CN2506997Y - 智能热量测控仪 - Google Patents

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张小栋
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Abstract

本实用新型公开了一种安装在以水为载热体的集中供热管网中用于计量用户实际用热量并按用户预购热量定量供热的智能热量测控仪,由单片机及其外围电路、EEPROM、IC卡读写器、控制阀、流量计和测温装置以及键盘、显示器和电源电路组成。用户以IC卡形式预购的热量由单片机控制通过IC卡读写器写入EEPROM中,单片机利用同步采集的热水容积流量和进出口温度计算出用户实际用热量并从预购热量中陆续扣减,至预购热量被扣尽时,单片机指令控制阀关断。并且通过用户自行设定参数,由室温控制部分可以同时完成定时控制供暖、多档热力控制温度的功能。

Description

智能热量测控仪
一、技术领域
本发明涉及一种新型的热工计量与控制仪表，具体地说是一种安装在以水为载热体的集中供热管网中，用于计量用户(特别是采暖用户)的实际用热量，按用户预购热量限量供热，并能根据用户的需要实现采暖过程(或者说环境温度)控制的智能热量测控仪。
二、背景技术
在集中供热系统中，用户，特别是采暖用户的实际用热量的计量和计费一直是困扰供热商和广大采暖用户的棘手难题。由于缺乏有效的计量手段和限量供热手段，用户的实际用热量很难准确计量，供热费的收取也因缺乏可靠的根据。因此，在我国北方的采暖地区，长期沿用按用户采暖面积计收采暖费的办法。显然，这种办法是一种既不合理又不科学的办法，它不但不能准确反映用户的实际用热量，而且剥夺了用户按照自己的实际情况采暖的主动权，供热商对个别拖欠或拒付采暖费的用户也缺少有效的制约和控制手段。为了准确地计量用户的实际用热量，近年来陆续出现了一些不同形式的热量仪或热量表，如我国上海大华仪表厂生产的XMW-31型热量仪和ZL96246111.1实用新型专利所公开的旋翼式采暖热量计量表。这些热量仪都是以Z80单片机为处理器配以A/D等I/O接口，计量供热蒸汽热量。由于该热量仪只能与孔板流量计配用，因此其使用范围有很大的局限性，它只能用于蒸汽供热系统，而不能用于目前广泛采用的以水为载热体的热水供热采暖系统。旋翼式采暖热量计量表采用机械式流量计测量流经散热器的热水流量，并依靠温包感受散热器的温度，然后通过机械方法合成散热器的散热量。这种热量计量仪虽然适用于热水供热采暖系统，但由于合成散热量时实际上将热水的比热视为与水温无关的定值比值，因而不可避免地存在着较大的误差。此外，包括上述两种热量仪或热量表在内的现有的热量表虽然解决了用户实际用热量的计量问题，但对于更为棘手的控制问题仍然无能为力，用户仍然不能根据自己的需要采暖，供热商也不能按用户的需要定量供热。公开号CN1Z16000A实用新型专利在这个方向上迈出了很大的一步，但是它也只能简单地实现总量的限量供暖，而不能满足用户对采暖过程的控制。
三、发明内容
根据上述现有技术部分存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种安装在以水为载热体的集中供热管网中的，用于准确计量用户(特别是采暖用户)的实际用热量，可按用户预购热量限量供热，同时用户可以根据自己的需要对取暖过程进行智能控制的一种新型智能热量测控仪。
为了实现上述目的本实用新型采用的技术方案是：这种智能热量测控仪，包括一测控仪主机1和入口测控组件2以及出口水温测量组件3；其特点是：
测控仪主机1包括一单片机101、IC卡读写器102、结果存储器103、控制显示面板104、A/D转换器105、温差传感器106、室温传感器107、流量传感器108，电磁阀109、流量调节阀110和功能扩展口111；
温差传感器106、室温传感器107和流量传感器108接入A/D转换器105的输入端，A/D转换器105的输出端接入单片机101中，单片机101与IC卡读写器102、结果存储器103和控制显示面板104实现互联，单片机101的输出端还接有电磁阀109、流量调节阀110和功能扩展口111；
入口测控组件2包括有流量控制阀202入口温度传感器203和电磁阀201，通过电缆与测控仪主机1相连；
出口水温测量组件3通过电缆与测控仪主机1相连。
本实用新型另一特点是，入口测控组件2和出口水温测量组件3为标准管件形式，可方便地安装在管道中。
由于本实用新型采用IC卡付费方式与单片机、存储器结合，使用方便，不仅可准确计量用户的实际用热量。而且可按用户预购热量限量供热，既保证了用户按需用热的自主权，又使供热商拥有了制约个别拒付供热费用户的有效手段，同时用户还可以根据自己的需要控制室内温度，以营造一个属于自己的舒适的家。
四、附图说明
图1是本实用新型原理示意图；
图2是本实用新型的测控仪主机原理框图；
图3是本实用新型的入口测控组件原理框图。
五、具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例：参见图1～3，按本实用新型的技术方案，该智能热量测控仪包括一测控仪主机1和入口测控组件2以及出口水温测量组件3；
测控仪主机1包括一单片机101、IC卡读写器102、结果存储器103、控制显示面板104、A/D转换器105、温差传感器106、室温传感器107、流量传感器108，电磁阀109、流量调节阀110和功能扩展口111；
温差传感器106、室温传感器107和流量传感器108接入A/D转换器105的输入端，A/D转换器105的输出端接入单片机101中，单片机101与IC卡读写器102、结果存储器103和控制显示面板104实现互联，单片机101的输出端还接有电磁阀109、流量调节阀110和功能扩展口111；
入口测控组件2包括有流量控制阀202入口温度传感器203和电磁阀201，通过电缆与测控仪主机1相连；
出口水温测量组件3通过电缆与测控仪主机1相连。
为保证安装、使用方便，入口测控组件2和出口水温测量组件3设计为标准管件形式。
其功能如下：对用户采暖过程中消费的热量进行计量、收费，对用户取暖过程进行智能控制。
①传感器的选择
温度传感器采用集成电路温度传感器(分辨率≤0.3度)，流量传感器采用热水水表并进行改装(精度±2％)。
②测量数据处理
测量数据采集后经放大、数字化(A/D)后，存入测量数据存储器(RAM)并用单片机进行处理(热量计算、费用计算)，处理后的数据存入结果存储器(采用EEPRAM电可擦除存储器，断电后可保存数据)。同时，控制计费系统扣除用户预付的取暖费(取暖费由IC卡转存至智能热量测控仪中)。余额不多时自动提醒用户及时充值，从而保证供暖的连续性；没有余额时自动切断用户供暖。
③通过用户自行设定参数，由室温控制部分可以同时完成以下功能：
a.定时控制供暖：节约能源、节省采暖费用，提高热力使用效率；
b.多档热力控制：由用户手动或设置参数自动控制采暖热力，有效调节室温；
c.温度控制：对全天各时段也可采用温度控制，当温度达不到用户设置的值时自动将控制热力挡位调到最大。
④面板采用薄膜按键控制，并且由显示部分显示以下数据：
a.费用剩余值：费率由供热部门统一设定(必要时费率可由供热部门重新设定)；
b.采用全中文提示，帮助用户设定定时时段(显示当前时间)、热力挡位控制参数；
c.室温：为参考数值(非计量数据)，帮助用户科学设定热力挡位；
d.特殊状况警报：包括电源供应异常警告、余额不足警告(计算出还能供应热力的大约时间)、测试线路受损等。报警采用声光方式，并可由用户手动中断。
⑤供电方式采用市电+电池方案。正常情况下使用市电供电，当市电吊断时使用电池供电，同时系统转入省电模式。
⑥预留控制端口(附加的备选功能)，可以扩充系统为多端热力控制，分别设定各房间热力供应。
⑦辅助设备及程序。辅助设备为IC卡充值系统。它包括由一台主控计算机和与其连接的多台IC卡充值器组成。它不仅可完成对用户IC卡的充值服务，同时还可以对费率和用户信息进行的管理。
智能热量测控仪的安装参见图1；各组件设计成标准管接件形式，并通过电缆与主机连接，以便利于施工(采用分体结构可以减少改装管路的难度，同时便于用户装修)。测控仪主机安装在墙壁上，避免与热源直接接触。智能热量测控仪主要包括以下几部分：
①测控仪主机：完成采集、计算、扣费、控制、显示功能，它包括单片机、IC卡读写器以及控制显示面板；测控仪主机的原理框图参见图2。
②入口控制组件：包括流量传感器和入口水温传感器以及水流控制部件、电磁阀，通过电缆与测控仪主机相连；入口测控组件原理框图参见图3。
③出口水温测量组件：通过电缆与测控仪主机相连。
入口控制组件和出口水温测量组件的外形设计应满足标准管接件的接口要求。

Claims (2)

1.一种智能热量测控仪，包括一测控仪主机[1]和入口测控组件[2]以及出口水温测量组件[3]；其特征在于：
测控仪主机[1]包括一单片机[101]、IC卡读写器[102]、结果存储器[103]、控制显示面板[104]、A/D转换器[105]、温差传感器[106]、室温传感器[107]、流量传感器[108]，电磁阀[109]、流量调节阀[110]和功能扩展口[111]；
温差传感器[106]、室温传感器[107]和流量传感器[108]接入A/D转换器[105]的输入端，A/D转换器[105]的输出端接入单片机[101]中，单片机[101]与IC卡读写器[102]、结果存储器[103]和控制显示面板[104]实现互联，单片机[101]的输出端还接有电磁阀[109]、流量调节阀[110]和功能扩展口[111]；
入口测控组件[2]包括有流量控制阀[202]入口温度传感器[203]和电磁阀[201]，通过电缆与测控仪主机[1]相连；
出口水温测量组件[3]通过电缆与测控仪主机[1]相连。
2.根据权利要求1所述的智能热量测控仪，其特征在于：所述入口测控组件[2]和出口水温测量组件[3]为标准管件形式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011017842A1 (zh) * 2009-08-13 2011-02-17 Huo Weimin 可定量调控热水供暖系统供热量的控制装置
CN103149889A (zh) * 2013-01-18 2013-06-12 山东三龙智能技术有限公司 一种多功能数据采集装置
CN104676738A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 哈尔滨恒誉名翔科技有限公司 一种水暖工况监控系统

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