温控技术论文范文

温控技术论文范文第1篇

关键字处理器；动态功耗；温度监控

1引言

随着CPU集成度和运行速度的不断提高，其功耗也越来越大，导致CPU的运行温度越来越高，并成为CPU技术发展的瓶颈。CPU的温升不仅影响CPU技术的进一步快速发展，而且直接影响CPU的稳定性和使用寿命。如何抑制CPU的温升和迅速降低CPU的温度成为CPU设计和使用的一个重点。

CPU设计者主要从体系结构设计、集成电路半导体材料选择、CPU内功能电路布局、CPU几何尺寸等方面把握CPU的理论功耗和表面散热途径。CPU在完成设计并成为产品以后，在使用的过程中，它的实际功耗和散热效率会因不同的使用环境而有所不同。CPU的使用环境包括周围温度、气压、通风、供电电压、时钟频率、散热措施、负荷特点等。本文重点讨论各种温控技术，并且给出解决降温的各种措施。

2影响CPU温升的因素

CPU的温升取决于两大方面，一个方面是CPU工作不断产生的热量累积；另一个方面是对CPU产生的热量的导散。热量增加和散热不畅都会导致CPU的温度上升，并造成对CPU的损伤。

CPU的热量来源于它的功耗，根据CPU功耗与供电电压和工作频率的关系可以看到供电电压和工作频率是影响CPU温升的两个重要因素。

CMOS电路CPU的动态功耗为P=CV2f，其中C表示电路负载大小，V表示供电电压，f为工作频率。可见工作频率f与芯片的动态功耗成线性正比例关系，供电电压V的平方与芯片的动态功耗成线性正比例关系，对于一颗CPU来说，电压越高，时钟频率越快，则功率消耗越大。因此，在能够满足功能正常的前提下，尽可能选择低电压工作的CPU能够在总体功耗方面得到较好的效果。对于已经选定的CPU来讲，降低供电电压和工作频率，也是一条节省功率的可行之路。

3CPU的温控技术[1][4][5]

3.1外部温度监控技术

对CPU温度监控通过“外部监测”措施—即通过主板CPU插座下面的热敏电阻来监测CPU工作时的温度。CPU插座内采用立式或贴片式的热敏电阻。整个监测过程全部是由主板来负责，热敏电阻直接将所监测到的数据传给主板上的温控电路，如果监测到CPU的工作温度超过在BIOS中的预设值时就会自动断电关机或报警。采用此种方式的优点是体积小、价格低，使用方便，不过在监控处理器温度时明显存在缺陷，比如用此类监测方式得到的温度往往是CPU底面的温度，而不是内核温度，温度读数是由监控芯片根据温敏电阻的阻值变化计算得出，而且此类接触式测试受外部环境影响较大。如果热敏电阻与微处理器接触不够紧密，微处理器的热量不能有效地传送到，所测量温度会有很大误差。有些主板上采用SMD贴片热敏电阻去测量微处理器温度，其测量误差比直立式热敏电阻误差更大，因为这种贴片元件很难紧密接触到微处理器。故此类CPU温控结果误差性极大、反应不灵敏，所得结果仅仅只供参考。这就带来了一个十分严重的问题∶表面温度不能及时反映微处理器核心温度变化，从而形成一个时间滞后的问题。因为核心温度变化之后要经过一段时间才能传送到微处理器表面。相比之下，表面温度反应十分迟钝，其升温速度远不及核心温度，当核心温度发生急剧变化时，表面温度只有“小幅上扬”。Pentium4和AthlonXP等最新的微处理器，其核心温度变化速度达30～50℃/s，核心温度的变化速度越快，测量温度的延迟误差也越大。在这种背景之下，如果再以表面温度作为控制目标，保护电路尚未做出反应，微处理器可能早已烧坏。因此曾提出“TemperatureOffsetCorrection”(温度偏差修正)的CPU内核心温度监测温度修正方案来纠正此种CPU温控所带来的偏差。所谓“温度偏差修正”就是指当系统采用外部测量法时，必须在测量结果的基础上增加一个温度偏差值：即BIOS中显示的温度值=实际测试值+温度偏差值。这个偏差值由主板热敏电阻、临界温度等因素来决定，当系统设定以后它就是一个常量(通过刷新BIOS可以改变这个值)。这些措施在一定程度上可以减小误差值。但是，问题仍不能得到根本性解决，比如对于突发事件(如风扇脱落)所带来的温度急剧提升完全不能及时做出反应。为此我们考虑采用内部温控技术。

3.2内部温控技术

针对外部温度监控技术的不足，CPU厂商在CPU内核里面加入了一个专门用于监测CPU温度的热敏二极管，将CPU温度来引了“内部温控”时代。在这里整个处理器温度监控系统可分为外部控制型和内部控制型两种基本结构。外部控制型监控系统，其实就是主板的温度监控电路，它有三种基本存在形式∶一种是采用独立的控制芯片，，这些芯片除了处理温度信号，同时还能处理电压和转速信号；第二种形式是在BIOS芯片中集成了温度控制功能；第三种形式是南桥芯片中集成温度控制功能，目前新一代南桥芯片都有温度监控功能。而内部控制型监控系统则是指CPU内核心中整合的热敏二极管，这个热敏二极管的正负两极作为CPU两个针脚直接来通过主板CPU插座和主板的温度监控电路相连。在整个监控过程中，当CPU工作时，热敏二极管就将感应到的数据变化传输给主板的温控电路，由主板的一个特定逻辑运算电路通过所接收到的数据计算出CPU的内核温度，如果计算出来的温度高于预设温度警戒线时，系统就会自动在瞬间切断CPU核心电压，使CPU停止工作并让系统挂起来，从而可以很好地保护CPU不被烧毁。P2、P3及AthlonXP处理器都是采用了此种技术。这种方法反馈回来的温度并不是很准确，往往要比CPU核心温度低5度左右。为防止它的处理器过热烧毁推出了S2K总线断开技术：即当处理器内核温度过高时，系统会发出一个HALT指令(HALT改指令的意思是在没有要处理的指令和数据时将处理器挂起)，当CPU接收到HALT指令时，处理器会转到相应的等待模式，这种模式只需要消耗较小的功率。

通过在CPU内核整合热敏二极管来控温已经是一种能很准确监控CPU核心温度的方法了，而且配合主板的温控电路就能即时保护过热的CPU，使其不至于在风扇突然停转或意外脱落时CPU被烧掉。但此类内部温控技术存在一个弊端，那就是在CPU温度过高时通过直接关闭电脑来达到保护的目的，这样会导致数据因为未能及时保存而丢失，忽略了数据的价值往往要比一个CPU的价值要高的可能性。而且热量不稳定可能导致系统不稳定，如果电脑死机或程序进入死循环，就会失去监控作用，也就无法保护微处理器了。

3.3热量控制电路

为弥补第一代内部温度监控技术的不足，Intel在Northwood核心P4中引入了第2代内部温度监控技术—热量控制电路(ThermalControlCircuit，英特尔又将它命名为热量监视器(ThermalMonitoring))。P3、AthlonXP的温控电路的特点是内部仅拥有一个热敏二极管不同，而Northwood核心P4的热量控制电路拥有两套热敏二极管。其中一套热敏二极管侦测CPU的温度值并传输给主板上的硬件监控系统，这套装置像传统的内部温控技术一样通过关闭系统来保护CPU，不过只是在紧急情况才会自动关闭。第二套热敏二极管放置在CPU内核温度最高的部位，几乎触及ALU单元，并作为热量控制电路的一个组成部分。在CPU工作中，这两套热敏二极管的电阻会因温度而变化，因此通过它的电流也会随着CPU的核心温度而变化，通过与内设参考电流的比较，系统能够判断当前电流是否达到了临界点。如果CPU最热的地方超过一定值，第二套热量温控装置会发送一个PROCHOT#信号使热量控制电路系统开始工作，通过减小CPU的负载来降温，其实这套热敏二极管起到波动调节作用。Pentium4的热量控制机制并非是减少时钟频率，而是减少其输出的有效工作频率。当温度正常的时候，ALUs(算术逻辑运算器)将会接受到一定的频率。但当主板检测到CPU的核心温度达到一个特定的临界值时，热量控制电路就开始发送PROCHOT#信号，将空置的时钟周期插入到正常的时钟周期内，发送到CPU的调节信号如图1所示。

图1发送到CPU的调节信号

PROCHOT#激活的无效周期会将某些正常时钟周期省略掉，使得最终发送给CPU逻辑运算单元的信号频率就会有所降低，从而通过降低CPU的工作效能来达到降温的目的。随着温度的降低，热量控制电路将会开始减少空时钟周期的数量以使CPU返回它原来的工作模式。只要CPU核心温度比临界值低1度时，热量监视器就会停止发送过热信号。热量控制单元就会停止产生空的时钟周期，CPU的性能也就恢复到正常值，过热保护系统被激活只需十几亿分之一秒，我们还可以在Pentium4主板的BIOS中选择超警戒温度来进行控制。当处理器的任务周期(dutycycle)占全部周期的比例越大说明处理器的工作效率越高，其可以调节的比例在12.5%到87.5%之间，选择的数值越小，则任务周期的比例越小，效率降幅反而越大，我们还可以利用PROCHOT#引脚功能保护主板的其它元件。当供电模块的温度超出警戒温度时，监控电路输出低电平到PROCHOT#，从而激活TCC，通过降低微处理器功耗来达到保护供电模块及主板其它元件的目的。

4抑制CPU温升的措施

4.1风冷散热系统

风冷散热系统由散热片和风扇构成，判断散热片的好坏的重要依据是表面积的大小，采用众多的鳍片来提高散热效果。散热片的内部和边缘需要设置合理的导风通道，散热片的切割面要磨光，以使其能与CPU表面完全结合。滚珠轴承的寿命、噪音、发热量远较含油轴承好。工作电压为12v，耗电量在十瓦之内。不少人认为风扇转速越高，那么在同一时间内，从CPU上带走的热量就越多，这样CPU就越容易冷却，事实并不是如此。如果风扇的转速超过其标准值，那么风扇在长时间超负荷情况下运行时，从CPU上带走的热量就比在高速转动过程中产生的热量小，这样时间运行得越长，热量差也就越大，高速运转的风扇不但不能起到良好的冷却效果，反而使CPU温度大幅提升；况且，散热风扇的转速越高，可能在运转过程中产生的噪音就越大，严重的话可能让风扇或者CPU报废；另外，要想让风扇高速运转，还必须有较大的功率来提供动力源，而高动力源是从主板和电源中的高功率中获得的，主板和电源在超负荷功率下就会经常引起系统的不稳定。所以，风扇转速越高冷却效果越好的说法是不成立的。从理论上分析，风扇功率越大散热效果应该越好，但这样的理论成立是在一定的前提之下的，也就是说在风扇的运行功率不超过额定运行功率的条件下，功率越大的风扇通常它的风力也越强劲，散热的效果也越好。而风扇的功率与风扇的转速又是直接联系在一起的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。不能片面地强调高功率，这需要同计算机本身的功率相匹配，如果功率过大，不但不能起到很好的冷却效果，反而可能会加重计算机的工作负荷，从而会产生恶循环，最终缩短了CPU风扇的寿命。因此，用户在选择CPU风扇时，不能错误认为风扇功率大其散热效果肯定会好，而应该根据够用原则来选择与自己电脑相匹配的风扇。并且在选择好风扇之后能够根据实际情况选择合适的机箱，从而更好地降低CPU的温度。

4.2半导体散热系统

半导体制冷器由许多N型和P型半导体材料排列组成，N、P之间是铜、铝等金属材料，外面是绝缘和导热良好的陶瓷片。通电后，电子由负极出发，经P型半导体吸收热量，至N型半导体放出热量。冷端接到CPU，热端接到散热片，由风扇将热量排出。这种散热系统消耗功率为10w至50w，增加了微机电源负担，本身产生大量热，容易造成半导体散热片的高温烧毁，低温一面容易产生露。

4.3液氮散热系统

液氮散热系统的工作原理是将主板、CPU等部件密封于一个空间里并抽成真空，CPU被内部充满液态氮的玻璃容器密封。进行类似水冷的循环散热。，它的特点是冷却能力强，但制造工艺复杂，容易结霜产生露水。

4.4软件降温

软件降温利用了CPU“空闲挂起”指令进行工作，从而实现了CPU的降温及功耗的降低。“空闲挂起”就是指在一段时间内没有接收到指令，CPU自动进入低耗能的休眠状态，降温软件缩短了CPU进入休眠状态的等候时间，从而减少了热量的产生。降温软件占用约1%至3%的系统资源，使CPU下降3至10℃。但是当CPU进行实时多任务的工作时，CPU能够得到“空闲挂起”的机会不大，这种情况下，软件降温的作用便失去了。

5结论

本文从CPU升温的因素说起，接着详细地介绍了当前几种主要的CPU温控技术，并分析每种温控技术的优缺点，接着介绍了当前的几种主要的CPU降温措施。

参考文献

[1]C.M.Krishna，Yann-HangLee.Voltage-Clock-ScalingAdaptiveSchedulingTechniquesforLowPowerinHardReal-TimeSystems.IEEETRANSACTIONSONCOMPUTERS，VOL.52，NO.12，DECEMBER2003

[2]Jung-HiMin，HojungChaandVasonP.Srim.AnEfficientPowerManagementMechanismforWiFi-basedHandheldSystems.WirelessCommunications，NetworkingandMobileComputing，2006.WiCOM2006.InternationalConferenceon

[3]BishopBrockandKarthickRajamani.DynamicPowerManagementforEmbeddedSystems.SOCConference，2003.Proceedings.IEEEInternational[Systems-on-Chip]

[4]民，P4凭什么烧不死？剖析CPU温控技术http：//，2005年2月28日

温控技术论文范文第2篇

1、我国自动化控制的研究现状

长久以来，对电厂有关机组控制工作中，使用的主要控制方式就是PID，但是PID控制器在实际工作的过程中，各类参数整定途径不同，有些方式需要进行理论计算，有些方式则需要依靠经验来进行，加上很多常规PID控制难以收到到良好的控制效果，这就需要工作人员不断的分析控制技术。就现阶段来看，我国关于智能控制的研究还相对较少，这种智能控制方式也是业界的一个新型研究范畴，智能控制技术的发展可以为电厂热工自动化提供完善的理论指导，该种控制技术经过了神经网络专家、模糊专家的深刻，证实是一种理想的控制策略。

2、智能控制技术的主要方式

2.1 模糊控制方式

模糊控制方式源自于1965年Zadeh教授的模糊集理论，在1974年，英国教授Mamdani成功的将模糊集理论应用在蒸汽机以及锅炉的控制工作中，随后的多年来，该种控制方式呈现出一种良好的发展态势，也得到了十分广泛的应用。该种理论基于人的思维模式发展而来。有关的研究调查显示，模糊控制方式可以对数学模型对象进行精准的控制，模糊控制理论是以模糊语言、模糊数学知识来表示模糊规则的理论，并使用计算机技术控制闭环结构的控制系统。模糊控制方式具有几个特点，即其控制系统的设计需要操作数据与人员的控制经验，并不需要数学模型，因此，具有很好的鲁棒性，能够解决传统PID难以解决的时变性、非线性以及时滞性，整个推理过程使用不精确推理的形式，能够模仿人的思维，因此，可以处理十分复杂的系统。

2.2 专家控制方式

专家控制方式即将专家控制技术与理论的整合，在运行过程中，对专家的智能进行模仿，这样即可实现系统控制，其主体主要包括推理机构与知识库，通过对知识的组织与调动，按照既定的策略对规则进行推理的过程。专家控制方式具有灵活性高、空置率灵活的形式，能够适应各种环境的变化。根据控制系统的复杂程度，专家控制方式包括专家式控制器与专家控制系统两种方式，这两种方法均具有完善的结构系统、知识处理功能以及可靠功能，也得到了广泛的应用。

3、智能控制在电厂热工自动化的应用

电厂热工自动化是减轻劳动强度、改善劳动条件、保证设备安全的技术措施，智能控制在电厂热工自动化的应用已经成为研究的热点问题之一。

3.1 单元机组负荷控制

单元机组负荷控制系统是一种具备时变性、非线性以及不确定性的多变量系统，难以建立精确的数学模型，采取传统的控制系统很难收受到既定的效果。有关专家学者针对该种情况设置了以机跟炉与以炉跟机为基础的负荷控制系统，效果显示，这两种系统有着良好的控制品质以及自适应能力。

3.2 过热汽温控制

过热汽温是电厂锅炉在运行过程中的运行质量评价标准之一，就目前来看，一般使用改变减温水量的控制方式，这种控制方式在实际的应用过程中表现出较大的时滞性与惯性，在科技水平的发展下，人们也将智能控制系统引进汽温控制过程中，很好的改善了控制系统的品质与适应性。有关的文献显示，将神经网络模糊控制系统引入过热汽温控制过程中，即时在大范围变负荷运行的过程中，整个系统依然能够保持良好的运行态势与运行性能，也可以很好的解决电厂过热汽温控制对象的不稳定性与延迟性。

3.3 中储式制粉系统的控制

中储式制粉系统的控制难点包括磨负荷信号测量的复杂性、参数之间的耦合性、数学模型的复杂性等等，有关的专家针对这一特征，使用模糊语言规则，总结好运行经验，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，在电厂磨球机中进行了应用，运行效果显示，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，可以很好的提升磨机运行的安全性与稳定性，也很好的解决了磨机运行过程中的大时滞的耦合问题，提升了电厂的经济效益与社会效益。

3.4 给水加药的控制

电厂锅炉给水加药一般为加氨与联氨，加氨目的是为了提升给水PH值与凝结水PH值，并减少酸性物质对水系统产生的腐蚀。加联氨的目的是为了去除水中的氧与二氧化碳，防止锅炉中铁垢与铜垢的生成。影响给水加药的因素很多，水处理工况、锅炉蒸发量都会对其产生一定的影响，因此，传统的PID往往难以实现目标调节效果。使用变频模糊加药系统可以很好的克服人工加药系统中存在的不足，也可以很好的提升给水的质量，具有动态响应快、鲁棒性强的优点，取得了良好的经济效益。

4、结语

可以说，智能控制系统可以很好的解决传统系统不确定性、复杂性以及高度非线性的不足之处，智能控制系统在电厂热工自动化中的应用已经取得了良好的效益，在未来，也有着良好的应用前景，相信随着基础理论的发展与应用方法的成熟，智能控制系统将会得到更加完善的发展，电厂热工自动化水平也会得到不断的提升。

参考文献：

[1]孟丽荣.关于智能控制在电厂热工自动化中的应用[期刊论文].中国新技术新产，2012，12（25）.

[2]张拥军.优化火电厂自动控制系统的重要性及对策[期刊论文].中国集体经济. 2009（10）.

[3]刘冬.浅谈火电厂自动化控制改造的有效方法[期刊论文].中国集体经济， 2009（24）.

[4]刘春艳，曲尔光.基于神经网络的PID控制器在电厂热工过程中的应用研究[期刊论文].电力学报，2007（03）.

温控技术论文范文第3篇

【关键字】桥梁承台，大体积，混凝土，温度控制，技术

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

一．前言

某大桥设计为(104+2×168+112) 连续刚构，1 号～3 号墩跨沙湾水道设计为(104+2×168+112)m 连续刚构。设计时速100km。其中1 号、2 号、3 号主墩基础均采用12 根直径为250cm 钻孔桩，承台设计为低桩承台，尺寸为23.5m×17m×5m，混凝土量为1997.5m3。主桥承台属大体积混凝土施工。

二．桥梁承台大体积混凝土温度施工控制技术

水泥水化热产生较大的温度变化及收缩作用，是导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因，合理的控制温差变化是保证不产生裂缝的根本。一般规定将非均匀温差应控制在25°C 内。施工中主要从降低水泥水化热、降低混凝土入模温度、降低混凝土内部温度通水散热保持混凝土表面温度严格控制拆模时间等方面做好混凝土温度控制工作，尽量降低混凝土内部温度的升降速率，确保内外温差控制在25°C 以内。

1．采用降温管降低混凝土内部温度技术

（一）采用 50 镀锌管材，经过计算单根管水流流量按3m3/h 控制。混凝土内部温度和水温差控制求在20°C ～25°C 之间。按承台温度应力场特征，水平布置散热管，主墩承台各设4 层，每层设15 道测温管，上下层距底面和表面均为1.0m; 采用 25.4 的钢管，散热管进出水口均露出承台侧面20cm; 同一层散热管的进水口连接在一根总管上，各设阀门，用1 台25-120 型离心式水泵，单根管水流流量按3m3/h控制，出水口汇于同一水箱内; 为便于控制温度，分别设3 个6m33的水箱供水。

（二）在降热过程中，若通过测温管实测混凝土内部温度与测量进水口水温差别大于25°C 时，应调整水温，若水温比混凝土内部温度低的多，则加热进水散热管采用耐腐蚀的镀锌钢管，与钢筋一起绑扎。在使用前要求通水进行密闭性试验，防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。通水散热后对散热管作压浆处理。

（三）为提供可靠的数据控制混凝土内外温差，考虑承台平面对称性，在承台平面1/4 位置及对角线上布置温度应变片，用温度显示仪采集数据，测点布置与编号如图1 所示。采集的数据主要包括不同施工时段的入模温度、每个温度应变片处混凝土不同龄期温度、草袋内温度、外界气温、散热管进出水温度。综合考虑混凝土的入模温度、混凝土水化热的发展变化规律、养护条件、通水散热等因素，确定混凝土的温控标准为: 混凝土的内表温差不超过25°C，拆模时内外温差小于25°C，最大降温速率要小于20°C/天。

图一主墩测点布置与编号图(单位：mm)

2.采用混凝土配合比设计降低水泥水化热技术

（一）水泥选用山东铝业公司P.O32.5R 低碱普硅水泥，水泥中严格控制铝酸三钙含量小于6%，碱含量小于0.6%。骨料选用连续级配石子，细骨料选用中砂，施工中严格控制粗细骨料的含泥量小于1.5%，以提高混凝土的均匀性，增加抗裂能力混凝土中掺入复合多功能超细粉(A 粉) ，以保证混凝土的自密实，且不产生泌水和离析。经过多次试配，混凝土采用配合比如表1 所示，性能要求如表2 所示。

（二）掺入了1.9%的NOF-2A 型高效缓凝减水剂，延长了混凝土缓凝时间，改善混凝土的和易性，同时减少了拌和用水量，降低了水灰比，降低了水化热，起到了明显降低水化热的作用，还推迟了浇筑最高温度峰值出现的时间。

表一C30 混凝土配合比表(每m3用量)

表二混凝土主要性能指标表

3．采用材料预降温技术

了解每天、周、旬的气象资料，将承台施工避开阴雨、大风等恶劣天气，选择一天气温度较低的时间开始施工，利用冰水混合物搅拌混凝土，降低混凝土的入模温度，在浇筑过程中，根据现场实际情况采取控制水温(加冰块、吹风散热等)、加快水循环、覆盖集料、模板防晒等措施进行混凝土温度控制。

4.混凝土施工技术

（一）为避免施工缝造成混凝土腐蚀介质的侵入和处理钢筋接头工程量，利于钢筋施工质量控制; 提高混凝土耐久性，提高因桩基约束对混凝土造成不利影响的抵抗力，降低因混凝土收缩徐变出现裂缝的几率，混凝土的浇筑采用泵送一次性浇筑施工。施工中采用2 台布料杆分2 个区进行，保证混凝土均匀入模到位。每区按一定的厚度、顺序和方向分层进行浇筑，每层的浇筑厚度不大于50cm，相邻两区的交界处注意振捣，防止出现漏振。

（二）混凝土的浇筑顺序为自墩身预留钢筋位置向外浇筑，浇筑时要防止承台边部浮浆太多，造成表面收缩裂缝; 不断调整水灰比，尽量使混凝土的坍落度均匀一致，保证其和易性;在模板的一侧设置了预留孔，随时将泌水及浮浆排出，提高混凝土的密实性; 采用不同长度直径为200mm 的钢管作为导管将混凝土送入模板内部，保证混凝土下落高度小于1.5m，不产生离析现象，避免钢筋的污染。

（三）因承台的面积较大，表面收光需要的时间较长，将混凝土的结束时间控制在下午16:00 以后，以免表面的的水分散发较快，产生收缩裂纹; 混凝土浇筑前用一层毛毡外加两层草袋将侧面模板覆盖，降低混凝土的内外温差，并在最后一层混凝土终凝前即用一层毛毡外加两层草袋覆盖，在草袋表面洒水保湿，使表面覆盖层始终处于湿润状态，但不使草袋处于饱水状态，以免失去保温作用。

（四）根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间，若两者温差大于25°C，则不能拆模，继续通水散热; 直至外界气温与混凝土内部温差小于25°C 时才可拆模。

5．优化技术措施

（一）优化混凝土配合比，采取“双掺”措施，即掺加粉煤灰、矿粉来改善混凝土的和易性，适当减少水泥用量，以降低混凝土硬化时的水化热。

（二）冷却管被混凝土埋没3个小时后即开始通水，冷却水使用干净的井水，冷却管通水后，冷却水就不再中断，直到混凝土处于连续降温阶段(降温速度不应超过0.5～1.0℃／h)。

(三)通冷却水时，进水口的水温与混凝土实体内部测量温度的温差应不大于20℃；当冷却水出水口与进水口温差不大于5℃时方可停止通冷却水。

(四)冬季施工时，混凝土浇筑后及时搭棚进行保温养护，在冷却管停止通水后及时将冷却管内的水排出，防止冷却管内的水结冰。

(五)冷却管通水结束后及时对冷却管灌浆封闭，管口处凿楔形口进行封闭。

三．桥梁承台大体积混凝土施工的温控效果

图3为一组实际施工测温的承台混凝土内部温度峰值。从图中可以看出，承台施工中芯部最大温度不超过47℃，图4为一组实际施工测温的承台芯部和外部温差。图4显示混凝土芯部和表面最大温差不超过20℃，最大温差为19.2℃，承台芯部最高温度出现在混凝土浇筑完毕后3—4 天。施工中混凝土芯部最高温度出现时间比理论时间提前大约l 天，现场施工情况与理论分析情况基本吻合。

图三承台混凝土内部温度峰值／℃

图四台芯部和外部温差／℃

四．结束语

桥梁承台大体积混凝土施工的温度控制技术对于桥梁的质量具有重要的作用，如何做好桥梁承台大体积混凝土施工的温度控制就变得尤为重要了。因此，在实际的工程施工中，就要不断的探索新的温度控制技术，保证桥梁的质量，这是具有十分重要意义的。

参考文献：

[1]马晓佳 李林挺 桥梁承台大体积混凝土施工温度控制技术 [期刊论文] 《建设机械技术与管理》 -2011年1期

[2]张鹏 王婵危 媛丞 郑州黄河公铁两用桥大体积承台混凝土施工温控技术 (被引用 1 次) [期刊论文] 《科学技术与工程》 ISTIC -2010年30期

[3]马晓佳 李林挺 桥梁承台大体积混凝土施工温度控制技术 [会议论文]，2010 - 第七届鲁粤辽湘路桥施工设备技术论坛

[4]秦文强 杜玉波 张德伟 黄草乌江大桥承台大体积混凝土温度控制技术 (被引用 3 次) [期刊论文] 《四川建筑》 -2003年6期

[5]欧阳效勇 任回兴 武汉白沙洲大桥2号主墩承台大体积混凝土配合比设计及温控制技术 [会议论文]，2000 - 中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会

[6]张建生 某大桥承台大体积混凝土温度控制施工技术分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年13期

温控技术论文范文第4篇

关键词：公共建筑、供暖系统、温控计量

中图分类号： TE44 文献标识码： A 文章编号：

目前我国公共建筑采暖系统无有效的调控设备，由于采暖系统自身水力工况失调的原因，导致各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求，甚至还要辅助加热；而另一部分用户则室温过高，开窗通风，导致热量浪费。因此，为了国家的计量收费政策能够顺利实施，就必须解决好既有建筑采暖的供热计量问题。而完全废弃旧有的系统不但成本高，而且工程量也大。相对来说对原有供热采暖进行合理的改造就是最好的选择[1]。

当前国内学者对温控计量供热系统的研究较多，对于原有供热系统改造的研究中目前大都是针对住宅建筑，而对公共建筑的研究也只是定性浅显的分析。因此，对既有公共建筑供热采暖系统改造以实现分室控温，这一课题的研究成果具有十分广阔的应用前景。

公共建筑供暖系统特性分析

公共建筑从用途、规模和供热规律等方面都与住宅存在许多差别。首先从热计量方式上来说，公共建筑表现在用能单位所属关系相同。某些较大型公共建筑用户一般都隶属于一个单位或部门，这样只要在建筑物热力总入口安装热量总表，即能实现按用热量计量收费。其次其供暖时间集中，规律性强。绝大多数办公建筑的用热时间集中，除工作人员上班期间，供热系统仅维持在值班温度即可。可见原供暖系统一天中近2/3的时间供应的热量被浪费掉了。其次就是终端用热设施统一化程度高，各房间的用热设施安装结构基本相同，进行供热系统的改造相对较容易。最后建筑围护结构节能相对较好。

温控计量过程分析

温控计量供暖系统中热负荷是随着用户室温调节特性而变化的，表现为一定的阶段性、规律性。由于热用户调节特性和房间蓄热的差异，室温变化也不相同[1]。

我们将公共建筑的温度调节过程分为四个阶段：由值班温度到正常室温的升温阶段、维持正常室温阶段、由正常室温到值班温度的降温阶段、维持值班温度阶段。

升温阶段即是将室温从较低状态，迅速升高到期望的室内温度的阶段，这时供暖系统需要超量调节来满足迅速提高室温的需要。供暖设备的供暖量一般在整个升温期内是一个常量。

恒温阶段，当室温上升到用户需要的调节温度时，设备供热量如果保持不变，将导致室温温度持续升高，将不满足用户的热舒适要求，这时不需要原来那样多的热量，设备的供热量开始减少。这时的供热量除供给由于室内外温差引起的热量损失外，由于过程尚未稳定，还要供给补充内外维护结构及家具的蓄热。由于这部分蓄热量不断减小，供热量也不断减小，最后供热量只供给由于室内外温差引起的热损失。这正是传统的连续供暖时稳态计算所需的热负荷，此时散热设备的热负荷与建筑热负荷应该是相等的。

降温阶段，热用户由于晚上下班等原因需要降低室内温度以节能，通过温控阀将室内温度设定到较低温度（值班温度）。

在调节过程中，建筑物维护结构、设备、等的蓄热、放热，对室内温度和表面温度的波动起到调节作用。这种调节作用必然导致室内温度的变化相对于系统的供热量的变化有一定的时间延迟性，因此为了保证热用户在使用时房间温度处于要求的温度范围内，必须要考虑供暖系统预热期时间。预热时间的长短与很多因素有关，其中包括建筑物的蓄热性能、供热能力、室温波动范围以及气候条件的。而建筑物的蓄热特性也受到诸多因素的影响，主要包括以下几个方面：(1)蓄热材料的热物性，如材料的热容量、导热系统、厚度等；(2)蓄热墙体的结构、朝向、保温及其位置布置；

公共建筑供暖系统温控计量改造方案

按照原公共建筑功能及其采暖系统使用规律相近原则将公共建筑分了五类，并分别对其系统改造以及温控计量方式进行探讨[2] [3]。

旅馆类建筑 该类建筑与住宅建筑在运行方式方面有相近之处，每个房间都应该能满足由入住的人按照自己的需求进行调节控制。采暖运行方式不连续且无规律，需要满足区域性的独立调节。当有人员在室内的时候开启采暖，室内无人员时设置为值班采暖。原系统一般为垂直单管顺流式系统，适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统，且在每个房间都安装温控阀；

办公类建筑 该类建筑中的办公建筑主要是工作人员办公的场所，办公楼的用热时间集中，规律性强，绝大多数工作人员统一上下班。且这类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统，适合改造成垂直单管跨越式系统，且将温控阀安装在垂直立管的顶端即可满足温控的要求，特别的对于办公类建筑中部分如会议室这样采暖运行不规律的房间，应独立设置温控阀。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。

商场类建筑 该类建筑有严格的营业时间，商场采暖运行方式同营业时间相一致，但由于商场的灯光和人员散热量较大，商场内区应在下午时刻采取值班供暖或是停止供暖来防止过热的情况出现。该类建筑采暖运行规律性强，但不连续，且调节时只需作出大范围的整体调节即可。原系统为垂直单管顺流式系统的适宜改造成垂直单管跨越式系统，温控阀的安装只需在垂直立管顶端安装，以便做出整体的温控调节。原系统为水平单管串联式系统的只需在每个串联入口处安装温控阀即可。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。

文体、交通类建筑 文体类建筑中主要包括影剧院和体育场馆等，该类建筑为空间较大层高相对较低的建筑，而且主体房间使用时间上无规律，采暖运行方式应考虑在房间使用时进行供暖，其余时间采用值班供暖。该类建筑采暖运行方式不连续且无规律，调节时作出大范围的整体调节亦能满足要求。交通类建筑主体建筑候车大厅、候机大厅均是高大空间类型，该类建筑采暖运行方式连续，采暖调节时，区域性调节浪费投资，只需整体调节就能达到要求。应注意的是当车站、机场旅客较多时，人员的负荷足够时应进行值班供暖。这类建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统，对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可，为了不浪费能源，尽量采用分区控温，在每个串联环路的入口安装温控阀即可，特别对于文体类建筑，由于使用间断性比较强，应在建筑热力入口处安装总温控阀，以便在长时期内不适用该建筑时进行整体调节。

结论

本文主要研究了既有公共建筑室内采暖系统特性，同时对供暖系统温控计量改造的相关技术进行了研究，得出以下结论：

1.对既有公共建筑采暖系统的改造，本着方便和经济的原则，且要充分考虑公共建筑的特点选用合理的改造方案。办公楼、商场类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统，且采暖具有一定规律性，适合改造成可温控垂直单管顺流式和垂直单管跨越式系统，温控阀安装在垂直立管的顶端即可，计量装置安装在建筑热力入口端即可满足计量要求；旅馆类建筑其采暖无规律性，且需要分室独立控温，适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统，且在每个房间都安装温控阀；文体、交通类空间较大的建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统，对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可，为了不浪费能源，尽量采用分区控温，在每个串联环路的入口安装温控阀即可，特别对于文体类建筑，由于使用间断性比较强，应在建筑热力入口处安装总温控阀。

2.从散热器的工况分析研究，散热量对供水温度的变化很是敏感，对流量的变化则是随着其值的增大而逐渐减小。通过散热器的流量在一定范围内变化对散热量的影响较供水温度的影响小。同时，提高散热器的面积后，流量随负荷变化先减缓后增大，这对于调节是有利的，增大散热器面积，系统改造的投资增加，同时循环水量减少，使得运行费用降低。通过对改造后系统热负荷计算方法的分析，为了满足调节需求，设计时我们需要将负荷提高10-15%计算散热器面积或将散热器面积提高6-10%进行设计。

3.供热系统温控计量改造节能效益明显：一是通过温控阀利用太阳辐射、人体和室内电器散热、办公设备散热等自由热；二是用户可以根据需要调节室温，在办公室有人值班工作时进行供暖，晚上下班无人留守时调节室内温度，节约能源和热费。

参考文献

[1] 涂光备等编著. 供热计量技术[M]. 中国建筑工业出版社, 2003年

[2] 王东魁. 既有公共建筑采暖系统形式的改造研究. 哈尔滨工业大学硕士论文. 2009年: 32～35

[3] 廖友才.既有公共建筑供暖温控计量节能改造研究. 哈尔滨工业大学硕士论文. 2009年: 44～46

温控技术论文范文第5篇

关键词：电热水壶；温控开关；失效性原因

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）36-8436-03

1 概述

近年来，精美、实用、方便、快捷的电热水壶开始走进千家万户。电热水壶行业经过十余年发展，目前国内拥有量达几千万台，中国已成为世界最大电热水壶市场，且发展前景广阔，估计单是广东地区，每年电热水壶产量就超过了3000万台。但最新抽查显示：市场上有约30%的电热水壶不合格，而且消费者在使用过程中，也发现电热水壶使用的寿命不长，虽然外观看起来完好，却不能正常使用了，究其原因，主要是温控开关引起的，温控开关作为电热水壶的核心部件，温控开关的寿命直接影响到电热水壶的寿命，据统计电热水壶不能正常工作，90%以上都是由电热水壶的温控开关失效造成。以一个1.5L电热水壶为例，市场售价为50～100元，而一个温控开关售价仅为5～8元。如果因为温控开关的失效而造成电热水壶不能正常使用，无疑是个巨大的浪费。

因此研究电热水壶的温控开关失效性原因，找出其失效的原因，不仅可以在生产中尽量降低温控开关失效比例，提高产品的合格率，而且对于个人来说，也可以减少损耗和浪费，仅需要更换电热水壶的温控开关，或者温控开关的双金属片，就可以继续正常使用该电热水壶，因此该研究论文具有一定的经济意义。

2 电热水壶的工作原理

我们使用电热水壶的时候（如图1），装上适当的水，按下电热水壶手柄上的按键（如图2），接通温控开关内部的通路，电热水壶通电，发热盘加，水壶开始煮水，当水沸腾时产生的水蒸汽使温控开关（如图3a，3b）的双金属片（如图4）变形，并利用变形通过杠杆原理推动温控开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电，其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。而此时温控开关上的双金属碟片仍处于变形状态，我们无法按下水壶上的按键使电热水壶再次加热，直到当温度片的温度下降，温度片会自动恢复到初始状态，才能进行下一次的煮水过程。

从电热水壶的煮水过程看出，当电热水壶的温控开关失效的时候，电热水壶无法连通电路，无法煮水，或者温控开关无法切断电路，电热水壶一直在煮水，这两种现象在一般人眼中，这电热水壶就是坏了不能正常工作，但其实质是温控开关的失效造成的，对个人而言，更换温控开关即可。

图1 电热水壶外观图 图2 按键开关

（a） 正面 （b） 背面

图3 温控开关外观图 图4 双金属碟片

在这里使用湛江迪艾斯电器厂的温控开关DIC-100来进行介绍，实物图如图3所示，该开关进行分解图如图5所示。主要分为

1） 塑料上下盖（图6所示）；

2） 双金属碟片（图4所示）；

3） 正负连接端子（图8所示）；

4） 弹簧（图9所示）。

图5 温控开关分解图 图6 温控开关塑料上盖 图7 温控开关塑料下盖

图8 温控开关正、负连接端子 图9 温控开关弹簧

电热水壶的温控开关采用碟形的双金属片作为温度传感部件，温控器的工作原理为：当温度升高时，双金属碟形片两面的热膨胀系数不同，双金属碟片两面将产生相应的变形力，而当温度达到碟形片产生变形的值时，碟形片的突跳，通过杠杆原理，并且借助弹簧的弹力推动上塑料盖头部（图6的上部）往上运动，上盖尾部往下运动，尾部有个楔形（图6的下部），把正端子往下压，从而断开正、负连接端子的触点相连，断开电路通路，切断电流。动作温度范围：0℃-300℃。在电热水壶的检测中，我们所拟定判断开关好坏的原则是，温控开关在达到65℃～85℃范围内，蝶形片能变形。

3 温控开关失效性部位分析

由于温控开关是由塑料上下盖、双金属碟片、正负连接端子、弹簧这几部分组成。我们先从这几部分进行分析。

1）温控开关的塑料上下盖。塑料上下盖造成温控开关失效原因的分析：当这个上盖内部末端的楔形高度过高，即使按下开关，仍接触正端子或者仍给正端子一个压力，使正端子无法恢复到与负端子连接在一起的位置，那么电热水壶是不能加热的。如果这个楔形盖度不够，水沸腾，蒸汽使双金属片跳转，但由于楔形高度不足，无法切断正、负端子的连接，电热水壶仍在不断沸腾煮水，所以这个楔形的高度在模具设计的时候要重点的考虑，并且与下座和正负端子安装位置有关，这个也要一起综合考虑。

其次可能是注塑的时候，注塑的塑料没进行干燥处理，或是注塑过程射料、冷却时间太短、注塑压力不足，造成不饱满、缩水、产生气泡、变形的原因。

2）温控开关的双金属碟片材料的问题，因为该温控开关需要水蒸气去推动，那意味着该温控能承受100℃以上水蒸气温度不变形，而且不能产生有毒气体。那么塑料的选择很重要，特别是吸水率的问题，因为吸水率大意味着开关使用过程，容易吸水而导致开关变形。如使用我们现在广泛使用的ABS塑料为例。

图10 热双金属变形

那温度片如何造成温度开关失效呢？

由图10可知，当有水沸腾，蒸汽通过水壶手柄的孔进入温度开关，当温度开关的双金属片接触到水蒸气，两面受热，变形，推动上盖头部杠杆，上盖的尾部向下切断正、负端子连接，切断电路，当温度下降，双金属片受热冷却恢复原来状态。那双金属片高温受热的温度值就非常重要了，当跳转温度太高，无法关断电路，那水一直在沸腾，那如果跳转温度太低，水还没煮熟，就已经跳转切换电路，据查阅大量资料和实际测试，一般温度片跳转温度在65-85℃为佳，否则更换双金属片。

3）温控开关的正、负连接端子

那该正、负端子失效的原因主要出现在：

①水壶使用一定时间和次数后，由于磷铜片受到上盖的楔形压的时间、次数、力量等原因，而在按下温控开关，楔形离开正端子的磷铜片后，磷铜片不能恢复到与负端子接触的位置，不能接通电路，所以在设计和生产该铜片的时候要选择弹性和韧性好的铜种类，磷铜的韧性就比黄铜要好。

②在设计磷铜片的时候，要设计成一定折弯度，如图11所示。这样弹性会比直片要好很多。

图11

③银触点的使用厚度和使用寿命问题。

4 总结

该论文主要对温控开关的工作原理、结构和可能造成失效的原因进行了初步的研究，从对生产的工艺、生产的材料选择、材料参数的确定、装配的一些注意事项都作了一些分析，该分析是建立在理论和大量的实际经验数据中得来，具有一定实际的指导意义，在国内暂时还没有发现对温控开关失效的原因分析，具有一定的指导意义。但该论文也存在不足，由于时间和条件限制，没有很系统的分析和研究每种热双金属带材或者双金属片的特性、使用范围和场合，电热水壶的温控开关可以使用哪几种带材，也没有很系统的研究和分析弹簧钢的性质以及各种银触点不同银层的使用次数和寿命。

针对以上不足，后续的工作，增加对带材的研究，并且制做一台开关测试设备，来测试装上不同材质的弹簧和银触点材料、厚度时候温控开关的寿命。

参考文献：

[1] 任春雷，孟永浩.影响双金属环成型的因素[J].热金属处理，2006，31（12）.

[2] 章毅，刘玲.热敏电阻和双金属片测温精度对比分析[J].气象研究与应用，2007，28（2）.

[3] 周亦武，程建蕊.热双金属简介及在热保护器中的应用[J].电机电器技术，2001（3）.

温控技术论文范文第6篇

关键词：米粉自动配制机自动烫粉PLC控制温度控制

0 引言

目前，市场上大量涌现的是米粉生产机，且米粉生产机的技术已经相当成熟，但米粉店面里却没有一台能够代替人工卖米粉的自动化米粉配制机，米粉配制的每一道工序都完全由人工操作，不仅效率低，而且成本高。设计一种米粉自动配制机，完全代替米粉店里工人配制米粉，主要包括自动称量、自动烫粉、自动送碗、自动配料配菜等。本课题主要针对米粉配制工序中的自动烫粉环节进行研究与设计。当称量好的米粉到达指定位置之后，烫粉机构开始工作，将米粉送到指定的烫粉区用热水进行冲烫，然后再将松散热透的米粉送到掉粉区，这时烫粉过程结束，进入下一制作流程。烫好的米粉落入碗中，再加入卤菜和卤水等，整个流程结束。自动烫粉装置不仅要完成烫粉过程中的相应动作，还要在水箱设计中加入温度显示，具有自动加热保温等功能。

1 烫粉装置机械结构设计

采用高压水泵对米粉冲烫，粉桶在滑道里呈直线运动，烫粉完成后，粉可直接滑落入碗中。该种方式的优点是粉桶可通过螺杆的旋转做直线运动，行程短，水流急速，冲烫完全，水自动流回水箱，装置拆卸方便，稳定，可行性高[1]。

1.1 粉桶装置尺寸设计及计算

按三两米粉体积计算，粉桶的尺寸135*135*200mm，由此推算，再加上行程间隙40mm，滑道的长度450mm，宽140mm，粉桶接连杆，连杆插入与滚珠丝杆配合的滚珠丝杠螺母副，电机带动滚珠丝杆转动，驱动滚珠丝杆螺母副连接的粉桶作直线的往复运动，行程中有三个定位区:放粉位、烫粉位、掉粉位，分别有相应的行程开关控制启停。滑道底部打漏水孔，以便水流入下面的水箱，使水循环再利用。滑道的掉粉端加滑坡，方便粉掉入碗中。

1.2 水箱的设计及计算

由于滑道的长度限制，水箱应设计成两个，尺寸为450*200*300mm，A箱置于滑道下，B箱置于A水箱侧上方，A箱侧面与B箱底部用PVC耐热管连接，水管中接入电磁水阀，A箱外侧面底部接水泵，喷头置于烫粉位上方，水泵与喷头亦用PVC耐热管连接，A水箱底部接入电磁水阀，与下水管道相连。AB水箱都配有加热保温装置，当A水箱工作时，B水箱将水加热，以备A箱换水时进行再蓄水，使系统连续运行，节约时间。

2 自动烫粉装置水箱控制设计

水箱中的加热部分主要采用220V加热管进行加热， 采用温控器控制电路通断；送粉部分采用L298驱动电机正反转来达到带动螺杆正反转，致使螺杆连接的螺母做直线进退运动，进而带动粉桶在滑道中完成送粉的动作。循环水部分采用微型高压水泵加压，电磁阀控制给排水。采用DS18B20作为水箱温度测量传感器获取水温。

温度控制部分主要由温控器和加热管组成。温控器里面的运动接触片是由双层金属构成的，温度的变化，两边金属热胀冷缩的程度不一样，运动接触片就会随着温度的变化弯曲[2]。加热管在耐高温不锈钢无缝管内均匀地分布高温电阻丝，在空隙部分致密地填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉，这种结构不但先进，热效率高，而且发热均匀，当高温电阻丝中有电流通过时，产生的热通过结晶氧化镁粉向金属管表面扩散，再传递到被加热件或空气中去，达到加热的目的[3]。

将温控器和电加热管串联接入220V交流电路，温控器安装在水箱外侧，当水温高于80°时，温控器切断电源，当水温下降，低于80°时。温控器接通电源，继续加热。温控器根据水温的变化控制通断，从而达到保温的目的。经DS18B20采集温度信号，送入51单片机分析处理，最后采用数码管显示。

3 自动烫粉的PLC控制

系统上电之后，待选料确定后，开始自动烫粉环节，完成喷淋、烫粉动作，辅助的有温度检测系统以及热水循环加热过程。依据米粉机动作流程，操作人员先将系统复位，再按下“X4”确定键，自动烫粉装置开始工作，将粉送到固定的喷淋位置，喷淋系统开始工作，由PLC发送喷淋泵工作信号，使得潜水泵上电工作，将热水供上喷头喷淋米粉，喷淋一段时间（由PLC控制的时间）后，等到碗送到位后再启动送粉电机往右运行。

0 LD X004；选确定

1 OR M112；中间继电器

2 ANIX013；送粉左限位

3 MPS；进栈

4 ANIM105；左转中间继电器

5 OUTM104；中间继电器

6 MPI；出栈

7 OUTY24；确定LED指示灯

8 OUTM122；中间继电器

9 LDFX011；翻碗右限位下降沿触发

10 ORM106；中间继电器

11 ANIX010；翻碗左限位

12 OUTM106；中间继电器

13 LDM113；送粉左限位中间继电器

14 OUTY010；送粉左运行

4 结论

论文提出并实现了米粉自动配制机的自动烫粉装置，主要包括两个方面：机械结构的设计和电气控制的测试。在控制信号发出后，电机正常运转，粉桶到达指定位置停止，烫粉机构迅速做出响应，信号反馈明显，动作完成顺利。从而使得本设计在理论上和实际应用中表现出来与预期的效果一致。另外，本系统控制信号的发送和回馈准确有序，的温度测试及显示模块工作正常，能在特定的条件下对温度信号实时检测并显示，误差在允许范围内，也达到了预期的效果。

参考文献：

[1]叶见曙著.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]张海根主编.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]林建，李湍.实用电子电路大全（一、二、三）[M].北京：电子工业出版社，1993.

温控技术论文范文第7篇

[摘 要] RFID技术在冷链物流中的应用越来越受到重视。论文介绍冷链物流、RFID技术的概念以及基于RFID技术的冷链温控系统的工作原理,说明了RFID技术应用于冷链物流温控管理的必要性,并用实例说明。

[关键词] 冷链物流 RFID 温控管理

一、什么是RFID技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,可以透过外部材料读取数据,操作快捷方便。此外,储存的信息量也非常大。

最基本的RFID系统由三部分组成:标签(Tag),阅读器(Reader),天线(Antenna)。标签进入工作区后,接收阅读器发出的射频信号并获得能量进而发送存储在芯片中的有用信息,或主动发送某一频率的信号;阅读器读取信息解码后,传至后端的信息系统进行数据处理。

二、“冷链”的概念

所谓冷链物流泛指乳制品产品、其他生鲜食品、 园艺品、生物制品等在生产、贮藏运输、销售,到消费前的各个环节中,始终处于规定的低温环境下,以保证物品质量,减少物流损耗的一项系统工程。它是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。

三、RFID技术应用于冷链物流温控管理的原因

冷链物流包括对货品的冷藏(冻)加工、冷藏(冻)存储、冷藏(冻)运输及配送、冷藏(冻)销售四个部分。

其中,运输和配送过程中,由于环境因素复杂,涉及面广,技术要求高,所以因货物温度发生较大变化而变质的风险也最大。冷链物流企业只有建立完善的冷链物流温控系统,才可降低风险,节省企业运营成本。

中国政府强制性监管,要求推进食品放心工程。根据食品安全质量控制HACCP体系的要求,原料采购除了对保质期、外包装、食品外观等外,还对食品的内部温度严格要求,需对其温度实现实时监控和记录。为确保注射前疫苗质量,2005年国务院颁布了《疫苗流通和预防接种管理条例》。条例规定疫苗等生物制品从制药厂成品仓库到给有关人群接种的冷链储存和运输过程中,保留其温度的监测记录。因此,为保证物品从生产企业到接种单位运输过程中的质量,需要一套严格的温控功能的冷链物流系统。

将RFID技术引入到冷链物流中,恰好可以很好解决此问题。带温度传感器的RFID标签数据存储量大,可重复使用,使用成本低,在30米～100米内远距离读写。通过RFID标签,可以监控到一个集装箱内不同包装单位的不同温度,可连续记录温度变化的数据和相应的时间记录,可以准确掌握冷链管理中最重要的运输途中的温度变化。RFID还可扩展为由企业或者联盟建立覆盖全冷链流程的冷链检测中心平台。由此,RFID技术的冷链温度监控系统利用实时监控可以确定药品环境温度是否超标,减少不必要的损失,为构建完善的冷链物流系统创造了条件。

四、基于RFID技术的冷链温控系统的工作原理

基于RFID的冷链温控系统的工作方式如下:

1.将RFID温度监测器放入物品包装或货箱中,监控器按照系统预定的时间间隔周期性地记录测量到的温度定时写入RFID标签的芯片中

2.当RFID标签接收到读写器天线信号时,将温度数据传送给安装在仓库、配送中心等各节点的读写器,各个温度监测点的数据通过网络上传至数据中心存储和处理,最终汇总至中心数据平台,实现高效的冷链温度监测管理。

3.企业或联盟成员通过口令获取相关数据,实时监控某物品的温度变化,并可实现预警管理,同时提供便捷的查询服务。

五、RFID 技术实现温控管理的具体实例

RCG宏霸数码科技(北京)有限公司推出的“RFID冷链温度管理系统”就是通过先进的RFID技术及温度传感技术的有机结合来实现的。在需要恰当的温度管理来保证质量的生鲜食品和药品的物流管理中,将温度变化记录在带温度传感器的RFID标签上或通过GPS及温度传感功能的终端结合的无线通讯技术上传到冷链物流管理系统,对物品的生鲜度、品质进行细致地、实时地管理,可以实现食品流通过程中的质量监控问题。

2005年法国的葡萄酒协会对澳大利亚的葡萄酒供应商的葡萄酒的质量产生质疑,认为是澳大利亚产葡萄酒质量有问题,味道过酸。澳大利亚供应商为证明葡萄酒质量没有问题,在葡萄酒包装里加入了带温度传感器的RFID标签,发现葡萄酒包装内的温度在货船经过赤道的一段时间内超过了30℃。由此证明了葡萄酒味变酸是运输过程中发生的,不是酒本身的质量问题。国际的冷链物流更需要一个由企业或联盟建立覆盖全冷链流程的冷链监测中心数据平台。

参考文献:

[1]康永娟:医药品冷链物流发展策略探析[J].商场现代化,2009(7):63-64

温控技术论文范文第8篇

论文关键词:高压环网柜变压器柜低压馈出柜远动柜

论文摘要:本文详细阐述电力远动技术在铁路运输中的应用,远动房是远动系统监控管理对象,远动房正确维护管理关系到铁路供电可靠性关系到铁路大发展的成功。

随着铁路运输事业的不断发展,列车速度提高,行车密度加大并广泛使用信号自动闭塞、调度集中等新技术,对铁路供电可靠性及供电质量的要求越来越高,为了提高供电可靠性,实现铁路跨越式发展,广泛采用电力远动技术。电力远动房是电力远动系统的重要组成部分。远动系统采用计算机局域网结构,分布式控制系统,以计算机设备为核心,以网络结点为单元进行配置,系统配置了前置机、后台处理机、维护工作站、模拟屏、操作员节点机等网络节点设备及相应的人机接口设备,还设置了实时数据打印,文档管理报表打印机、实时监视及卫星时钟同步等设备。同时提供了功能强大的软件资源及UPS设备,系统选用了技术成熟、可靠、通用性较强的以太网(Ethernet),采用国际标准化网络TCP/IP协议。双网互备结构,可靠性高,并具有一定的容错能力。系统采用1∶N混合结构,支持多种通用型通信规约。远动房是远动系统监控管理对象,由10KV高压环网柜、变压器、低压馈出柜、远动柜组成.通过控制高压环网柜断路器来实现远程控制。本文重点介绍了武康线运动房设备维护和管理。

一、10KV高压环网柜维护

武康线的远动房环网柜采用的六氟化硫开关,柜体是免维护的,要保证六氟化硫开关运行正常。

1、运行中的巡视检查

检查开关的外绝缘部分(瓷套)应完好,无损坏、脏污及闪络放电现象;对照温度—压力曲线,观察压力表(或带指示密度控制器)指示应在规定的范围内,并定期记录压力、温度值;分、合闸位置指示器应指示正确,并分、合闸应到位;整体紧固件应无松动、脱落;储能电机及开关内部应无异常声响;开关的分、合闸线圈应无焦味、冒烟及烧伤现象;开关接地外壳或支架接地应良好;开关外壳或操动机构箱应完整、无锈蚀;开关各件应无破损、变形、锈蚀严重等现象。

2、SF6开关的运行维护

每年对外壳锈蚀部分进行防腐处理及补漆;应定期对开关转动及传动部位作一次(半年一次),并操动3次应正常;每两年一次对开关所有密封面定性检漏,不应有10-6atm.cm3/s以上的漏点存在;每年应进行一次SF6气体微量水分测试,测试结果对照水分—温度曲线,不应超过300ppm(20℃);其它项目,如绝缘、操作试验等可按有关规定定期进行,试验结果应符合相关标准。

检修时要注意开关在真空状态下不允许进行分合操作,以免损坏灭弧室零部件;机构在正常检修时,应将分、合闸弹簧能量释放。

3、SF6开关拒分或分闸速度低故障分析处理

SF6开关半轴与扇形板调整不当,扣接量过大(扣接量一般应调整在2～4mm范围内);辅助开关未转换或接触不良,要进行调整,并检查辅助开关的触点是否有烧伤,有烧伤要予以更换;SF6开关分闸铁芯未完全复位或有卡滞,要检查分闸电磁铁装配是否有阻滞现象,如有应排除;分闸线圈断线或烧坏应予以更换;SF6开关分闸回路参数配合不当,分闸线圈端电压达不到规定数值,应重新调整;SF6开关控制回路没有接通,要检查何处断路,然后进行针对处理。机构或本体有卡阻现象,影响分闸速度,可慢分或解体检查,重新装配;分闸弹簧预拉伸长度达不到要求,适当调整预拉伸长度;SF6开关分闸弹簧失效,分闸功不足,可更换分闸弹簧。

二、变压器柜的维护运行

(1)巡视检查

在通常情况下,干式变压器无需维护。平时运行巡视检查中禁止触摸,注视观察应注意紧固部件有无松动发热,绕组绝缘表面有无龟裂、爬电和碳化痕迹,声音是否正常。

(2)负荷监视

干式变压器有较强的过载能力,可容许短时间过载。按照IEC905《干式电力变压器负载导则》,指导变压器过负荷运行。不同的环境温度(θR)和起始负载(PV),干式变压器过负荷(P/PV)能力是不同的。干式变压器一般采用自然空气冷却(AN),连续输出100%容量。如配置风冷系统,采用强迫空气冷却(AF),输出容量可提高40%。温控系统通过温控箱和安装在低压绕组中的PTC测温元件,实现对变压器的温度检测与控制。自冷式变压主配置温控箱,变压器绕组温度超过安全值,温控箱会发出信号。强迫风冷配置温控箱应能停启冷却风机,并发出超温报警信号和超温跳闸信号。干式变压器的绕组、铁心最高温度不得超过155℃,最高温升100K。在超负荷运行中应密切注意变化,切忌因温升过高而损坏绝缘,无法恢复运行。

三、低压馈出柜维护

检查开关应接触良好,传动可靠,无烧损,固定良好。检查保险,应符合容量要求,接触良好。检查互感器,应与仪表匹配,接触部位无氧化。检查引入(出)线,应排列整齐,接触部位无氧化,接触紧密,更换绝缘不良配线(或电缆)。检查母线排,相色应明显,无氧化,修整不良母线和接点,涂刷已退色的各部油漆。检查端子排,编号完整正确,端子无损伤,导线排列整齐、弯曲方向正确,更换破损端子及绝缘配线。紧固各部螺丝,无松动。

四、远动柜的维护

1、巡视检查

设备端子及外观清扫,微机风扇过滤网清洗,显示器、键盘除垢。巡视控制或网络通道电缆路径。校对系统时钟。检查系统工作状态是否正常。检查项目包括:RTU遥控试验的对象及箱内设备运行情况,遥信和遥测值,各档工作电压值是否正常。

2、运行中维护

温控技术论文范文第9篇

关键词：大体积混凝土温度应力温度场

中图分类号：TV544+.91文献标识码： A

1 绪论

混凝土水化热温度场和应力场是一个很复杂的问题，涉及多个领域。混凝土浇注以后，由于水化热的散发与对流边界条件和浇注时差相关，温度应力场的变化与混凝土弹性模量以及微观结构的变化是同步发展的，所以在早期混凝土温度及应力计算中，必须考虑放热量、浇注条件及混凝土弹性模量与密度的变化规律。混凝土结构温度场分析的关键是绝热温升模型，朱伯芳通过绝热温升的试验研究，提出了温度对水泥水化反应速率影响的绝热温升表达式；凌盛道等在此基础上，从化学反应动力学原理出发，提出了考虑温度和化学反应物浓度对水泥水化反应速率影响的水泥水化反应放热模型。本文在上述研究的基础上，同时综合考虑温度、混凝土材料特性、混凝土早期强度的形成、混凝土水泥水化热和对流边界条件的时间效应及浇注时差等因素，分析水化热温度场时效计算模式；在对箱梁水化热温度场监测的基础上，运用有限元分析软件建立承台实体模型对承台进行了温度场和应力场分析。

2 水化热有限元分析

水化热分析可分为热传导分析与热应力分析。热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。将节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。一般来说，通用有限元程序非稳态温度场计算的原理和方法都是一致的，现简介如下：

某瞬时物体内部各点的温度分布称为该物体的温度场，数学表达式为

T=f(x，Y，z，r)

由于水化热作用，处在施工阶段的实体混凝土承台的温度场属于非稳态温度场。

水化热作用下，热传导方程为：

式中：T为物体的瞬态温度(℃)； z、y和z为空间笛卡尔坐标(m)；a为导温系数a=／cp; 导热系数(kJ／m·h·℃)；p为材料的密度(kg／m3)；c为材料的比热容(kJ／kg·℃)；为混凝土的绝热温升(℃)。

初始条件有两种情况，一是，当=O时，温度场是坐标的已知函数：

T(x，y，z，0)= (z，y，z)

另一种是，当=0时，初始的温度分布是常数，即

T=f(x，y，z，0)= =const

边界条件通常有三种。

(1) 第一类边界条件

混凝土表面温度T是时间的已知函数，即

T()=f() (5)

(2)第二类边界条件

混凝土表面的热流量是时间的已知函数，即

式中：n为表面外法线方向。若表面是绝热的，则有

=0

(3)第三类边界条件

当混凝土与空气接触时，假定经过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度T和气温之差成正比，即

式中：为表面放热系数(kJ／m2·h·℃)。

当表面放热系数趋于无限时，,即转化为第一类边界条件。当表面放热系数=0时，又转化为绝热条件。第三类边界条件表示了固体与流体(如空气)接触时的传热条件。

3 仿真分析

桥梁总长4343.5米，其中正桥3293米。主墩承台尺寸均为19.0×19.0×5m的矩形整体式钢筋混凝土结构，单个承台混凝土总方量约为1805m3，设计强度等级为C35。

3.1气象资料

该地区属亚热带湿润季风气候，四季分明，雨量充沛、气候温和湿润，年平均气温为15.8℃-17.5℃，多年气温统计情况见下图3.1。

图3.1历年气温统计图

3.2设计资料

承台混凝土厚5m，一次浇筑成型，混凝土设计标号C35，受桩基和封底混凝土约束。

计算时考虑徐变对混凝土应力的影响，混凝土的徐变取值按经验数值模型，如下所示：

式中：C1＝0.23／E2，C2＝0.52／E2，E2为最终弹模。

3.3仿真计算

采用有限元软件对承台建立有限元模型，根据施工工期安排，承台浇筑温度按不超过28℃计算，承台内部最高温度为63.4℃，温峰出现时间为3天。承台最高温度包络图见图3.1。承台温度应力计算结果见表3.1，应力场分布见图3.2。图3.1承台最高温度包络图

承台温度应力计算结果见表3.1。

表3.1 承台温度应力场结果

图3.2 承台应力场分布图

结合表3.1温度应力结果和C35混凝土抗拉强度可知，承台温度各龄期的安全系数均在1.4以上，若保证混凝土施工质量，就能保证承台不出现有害的温度裂缝。结合计算结果，温控施工的关键点是：①浇筑温度的控制；②冷却水管通水的及时、稳定和持续；③早龄期内表温差的控制；④混凝土的持续养护。

（抗裂安全系数1.4的提出：参考《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》JTS202-1-2010，厄勒海峡隧道和丹麦大桥要求计算温度应力与劈裂抗拉强度之比不大于0.7，即劈裂抗拉强度与计算温度应力比不小于1.4，现场监测结果表明混凝土没有出现温度裂缝，温控效果良好。）

4控制措施

大体积混凝土温控施工贯穿了从混凝土的原料材选择、配比设计以及混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣到通水、养护、保温等的全过程，是一个系统工程，需要施工各个环节精心组织，紧密配合才能达到良好的控制效果，具体有如下几个方面。

4.1混凝土浇筑温度的控制

降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土，入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多。混凝土的入模温度应视气温而调整。现场为达到浇筑温度低于28℃的要求，需要注意控制原材料温度和生产运输过程中的保温。

图4.1不同气温下、不同浇筑温度、构件厚度的混凝土在约束条件下

最大应力水平和最大温差的关系

图4.1表示不同气温不同浇筑温度、不同厚度的构件，在约束条件下最大应力水平和最大温差的关系。可见，控制浇筑温度和最大温差可有效降低混凝土的最大温度应力。在混凝土浇筑之前，通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，估算浇筑温度。若浇筑温度不在控制要求内，则应采取相措施。

4.2冷却水管的埋设及控制

根据混凝土内部温度分布特征及控制最高温度的要求，合理布置冷却水管位置。混凝土浇筑到各层冷却水管标高后开始通水，升温时段通水流量应使流速达到0.6m/s以上，形成紊流，降温时段，可通过水阀控制减缓通水，使流速减半，水流平缓，以层流状态冷却混凝土。在降温期间降温速率小于1℃/d时，可停止通水。

4.3混凝土表面保温控制

对于大体积混凝土，由于水化放热会使温度持续升高，在升温的一段时间内应加强散热，如加大通水流量、降低通水温度等。当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率。

如遇气温较低或突遇大风降温天气，承台表面可采用整块塑料薄膜加土工布保温保湿。

混凝土保温充分、时间足够长，让混凝土慢慢冷却，拉应力会在砼徐变作用下部分松驰，直到温差达到允许范围，可有效控制裂缝的产生。

4.4 养护

暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时进行水养护，以提高粉煤灰的后期强度，防止混凝土微裂纹的产生。可利用冷却循环水出口的水进行蓄水养护，养护水温度与混凝土表面温度之差不宜大于15℃，蓄水深度不宜小于200mm。当日平均气温低于5℃时，的承台表面不得直接洒水养护，应覆盖塑料薄膜和保温棉进行保湿、保温养护。保温材料应覆盖严密，接缝处重叠覆盖不应少于300 mm，边角处应加倍保温。气温骤降时，龄期低于28天的混凝土应进行表面保温。

4.5 施工控制

为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对每一环节的施工控制，混凝土施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ04189）执行，并特别注意以下方面：

（1） 混凝土拌制配料前，各种衡器清计量部门进行计量标定，称料误差符合规范要求，严格按确定的配合比拌制。

（2）混凝土按规定厚度、顺序和方向分层浇筑。

5 结论

桥梁大体积混凝土工程质量控制的一个重要方面是温度裂缝控制。本文针对大体积混凝土承台的特点，在分析研究了桥梁大体积混凝土承台温度裂缝产生的机理和原因的基础上，建立仿真计算模型，提出了桥梁大体积混凝土承台温度裂缝的具体控制措施，对实际工程具有一定的指导意义。在实际应用中，根据具体工程特点选择恰当的控制方法，将会取得积极的技术经济效益。

参考文献：

[1] 朱伯芳 考虑温度影响的混凝土绝热升温表达式[期刊论文]-水利发电学报2003（02）

[2] 凌道盛;许德胜;沈益源 混凝土中水泥水化反应放热水化反应放热模型及其应用[期刊论文]-浙江大学学报（工学版）2005（11）

[3] 张澳;刘斌;贺拴海 桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版)2006(03)

[4] 张小川 桥梁大体积混凝土温控与防裂[学位论文]2006

[5] 赖灿明 桥粱大体积混凝土裂缝施工控制方法[期刊论文]-交通科技2006(04)

温控技术论文范文第10篇

关键词： 供热系统 计量收费 遗传算法

供热系统计热量收费势在必行。然而由于社会、管理等因素，在实施过程中必然会碰到不少必须解决的难题。但就基础工作而言，我认为就一些关键的技术问题，取得同行的共识，更具重要意义。因此计量收费，应建立在高技术含量的基础之上。这里，我想就大家比较关心的几个技术问题，谈一些看法，以便求得深入讨论。 一、系统流量变化对室温的影响 供热系统按热量收费，前提条件是供热效果要优于按面积收费的情形。理想状况应该是室温能按用户要求灵活进行调节。这里提出了一个理论问题：即要想达到用户不同的室温要求，系统流量应该在多大的范围内变化？当室内无人时，一般要求值班采暖，此时室温在6～8℃之间，那么这时系统流量减小到最小，其数值是多少？再如在单管顺流系统上，改装跨越管后，由于跨越管的分流，进入散热器的流量减少，此时室温如何变化？要回答这类问题，就必需研究系统流量变化对室温的影响。亦即要研究系统水力工况对热力工况的影响。 一般而言，对系统供热、散热器散热、建筑物耗热建立如下6个联立方程： Q n = W s (t g-t h)

(1) Q n = ε n W s (t g-t n)

(2) Q n = q v (t n -t w)

(3)

(4)

(5)

(6) 式中Qn--供热系统的供热量，散热量，耗热量（W/h）； tg--供热系统的供水温度（℃） t h--供热系统的回水温度（℃） W s--供热系统的流量热当量（KJ/h·℃），可视为流量的函数； ε n--供热系统的有效系数，无量纲，为0～1.0之间的数值； ωn--供热系统工况系数，无量纲； t n--用户室内温度（℃） tω--室外温度（℃） 上式中带角码'′'的为相应参数的设计值；， 为运行参数、设计参数之比值。 K′--散热器设计状态传热系数（KJ/m2 h℃） F--散热器散热面积（m2）； t′0--供热系统设计供、回水温度的平均值（℃）； B--散热器传热指数，一般0.17～0.37。 上述前5个独立的联立方程中，有7个未知数，即Q n，t g，t h，t n，W s，ε n，ωn，其中通常视W s（流量）为已知（室外温度tω为已知），当分别给定Q n，t g，即可解出其它参数，进而获得系统流量与用户室温之间的关系。 为了便于编程，上机计算，上述5个联立方程可以进一步简化为如下矩阵方程： Ta =[A0[G] A0T - Ai n[G]H·A0]-1 Ai n[G]W (7) 式中 Ta--供热系统节点温度向量； G--系统支路流量矩阵； A0、Ai n--分别为系统流出、流入关联矩阵； H、W--分别表示系统不同热部件特性的系数矩阵，主要反映热源、管道、换热器、散热器等不同热部件中εn， ωn的影响因素。 运行根据（7）式编制的SHIWEN程序，算出供热系统各节点温度，即可求得散热器的散热量以及室温对应于流量的变化关系。 供热系统流量、散热量与室温关系计算

用户名称

运行流量kg/(m2h)

失调度X

单位供暖面积散热量

平均室温tn(℃)

q(w/m2℃)

(%)

1-5

2.25

1.0

52.4

100

18

1

0.35 0.43

0.16 0.19

26.0 29.1

49.6 55.5

4.4 6.0

2

0.70

0.31

39.4

75.2

11.3

3

1.60

0.71

51.4

98.1

17.5

4

3.20

1.42

56.1

107.1

19.9

5

5.40

2.40

56.7

108.2

20.2

量之间的关系愈接近于线性特性；当供回水温差愈小时，散热特性愈接近于快开特性。这就是说，对于双管系统，调节性能较好，配套的调节阀（如温控阀）接近线性特性就能使室温调节到位；而对于单管系统，由于调节特性不如双管系统，配套的调节阀，要求接近等百分比特性才能达到理想的调节目的。 3．单管系统比双管系统也有明显的优点，这就是系统少一根立管（当垂直布置）或少一根水平干管（当水平布置即水平串连）。由于系统结构简单，造价低，便于房间布置，这也是我国历来习惯多采用单管系统的主要原因。特别当人们生活水平逐渐提高、室内装修愈趋考察的情况下，为了美观起见，供暖系统布置在地板内或踢脚板里的呼声愈来愈高。在这种情况下，单管系统比双管系统又体现出了明显的优势。 综上所述，简单地全盘否定单管系统是片面的。正确作法应针对单管系统的特点，扬长避短，提出一种合理的结构形式，既保留单管系统的优点，又能与温控阀配套使用，适应计量收费的要求。 为了提出在单管系统上能安装温控阀的合理结构形式，有必要对单管系统散热量与流量之间的变化规律进行更深层次的分析。还是利用SHIWEN程序，对一个五层楼的上分式单管顺流系统进行计算，其结果见表2、表3。表2为供热量恒定的情况，表3为供水温度给定的情况。分析数据可以得到一个很有趣的现象：不论哪一种情况，凡实际流量小于设计流量的（在设计外温下），均出现上层热、下层冷的现象；凡实际流量大于设计流量的，都发生上层冷、下层热的情形。 表2 上分式单管顺流系统供暖量恒定时流量与室温变化 相对流量（%）限制，其工作压降最大不许超过0.06～0.1 Mpa，因此0.1 Mpa是温控阀工作压降的最大极限。 对于一个8层带有跨越管安装有二通温控阀的管径为DN20的立管，其总流量系统Kv为3.95(m3/hm0.5)。当只有一个房间供暖，其它7个房间的温控阀全部关死，此时该立管的流量系数Kv为1.41(m3/h·m0.5)。当供暖房间温控阀未调时，该房间室温必然过热；当该温控阀关小，直至室温合格时，温控阀才停止调节，这时该立管的流量系数将≥0.5(m3/hm0.5)，即通过该立管的流量接近设计流量的1/8。如果给定该供热系统的总资用压头为0.1Mpa，则该立管调节前后的总压降从0.09 Mpa增大到0.096Mpa。对于同一个系统，只把二通温控阀，换为三通温控阀，立管总流量系数Kv为0.6(m3/hm0.5)，但在同上的调节过程中Kv值几乎不变，亦即立管压降也波动很小。

根据上述分析，可以得出如下结论： 1．对于室内供热系统，除对温控阀进行预置设定外，每一立管无需另装压差调节器。因为对于一个有8组散热器的单管系统（如水平布置，一户超过8组散热器的不多），在极限调节下，立管压降波动都不超过0.01 Mpa，完全在温控阀允许范围内。 2．采用新的室内系统水力计算方法。从设计阶段即消除了各立管之间的压降不平衡。这样可以避免温控阀的大幅度的调节，进而减少立管压降的波动。 3．在每个建筑物的热入口，优先安装限流器或自力式平衡阀，使每个建筑物的热入口的资用压头限制在设定范围之内，心量减少压差调节器的装设。 4．二次管网采用最佳调节方法即质量并调方法。系统循环流量采用循环水泵的调频调速控制。根据热负荷的变动，调节系统总流量，可以使温控阀都工作在微调的状态下。 四、新的室内系统水力计算方法 为了减少温控阀的大幅度调节，进而避免在各立管上安装压差调节器，室内供热系统水力计算应采用不等温降法。但传统的不等温降法存在二个致命的缺点：一是在多环路中，要进行繁杂的流量压降和温降的修正；二是在允许的立管温降下，难以实现最佳立管管径的寻优。由于这些缺点较难克服，导致这种水力计算方法长期不能在设计中广泛推广使用。 本文所提出的新的水力计算方法，正是基于不等温降法的基本原理，应用图论网络理论和新兴的遗传算法，十分理想地解决了上述二个难题。 1．管网流量压降的平衡 按照图论、图络理论，可建立如下的矩阵方程： Bf(S|G|G-DH)=0 式中Bf--管网基本回路矩阵； S--管网阴力系数矩阵； DH--系统资用压头向量； |G|--管网支路流量矩阵； G--管网支路流量向量。 式中，Bf、S皆为系统结构（含管径、管长、管网走向）的函数，DH为管网流量的函数，当Bf、S已知时 ，解（8）矩阵方程，即可求得管网流量与相应的压力降。 在室内供热系统系统的水力计算中，根据热负荷和系统布置，先按等温降法，计算系统各支路的流量、压降。由于矩阵方程的数值求解，是对整个管网一次性完成的，因此，管网各支路和流量、压力降将自动达到平衡，无需进行各环路的流量、压降修正。 2、最佳立管管径的寻优 上述矩阵方程的一次性求解，通常并不能完成水力计算的任务，因为所选择的各立管管径还必须符合规定的温降要求： Δtmin≤Δti≤Δtmax （9） 此约束条件指出，当各立管温降Δti满足允许最大、最小温降时，水力计算的任务才算完成。 上述约束条件的满足，传统作法是靠试凑法进行。实践证明，这种方法实际上是"碰运气"，短时间内很难得到理想方案。 本文采用的遗传算法，十分成功地实现了立管管径寻优的问题。遗传算法是近年来国内外广泛兴起的一种并行寻优算法。它的基本原理是模拟生物遗传的优胜劣汰法则。在迭代寻优过程中，仿真生物繁殖通过杂交、变异方式，使子代优于父代，逐渐接近全局最优。 遗传算法是通过二进制编码来表示待选方案的。如一个供热系统，有20个立管，则用一个40位二进制数来表示，每二位代表一个立管，如00可表示该立管径为DN15，01表示管径DN20，10对应DN25，11即为DN32等。而且每次迭代，可同时选择多个待选方案，这种并行寻优算法，不但速度快，而且容易找到全局最优方案。 应用这种方法，计算机自动给出最佳立管管径配置，十分方便。 本课题在应用遗传算法时，为提高收敛性，还要用了其它运算技巧。详细论述可参阅论文"遗传算法在室内供热系统水力计算中的应用"。 3．程序简介 该程序流程图如下： 　 4．工程实例 北京地区某一建筑物，楼层为5层，供热系统共有20根立管，供回水设计温度为95/70℃。各立管热负荷见表4，立管管径计算结果见表5。表中NB为立管编号，QL为立管热负荷，DT为立管温降（℃），IBD为立管管径负荷， S为立管阻力系数（h2/m5），G为立管流量（kg/h）。 该工程实例中，Δtmin=10℃，Δtmax=35℃，经过17次迭代，即得表5结果，其中只有立管编号29，其温降为37.3℃，略大于允许值，其它立管均符合约束条件，说明计算结果还是比较理想的。 对于双管系统，该水力计算方法同样适用。 表4 立管热负荷 NB用户循环泵合二为一的方式为宜。 对于热源为锅炉房的一次网系统，锅炉循环流量一般不应小于额定流量的70%，这是因为：（1）流量过小，会引起锅炉浸热管水量分配不均，出现热偏差，导致锅炉爆管等事故；（2）流量过小，会导致回水温度过低，造成锅炉尾部腐蚀。为克服这一矛盾，一次网循环水泵常采用双级泵系统，即一级泵为锅炉循环泵，二级泵为热网循环泵。具体形式，如图3所示：

图3 双级泵系统 2．节电分析 对于图3中A型双级泵系统，一般热源循环泵0，采用定流量运行，而热网循环泵1采用变流量运行。这种双级泵变流量系统与传统的一级泵流量系统相比较，节电效果明显，其计算公式如下：

（10） 式中 --A型双级泵变流量系统与一级泵定流量系统耗电比值； E',E--分别为一级泵和二级泵的全年运行耗电量； H'o--热源循环泵的额定扬程； H'1--热网循环泵的额定扬程； Hall--供热系统全年运行小时数； ho--室外温度低于设计外温的延续小时数； --热网设计流量与实际运行流量的比值。 对于图3中的B型双级泵系统，循环泵2和循环泵3额定扬程分别为： H2=ΔP0

（11） H3=ΔP0+ΔP1

（12） 式中ΔP0--锅炉房的额定压降； ΔP1--热网的额定压降； H2，H3--分别为循环泵2，循环泵3的额定扬程。 B型双级泵系统在运行中，循环泵2、循环泵3都可进行变流量调节。设Go为通过锅炉的循环流量，一般在运行期间保持定流量不变。则循环泵2、循环泵3的循环流量G2、G3按如下关系运行： G2max= Go- G1min (13) G2min= Go- G1max =0 (14) 显而易见，无论A型和B型双及泵系统，锅炉循环泵的额定扬程皆取锅炉房的设计压降为宜。而B型双级泵的热网循环泵的额定扬程则是锅炉房和热网设计压降的总和，大于A型双级泵系统的热网循环泵额定扬程（后者额定扬程为热网设计压降）。无论哪一种循环泵，额定流量都是设计流量。因此，从初投资考虑，B型双级泵系统要大于A型双级泵系统。但B型双级泵系统在运行中的节电效果好于A型双级泵系统，通过计算， 在北京地区：

（15） 在哈尔滨地区：