CN101452267A - 智能控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种智能控制阀，该阀有一CPU处理器(5)和电动阀(11)。CPU处理器(5)接有人机界面(1)、射频装置(2)、通信接口(4)、集成温度传感器(6)、测温电路(7)、阀门驱动电路(13)以及备用充电电池(14)。测温电路(7)接有二个温度传感器(9)，阀门驱动电路(13)接电动阀(11)。该阀优点如下：1.通过无线通信接入建筑采暖计量系统，无需重新布线；2.具有采暖热量计量功能；3.可避免散热器管道冻裂；4.可降低成本；5.可根据射频识别卡的存在与否判断用户的进出与否。人来暖气开，人走暖气关。

Description

智能控制阀

技术领域

本发明涉及一种用于建筑采暖计量系统的智能控制阀，具体涉及一种利用温度测量、无线通信和嵌入式系统来对建筑采暖进行自动控制和计量的智能控制阀。

背景技术

能源价格的高涨，促使人们在各个领域开展节能活动。在建筑采暖领域，为实现节能减排，采暖收费正在由过去按面积收取转向按热量收取。并鼓励人们对采暖的末端设备散热器实行节能控制，由此而来，控制散热器阀门的结构也在发生改变，即由传统的手动阀向可控的电动阀转变。但普通的电动阀，往往只限于开关控制，其不足之处在于：

1、缺乏断电保护。供电停止时，控制失效，管道和散热器有冻裂的危险；

2、通信手段落后。与其它控制模块连接时一般采用有线通信方式，且其布线影响室内装饰；

3、功能单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种智能控制阀，该阀可自动控制采暖散热器的供暖，具有温度控制、断电保护、无线通信以采暖气热量计量等功能。

本发明的技术解决方案是，所述智能控制阀，参见附图1，该阀具有一CPU处理器5和一个电动阀11。其技术特点在于，所述CPU处理器5接有人机界面1、射频装置2、通信接口4、集成温度传感器6、测温电路7、阀门驱动电路13以及备用充电电池14。其中所述测温电路7接有二个温度传感器9，所述阀门驱动电路13连接上述电动阀11。

以下对本发明做出进一部说明。

上述智能控制阀一般应用于建筑采暖计量系统中，可以通过射频装置2使用无线通信与控制主机3联系，不需要在室内重新布线，特别适合既有建筑的改造。如果是在新建建筑中，也可通过通信接口4使用有线通信与控制主机3连接。由此而来，智能控制阀即可通过无线通信或有线通信接入到建筑采暖计量系统中，完成许多其它功能，如节能控制，可以实现人来暖气开、人走暖气关的效果，还可以实现热量分户计量、故障自检测以及缴费管理等。

上述智能控制阀中的两个温度传感器9一般安装在散热器8的进水管和出水管中，配合测温电路7可以测量出散热器8的进水温度和出水温度。而集成温度传感器6可以测量出室内环境温度。根据热工原理，CPU处理器5依据散热器8的进出水温度、室内环境温度和电动阀11的开启时间等参数，即可计算出散热器8的热量消耗值，该值可作为热量分户计量的参考数据。

室内无人时，为了节能，一般将散热器8的供暖关闭，但是当温度降低到零摄氏度以下时，容易引起管道冻裂。CPU处理器5根据上述测量的散热器8的进出水温度，通过阀门驱动电路13控制电动阀11的开启使散热器处于保温状态，从而使管道不被冻裂。

所述CPU处理器5通过阀门驱动电路13还可调节电动阀11，以控制散热器8的供水流量。使室内温度稳定在设置温度附近，创造一个宜人的居室环境。

所述人机界面1可使本智能控制阀处于自动和手动两种工作状态。处于自动状态时，智能控制阀完成上述自动控制、暖气计量、低温保护和温度调节；处于手动状态时，即由人机界面1手动完成开阀/关阀动作。

所述CPU处理器5带有备用充电电池14，当供电停止时，可自动打开电动阀11，使散热器8处于供暖状态，防止管道被冻裂。供电正常时，外部电源给备用充电电池14充电。

本发明的有益效果是，由此构成的智能控制阀较现有技术有如下优点：

1、本阀可通过无线通信接入到建筑采暖计量系统中，无需在室内重新布线；

2、具有采暖热量计量功能；

3、具有低温保护和断电保护两种功能，可避免散热器管道冻裂；

4、可将电动阀、温度测量及控制系统合并为一个装置，进一步降低成本，实现了阀门控制装置的小型化，使建筑采暖计量系统更具有实用性；

5、可与控制主机相连，根据用户随身携带的射频识别卡的存在与否，来判断用户的进出与否。且可控制阀门的启闭，实现人来暖气开，人走暖气关。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的结构框图，图中标示为：

1——人机界面，

2——射频装置，

3——控制主机，

4——通信接口，

5——CPU处理器，

6——集成温度传感器，

7——测温电路，

8——散热器，

9——温度传感器，

10——流量传感器，

11——电动阀，

12——测流量电路，

13——阀门驱动电路，

14——备用充电电池。

具体实施方式

实施例1，参见附图1，本发明该实施例的CPU处理器5采用美国ATMEL公司产AT89S52型单片机，该单片机作为智能控制阀的中央控制单元，完成所有的逻辑和运算操作。射频装置2采用中国深圳金图旭昂通讯科技有限公司产TS-nRF9E5-3型射频装置，实现智能控制阀和控制主机3的无线通信。通信接口4采用美国MAXIM公司产MAX485E型通信接口，实现智能控制阀和控制主机3的有线通信。集成温度传感器6采用美国DALLAS公司产DS18B20型集成温度传感器，完成对室内环境温度的测量。温度传感器9采用中国久茂公司产Pt1000型温度传感器，配合其测温电路7完成对外设散热器8的进出水温度测量。电动阀11采用中国天津开利达控制技术开发有限公司产KLD20-B3型电动阀，配合其阀门驱动电路13完成对散热器8的进出水流量控制。备用充电电池14采用中国鹏辉电池有限公司产H-2/3AAA型充电电池来完成智能控制阀的断电保护。而人机界面1采用市售中国湖南华熠智能工程有限公司产HY-O7R型人机界面。以上部件按上述技术方案所示连接关系连接即为成品。

实施例2，本实施例中，为了追求暖气热量计量的精度，在CPU处理器5上还连接一个带有流量传感器10的测流量电路12。该流量传感器10安装在电动阀门11一侧的管道中，配合测流量电路12即可测量出散热器8的流量，让CPU处理器5根据热工原理，依据散热器8的进出水温度和流量及电动阀11的开启时间，即可计算出散热器8的热量消耗值。所述流量传感器10采用中国杭州特力声科技有限公司产XPS01型流量传感器，所述测流量电路12采用德国ACAM公司产TDC-GP2型测流量电路。其它同实施例1。

由此构成的本发明的智能控制阀，经试制试用均被证明完全达到设计要求。

Claims (2)

1.一种智能控制阀，其特征在于，该阀包括有一个CPU处理器(5)和一个电动阀(11)。其技术特点在于，所述CPU处理器(5)接有人机界面(1)、射频装置(2)、通信接口(4)、集成温度传感器(6)、测温电路(7)、阀门驱动电路(13)以及备用充电电池(14)。其中所述测温电路(7)接有二个温度传感器(9)，所述阀门驱动电路(13)连接上述电动阀(11)。

2.根据权利要求1所述的智能控制阀，其特征在于，所述CPU处理器(5)还连接有一个带有流量传感器(10)的测流量电路(12)。

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