_2h设计供水温度和设计回水温度；T_n、T_w设计室内温度和设计室外温度；以上是控制板式换热器二次网平均温度的，对于控制二次侧供水温度的情况，也有相应的公式，需要的客户可以参考相关书籍。二级别：温度+压力控制；板式换热器机组的这级含有：传感器传递室外温度、二次网的供水温度和回水温度、一次网的供回水温度、二次网供水压力和回水压力、二次网循环水泵旁通压力、补水流量计、补水水箱液位、电磁阀信息。执行机构为一次网的电动调节阀、二次网循环水泵变频器、补水泵变频器。下图5为板式换热器机组的温度+压力控制原理：

除包含上面温度控制功能的全部内容之外，还有：
1）据二次网的供水压力或供回水压差来控制二次网循环水泵的运行频率，取压点的位置可以在板式换热器机组的供回水管上，有条件的场合可以在系统的Zui不利用户的供回水管上;
2）据补水压力（指二次网的回水压力或二次网循环水泵进出口的旁通压力）来控制二次网补水泵的运行频率，补水压力的富裕度为2～5mH2O;
3）当板式换热器机组系统超压时电磁阀开启泄水，补水管路应设有电磁阀；
4）直接设定二次网循环水泵的运行频率；
5）逻辑控制程序：一次网电动调节阀门在板式换热器机组系统发生故障和断电时都应自动关闭；来电时启动顺序为：
控制器上电->补水泵 (如果需要) ->二次网循环水泵->一次电动调节 阀门缓慢开启; 当系统发生故障时的顺序为：一次网电动调节阀门关闭->二次网循环水泵 关闭->补水泵关闭; 远程关闭阀门： 直接关闭即可; 远程开关二次网循环水泵： 关泵先关一次网电动调节阀，开泵后开启一次网电动调节阀。
6）无论以任何方式，只要二次网停止水流，一次网电动调节阀门都会自动关闭；
7）在一次网是高温水换热器机组或蒸汽换热器机组时，当换热器机组停电时，一次网的电动调节阀应关闭，二次网回水管上应设置安全阀，防止超压汽化，安全阀的超压压力设定应考虑换热器机组散热器的承压能力。

第三级：温度+压力控制+热量计；
板式换热器机组这一级内含有：传感器传递室外温度、二次网的供水温度和回水温度、一次网的供回水温度、一次网供回水压力、二次网供水压力和回水压力、二次网循环水泵旁通压力、一次网热量计、二次网供水流量计、儿媳网补水流量计、补水水箱水位、循环水泵和补水泵的启停和运行状态等信息。执行机构为一次网的电动调节阀、二次网循环水泵变频器、补水泵变频器。在一次网的供水管上安装热量计，功能除上面温度+压力控制之外，还有热量计计量的功能。下图6为板式换热器机组温度+压力控制+热量计控制原理：

第四级：温度+压力控制+热量计+通信系统的原理
传感器传递室外温度、二次网的供回水温度、一次网的供回水温度、一次网供回水压力、二次网供回水压力、二次网循环水泵旁通压力、一次网热量计、二次网供水流量计、二次网补水流量计、补水水箱水位、循环水泵和补水泵的运行启停和状态等信息。执行机构为一次网的电动调节阀、二次网循环水泵变频器、补水泵变频器。板式换热器机组控制部分可再主动和被动方式下与监控中心通过通信线路进行数据通信，通信协议应为标准的、公开的。

四、板式换热器机组在生活热水应用中的控制
1、对于生活热水的板式换热器机组，其监测参数为：
1）热侧供水压力；
2）热侧回水压力；
3）热侧供水温度；
4）热侧回水温度；
5）热侧供水流量；
6）冷侧供水压力；
7）冷侧回水压力；
8）冷侧供水温度；
9）冷侧回水温度；
10）生活水箱水位；
11）冷侧生活热水用水量；
12）给水泵状态和频率；
13）生活热水循环泵的状态；

五、板式换热器机组的温度控制调节方案
根据二次网的生活热水供水温度调节一次网进入生活热水的板式换热器或回水管道上电动调节阀，从而改变一次网进入板式换热器的流量，恒定二次网生活热水的供水温度。根据生活给水泵出口的实测压力值与设定压力值的比较偏差，通过变频器调整给水泵的运行频率，确保生活热水不利的用水点流出水头值恒定。即使在给水泵没有启动的时候，也必须保持安装在冷侧回水管道上的小型循环泵处于运转状态。在一些特殊情况下，板式换热器机组设有生活热水蓄水箱，此时需要检测其水位和温度，并在现场控制板式换热器机组的软件中设定注水与放水的策略，电磁阀门的开启与闭合的条件。