專利名稱：冷暖量計量表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計量表裝置，特別是涉及一種用于中央空調(diào)系統(tǒng)，可以對各個用戶消耗的冷暖量進行自動計量的計量表裝置。
目前，中央空調(diào)系統(tǒng)采用的是集中制冷或制暖，并通過風(fēng)機盤管的循環(huán)水的傳導(dǎo)，向各個用戶供冷或供暖的工作方式。中央空調(diào)具有使建筑物外表美觀，節(jié)約能源，減少空氣污染等優(yōu)點。但是，在使用中央空調(diào)的建筑物中，往往有許多不同類型的用戶，且不同用戶對空調(diào)的使用時間和程度各有不同。而現(xiàn)有的水表僅能計量水流量，在收取空調(diào)費時，一般是測量耗電量或循環(huán)水流量，據(jù)此計算費用，然后按面積分攤。這種計算方法得出的結(jié)果與用戶實際消耗的制冷量或制暖量出入很大，收費極不合理，不利于監(jiān)督用戶節(jié)約使用空調(diào)，造成了能源的大量浪費，因而妨礙了中央空調(diào)的推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的是為了克服上述已有技術(shù)的不足而提出了一種適用于中央空調(diào)系統(tǒng)，能夠計量每一用戶所耗冷暖量的計量表裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下的技術(shù)方案；一種冷暖量計量表裝置，包括外殼，流量傳感器，放大整形電路，進水溫度傳感器，出水溫度傳感器，取差放大電路，電壓-頻率變換電路，微處理器，數(shù)據(jù)顯示電路和通信接口。
各部分的連接關(guān)系為進水溫度傳感器和出水溫度傳感器分別設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管的進水口和出水口；溫度傳感器所拾取的進水溫度信號和出水溫度信號經(jīng)導(dǎo)線輸入取差放大電路，經(jīng)取差放大后被輸入電壓-頻率變換電路，該電壓-頻率變換電路將轉(zhuǎn)換后的頻率信號輸入微處理器；流量傳感器設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管的進水或出水管道上，該流量傳感器所拾取的流量信號經(jīng)放大整形電路處理后被輸入微處理器；微處理器依據(jù)冷暖量與溫差和流量的函數(shù)關(guān)系計算出用戶消耗的冷量或暖量，并將計量數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)顯示電路進行顯示，計量數(shù)據(jù)還可以通過通信接口輸出到外部設(shè)備。
本實用新型的優(yōu)點是，通過測量水的流量和溫差，據(jù)此計量出用戶消耗的冷量或暖量，使得對中央空調(diào)系統(tǒng)的合理收費和科學(xué)管理成為可能，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型冷暖量計量表裝置做進一步的詳細的描述。


圖1是本實用新型冷暖量計量表裝置的一個實施例在使用狀態(tài)下的整體安裝示意圖；圖2是圖1所示的冷暖量計量表裝置中計量表主體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示的冷暖量計量表裝置中溫度傳感器的安裝示意圖；圖4是圖1所示的冷暖量計量表裝置的電路原理圖；圖5是圖4所示的電路的連接示意圖。
如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，冷暖量計量表裝置包括計量表主體1，進水溫度傳感器401，出水溫度傳感器402，冷暖切換開關(guān)108和數(shù)據(jù)顯示器107。
參考圖2，其示出了本實用新型冷暖量計量表裝置中計量表主體1的結(jié)構(gòu)。計量表主體1包括外殼101，流量計量機構(gòu)和電路單元，其外形和機械部分基本上與公知的干式水表結(jié)構(gòu)相似，因此在本說明書中不再詳細描述，在下面的文字中僅對其中的流量傳感部分和電路單元進行闡述。
所述的電路單元包括取差放大電路102，電壓-頻率變換電路103，微處理器106和通信接口119。
流量計量機構(gòu)主要包括葉輪109，減速齒輪副110，第一減速軸113，減速齒輪盒114，磁鋼111和霍爾傳感器112。將一對磁鋼111固定在第一減速軸113上，并將霍爾傳感器112固定在磁鋼111上方的減速齒輪盒114上，使霍爾傳感器112對準磁鋼111所處的圓周軌道，這樣，當水流通過時，水流推動葉輪109轉(zhuǎn)動，并帶動磁鋼111轉(zhuǎn)動，霍爾傳感器112就會受到周期性變化的磁場的作用而產(chǎn)生一個與水流量成比例的流量脈沖信號?；魻杺鞲衅?12中不僅具有流量傳感器104，還帶有放大整形電路105，因此，流量脈沖信號經(jīng)放大整形，被輸入電路單元中的微處理器106。本實施例中的流量計量是采用了磁傳感的方式，而在實施時，流量計量還可以采用光電，紅外線，電化學(xué)等其他類型的傳感方式。
如圖3所示，溫度傳感器401,402采用敏感元件AD590，通過樹脂膠115固定在螺塞116中，再通過三通結(jié)構(gòu)117，分別固定在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管5的進水管道601和出水管道602上。采用三通結(jié)構(gòu)117固定的優(yōu)點是，既可以減少溫度測量誤差，又不會影響水流狀態(tài)。
如圖4所示，整個計量表裝置的電路部分除了包括計量表主體1中的流量傳感器104，整形放大電路105，取差放大電路102，電壓-頻率變換電路103，微處理器106和通信接口119外，還包括溫度傳感器401,402，冷暖切換開關(guān)108和數(shù)據(jù)顯示器107。其中，微處理器106可以采用51系列的單片機，電壓-頻率變換電路103可以采用LM331芯片。
電路的連接關(guān)系如圖5所示，溫度傳感器401,402通過冷暖切換開關(guān)108與取差放大電路102的輸入端相連，當中央空調(diào)系統(tǒng)制暖時，使冷暖切換開關(guān)接通a，在取差放大電路102中，進水溫度減去出水溫度；當中央空調(diào)系統(tǒng)制冷時，使冷暖切換開關(guān)108接通b，在取差放大電路102中，出水溫度減去進水溫度，這樣，可以保證無論是制冷或制暖，溫差信號的極性相同。如果僅需要單純的制冷或制暖，則切換開關(guān)108是不必要的。溫度傳感器401,402拾取的溫度信號經(jīng)取差放大，由取差放大電路102的輸出端輸入電壓-頻率變換電路103的輸入腳7，再經(jīng)電壓-頻率變換電路103轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后采用串行方式被輸入微處理器106的輸入腳9。而流量傳感電路104拾取的流量脈沖信號經(jīng)整形放大，被輸入微處理器106的輸入腳6。微處理器106中預(yù)先存有編輯好的程序，對流量信號和溫差信號進行運算，從而得出用戶消耗的冷量或暖量，其依據(jù)的公式如下∵ΔQ=CΔmΔT其中，Q冷量或暖量(J)ΔT進水溫度與回水溫度之差(℃)m水的質(zhì)量(Kg)C水的比熱(J/℃·Kg)ΔNL=KL·Δm其中，NL流量的電脈沖個數(shù)(Hz·s)KL轉(zhuǎn)換系數(shù)(Hz·s/Kg)KT·ΔT=ΔNT/Δt其中，ΔNT:Δt時間內(nèi)記錄的溫差的電脈沖個數(shù)(Hz·s)KT溫頻轉(zhuǎn)換系數(shù)(Hz/℃)Δt記錄的時間間隔(s)∴Q=∑[C/(KL·KT·Δt)]·ΔNL·ΔNT=∑K·ΔNL·ΔNT其中，當流量測量機構(gòu)的參數(shù)確定后，KL是可以測定的，KT是可以通過溫度傳感器及電路參數(shù)整定的，這樣，如果選取一定的時間間隔Δt，即可確定系數(shù)K的數(shù)值，從而完成冷暖量Q的計算。
計量結(jié)果通過串行方式從微處理器106的2,3腳輸出到液晶顯示器107進行顯示，顯示器也可以采用機械計數(shù)顯示器。數(shù)據(jù)顯示器107上還設(shè)有冷暖控制鍵118，通過操作冷暖控制鍵118，可以對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷或制暖的溫度進行控制，這是中央空調(diào)系統(tǒng)本身具有的功能，屬于現(xiàn)有技術(shù)，因此在本說明書中不作詳細的闡述。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在本實用新型的實施例中，冷暖控制鍵118還與冷暖切換開關(guān)108相連，從而在進行冷暖切換時，保證溫差信號的極性。為了便于用戶觀察和操作，數(shù)據(jù)顯示器107與計量表主體1相分離，被安裝在用戶室內(nèi)的墻壁上，通過導(dǎo)線與計量表主體1的電路單元連接。
為了實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)管理，微處理器106還可以通過通信接口119與數(shù)據(jù)采集裝置2連接，數(shù)據(jù)采集裝置2可以與多個計量表裝置連接，從而完成對多個用戶的計量數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)采集裝置2還與數(shù)據(jù)處理裝置3連接，在數(shù)據(jù)處理裝置3中可以進行對各用戶消耗的冷暖量的統(tǒng)計，計費，查詢，管理等。其中，數(shù)據(jù)采集裝置2可以采用51系列的單片機，數(shù)據(jù)處理裝置3可以采用PC機。本實用新型冷暖量計量表裝置與數(shù)據(jù)采集裝置2，數(shù)據(jù)處理裝置3之間的連接及通信屬公知技術(shù)，在本說明書中不做詳細說明。
該冷暖量計量表裝置不僅可以用于中央空調(diào)系統(tǒng)，還可以廣泛地用于其他通過流體在管道內(nèi)的循環(huán)流動，進行冷暖量傳遞的系統(tǒng)，如北方城市中的管道供暖系統(tǒng)等。
權(quán)利要求1．一種冷暖量計量表裝置，包括外殼(101)和電路部分，其特征在于所述的電路部分包括流量傳感器(401,402)，放大整形電路(105)，進水溫度傳感器(401)，出水溫度傳感器(402)，取差放大電路(102)，電壓-頻率變換電路(103)，微處理器(106)，數(shù)據(jù)顯示電路(107)和通信接口(119)；其中，進水溫度傳感器(401)和出水溫度傳感器(402)分別設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管(5)的進水口(601)和出水口(602)；溫度傳感器(401,402)所拾取的進水溫度信號和出水溫度信號經(jīng)導(dǎo)線輸入取差放大電路(102)，經(jīng)取差放大后被輸入電壓-頻率變換電路(103)，該電壓-頻率變換電路(103)將轉(zhuǎn)換后的頻率信號輸入微處理器(106)；流量傳感器(104)設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管(5)的進水管道(601)或出水管道(602)上，該流量傳感器(104)所拾取的流量信號經(jīng)放大整形電路(105)處理后被輸入微處理器(106)；微處理器(106)有輸出端與數(shù)據(jù)顯示電路(107)相連，微處理器(106)還有輸出端接通信接口(119)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷暖量計量表裝置，其特征在于還包括有葉輪(109)，由葉輪(109)帶動的減速齒輪副(110)和第一減速軸(113)，減速齒輪盒(114)和磁鋼(111)，其中，磁鋼(111)固定在第一減速軸(113)上；所述的流量傳感器(104)是采用霍爾傳感器(112)，霍爾傳感器(112)被固定在磁鋼(111)上方的減速齒輪盒(114)上，使霍爾傳感器(112)對準磁鋼(111)所處的圓周軌道。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷暖量計量表裝置，其特征在于在所述的溫度傳感器(401,402)與取差放大電路(102)之間設(shè)置有冷暖切換開關(guān)(108)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷暖量計量表裝置，其特征在于所述的電壓-頻率變換電路(103)采用了芯片LM331。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷暖量計量表裝置，其特征在于所述的微處理器(106)采用了51系列的單片機。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷曖量計量表裝置，其特征在于所述的溫度傳感器(401,402)通過一個三通結(jié)構(gòu)(117)固定在中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管(5)的進水管道(601)或出水管道(602)上。
專利摘要本實用新型提供了一種適用于中央空調(diào)系統(tǒng)的冷暖量計量表裝置。包括外殼101,流量傳感器104,放大整形電路105,進水溫度傳感器401,出水溫度傳感器402,取差放大電路102,電壓－頻率變換電路103,微處理器106,數(shù)據(jù)顯示電路107和通信接口119。通過測量風(fēng)機盤管中的水流量和進出水溫差,據(jù)此計量出用戶消耗的冷量或暖量,使得對中央空調(diào)系統(tǒng)的合理收費和科學(xué)管理成為可能,有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護。
文檔編號G01K17/06GK2344766SQ9824144
公開日1999年10月20日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者楊運鴻, 李福彬, 鄭舜生, 楊炳杰 申請人:楊運鴻, 劉洪