摘要：文章分析了有關散熱量測定的技術原理，提出了改善系統(tǒng)性能和提高系統(tǒng)精度的設計方法以及縮短系統(tǒng)時間、加速穩(wěn)態(tài)過程與數(shù)據(jù)處理的新思路。本檢測裝置完全符合標準要求，具有一定實時高精度性能，對于準確檢測采暖散熱器散熱量,節(jié)約能源提供了保障。
關鍵詞：采暖散熱器；散熱量；基準點空氣溫度
0引言
近幾年來，我國對供暖節(jié)能越來越重視。面對蓬勃發(fā)展的各種類型的散熱器產(chǎn)品，確保產(chǎn)品質(zhì)量，已成為行業(yè)的當務之急。采暖散熱器重要的技術指標之一就是散熱量。測量準確的散熱器的散熱量是推行節(jié)能的非常關鍵一步。傳統(tǒng)的采暖散熱器散熱量測定，由于設計落后，控制精度低，系統(tǒng)穩(wěn)定性能差，導致測試時間長，不僅是耗時耗能，而且測試的結(jié)果不準確。基于這個目的，在總結(jié)過去生產(chǎn)同類產(chǎn)品的基礎上，設計和制造了采暖散熱器熱工性能檢測裝置，采用全新的設計理念和控制手段，在散熱器進口水溫控制，小室室內(nèi)空氣溫度控制、水流量控制等諸多方面均有重大突破。本文著重介紹了該檢測設備控制系統(tǒng)的組成及控制原理、系統(tǒng)的硬件設計、檢測系統(tǒng)軟件設計及流程。
1控制系統(tǒng)的組成及控制原理
1.1 系統(tǒng)測量理論依據(jù)散熱器檢測的主要任務是保持散熱器水流量一定時，在高中低溫三種工況下分別測量其進口水溫和周圍空氣溫度，由此計算并擬合出散熱量公式。測量的準確性主要取決于三個參數(shù)的控制精度，國家散熱器檢測標準要求把進口水溫度的波動控制在±0.1℃波動范圍內(nèi)，水的流量的波動控制在±0.5%波動范圍內(nèi)，而散熱器所在檢測小室的空氣溫度要控制在±0.1℃。這樣的精度要求是很高的。因而在設計上重點要解決二個問題：①加熱速度快且過沖小；②流量調(diào)節(jié)平穩(wěn)跟隨特性好。
1.2 控制系統(tǒng)的組成及控制原理SRJ測控系統(tǒng)控制主要由四部分組成：基準點空氣溫度控制（閉式小室溫度控制）；進水口溫度的控制；出水口溫度的控制；校正稱重系統(tǒng)控制。如圖1。通過調(diào)節(jié)夾層循環(huán)系統(tǒng)、熱媒循環(huán)系統(tǒng)，控制基準點、進口、出口的溫度穩(wěn)定在目標值±0.1℃內(nèi)，調(diào)節(jié)變頻泵控制熱媒的流量在±0.5%波動范圍內(nèi)，自控系統(tǒng)對這四個參數(shù)進行定時采集監(jiān)測，當在至少30min內(nèi)所得到的所有讀數(shù)與平均值的最大偏差控制在要求的范圍內(nèi)，在這一狀態(tài)下已達到穩(wěn)定要求，本系統(tǒng)采用成熟先進的控制算法，自動的確定出散熱器的特征公式，自動的計算出采暖散熱器的散熱量。
2系統(tǒng)硬件設計
由進口PLC與工業(yè)控制專用計算機組成的自動控制系統(tǒng)，具有運行穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強等優(yōu)點，配有高精度溫度變送器、流量計，完成現(xiàn)場高速、準確可靠的控制。如圖2所示。工業(yè)計算機、軟件（主態(tài)）：用于顯示、計算；可編程序控制器（PLC）、A/D.D/A轉(zhuǎn)換模塊、COM4：用于模擬量的采集、參數(shù)調(diào)節(jié)、加熱器、比例調(diào)節(jié)閥、變頻器及閥、泵、電機等執(zhí)行機構(gòu)的控制；采集模塊、傳送模塊：用于各部位數(shù)字傳感器的采集及傳送；打印機：用于檢測報告的輸出。
3檢測系統(tǒng)軟件設計及流程
本檢測系統(tǒng)上位機軟件采用功能強大的組態(tài)軟件�？刂葡到y(tǒng)流程圖如圖3所示。
�、倩鶞庶c溫度控制是由空氣加熱器和制冷機完成的，為了提高控制精度、減少試驗時間、節(jié)約能源，應用變頻技術控制制冷機，使小室的基準溫度快速達到穩(wěn)定狀態(tài)。②試件入口供水溫度的調(diào)節(jié)：試件供水溫度的調(diào)節(jié)是一個獨立的閉環(huán)控制，試件入口溫度由T2檢測，溫度由二級加熱調(diào)整，其溫度可由自編快速PID調(diào)控，實現(xiàn)加熱速度快且過沖小。③出口水溫調(diào)節(jié)是靠調(diào)節(jié)變頻水泵控制回路流量實現(xiàn)的，采用比例增量、減量控制方法，使熱媒的流量調(diào)節(jié)平穩(wěn)且跟隨特性好，試件出口溫度由T3檢測。
4結(jié)束語
本系統(tǒng)采用先進的調(diào)控技術使檢測室夾層內(nèi)可控溫的送回風系統(tǒng)形成雙控的循環(huán)空氣，確保小室各面得到均勻冷卻的溫度，使測試系統(tǒng)精度更高。在散熱器進口水溫控制，水流量控制等諸多方面應用成熟先進的技術，如變頻調(diào)速技術，PID調(diào)溫技術均有重大突破。數(shù)值傳感技術及溫度采集模塊的運用使該設備的工藝性、可靠性更佳，達國內(nèi)同行業(yè)領先。并嚴格按GB/T13754-2008《采暖散熱器散熱量測定方法》設計制造，高精度的流量計、溫度變送器采用。確保系統(tǒng)高品質(zhì)，高速度運行。通過數(shù)據(jù)采集板卡、計算機（軟件系統(tǒng)）采用先進的控制算法，具有自動檢測系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，完成現(xiàn)場高速可靠的控制及數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲、報表、打印等功能，該設備設計合理、結(jié)構(gòu)先進、工藝性能良好、測試數(shù)據(jù)準確、可靠。經(jīng)過使用自己的標準散熱器組進行散熱量測試，連續(xù)五次測試結(jié)果的相對偏差＜2%，滿足標準要求，且穩(wěn)態(tài)快，檢測時間短。
參考文獻：
[1]中華人民共和國國家標準GB/T13754-2008.采暖散熱器散熱量測定方法.
[2]中華人民共和國國家標準GB/T2611-2007.試驗機：通用技術要求.
[3]中國建筑工業(yè)出版社1987年第一版《供暖通風設計手冊》.
