按照安裝在散熱器溫控閥上的控制器特點與技術發展,恒溫閥可以分為:
帶恒溫控制的散熱器溫控閥(以下簡稱傳統恒溫閥);
帶電子控制器的散熱器溫控閥(以下簡稱電子恒溫閥);
聯網控制的散熱器溫控閥(以下簡稱聯網恒溫閥)。
最后一類是市場上最新出現的,我們后續將進行深入探討。
傳統恒溫閥
借助恒溫控制,這些閥門能夠自動將室內溫度調節到一個設定值。其工作原理是機械式的,無需電源,通過調節散熱器流量來調節散熱器的散熱量,根據恒溫器設定的溫度值將熱舒適度保持在相應水平。
其最大的局限在于無法對其控制溫度的房間/區域進行規劃控制,也就是不能按照時間段或者按星期管理每個房間的溫度。
這種局限性在垂直立管系統中是無法彌補的。在區域系統中,可以結合一個或多個計時溫控器部分地加以克服,將系統分區從而達到區別對待有著不同使用習慣的室內環境。
電子恒溫閥
電子控制型恒溫閥可以根據時間的設定不同的溫度值。它的運行要依靠電源,一般普通電池就可以。這類控制器內置量一個數字溫感來測量室內溫度,還有一個恒溫器按日和按周編制預期的溫度。根據實測室內溫度,控制器評估距離設定值的溫度偏差,電機調節閥門打開或關閉,調節散熱器流量和釋放到室內的熱量。
與傳統恒溫閥相比,可編程是它最大的優勢,因為這樣可以根據房間的使用需求和不同時段對每個房間進行不同的溫度管理。另外,它還具備傳統溫控器一些簡單的補充功能,如設定度假模式,暫時中斷正常程序,或者進行防凍保護,防止特別寒冷條件下長時間無人居住情況下帶來的損失。
聯網的恒溫閥
這是全新一代的電子控制閥,其工作原理是結合室內溫度傳感器調節熱舒適度水平,利用網關管理和控制住宅的供暖以及不同裝置之間的通信。網關無線電波與供暖設備連接。這種熱調節系統由不同部件組成,可以通過接入互聯網進行遠程控制。
無線電子控制器
它安裝在散熱器溫控閥上,為無線型。電源為傳統電池或者充電電池,可以維持長時間運行。為此,正如我們后續將深入探討的,新的控制模式能以盡可能低的耗電發揮其主要功能:調節散熱器內部的流量,通過無線信號與網關交流工作狀態和房間內的溫度。
下面我們介紹無線電子控制器的主要部件。
電機
新型控制器內部電機以高精度級別推動溫控閥活塞上下運行。如果具有自動識別閥門實際行程功能的話,這個調節會更加高效。這一特點從以下幾個方面來講卻至關重要:準確的動作可以實現非常穩定的調節,達到并維持所要求的熱舒適度條件;避免頻繁的開關動作,而頻繁的開關正是源于不精準的調節,進而增大能耗和影響電池壽命(圖11)。
另外,這種方法可以實現散熱器內部流量的精細化調節,可以達到很低的流量(10~15 l/h)。我們知道,低流量值首先可以節約循環泵能源,實現高溫差ΔT低回水溫度,這是現代冷凝式鍋爐系統高效工作的理想條件。
內置溫感
其作用是檢測室內溫度,它的準確度較高,是熱力調節系統中不可或缺的參數。它通常在電子控制器的外側,溫感(圖12中的S1)要避免受到附近錯誤熱源的干擾。
因此,在新一代控制器中,溫感位置在最前端,并做了適當的隔熱保護。
另外,熱力調節系統記錄下主溫感測得的數據并分析其走勢(自學習模式),從而提前預測讓各個房間達到設定所需的時間。
附加溫感
最先進的類型還裝有一個附加溫感(圖12中的S2),它在靠近溫控閥一側,可以檢測熱流體介質釋放的熱量。根據這一數據,系統會自主判斷供熱設備是開啟還是關閉。這一信息可以用來執行如下功能:
冬夏自動轉換。夏天模式會明顯降低電池能耗,超過一定時間,便不統計系統啟動情況。
異常情況報警,系統開啟狀態下,達不到設定的室內溫度時。
有了附加溫感,熱力調節系統還有其它優勢:控制器上兩個溫感間的溫差分析可以糾正室內溫度測量,比如兩個溫度值過于接近時,就會自動判斷是否不當,如安裝在隔板下面(圖12)。
按鈕與指示燈
聯網控制一般不需要部件上有交互界面,因為所有的操作都是遠程管理(對于智能手機來說就是APP)。不過,可以有簡易按鈕用來快速修改設定溫度。一般來說,這些修改在一定時間內就失效,按鍵設定溫度高低由相應的LED指示燈顯示的顏色來指示。
網關
是整個系統的核心部件,因為它根據確定的程序,控制和管理住宅的供暖,與控制器和傳感器相互交流,同時還連接因特網。
下面我們將介紹網關的主要特點。
內存
高級的網關裝置集成了內存,存儲相關的編程信息。因此,根據保存的設置它在沒有聯網情況下,也可以運行。
區域管理
網關與安裝在各房間的裝置進行通訊,以便進行區域溫度調節。目前的技術發展到可控制數十個區域和數百個末端裝置。因此,聯網溫控閥不僅可以安裝在私人住宅,還可以安裝在大型建筑如辦公室和賓館。
系統激活
通過網關啟動供暖系統通常由一個電路信號實現,它與鍋爐或者區域閥相連。不過,新一代網關還可以利用更高級的通信協議,這些協議在最新的鍋爐或樓宇自控系統中具已配備。(參見第29頁深度分析:OpenTherm?協議和歐洲生態設計(Ecodesign)指令)。
聯網與更新
連接互聯網一般通過有線或者無線網絡連接。另外,還有內部集成有帶電話卡調制解調器的類型:這樣在沒有固定因特網的地方也可以實現連接。
聯網,除了可以讓用戶通過專門的APP規劃和管理自己的供暖系統,還可以讓生產廠商遠程更新系統工作軟件,補充新功能。
室內無線溫感
作為對集成在聯網控制器上溫感的補充,還可以在住宅的其它地方增裝室內溫感。這些溫感也屬于無線型,通過無線信號與網關聯系。
當恒溫器所處位置溫度檢測有困難時,或者在多個散熱器供暖的大空間范圍內進行熱舒適度調節時,安裝這樣的裝置還是很有好處的。
在老舊系統升級改造時,增裝的室內天線溫感有的型號可以控制鍋爐的啟停,代替住宅中已有的傳統溫控器。
無線通信系統
正如我們之前簡要提及的,上述裝置需要彼此交流,按照用戶設置的程序,保證各個房間的熱舒適度。聯網的控制器、網關以及附加的溫度傳感器全部都內置天線,以便發送和接收熱力調節系統運行所需的基本信息。
無線電波通信有以下好處:
信號為長程傳播,適合于大型住宅內穩定的通信交流,因多各裝置之間距離會比較遠。
更低的運行能耗。
另外,發送信號的頻率是一項十分重要的條件,以保證室內溫度調節達到最佳。但是,頻率不宜太高,因為會造成外圍裝置的電池壽命縮短,而由此帶來的優勢卻不明顯。
遠程管理應用
最新一代聯網恒溫閥系統中,可以安裝在智能手機和平板之類移動裝置上的應用(APP),它就是一個交互界面,用戶可以通過它發出或者個性定制指令,操作供暖系統的運行。
引導安裝
在安裝階段,所有裝置的配置和聯絡通過引導程序和屏幕上出現的指示一步步進行。另外,在此過程中,還可以為住宅里每個室內環境分派不同控制元件,從而實現區域化調節。
編程
創建的每個區域可以根據自己需求實現個性化管理:為了加快編程操作,應用軟件往往設計一些簡單的生活習慣提問與用戶交流。這樣,就可以根據自己住宅內預期的熱舒適度創建個性化的時間段程序。
該系統可以節約時間,無需像傳統溫控器一樣使用預設的一般性程序。
快捷功能
通過APP,可以針對單個區域以及整個住宅區域啟動一些快捷設定功能,用于臨時取代已設定的程序。
耗能監控
通過APP,系統可以預估和監控設備的能耗。這些數據會被保存下來定期加以分析。比如,用戶可以把自己的耗能與上一年作比較。另外,系統會分析所搜集到的信息,定期分析可以優化供暖系統的運行狀態和節能。
運行狀態
在手機的顯示屏上可以顯示各個區域的所有信息:溫度、運行狀態、異常情況、電池余量。
遠程技術服務
帶有聯網恒溫閥的系統構架可以在出現運行不暢情況時保證有效的技術服務。通過應用軟件,便于快速解決問題,經常可以省去了上門維護的麻煩。
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