本實用新型屬于城市供暖及其管網(wǎng)水力平衡調節(jié)儀器設備，具體涉及一種具備流量、溫度測量并帶有通訊、定位和分析計算功能，便攜式的水力平衡調節(jié)儀器。
背景技術：
目前現(xiàn)有的供熱管網(wǎng)水力平衡調節(jié)設備普遍存在以下問題：1、在城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)中，熱力站庭院管網(wǎng)最不利環(huán)路水力平衡失調造成用戶冷熱不均，末端不利環(huán)路用戶流量不滿足，前端用戶流量超出需求，供熱系統(tǒng)庭院管網(wǎng)小溫差、大流量供暖造成能耗極大浪費；2、實踐中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有水力平衡調節(jié)裝置監(jiān)測調節(jié)方式單一，多采用測量回水溫度或、測量壓差、測量流量的方式，采取其中任何一種都會存在一定弊端；如采用測量回水溫度進行回水溫度調節(jié)法，不能首先有效地解決水力平衡問題，因此很難建立水力平衡工況；如采取壓差測量方式，當末端供回水壓差非常小時，受測量精度所限誤差較大導致調節(jié)效果不佳；采取測量流量進行水力失調度調節(jié)方法較佳，但發(fā)現(xiàn)仍存在一定弊端，雖然可以快速建立一致等比失調的水力工況，但因為受部分用戶室內系統(tǒng)后期改造、熱力站各分支所帶各建筑物外墻保溫效果不同等因素影響，仍然存在部分建筑物回水溫度偏高或偏低的情況，因此還存在一部分節(jié)能空間；3、現(xiàn)有水力平衡調節(jié)儀器多采用單套或雙套設備調節(jié)端、采集端，實踐中，多出現(xiàn)最不利環(huán)路用戶判斷錯誤的情況，即一條分支的最不利環(huán)路并非最末端的用戶，有可能是中間某個管網(wǎng)設計不合理、阻力損失較大的用戶，或出現(xiàn)多個與最不利環(huán)路用戶失調度相近、供暖效果均較差的用戶；或者會遇到一棟樓沒有主井閥門，只有各單元閥門，這樣就需要頻繁移動采集端設備的位置來確定最不利環(huán)路來調節(jié)分配流量，影響工作效率和調節(jié)進度；
實踐中發(fā)現(xiàn)，熱力站內通常有多條支線，僅依靠單套或雙套設備調節(jié)端、采集端進行各支線總量失調度調節(jié)，當調節(jié)完一條支線再調另外幾條支線時，先前調節(jié)完直線的流量也會增加或減少，從而影響到各支線之間失調度的整體一致。即使將各支線調節(jié)多次，也不能達到失調度完全一致，因此還存在一部分節(jié)能空間；4、實際中，現(xiàn)有水力平衡調節(jié)設備每個調節(jié)小組至少需要3到5人進行操作，調節(jié)儀器設備需要人員看護，多條支線調節(jié)時需要多人配合，調節(jié)效率較低。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有水力平衡調節(jié)儀器設備測量調節(jié)功能單一，調節(jié)不方便的問題。通過失調度調節(jié)和回水溫度調節(jié)相結合的方法，并采用一套調節(jié)儀、多套分布式采集儀來提高水力平衡調節(jié)效率，充分挖掘熱力站管網(wǎng)水力平衡調節(jié)潛力，達到最大化的節(jié)能目的。
本實用新型的技術方案如下：
水力平衡調節(jié)儀，由調節(jié)端、采集端、中心點VPN路由器、上位機和移動客戶端手機或平板電腦構成，移動客戶端是手機或平板電腦，上位機存儲采集端采集的數(shù)據(jù)，移動客戶端和調節(jié)端通過中心點VPN路由器及上位機讀寫采集端的數(shù)據(jù)。
本實用新型水力平衡調節(jié)儀調節(jié)端主要由觸摸屏、可編程邏輯控制器、RS485通訊擴展模塊、第一無線VPN路由器、第一超聲波流量計主板、第一鋰電池、第一DC12V轉DC24V升壓模塊、第一GPS定位模塊、第一儀表箱組成，第一儀表箱設置第一提手，第一鋰電池通過第一充電接口進行充電，第一鋰電池輸出DC12V一路通過第一開關給第一無線VPN路由器和第一GPS定位模塊供電，第一鋰電池輸出DC12V另一路通過第一開關連接第一DC12V轉DC24V升壓模塊后給觸摸屏、可編程邏輯控制器、第一超聲波流量計主板供電，第一超聲波流量計上游探頭通過安裝于第一儀表箱外殼上的第一接口與第一超聲波流量計主板的第一上游探頭接口連接，第一超聲波流量計下游探頭通過安裝于第一儀表箱外殼上的第二接口與第一超聲波流量計主板的第一下游探頭接口連接，第一紅外溫度傳感器通過安裝于第一儀表箱外殼上的第三接口與第一超聲波流量計主板的第一4-20mA模擬量輸入接口連接，第一鉑電阻溫度傳感器通過安裝于第一儀表箱外殼上的第四接口與第一超聲波流量計主板的第一Pt100接口連接，可編程邏輯控制器通過其自帶的RS232通訊接口和觸摸屏連接，并且可編程邏輯控制器通過其自帶的RS485通訊接口和第一超聲波流量計主板連接，讀取第一超聲波流量計主板采集的流量、溫度數(shù)據(jù)，可編程邏輯控制器通過自帶的數(shù)據(jù)線與RS485通訊擴展模塊連接并讀取數(shù)據(jù)，同時給RS485通訊擴展模塊供電，RS485通訊擴展模塊和第一無線VPN路由器連接，用于將發(fā)送和接受的數(shù)據(jù)傳輸給可編程邏輯控制器。
本實用新型水力平衡調節(jié)儀采集端主要由第二超聲波流量計主板、第二無線VPN路由器、第二GPS定位模塊、第二鋰電池、第二DC12V轉DC24V升壓模塊和第二儀表箱組成，第二儀表箱底部設置第一箱體強磁底座和第二箱體強磁底座，第二儀表箱設置第二提手，第二鋰電池通過第二充電接口進行充電，第二鋰電池輸出DC12V一路通過第二開關給第二無線VPN路由器和第二GPS定位模塊供電，第二鋰電池輸出DC12V另一路通過第二開關連接第二DC12V轉DC24V升壓模塊后給第二超聲波流量計主板供電，第二超聲波流量計主板通過自帶的RS485接口和第二無線VPN路由器連接，第二超聲波流量計上游探頭通過安裝于第二儀表箱外殼上的第五接口與第二超聲波流量計主板的第二上游探頭接口連接，第二超聲波流量計下游探頭通過安裝于第二儀表箱外殼上的第六接口與第二超聲波流量計主板的第二下游探頭接口連接，第二紅外溫度傳感器通過安裝于第二儀表箱外殼上的第七接口與第二超聲波流量計主板的第二4-20mA模擬量輸入接口連接，第二鉑電阻溫度傳感器通過安裝于第二儀表箱外殼上的第八接口與第二超聲波流量計主板的第二Pt100接口連接。
本實用新型的優(yōu)點在于：1、相比現(xiàn)有水力平衡調節(jié)設備，采集端更加小型化，攜帶安裝方便，通過分布式多點采集提高調節(jié)效率和精度，只需1到2人進行操作即可；2、通過水力失調度和回水溫度相結合的采集調節(jié)方式，在解決水力失調的前提下解決熱力失調，使節(jié)能效果更加顯著，快速高效調節(jié)支線管網(wǎng)，解決水平失調問題并達到節(jié)能效果；3、可通過調節(jié)端和移動客戶端集中設置和查看各采集端設備，更加便捷；4、上位機實時記錄調節(jié)數(shù)據(jù)，通過調節(jié)端和采集端內置的GPS定位模塊隨時回放調節(jié)過程，結合存儲的歷史數(shù)據(jù)便于分析管理，并且隨時定位設備所在位置，具備防丟失功能；5、適用于包括直供、混水、換熱等多種熱網(wǎng)形式，調節(jié)從熱力站到熱用戶之間庭院管網(wǎng)的水力平衡，按照同樣原理，本實用新型也可以調節(jié)各熱力站之間的一次網(wǎng)流量的水力平衡。
附圖說明 圖1是本實用新型水力平衡調節(jié)儀整體結構框圖；
圖2 是本實用新型水力平衡調節(jié)儀調節(jié)端結構示意圖；
圖3 是本實用新型水力平衡調節(jié)儀采集端結構示意圖。
具體實施方式 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
由圖1可知，水力平衡調節(jié)儀，由調節(jié)端、采集端、中心點VPN路由器、上位機和移動客戶端手機或平板電腦構成，移動客戶端是手機或平板電腦，上位機存儲采集端采集的數(shù)據(jù)，移動客戶端和調節(jié)端通過中心點VPN路由器及上位機讀寫采集端的數(shù)據(jù)。
由圖2可知，本實用新型水力平衡調節(jié)儀調節(jié)端主要由觸摸屏1、可編程邏輯控制器2、RS485通訊擴展模塊3、第一無線VPN路由器4、第一超聲波流量計主板5、第一鋰電池6、第一DC12V轉DC24V升壓模塊7、第一GPS定位模塊24、第一儀表箱8組成，第一儀表箱8設置第一提手9，第一鋰電池6通過第一充電接口10進行充電，第一鋰電池6輸出DC12V一路通過第一開關11給第一無線VPN路由器4和第一GPS定位模塊24供電，第一鋰電池6輸出DC12V另一路通過第一開關11連接第一DC12V轉DC24V升壓模塊7后給觸摸屏1、可編程邏輯控制器2、第一超聲波流量計主板5供電，第一超聲波流量計上游探頭13通過安裝于第一儀表箱8外殼上的第一接口12與第一超聲波流量計主板5的第一上游探頭接口20連接，第一超聲波流量計下游探頭15通過安裝于第一儀表箱8外殼上的第二接口14與第一超聲波流量計主板5的第一下游探頭接口21連接，第一紅外溫度傳感器17通過安裝于第一儀表箱8外殼上的第三接口16與第一超聲波流量計主板5的第一4-20mA模擬量輸入接口22連接，第一鉑電阻溫度傳感器19通過安裝于第一儀表箱8外殼上的第四接口18與第一超聲波流量計主板5的第一Pt100接口23連接，可編程邏輯控制器2通過其自帶的RS232通訊接口和觸摸屏1連接，并且可編程邏輯控制器2通過其自帶的RS485通訊接口和第一超聲波流量計主板5連接，讀取第一超聲波流量計主板5采集的流量、溫度數(shù)據(jù)，可編程邏輯控制器2通過自帶的數(shù)據(jù)線與RS485通訊擴展模塊3連接并讀取數(shù)據(jù)，同時給RS485通訊擴展模塊3供電，RS485通訊擴展模塊3和第一無線VPN路由器4連接，用于將發(fā)送和接受的數(shù)據(jù)傳輸給可編程邏輯控制器2。
由圖3可知，本實用新型水力平衡調節(jié)儀采集端主要由第二超聲波流量計主板25、第二無線VPN路由器26、第二GPS定位模塊27、第二鋰電池28、第二DC12V轉DC24V升壓模塊29和第二儀表箱30組成，第二儀表箱30底部設置第一箱體強磁底座34和第二箱體強磁底座35，第二儀表箱30設置第二提手31，第二鋰電池28通過第二充電接口32進行充電，第二鋰電池28輸出DC12V一路通過第二開關33給第二無線VPN路由器26和第二GPS定位模塊27供電，第二鋰電池28輸出DC12V另一路通過第二開關33連接第二DC12V轉DC24V升壓模塊29后給第二超聲波流量計主板25供電，第二超聲波流量計主板25通過自帶的RS485接口和第二無線VPN路由器26連接，第二超聲波流量計上游探頭36通過安裝于第二儀表箱30外殼上的第五接口37與第二超聲波流量計主板25的第二上游探頭接口38連接，第二超聲波流量計下游探頭39通過安裝于第二儀表箱30外殼上的第六接口40與第二超聲波流量計主板25的第二下游探頭接口41連接，第二紅外溫度傳感器42通過安裝于第二儀表箱30外殼上的第七接口43與第二超聲波流量計主板25的第二4-20mA模擬量輸入接口44連接，第二鉑電阻溫度傳感器45通過安裝于第二儀表箱30外殼上的第八接口46與第二超聲波流量計主板25的第二Pt100接口47連接。
本實用新型中的采集端為多臺，調節(jié)人員將各采集端安裝于各條支線的最不利環(huán)路上，采集端將采集的流量、溫度數(shù)據(jù)通過中心點VPN路由器利用無線網(wǎng)絡發(fā)送至上位機。在上位機設置各采集端所測量的建筑物的面積，計算單位為m2、單位平米流量，計算單位為Kg/m2，并根據(jù)輸入的所測量的建筑物的面積乘以單位平米流量自動計算所供建筑物的設計流量并顯示，根據(jù)所測實際流量（即采集端采集的流量）和設計流量比值計算并顯示此建筑物水力失調度，此失調度計算方法為暖通工程通用計算公式。采集端的設置和采集數(shù)據(jù)的顯示，既可通過上位機在調節(jié)端實現(xiàn)，也可在移動客戶端實現(xiàn)，從而在調節(jié)端或移動客戶端里同時顯示各采集端所測量的流量、溫度和上位機計算出的失調度數(shù)據(jù)。其中，移動客戶端僅作為設置采集端和顯示數(shù)據(jù)的備用設備用，移動客戶端不具備流量、溫度測量功能，主要調節(jié)工作還是由調節(jié)端來完成。設置移動客戶的目的是為了在調節(jié)端電量耗盡時，通過移動客戶端加采集端的方式來繼續(xù)完成調節(jié)工作，同時也進一步增加了系統(tǒng)整體可靠性，調節(jié)人員利用一致等比失調水力平衡調節(jié)方法結合回水溫度高低，進行庭院管網(wǎng)輔助調節(jié), 一致等比失調水力平衡調節(jié)方法為暖通工程公開的水力平衡調節(jié)方法。
本實用新型水力平衡調節(jié)儀是將各個采集端安裝于各條支線最不利環(huán)路樓棟或單元建筑物井室來采集供水或回水流量、回水溫度，同時用調節(jié)端逐個測量其它樓棟或單元建筑物井室，通過上位機讀取各個采集端采集的流量、溫度數(shù)據(jù)所計算出的各條支線最不利環(huán)路失調度，對比調節(jié)端采集的流量、溫度數(shù)據(jù)所計算出的失調度，根據(jù)一致等比失調的原理結合回水溫度調節(jié)法對管網(wǎng)進行流量分配。