專利名稱：散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于供熱系統(tǒng)中的熱計(jì)量表，具體涉及到城鎮(zhèn)住宅集中供熱系統(tǒng)中散熱器耗熱量計(jì)算的分配用表。
背景技術(shù)：
在城鎮(zhèn)供熱中目前有兩種熱計(jì)量方式單戶熱量表、總熱量表加熱數(shù)表(也稱熱分配表)。單戶熱量表主要適用于單戶分環(huán)的采暖系統(tǒng)，即每戶住宅安裝一套熱量表，這種熱計(jì)量方式的系統(tǒng)造價(jià)較高，難于大范圍推廣，特別是不能在已有系統(tǒng)中使用。總熱量表加熱數(shù)表是在每組散熱器上安裝一只熱數(shù)表，在供熱系統(tǒng)中安裝總熱量表，根據(jù)每組散熱器上熱數(shù)表的讀數(shù)及總熱量表的計(jì)熱量進(jìn)行分配計(jì)算。這種熱計(jì)量方式適用于現(xiàn)有單管或雙管的散熱器供暖系統(tǒng)，其系統(tǒng)改造工作量小，費(fèi)用較低。中國(guó)實(shí)用新型專利ZL 99257994.5《一種熱分配表》公開(kāi)了一種熱數(shù)表，該熱數(shù)表安裝在散熱器入口立管上，是管道用熱數(shù)表。熱數(shù)表有導(dǎo)熱體、蒸發(fā)管為溫感元件、刻度標(biāo)尺作為顯示元件。蒸發(fā)管嵌入導(dǎo)熱體內(nèi)，蒸發(fā)管前部的導(dǎo)熱體開(kāi)一條縫，與刻度標(biāo)尺配合觀察蒸發(fā)液高度。這種熱數(shù)表存在的問(wèn)題是蒸發(fā)管為溫感元件嵌入導(dǎo)熱體內(nèi)，難以使蒸發(fā)管與導(dǎo)熱體緊密接觸，影響液體的蒸發(fā)強(qiáng)度，儀表的靈敏度和分辨率都較低，難免會(huì)產(chǎn)生較大的誤差；以刻度標(biāo)尺觀察蒸發(fā)液高度作為顯示，難于讀數(shù)影響其準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用電流型溫度傳感器來(lái)測(cè)量散熱器表面平均溫度，確定散熱器供暖熱量的熱數(shù)表，以便進(jìn)行熱量或熱費(fèi)的分配計(jì)算。
本發(fā)明基于散熱器散熱量的計(jì)算公式Q＝KF∫(tpj-tn)/β1β2β3dt其中Q----散熱器的散熱量，kWh；K----散熱器傳熱系數(shù)，W/(m2，℃)，K＝2.047×(tpj-tn)0.35；F----散熱器面積，m2；
tpj----熱媒平均溫度，℃；tn----室溫，℃；β1----散熱器組裝片的修正系數(shù)；β2----散熱器連接形式的修正系數(shù)；β3----散熱器安裝形式的修正系數(shù)；β1、β2、β3可根據(jù)手冊(cè)查得。
由此可見(jiàn)當(dāng)室溫tn穩(wěn)定為一定值時(shí)，只要測(cè)得散熱器的熱媒溫度平均溫度值tpj，即可求出散熱器的散熱量即供暖耗熱量，則在整個(gè)采暖期內(nèi)散熱器用溫感式熱數(shù)表的數(shù)值R為R＝KrQ其中R----散熱器用溫感式熱數(shù)表的熱數(shù)R；無(wú)量綱；Kr----散熱器溫感系數(shù)，l/kWh；Q----散熱器的散熱量，kWh。
這是散熱器用溫感式熱數(shù)表的熱數(shù)R的測(cè)量原理。
散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，包括導(dǎo)熱板1、電流型溫度傳感器2、變換電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、單片機(jī)5、顯示器6及穩(wěn)壓電源7等(如圖1)。采用電流型溫度傳感器2作為溫度檢測(cè)元件固定在導(dǎo)熱板1上，散熱器9的熱媒平均溫度經(jīng)導(dǎo)熱板1傳給電流型溫度傳感器2。電流型溫度傳感器2是一個(gè)電流型電路芯片(如AD590)，這是一個(gè)兩端器件，使用的直流電源范圍比較寬(+4～+30V)，其輸出電流與溫度成正比，輸出阻抗高達(dá)10MΩ以上，抗干擾能力強(qiáng)，精度高互換性好，可長(zhǎng)距離傳送。電流型溫度傳感器2的一端接于UCC，另一端接于變換電路3的R與模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的IN+結(jié)點(diǎn)。變換電路3輸出信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的IN+和IN-端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的SMBDATA端傳向單片機(jī)5的P1.1口，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的SMBCLK端與單片機(jī)5的P1.0口相接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的ALERT端與單片機(jī)5的INT口相接。單片機(jī)5進(jìn)行采集、計(jì)算及積分運(yùn)算，并將數(shù)據(jù)通過(guò)P1.6、TXD和RXD端口經(jīng)集成電路芯片IC3～I(xiàn)C8的CD4096的端口STR、CLK和DATA傳向顯示器6，將數(shù)值的瞬時(shí)值或累積值分別顯示(如圖2)，該數(shù)值即為熱數(shù)值R(R＝KrQ)。顯示器6采用LCD顯示器。穩(wěn)壓電源7采用鋰電池，向變換電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、單片機(jī)5和顯示器6供電。導(dǎo)熱板1固定在溫感式電流型熱數(shù)表8儀表盒的后蓋上，溫感式電流型熱數(shù)表8安裝于供暖的散熱器9的面板上。
本發(fā)明將熱數(shù)表從各層散熱器入口立管處移至散熱器上，將目前測(cè)量立管的熱量改為測(cè)量散熱器的散熱量，可消除立管裝修或包敷等因素對(duì)熱計(jì)量的影響。溫感式電流型熱數(shù)表適用于單管順流散熱器采暖系統(tǒng)(圖3)，也可用于雙管散熱器采暖系統(tǒng)(圖4)，又可用于單雙管混合散熱器采暖系統(tǒng)(圖5)，還可用于新建單戶分環(huán)的水平單管散熱器采暖系統(tǒng)(圖6)及雙管散熱器采暖系統(tǒng)(圖7)。


圖1為本發(fā)明部件組成框圖。
圖2為本發(fā)明電路原理圖。
圖3為本發(fā)明在單管順流散熱器采暖系統(tǒng)安裝位置示意圖。
圖4為本發(fā)明在雙管散熱器采暖系統(tǒng)安裝位置示意圖。
圖5為本發(fā)明在單雙管混合散熱器采暖系統(tǒng)安裝位置示意圖。
圖6為本發(fā)明在單戶分環(huán)的水平單管散熱器采暖系統(tǒng)安裝位置示意圖。
圖7為本發(fā)明在單戶分環(huán)的水平雙管散熱器采暖系統(tǒng)安裝位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。導(dǎo)熱板1采用面積為30×20mm、厚度為2mm的鋁板。電流型溫度傳感器2采用AD590芯片，粘貼固定在導(dǎo)熱板1上。變換電路3中的R＝1.0kΩ。模數(shù)轉(zhuǎn)換器4采用MAX1668。單片機(jī)5采用AT89C51。公式R＝KrQ中的溫感系數(shù)Kr提前由實(shí)驗(yàn)確定，輸入至單片機(jī)5中。顯示器6采用LCD液晶七段顯示管。穩(wěn)壓電源7采用鋰電池，電壓為3V。散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表的導(dǎo)熱板1固定在熱數(shù)表的儀表盒的后蓋靠散熱器的一面。散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表的適用溫度范圍30～95℃；顯示位數(shù)為6位。本發(fā)明的安裝方式非常靈活，附圖3～7是本發(fā)明專利用于集中供熱的各種散熱器采暖系統(tǒng)的安裝示意圖。
本發(fā)明的特點(diǎn)是采用電流型溫度傳感器作為溫度檢測(cè)元件具有性能穩(wěn)定、重復(fù)性好、精度高的優(yōu)點(diǎn)；使用單片計(jì)算機(jī)提高了測(cè)量及計(jì)算的智能化；將刻度標(biāo)尺改為以數(shù)字形式顯示熱數(shù)值，便于讀值不易出錯(cuò)，提高了對(duì)熱量進(jìn)行分?jǐn)傆?jì)算的準(zhǔn)確性。本發(fā)明適合于集中供熱系統(tǒng)中對(duì)散熱器的熱量或熱費(fèi)進(jìn)行分配計(jì)算，是一種適合我國(guó)的住宅采暖熱計(jì)量用表。
權(quán)利要求
1.散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，具有導(dǎo)熱板(1)、電流型溫度傳感器(2)、變換電路(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、單片機(jī)(5)、顯示器(6)及穩(wěn)壓電源(7)，其特征是采用電流型溫度傳感器(2)作為溫度檢測(cè)元件固定在導(dǎo)熱板(1)上，電流型溫度傳感器(2)的一端接于UCC，另一端接于變換電路(3)的R與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的IN+結(jié)點(diǎn)，變換電路(3)輸出信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的IN+和IN-端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的SMBDATA端傳向單片機(jī)(5)的P1.1口，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的SMBCLK端與單片機(jī)(5)的P1.0口相接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的ALERT端與單片機(jī)(5)的INT口相接，單片機(jī)(5)將數(shù)據(jù)通過(guò)P1.6、TXD和RXD端口經(jīng)集成電路芯片IC3～I(xiàn)C8的CD4094的端口STR、CLK和DATA傳向顯示器(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述的散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，其特征是所述導(dǎo)熱板(1)固定在溫感式電流型熱數(shù)表(8)的儀表盒后蓋靠散熱器的一面，溫感式電流型熱數(shù)表(8)安裝于供暖的散熱器(9)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，其特征是所述穩(wěn)壓電源(7)采用鋰電池，向輸入變換電路(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、單片機(jī)(5)和顯示器(6)供電。
4.按照權(quán)利要求1所述的散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，其特征是所述電流型溫度傳感器(2)采用電路芯片AD590、AD592。
5.按照權(quán)利要求1所述的散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，其特征是用所述單片機(jī)(5)進(jìn)行采集、計(jì)算及積分運(yùn)算。
6.按照權(quán)利要求1所述的散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表，其特征是所述顯示器(6)采用LCD液晶七段顯示管。
全文摘要
散熱器用溫感式電流型熱數(shù)表采用電流型溫度傳感器作為溫度檢測(cè)元件固定在導(dǎo)熱板上，傳感器輸出分別接于變換電路U
文檔編號(hào)G01K17/00GK1818584SQ20061001328
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者劉耀浩 申請(qǐng)人:天津大學(xué)