RU198666U1

RU198666U1 - WIRELESS HEAT DISTRIBUTOR

Info

Publication number: RU198666U1
Application number: RU2020114725U
Authority: RU
Inventors: Юрий Вадимович Голыгин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Данфосс"
Priority date: 2020-04-25
Filing date: 2020-04-25
Publication date: 2020-07-21

Abstract

Техническое решение относится к устройствам для измерения и учета количества тепловой энергии и может быть использовано для организации поквартирного учета энергоресурсов в жилых зданиях с вертикальной разводкой системы отопления. Устройство предназначено для измерения температуры отопительных приборов, регистрации теплового потока отопительного прибора и передачи данных по беспроводной Mesh-сети. Беспроводной счетчик-распределитель тепла содержит корпус, встроенную в него металлическую теплопроводящую пластину, причём корпус и теплопроводящая пластина снабжены отверстиями с возможностью фиксации пластины в корпусе и монтажа на поверхности отопительного прибора, и расположенные внутри корпуса источник питания и электрически подсоединенные к нему термочувствительный элемент, размещенный на металлической теплопроводной пластине, микроконтроллер, выполненный с возможностью подготовки пакета данных, включающего идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и текущие показания температуры, и радиочастотный приёмопередатчик, выполненный с возможностью приёма и передачи упомянутого пакета данных, причем термочувствительный элемент и радиочастотный приёмопередатчик электрически подсоединены к микроконтроллеру. Технический результат - повышение точности измерения температурной картины помещения и расширение арсенала технических средств, предназначенных для регистрации теплового потока отопительного прибора.The technical solution refers to devices for measuring and recording the amount of heat energy and can be used to organize apartment-based energy metering in residential buildings with vertical distribution of the heating system. The device is designed to measure the temperature of heating devices, register the heat flow of the heating device and transmit data via a wireless Mesh network. The wireless meter-distributor of heat contains a body, a metal heat-conducting plate built into it, and the body and the heat-conducting plate are provided with holes with the possibility of fixing the plate in the body and mounting on the surface of the heater, and a power source located inside the body and a thermosensitive element electrically connected to it, located on a metal heat-conducting plate, a microcontroller capable of preparing a data packet, including the identification number of the heat meter-distributor and current temperature readings, and a radio frequency transceiver capable of receiving and transmitting said data packet, wherein the temperature sensitive element and the radio frequency transceiver are electrically connected to the microcontroller ... The technical result is an increase in the accuracy of measuring the temperature picture of a room and an expansion of the arsenal of technical means intended for recording the heat flow of a heating device.

Description

Техническое решение относится к устройствам для измерения и учета количества тепловой энергии и может быть использовано для организации поквартирного учета энергоресурсов в жилых зданиях с вертикальной разводкой системы отопления. Устройство предназначено для измерения температуры отопительных приборов, регистрации теплового потока отопительного прибора и передачи данных по беспроводной Mesh-сети. The technical solution relates to devices for measuring and recording the amount of heat energy and can be used to organize apartment-based energy metering in residential buildings with vertical distribution of the heating system. The device is designed to measure the temperature of heating devices, register the heat flow of the heating device and transmit data via a wireless Mesh network.

Из уровня техники известен счетчик-распределитель тепла, раскрытый в заявке на патент DE 102015001585, опубликованной 11.08.2016, МПК G01K17/06. Счётчик-распределитель тепла включает в себя датчик температуры, расположенный на металлической пластине, измеритель, рассчитывающий значение температуры по сигналу от датчика температуры, память для сохранения данных, экран для визуализации, например, величины температуры, источник питания, антенну для беспроводной передачи данных о температуре в центральный блок.A heat distribution meter is known from the prior art, as disclosed in patent application DE 102015001585, published on 11.08.2016, IPC G01K17 / 06. The heat distribution meter includes a temperature sensor located on a metal plate, a meter that calculates the temperature value from a signal from a temperature sensor, memory for storing data, a screen for visualizing, for example, temperature values, a power supply, an antenna for wireless temperature data transmission to the central block.

Недостатком известного счётчика-распределителя тепла является недостаточно жесткая и плотная фиксация на поверхности, температуру которой необходимо измерять. Кроме того, известный счетчик-распределитель тепла выполнен с возможностью только передачи данных в центральный блок, а возможность приема данных от других счетчиков, которым центральный блок в данный момент недоступен, и их ретрансляция у известного счетчика отсутствует. Отмеченные недостатки сказываются на точности измерения температуры и на точности составления температурной картины помещения.The disadvantage of the known heat meter-distributor is insufficiently rigid and tight fixation on the surface, the temperature of which must be measured. In addition, the known heat distribution meter is designed with the possibility of only transmitting data to the central unit, while the known counter does not have the ability to receive data from other meters, which the central unit is currently inaccessible to and their retransmission. The noted shortcomings affect the accuracy of temperature measurement and the accuracy of drawing up the temperature picture of the room.

Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании беспроводного счётчика-распределителя тепла обладающего высокой надежностью. The technical problem to be solved by the present utility model is the creation of a wireless heat meter-distributor with high reliability.

Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении точности измерения температурной картины помещения. Также заявляемый беспроводной счётчик-распределитель тепла расширяет арсенал технических средств, предназначенных для регистрации теплового потока отопительного прибора.The technical result achieved by solving a technical problem is to increase the accuracy of measuring the temperature picture of the room. Also, the claimed wireless meter-distributor of heat expands the arsenal of technical means designed to register the heat flow of a heating device.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что беспроводный счетчик-распределитель тепла содержит корпус, встроенную в него металлическую теплопроводящую пластину, причём корпус и теплопроводящая пластина снабжены отверстиями с возможностью фиксации пластины в корпусе и монтажа на поверхности отопительного прибора, и расположенные внутри корпуса источник питания и электрически подсоединенные к нему термочувствительный элемент, размещенный на металлической теплопроводной пластине, микроконтроллер, выполненный с возможностью подготовки пакета данных, включающего идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и текущие показания температуры, и радиочастотный приёмопередатчик, выполненный с возможностью приёма и передачи упомянутого пакета данных, причем термочувствительный элемент и радиочастотный приёмопередатчик электрически подсоединены к микроконтроллеру.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the wireless meter-distributor of heat contains a body, a metal heat-conducting plate built into it, and the body and the heat-conducting plate are provided with holes with the possibility of fixing the plate in the body and mounting on the surface of the heater, and located inside the housing, a power source and a thermosensitive element electrically connected to it, placed on a metal heat-conducting plate, a microcontroller capable of preparing a data packet including an identification number of a heat distribution meter and current temperature readings, and a radio frequency transceiver capable of receiving and transmitting said data packet, and the temperature-sensitive element and the radio frequency transceiver are electrically connected to the microcontroller.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах реализации беспроводного счетчика-распределителя тепла.The technical problem is being solved, and the technical result is also achieved in the following particular versions of the implementation of a wireless meter-distributor of heat.

В качестве термочувствительного элемента может быть выбран терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.A thermistor with a negative temperature coefficient of resistance can be selected as a temperature sensitive element.

Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью подготовки, а радиочастотный приёмопередатчик с возможностью передачи пакета данных, дополнительно включающего текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла.The microcontroller can be prepared with the ability to prepare, and the radio frequency transceiver with the ability to transmit a data packet, which additionally includes the current time readings, date, power supply charge level and data on the availability of neighboring heat distribution meters.

Радиочастотный приёмопередатчик может быть выполнен с возможностью ретрансляции пакета данных, полученного от другого беспроводного счетчика-распределителя тепла.The radio frequency transceiver can be configured to retransmit a data packet received from another wireless heat distribution meter.

Беспроводной счётчик-распределитель тепла может дополнительно включать дисплей, выполненный с возможностью визуализации показаний счётчика-распределителя тепла, причём дисплей электрически подключен к источнику питания и к микроконтроллеру.The wireless meter-distributor of heat may additionally include a display capable of visualizing readings from the meter-distributor of heat, the display being electrically connected to a power source and to a microcontroller.

За счёт наличия корпуса со встроенной зафиксированной металлической теплопроводящей пластиной и размещения на ней термочувствительного элемента, а также фиксация посредством отверстий теплопроводящей пластины в корпусе и монтаж на поверхности отопительного прибора обеспечивают максимально плотное прилегание пластины к поверхности отопительного прибора, что, в свою очередь, обеспечивает уменьшение тепловых потерь и более точную передачу температуры от отопительного прибора к термочувствительному элементу, а, следовательно, повышает общую надежность беспроводного счетчика-распределителя тепла.Due to the presence of a housing with a built-in fixed metal heat-conducting plate and placing a temperature-sensitive element on it, as well as fixing the heat-conducting plate in the housing through the holes and mounting on the surface of the heater ensure the most tight fit of the plate to the surface of the heater, which, in turn, provides heat loss and more accurate temperature transfer from the heater to the temperature-sensitive element, and, therefore, increases the overall reliability of the wireless heat distribution meter.

Кроме того, наличие корпуса позволяет изолировать термочувствительный элемент от окружающей среды, что также обеспечивает более высокую точность измерения температуры отопительного прибора.In addition, the presence of the housing allows you to isolate the temperature-sensitive element from the environment, which also provides a higher accuracy in measuring the temperature of the heater.

Наличие микропроцессора и радиочастотного приёмопередатчика позволяет подготовить пакет данных, содержащих информацию о самом счётчике-распределителе и измеряемой им температуре, а затем передать его на центральный блок или на другой беспроводной счётчик-распределитель тепла для последующей передачи на центральный блок. Так обеспечивается высокая точность составления тепловой картины помещения, поскольку в случае невозможности соединения одного счётчика-распределителя тепла с центральным блоком подготовленный им пакет данных будет передан другому счётчику-распределителю тепла, а потом центральному блоку. Таким образом также повышается надежность.The presence of a microprocessor and a radio frequency transceiver makes it possible to prepare a data packet containing information about the meter-distributor itself and the temperature measured by it, and then transfer it to the central unit or to another wireless meter-distributor of heat for subsequent transfer to the central unit. This ensures a high accuracy of drawing up the thermal picture of the room, since if it is impossible to connect one meter-distributor of heat to the central unit, the data package prepared by it will be transferred to another meter-distributor of heat, and then to the central unit. This also improves reliability.

Дисплей позволяет визуализировать показания счётчика-распределителя тепла, тем самым обеспечивая возможность визуального контроля температуры отопительного прибора, что также сказывается на повышении точности составления температурной картины.The display allows you to visualize the readings of the heat distribution meter, thereby providing the ability to visually monitor the temperature of the heater, which also affects the increase in the accuracy of drawing up the temperature picture.

Далее настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами.Further, the present utility model is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 изображена общая блок-схема беспроводного счётчика-распределителя тепла.FIG. 1 shows a general block diagram of a wireless heat distribution meter.

На фиг. 2 изображен один из вариантов осуществления беспроводного счётчика-распределителя тепла.FIG. 2 shows one of the embodiments of a wireless heat distribution meter.

На фиг. 3 изображен пример работы беспроводных счётчиков-распределителей тепла в составе Mesh-сети.FIG. 3 shows an example of the operation of wireless heat meters as part of a Mesh network.

Беспроводный счетчик-распределитель тепла (см. фиг.1 и фиг.2) включает корпус (1), встроенную в него металлическую теплопроводящую пластину (2), причём корпус (1) и теплопроводящая пластина (2) снабжены отверстиями с возможностью фиксации пластины (2) в корпусе (1) и монтажа на поверхности отопительного прибора (А). Внутри корпуса размещён источник питания (3), к которому электрически подсоединены термочувствительный элемент (4), микроконтроллер (5), радиочастотный приёмопередатчик (6) и дисплей (7). Термочувствительный элемент (4) размещён на металлической теплопроводной пластине (2). Микроконтроллер (5) выполнен с возможностью подготовки пакета данных, включающего идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и текущие показания температуры. Пакет данных дополнительно может включать текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла. Радиочастотный приёмопередатчик (6) выполнен с возможностью приёма и передачи упомянутого пакета данных. Дисплей (7) выполнен с возможностью визуализации показаний счётчика-распределителя тепла. Термочувствительный элемент (4), радиочастотный приёмопередатчик (6) и дисплей (7) электрически подсоединены к микроконтроллеру (5).The wireless counter-heat distributor (see Fig. 1 and Fig. 2) includes a housing (1), a metal heat-conducting plate (2) built into it, and the housing (1) and a heat-conducting plate (2) are provided with holes with the possibility of fixing the plate ( 2) in the housing (1) and mounting on the surface of the heater (A). Inside the case there is a power source (3), to which a temperature-sensitive element (4), a microcontroller (5), a radio-frequency transceiver (6) and a display (7) are electrically connected. The thermosensitive element (4) is placed on a metal heat-conducting plate (2). The microcontroller (5) is configured to prepare a data packet including the identification number of the heat meter-distributor and current temperature readings. The data package can additionally include the current time readings, date, power supply charge level and data on the availability of neighboring heat distribution meters. The radio frequency transceiver (6) is configured to receive and transmit said data packet. The display (7) is made with the ability to visualize the readings of the heat distribution meter. The thermosensitive element (4), the RF transceiver (6) and the display (7) are electrically connected to the microcontroller (5).

Металлическая теплопроводящая пластина (2) жестко фиксируется на поверхности, температуру которой необходимо измерять. Такая фиксация обеспечивается благодаря наличию отверстий для крепления, посредством которых элементы крепления прижимают теплопроводящую пластину (2) к поверхности отопительного прибора по всей площади пластины. За счет плотного прилегания к поверхности и высокой теплопередаче теплопроводящая пластина (2) обеспечивает эффективную передачу температуры от поверхности (А) к термочувствительному элементу (4). The metal heat-conducting plate (2) is rigidly fixed on the surface to be measured. Such fixation is ensured by the presence of fastening holes, by means of which the fastening elements press the heat-conducting plate (2) against the surface of the heater over the entire area of the plate. Due to its tight fit to the surface and high heat transfer, the heat-conducting plate (2) ensures an effective transfer of temperature from the surface (A) to the temperature-sensitive element (4).

В качестве термочувствительного элемента (4) может быть применен терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, например, NTC-термистор.A thermistor with a negative temperature coefficient of resistance, for example, an NTC thermistor, can be used as a thermosensitive element (4).

Корпус (1) выполняет такие важные функции как обеспечение монтажа и надежной фиксации беспроводного счётчика-распределителя тепла на поверхности (А) отопительного прибора посредством монтажных отверстий, обеспечение теплоизоляции термочувствительного элемента (4) от окружающей среды, обеспечение теплоизоляции микроконтроллера (5) от поверхности (А) отопительного прибора.The housing (1) performs such important functions as ensuring the installation and reliable fixation of the wireless meter-distributor of heat on the surface (A) of the heater by means of mounting holes, ensuring thermal insulation of the temperature-sensitive element (4) from the environment, ensuring thermal insulation of the microcontroller (5) from the surface ( A) a heater.

Беспроводный счётчик-распределитель тепла работает следующим образом.The wireless meter-distributor of heat works as follows.

После установки беспроводного счётчика-распределителя тепла на поверхность (А) отопительного прибора он начинает свою работу по измерению температуры поверхности (А). Тепло от поверхности (А) передаётся к металлической теплопроводящей пластине (2), а от неё к термочувствительному элементу (4), который преобразует полученный тепловой сигнал в электрический сигнал и передаёт его по электрическому соединению к микроконтроллеру (5). Микроконтроллер (5) формирует пакет данных, включающий идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и данные о текущей температуре отопительного прибора, а затем передаёт этот пакет радиочастотному приёмопередатчику (6). Пакет данных дополнительно может включать текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла. Приёмопередатчик (6) передаёт полученный пакет данных центральному блоку (8) (см. фиг.3), либо, если нет возможности связаться с центральным блоком, передает пакет данных другому беспроводному счётчику-распределителю тепла, который, в свою очередь, также передаёт этот пакет данных, а также свой пакет данных. Таким образом, обеспечивается высокая надежность передачи измеренных данных. Источник питания (3) обеспечивает работу всех элементов беспроводного счётчика-распределителя тепла.After installing a wireless meter-distributor of heat on the surface (A) of the heater, it begins its work to measure the surface temperature (A). Heat from the surface (A) is transferred to the metal heat-conducting plate (2), and from it to the thermosensitive element (4), which converts the received heat signal into an electrical signal and transfers it through an electrical connection to the microcontroller (5). The microcontroller (5) generates a data packet that includes the identification number of the heat meter and the data on the current temperature of the heater, and then transmits this packet to the radio frequency transceiver (6). The data package can additionally include the current time readings, date, power supply charge level and data on the availability of neighboring heat distribution meters. The transceiver (6) transmits the received data packet to the central unit (8) (see Fig. 3), or if it is not possible to communicate with the central unit, transmits the data packet to another wireless meter-distributor of heat, which, in turn, also transmits this data packet as well as its own data packet. This ensures high reliability of the measured data transmission. The power supply (3) ensures the operation of all elements of the wireless heat meter-distributor.

Заявленный беспроводной счётчик-распределитель тепла обеспечивает высокую точность измерения температуры поверхности отопительного прибора, а, следовательно, повышает точность измерения температурной картины помещения. Также заявляемый беспроводной счётчик-распределитель тепла расширяет арсенал технических средств, предназначенных для регистрации теплового потока отопительного прибора.The declared wireless meter-distributor of heat provides high accuracy in measuring the surface temperature of the heater, and, therefore, increases the accuracy of measuring the temperature picture of the room. Also, the claimed wireless meter-distributor of heat expands the arsenal of technical means designed to register the heat flow of a heating device.

Claims

1. Wireless meter-distributor of heat, containing a housing, a metal heat-conducting plate built into it, moreover, the housing and the heat-conducting plate are provided with holes with the possibility of fixing the plate in the housing and mounting on the surface of the heater, and a power source located inside the housing and electrically connected to it is a temperature-sensitive an element placed on a metal heat-conducting plate, a microcontroller capable of preparing a data packet, including the identification number of the heat meter-distributor and current temperature readings, and a radio frequency transceiver capable of receiving and transmitting said data packet, wherein the temperature sensitive element and the radio frequency transceiver are electrically connected to the microcontroller.

2. The wireless meter-distributor of heat according to claim 1, wherein a NTC thermistor is selected as the temperature sensitive element.

3. The wireless meter-distributor of heat according to claim 1, further comprising a display configured to visualize readings from the meter-distributor of heat, wherein the display is electrically connected to a power source and a microcontroller.

4. Wireless meter-distributor of heat according to claim 1, in which the microcontroller is made with the possibility of preparation, and the radio-frequency transceiver is capable of transmitting a data packet, which additionally includes the current readings of time, date, level of charge of the power supply and data on the availability of neighboring meters-distributors of heat ...

5. Wireless meter-distributor of heat according to claim 1, wherein the radio frequency transceiver is configured to retransmit a data packet received from another wireless meter-distributor of heat.