專利名稱：風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置，特別是一種適合于風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱量計量裝置。屬于建筑環(huán)境與設(shè)備工程以及制冷工程技術(shù)領(lǐng)域。
計時法冷/熱量計量表是直接安裝在中央空調(diào)系統(tǒng)末端的風(fēng)機盤管處，對電動閥狀態(tài)和風(fēng)機的運行狀態(tài)進(jìn)行實時檢測，并以電動閥的開啟作為使用中央空調(diào)的基本依據(jù)，對用戶使用空調(diào)的時間進(jìn)行累計和保存，然后根據(jù)各用戶所使用中央空調(diào)當(dāng)量時間來進(jìn)行收費。如廣州市佛山艾科AKE-C02時間型中央空調(diào)分戶計費裝置。該計量方法可以準(zhǔn)確計算各使用單位空調(diào)系統(tǒng)供冷的時間，從使用時間上講比較合理的，但存在以下問題①沒有考慮冷/熱水流量的變化，在冷/熱水系統(tǒng)很不穩(wěn)定的情況下將給冷/熱量計量帶來較大的誤差；②沒有考慮冷/熱水溫度的變化。這樣，在風(fēng)機盤管機組冷/熱水供、回水溫差變化較大的情況下，無法真正反應(yīng)用戶實際的用冷量或用熱量；③沒有考慮用戶室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)對風(fēng)機盤管機組供冷/熱量的影響，從而使冷/熱量計量結(jié)果與用戶的實際用冷/熱量相差很大。
水側(cè)雙溫流量法冷/熱量計量表是根據(jù)監(jiān)測通過空調(diào)末端設(shè)備的冷/熱水流量和水溫的變化，計算出一段時期內(nèi)單位用戶的用冷/熱量。該系統(tǒng)的每個計量單元有兩套溫度傳感器，一套流量傳感器。檢測指示儀自動連續(xù)檢測空調(diào)末端設(shè)備的冷/熱水流量和進(jìn)、出口溫度，然后計算出冷/熱量。
這種計量系統(tǒng)理論上十分完善，將冷/熱水流量和溫度的變化均考慮了進(jìn)去，冷/熱量計量數(shù)據(jù)精確度高。已有技術(shù)中。申請?zhí)枮?01247151)，名稱為(全數(shù)字化戶用冷/熱量計量表)的發(fā)明專利；申請?zhí)枮?00241599)，名稱為(一種整體型熱計量表熱量表)的發(fā)明專利；申請?zhí)枮?98241444)，名稱為(冷暖量計量表裝置)的發(fā)明專利，都采用這種計量方法。但由于以下幾個不足而制約了這種計量方法在我國的推廣應(yīng)用。
①對管網(wǎng)形式有特殊要求。采用該種計量方式要求每個用戶只有一個冷/熱水入口，用戶內(nèi)的幾個盤管必須形成一個獨立分支，這勢必降低了系統(tǒng)布置的靈活性，不利于與建筑格局的整體配合。
②安裝復(fù)雜，維護(hù)困難。由于這種計量裝置需要破壞空調(diào)系統(tǒng)的水系統(tǒng)，施工起來比較麻煩。而且，當(dāng)裝置出了毛病對其進(jìn)行維修時，拆卸工作將會非常地困難。
本發(fā)明主要包括溫度傳感器，濕度傳感器，風(fēng)機電壓探頭，溫、濕度轉(zhuǎn)換放大電路，電壓整形電路，多路A/D轉(zhuǎn)換電路，CPU數(shù)據(jù)處理芯片，數(shù)據(jù)存儲芯片，RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片和液晶顯示電路等。高靈敏度的溫度傳感器和一個高靈敏度的濕度傳感器分別對風(fēng)機盤管的進(jìn)風(fēng)空氣溫度ta和進(jìn)風(fēng)空氣濕度da進(jìn)行監(jiān)測，電壓探頭對風(fēng)機盤管的風(fēng)機電壓Uf進(jìn)行監(jiān)測并利用(1)式獲得風(fēng)機盤管運行時的風(fēng)量Ga，同時通過與冷/熱源中央管理機的通訊監(jiān)測冷/熱源的供水溫度tzw和供水總流量Gzw并分別利用(2)式和(3)式獲得風(fēng)機盤管的進(jìn)水溫度tw和進(jìn)水流量Gw。這樣，風(fēng)機盤管的供冷/熱負(fù)荷可由(4)式計算，并對時間累計后得到風(fēng)機盤管在一段時間里的供冷/熱量，從而實現(xiàn)風(fēng)機盤管的冷/熱量計量。Ga=aUfb..........(1)]]>tw＝tzw+c (2)Gw=kx·GzwN..........(3)]]> 上式中，a，b，c，Kx，Kz，Ks，m1，m2，m3，m4，n1，n2，n3，n4為待定系數(shù)，由工程調(diào)試確定；N為整個空調(diào)系統(tǒng)的用戶風(fēng)機盤管總數(shù)。
本發(fā)明的風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置所監(jiān)測的參數(shù)分成兩種類型一種是用戶風(fēng)機盤管實時監(jiān)測參數(shù)，包括風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)溫度、濕度和風(fēng)機電壓，它們由本裝置直接監(jiān)測得到；另一種是冷/熱源冷/熱水系統(tǒng)的控制參數(shù)，包括供水溫度和總供水流量，它們通過網(wǎng)絡(luò)通訊從冷/熱源的中央管理機傳給本裝置。
在工程施工時，只需將該計量裝置安裝在風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)口附近，其溫度傳感器和濕度傳感器固定在風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)口中央，其電壓探頭與風(fēng)機的檔位開關(guān)相連，同時利用RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片將其與冷/熱源的管理機相連接。
該冷/熱量計量裝置不需破壞空調(diào)水系統(tǒng)，安裝維護(hù)方便，計量值可信度高，特別適合于現(xiàn)有風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱量計費改造，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
附圖及
具體實施例方式

圖1風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置結(jié)構(gòu)示意2風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置工作流程中，1是溫度傳感器，2是濕度傳感器，3是風(fēng)機電壓探頭，4是溫度轉(zhuǎn)換電路，5是濕度轉(zhuǎn)換電路，6是電壓整形電路，7是溫度電壓信號放大電路，8是濕度電壓信號放大電路，9是多路A/D轉(zhuǎn)換器，10是CPU數(shù)據(jù)處理芯片，11是數(shù)據(jù)存儲芯片，12是觸發(fā)器，13是液晶顯示電路，14是RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括溫度傳感器1，濕度傳感器2，風(fēng)機電壓探頭3，溫度轉(zhuǎn)換電路4，濕度轉(zhuǎn)換電路5，電壓整形電路6，溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8，多路A/D轉(zhuǎn)換器9，CPU數(shù)據(jù)處理芯片10，數(shù)據(jù)存儲芯片11，觸發(fā)器12，液晶顯示電路13，RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片14。
溫度傳感器1、濕度傳感器2的輸出信號端分別與溫度轉(zhuǎn)換電路4、濕度轉(zhuǎn)換電路5的輸入端相連接；溫度轉(zhuǎn)換電路4、濕度轉(zhuǎn)換電路5的輸出端分別與溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8的輸入端相連接；溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8的輸出端與多路A/D轉(zhuǎn)換器9的模擬量輸入端相連接；風(fēng)機電壓探頭3的輸出信號分別與電壓整形電路6、觸發(fā)器12的輸入端相連接；電壓整形電路6的輸出端與多路A/D轉(zhuǎn)換器9的模擬量輸入端相連接；觸發(fā)器12的輸出端與CPU數(shù)據(jù)處理芯片10的輸入端相連接；多路A/D轉(zhuǎn)換器9的輸出端與CPU數(shù)據(jù)處理芯片10的輸入端相連接；數(shù)據(jù)存儲芯片11、RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片14分別與CPU數(shù)據(jù)處理芯片10互連；CPU數(shù)據(jù)處理芯片10的輸出端與液晶顯示電路13的輸入端相連接，RS-485轉(zhuǎn)換芯片14與冷/熱源的中央管理機相連。
溫度傳感器1采用AD590器件，濕度傳感器2采用YX-HS-33C器件，A/D轉(zhuǎn)換芯片9采用AI)C0809，CPU數(shù)據(jù)處理芯片10采用89C52 CPU芯片；存儲芯片11采用93C46芯片；液晶顯示電路13采用SMG19254A型號。
本冷/熱計量裝置通過A/D轉(zhuǎn)換芯片9，將風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)空氣的溫度，濕度以及風(fēng)機運行電壓等模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，利用RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片14獲取冷/熱源中央管理機的相關(guān)信息(主要包括冷/熱源供水溫度和總供水流量)，這些信息由CPU數(shù)據(jù)處理芯片10進(jìn)行處理，并根據(jù)上文所述的相關(guān)公式計算得到風(fēng)機盤管的供冷/熱負(fù)荷，再對時間累積后得到風(fēng)機盤管在某一段時間內(nèi)的供冷量或供熱量；同時將相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)需要保存在E2PROM數(shù)據(jù)存儲芯片11中，并通過液晶顯示電路13將風(fēng)機盤管的冷/熱負(fù)荷和冷/熱量顯示在液晶顯示屏上。
由溫度傳感器1得到的溫度信號和濕度傳感器2得到的濕度信號分別通過溫度轉(zhuǎn)換電路4和濕度轉(zhuǎn)換電路5后，變成幅度5V，脈寬20MS的標(biāo)準(zhǔn)電脈沖信號，這種信號分別經(jīng)過溫度電壓信號放大電路7和濕度電壓信號放大電路8處理后，經(jīng)接口電路送入多路A/D轉(zhuǎn)換芯片9進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再送給CPU數(shù)據(jù)處理芯片10進(jìn)行處理。風(fēng)機電壓探頭3將探測到的風(fēng)機電壓信號一方面通過電壓整形電路6后變成幅度5V，脈寬20MS的標(biāo)準(zhǔn)電脈沖信號，由A/D轉(zhuǎn)換芯片9進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入CPU數(shù)據(jù)處理芯片10進(jìn)行處理；另一方面，風(fēng)機電壓探頭3將探測到的風(fēng)機電壓信號傳給觸發(fā)器12，觸發(fā)器12用來控制CPU數(shù)據(jù)處理芯片10是否需要工作，只有在風(fēng)機電壓探頭3探測的風(fēng)機電壓不為零的情況下，CPU數(shù)據(jù)處理芯片10才處于工作狀態(tài)。
如圖2所示，在具體的計量過程中，該裝置始終對用戶風(fēng)機盤管的風(fēng)機電壓進(jìn)行監(jiān)測，如果電壓為零，則判定用戶不用冷或不用熱，此時該計量裝置的其它部分處于閑置狀態(tài)；如果監(jiān)測到的風(fēng)機電壓不為零，則根據(jù)電壓大小確定風(fēng)機的風(fēng)量，同時，該計量裝置的其它檢測系統(tǒng)開始工作，監(jiān)測風(fēng)機盤管風(fēng)側(cè)入口處的空氣溫、濕度，其通訊系統(tǒng)也被激活，向冷/熱源的中央管理機發(fā)出請求信號，以獲得當(dāng)時的冷/熱水供水溫度值和總流量值。然后，根據(jù)這些參數(shù)值和芯片內(nèi)儲存的有關(guān)數(shù)據(jù)，利用前面所述的公式計算出此時風(fēng)機盤管的冷/熱負(fù)荷，最后對時間累積得到風(fēng)機盤管在一段時間內(nèi)的供冷/熱量，從而實現(xiàn)冷/熱量計量。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置，主要包括溫度傳感器(1)，濕度傳感器(2)，風(fēng)機電壓探頭(3)，溫度轉(zhuǎn)換電路(4)，濕度轉(zhuǎn)換電路(5)，電壓整形電路(6)，溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)，多路A/D轉(zhuǎn)換器(9)，CPU數(shù)據(jù)處理芯片(10)，數(shù)據(jù)存儲芯片(11)，觸發(fā)器(12)，液晶顯示電路(13)，RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片(14)，其特征在于該裝置是通過監(jiān)測風(fēng)機盤管的風(fēng)側(cè)進(jìn)口空氣溫度、空氣濕度、冷水進(jìn)口溫度、冷水流量以及風(fēng)機電壓等參數(shù)，并以空調(diào)盤管的傳熱理論為計算基礎(chǔ)進(jìn)行風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱量計量，溫度傳感器(1)、濕度傳感器(2)的輸出端分別與溫度轉(zhuǎn)換電路(4)、濕度轉(zhuǎn)換電路(5)的輸入端相連接，溫度轉(zhuǎn)換電路(4)、濕度轉(zhuǎn)換電路(5)的輸出端分別與溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)的輸入端相連接，溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)的輸出端與多路A/D轉(zhuǎn)換(9)的模擬量輸入端相連接；風(fēng)機電壓探頭(3)的輸出信號分別與電壓整形電路(6)、觸發(fā)器(12)的輸入端相連接，電壓整形電路(6)的輸出端與多路A/D轉(zhuǎn)換器(9)的模擬量輸入端相連接，觸發(fā)器(12)的輸出端與CPU數(shù)據(jù)處理芯片(10)的輸入端相連接，多路A/D轉(zhuǎn)換器(9)的輸出端與CPU數(shù)據(jù)處理芯片(10)的輸入端相連接，數(shù)據(jù)存儲芯片(11)、RS-485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片(14)分別與CPU數(shù)據(jù)處理芯片(10)互連，CPU數(shù)據(jù)處理芯片(10)的輸出端與液晶顯示電路(13)的輸入端相連接，RS-485轉(zhuǎn)換芯片(14)與冷/熱源的中央管理機相連。
全文摘要
風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)冷/熱量計量裝置是通過監(jiān)測風(fēng)機盤管的風(fēng)側(cè)進(jìn)口空氣溫度、風(fēng)側(cè)進(jìn)口空氣濕度、冷水進(jìn)口溫度、冷水流量以及風(fēng)機電壓等參數(shù)，并以空調(diào)盤管的傳熱理論為計算基礎(chǔ)的智能型計量裝置。主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)機電壓探頭、溫、濕度轉(zhuǎn)換放大電路、電壓整形電路、多路A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU數(shù)據(jù)處理芯片、數(shù)據(jù)存儲芯片、RS－485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片和液晶顯示電路等。在工程施工時，只需將該計量裝置安裝在風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)口附近，其溫度傳感器和濕度傳感器固定在風(fēng)機盤管進(jìn)風(fēng)口中央，其電壓探頭與風(fēng)機的檔位開關(guān)相連，同時利用RS－485通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片將其與冷/熱源的管理機相連接。工程安裝簡單，不需破壞原空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱水系統(tǒng)，維護(hù)管理方便，計量科學(xué)，特別適合于現(xiàn)有風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱計費改造。
文檔編號G01K17/00GK1448703SQ03116150
公開日2003年10月15日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者姚曄, 連之偉, 李智華 申請人:上海交通大學(xué)