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散热器联网智能调节系统-云南专业地暖净水空调新风

时间:2020年08月01日 信息来源:云南净水公司,云南地暖公司,云南别墅地暖,云南新风安装,云南净水安装 点击:
(作者:云南地暖公司,云南别墅地暖,云南新风安装,云南净水公司,云南污水处理公司编辑:云南昆明地暖公司)

散热器联网智能调节系统


本期《水力杂志》开篇部分介绍民用供暖系统的历史与发展。多少年来,行业对于节能和舒适度的关注有增无减,热力技术领域的进步带来了新的技术方案,涉及到系统及其调节设备的设计与制造方式。


然后,我们将深入探讨可以远程控制的热力调节系统,它的发展与远程通讯领域的发展同步,经历了模拟通讯线路到现代网络技术,功能日趋强大,范围日益广阔。在这种情况下,以散热器供暖系统为重点,我们将深入研究市场上主要的技术和其工作原理,换言之就是热力调节联网系统。这类技术结合了不同的元件和传感器,可以彼此交互,还可以通过先进的功能辅助进行远程管理和监控。


这些方案是对机械恒温或电子恒温的革新,后者往往被分别称作传统恒温阀和电子恒温阀(参见第46期《水力杂志》)。


因此,后续内容我们将从实用角度讨论“联网恒温阀”,这个貌似简单的术语涉及的却是复杂的系统。


最后,通过专门的分析和不同系统方案的比较,我们会从降低能耗和热舒适性能角度评估使用新阀门有哪些好处。正如我们将要看到的,这些层面会随着日常习惯而显著变化,因为当今我们生活的节奏更快了。



民用供暖系统热力调节的历史


从六十年代掀起大兴土木的高潮开始,我们见证了供暖系统不同解决方案以及不断完善的调节系统中所采用的日新月异的技术。这种技术革新关系到诸多不同方面,如对能源成本的重视和防止浪费的需要,还有很重要的一点就是用户对于环境热舒适度更高的要求。


初期集中供暖系统的热力调节与恒温阀 

意大利大部分住宅都采用双管垂直供暖方式,从历史的角度看,这种设计方案适合于初期的集中供暖系统。穿过建筑物楼层的立管分别与每个散热器连接,散热器配备手动温控阀。这种供暖方式简单易行,但却决定了其很难进行自主的热力调节。


正是在这种情况下,热力站最早的气候调节系统应运而生。

这种方案简单且相对经济,限制所产生的热功率,特别是一年中气候温和时期(参见第57期《水力杂志》深度分析部分)。


这种气候调节方式较明显的缺点就是没有考虑不同的居室内部环境所需热负荷,比如房间朝向、日照程度、第二热源(如灯光、厨房设备、人员聚集等)。


不过,这种调节方式在恒温阀问世前是唯一实用的方法。恒温阀能克服传统的垂直立管系统一些固有局限,其内部的热敏元件根据环境温度自动调节散热器流量,从而保证每个房间的热平衡。


虽然有上述这些积极方面,但是恒温阀的安装却自始至终都要有一些技术技巧,来弥补它们在工作状态下不可避免产生的水力失调,并防止出现恼人的噪音。



区域系统与恒温阀的使用

七十年代起,区域系统开始大行其道,换言之就是系统的垂直立管不再与单个散热器连接,而是与每户的供暖系统连接,这就是人们熟知的水平供暖系统,每户有自己的供暖供回水接口能实现与集中系统的相对独立。


这种结构的好处是通过安装于入户的区域阀与室内温控器结合使用,满足了更加独立的热需求。当温控器反馈有热量需求时,区域阀(通常为三通阀)直通一端打开,让热水经过散热器循环;反之,区域阀将供水旁通到回水主管。


最早的温控器作用非常有限,多年来伴随着电子设备的发展,其功能越来越强大,发展成所谓的计时温控器。比如,它能够在一天不同时段改变设定值,在更为复杂的装置中还可以设定一周里每天的各个时段所需的温度值。


早期区域系统最大的局限就是只能通过一个区域阀由一个室内温控器来管理整个住宅的供暖,所以这种系统无法满足每个房间不同的温度需求。不过,为了弥补这一不足,即便不能尽善尽美,先进的区域系统做了更为细致的区分。例如后期住宅中常用的集分水器供暖方式,通过两个区域阀划分出日间区和夜间区,每个都由相应的计时温控器控制。




早期的电话线路远程控制

八、九十年代,电话和电子设备的发展使得温控器远程控制的早期努力取得了进展。开始,这种方案只出现在小型私人住宅中,特别是度假屋或者使用频率不高的建筑中。实际上,这种方案未能在住宅中得到广泛普及,原因是技术不够成熟,成本过高。


考虑到其功能非常有限,这高昂的成本就更不合理了,因为它基本上只能打开或关闭供热系统。


智能手机远程控制

在民用领域中,真正实现实用的远程控制的是智能手机的广泛普及,尤其是户外或户内上网的便捷性。


智能手机相对于传统手机有着超强的数据链接和计算能力,还可以安装不同用途的专门应用软件(APP)。这一技术可以用有限的成本实现万物互联,为热力调节领域也提供了创新的机会。


近十年来,新型温控器的问世,即人们常说的智能温控器,可以接入互联网,通过安装在智能手机上的专用APP直接远程控制。这就使得复杂的远程控制成为可能,比如根据实际需求和习惯更改程序,实现舒适度和节能双赢。



从封闭系统到物联网

上面刚刚提到的智能温控器取得了全面快速发展,从单一装置过渡到成套的系统,增加了其他控制部件如安装于散热器上的电子温控器。通过这种方式可以对每个室内空间实现不同编程和调节,包括此前使用传统装置实现不了的供热系统中。


此类系统最初的管理方案是封闭的:调节、数据和运行模式都要求制造商激活算法和逻辑。正因为如此,此类系统的构成部件只有彼此互联才能工作。


不过,近年来的趋势是越来越多地采用开放系统,彼此交互,还可以与不同制造商和不同应用范围的其它部件互联互通。


这就是物联网技术(IoT),指普通物体连接到网络上,彼此共享数据和信息,从而可以为用户提供新型服务。比如,住宅中普通物体如灯、电源插座、传感器等等。同样地,热力调节系统本身也成为智能网络不可或缺的一部分:温控器、温感探头和阀门可以利用共享的数据和信息根据实际需求更好地调节供暖系统。



远程控制热力调节系统


通过电话激活器进行远程热力调节


如前所述,电话激活器曾是可以通过远程控制来实现热力调节的早期系统。为此,这类装置包括一个或多个触点,一般称为通道,可以开启或关闭与之相连的电气设备。根据所采用的技术,可以分为两大类。


模拟电话激活器

是市场上最早出现的激活器类型,通过模拟信号电话线路远程控制温控器。使用时呼叫与激活器相连的固定电话号码,拨一组识别码,然后是要激活的通道号码。通道激活后就会改变供热系统的状态。

模拟电话激活器可以完成以下简单的功能:

遥控启动供暖系统;

遥控关闭供暖系统。

鉴于它们的局限性,这类装置主要用于度假屋或不常居住的房子。


GSM电话激活器

不同于传统的激活器,此类激活器运用GSM技术,也是移动电话系统所采用的技术。利用快捷的数据传输速度、数字通信和SMS短信服务等,可以完成以下功能:

遥控启动供暖系统;

遥控关闭供暖系统;

传送实际运行状态;

传送测得的温度值;

传送报警信号。

这种方案至今仍在住宅系统中偶尔使用。虽然与更先进的方案相比有其局限性,但其优点是非常经济实用,尤其是可以不必始终保持互联网连接。



先进的远程热力调节


近十年来,互联网的普及和手机日益强大的功能催生了先进的远程热力调节系统:通过把传统的调节器如温控器或散热器温控器接入互联网,使得通过安装在便携装置(智能手机、平板等)上的专门应用远程控制它们成为可能。我们可以称之为封闭式系统,因为构成它们的装置是根据制造商开发的协议和规则只在彼此之间进行通信。


工作原理

远程热力调节系统通过主要元件间协同完成不同的功能。


热力调节装置

根据系统类型,一般有一个或多个温控器、温感探头和控制阀门开关的执行器。除了各自的功能外,在先进的热力调节系统中,这些装置可以通过无线通信协议彼此对话,一般所需能耗非常有限。对于上述许多装置来说,这一特点使得使用电池作电源成为可能,从而避免了布线,大大地方便了在各种条件下进行安装。


通讯网关

使系统可以联网,从而使先进的远程控制成为可能。既可单独也可以集成于另一装置上,比如集成在主温控器内部。其最主要的功能就是接入互联网,并通过网络管理热力调节系统和用户要远程控制的装置之间的双向数据流。


远程管理应用软件

由先进热力调节系统生产商专门设计的软件,可以安装在不同类型的智能电话或平板上,或者可以通过电脑访问。作为一个交互界面,用户通过它可以编程、管理和显示热力调节系统的状态。


提供存储、处理和传输联网的热力调节系统数据的网络数字服务。在系统建设中处在网关和移动装置之间,它有诸多好处,包括同步系统各种数据,供远程控制使用。另外,还包括执行系统运行逻辑:从生产角度讲,这种方式可以简化热力调节装置,降低成本。同时,生产厂家还可以通过简便的更新随时对系统进行优化和修改,维持部件的技术性能不变,包括先前已安装的。



高级功能 

联网热力调节系统构架可以开发比简单方案所能提供的远程开启或关闭之外更加先进的新功能。


高级编程

高级编程以渐进方式修改供暖系统编程,进行一系列优化。传统的计时温控器只能由装置本身直接设定周、日编程,而新方案还可以:

通过图形界面编程,直观、简便好用;

按日历编程,比如可以预先设定不在家的日子; 

意外情况管理,可以启动临时编程,比如临时外出或者提前回家; 

创建并保存个性化程序,可以根据需要随时设定。


自我学习

自我学习功能不需要用户方面的任何参与,完全靠设备自主进行。


高级的热力调节系统不间断存储供暖相关数据。利用这一特点和适当的数学模型,运行几天后,系统会预计系统应答时间。其实,系统会了解需要多长时间使室内达到舒适温度,从而以最佳方式管理实际启动时间。


结合上述特点,一些温控器还集成或选配人体感应器。借助得到的信息可以让热力调节系统适应设定的编程,从而根据实际在家人员情况使得系统的利用达到最优。


气候数据集成

气候数据集成可以让热调节系统通过互联网直接收集气候数据。这样,系统不需要实际温度传感器就可以了解到外面的温度。再结合上前面所说的自我学习功能,系统就可以利用这些数据提前管理系统的开机时间,从而在预期时段达到舒适条件。


另外,在更为先进的系统中,气象数据可以在没有外部温感的情况下用来实现气候调节。


定位

所有的智能手机都有GPS系统,通过它可以检测到用户的确切地理位置(定位)。一些先进的热调节系统利用这些数据来实现两个目的:

检测室内什么时候没人,避免系统无谓的启动;

当检测到用户正往家走时启动系统。

一般来说,用户可以设定自家周边一定的活动范围,进入这一范围,系统便采取上述调节措施。


历史数据

系统会生成有关运行情况的历史数据,如启动时间和实测的温度。这些数据收集起来,可以随时供用户查询。它本身不是什么高级功能,但是可以自动分析消费情况,让用户正确使用并了解自己的供暖系统。


物联网系统( IoT)

与前面所说的热调节系统发展类似,对其住宅中其他的常用设备通过远程控制进行高级调节也相伴而生,比如照明、电器插座管理、报警系统、家用电器等等不一而足。市场上,这些不同系统也“联网了”,但是它们的运行却完全彼此独立,是典型的封闭系统。不过,近年来开始向开放系统过渡,面向集成和与第三方应用及服务的交互,在不同类型的装置之间共享信息和数据,包括分属不同应用领域的装置。因此,新技术让不同性质的系统实现互联互通,这就是人们常说的“物联网(IoT)”。


物联网系统理念的根源来自信息和互联网领域重要的科技企业多年的耕耘,他们创建数字平台,搜集和处理来自互联网各种子系统的海量数据。这些信息被用来管理和优化处于同一智能网络的所有物体的运行状况与性能。


具体到热力调节系统上,可想而知,它的效率会更高,因为它不仅可以利用供暖系统本身的信息,而且还有来自互联网其它物体的信息。我们以照明系统或者报警系统的动作传感器为例,利用简单的信息,通过专门的算法就可以精准地了解用户习惯,从而使舒适度的时间编程更加行之有效。


另外,对供暖系统运行状态的不间断监控还为提供技术服务打开了新的大门,比如进行更加高级的诊断。从这个角度讲,用户和安装人员都可以实时地得知可能的异常情况或故障,采取更加迅速和精准的维修措施。

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