專利名稱：智能供熱節(jié)能熱量表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制、供熱和流體計量領域。
背景技術：
在每年供暖季節(jié)，人們都要投入大量的財力、物力解決取暖問題，取暖用的能源主要是 煤炭、石油、天然氣等不可再生能源，并且消耗量大，在能源緊缺和價格上漲的情況下，取 暖費用越來越高，同時煤炭、石油、天然氣在燃燒過程中產生大量的灰塵、二氧化碳和二氧 化硫等有害物質，造成了空氣的污染和大量溫室氣體的排放，從而導致北方城市取暖季節(jié)空 氣中可吸入顆粒嚴重超標，空氣質量明顯下降。
在取暖過程中，不管是寫字樓、辦公樓、宿舍樓，還是賓館、飯店；不管是城市集中供 熱還是單位集體供暖；也不管房間是否有人工作、生活，散熱器基本安裝到每個房間， 一天 24小時供應暖氣，同時還要保證一定的室內溫度，而辦公樓實際有人工作的時間只有白天8 個小時，家里上班期間又無人生活，賓館酒店的入住率并非百分之百……，有時還存在因為 室內溫度過高而開窗散熱的現(xiàn)象，不僅造成了人力、資金和能源的極大浪費，而且造成了空 氣的污染和大量溫室氣體的排放。
目前，在暖氣設計安裝過程中，每棟樓房、每個單元、每組散熱器的進、出水口都有一 個機械閥門，其主要用途是控制供熱和方便維修，由于每棟樓房的暖氣控制閥門一般都安裝 在室外地面以下，閥門上面通常還有水泥蓋板蓋住，或者安裝在地下室、墻角等偏僻的部位， 而房間內暖氣控制閥門通常安裝位置偏低，有的甚至被裝修到墻群內部，開啟非常不方便而 且費勁，取暖時基本一直處于常開狀態(tài)，只有維修時偶爾使用一下，控制閥門基本沒有起到 控制取暖的作用。
為了更好地保護環(huán)境，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展，國家正對現(xiàn)有供暖體制進行改革，積極 推進供暖計量，實現(xiàn)按熱量交納熱費，促進供暖采暖系統(tǒng)節(jié)能。
現(xiàn)有供暖計量的計量表普遍采用流量表，對熱水或熱氣的流量進行計量，有的雖然使用 了熱量表，能夠計量熱量，有的甚至能夠調節(jié)室內供暖溫度，具有IC卡計費等功能，但由 于價格昂貴，投資成本和經濟效益存在較大差異，不容易普及，目前主要針對單位使用，因 此，不能滿足按熱量交納熱費的需要。
供暖計量、按熱量計費只是節(jié)能減排的手段，對供暖流量或熱量進行計量的同時又能進 行調節(jié)控制，尤其是按照人員的活動規(guī)律供暖，才是節(jié)能減排、省錢增效的有效方法。
隨著微電子技術的發(fā)展和應用，自動化、智能化控制在各行各業(yè)得到了廣泛的利用。市 場上能夠計量熱量的熱量表基本都使用單片機計量，但其簡單的計量功能無法滿足國家倡導 的供暖節(jié)能要求。
發(fā)明內容
為了克服目前供暖流量表或熱量表在供暖過程中不分室內有人沒人，不分供暖有用沒 用，保持一天24小時持續(xù)供暖，造成能源大量浪費、空氣污染和溫室氣體大量排放的不足， 本發(fā)明提供一種智能供熱節(jié)能計量裝置，該計量裝置不僅能夠對供熱進行流量計量、熱量計 量和計費，而且能夠根據(jù)人員活動規(guī)律自動控制什么時間供暖，什么時間不供暖；能夠自動 控制供暖期間的最高供暖溫度，防止供暖期間室內溫度過高，不但節(jié)約供暖能源，而且保持 舒適的人居環(huán)境；能夠自動控制不供暖期間的保暖溫度，防止不供暖期間室內溫度過低，防 止供暖管網結凍和凍裂；同時滿足特殊情況下的供暖和不供暖需求。
本發(fā)明由電源、殼體、單片機、流量傳感器、繼電器或光電耦合器、電磁閥、電子讀寫 器、人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤、數(shù)字溫度傳感器或模擬溫度傳感器和模數(shù)轉換電路
3組成。其中，單片機是本發(fā)明裝置的控制、計量中樞，存儲程序信息和計量信息，實施計量、 計費策略，通過輸入接口接收溫度傳感器信息、流量傳感器信息和人機對話信息，統(tǒng)計并存 儲流量、計算熱量和費用，確定供暖和不供暖時間，控制供暖過程，調節(jié)供暖溫度，通過輸 出接口發(fā)出控制信號，驅動繼電器或光電耦合器工作，從而控制電磁閥的開啟與閉合；溫度 傳感器分別檢測供暖管網中被控制部分的進、出水口溫度和室內溫度，將溫度信息傳送到單 片機的輸入接口供單片機讀?。浑娮幼x寫器可以用IC卡讀寫器也可以用其他讀寫器，用于 讀寫流量、熱量、費用等信息；人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤用于人機對話，設置相關 參數(shù)，同時顯示日期時間、進、出水口溫度、室內溫度和工作狀態(tài)。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是通過已經編好程序的單片機、日歷時鐘和按 照人員活動規(guī)律設定的供暖時間段或不供暖時間段確定是否供暖，并且實時將室內溫度傳感 器檢測到的溫度數(shù)值與預先設置好的相應供暖狀態(tài)下的溫度值進行比較如果是供暖時間， 且室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值低于設定的供暖期間室內最低溫度值，則單片機通過其 輸出端給繼電器或光電耦合器發(fā)出控制信號，由繼電器或光電耦合器控制電磁闊開啟，供應 暖氣，同時根據(jù)進、出水口的溫度傳感器提供的溫度信息和流量傳感器提供的流量信息統(tǒng)計 流量和計算熱量，直至室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值達到設定的供暖期間室內最高溫度 值，單片機再通過其輸出端給繼電器或光電耦合器發(fā)出控制信號，由繼電器或光電耦合器控 制電磁閥閉合，停止供應暖氣；如果是供暖時間，且室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值超過 設定的供暖期間室內最低溫度值，則不供應暖氣，直至室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值低 于設定的供暖期間室內最低溫度值才供應暖氣，從而防止供暖期間室內溫度過高，節(jié)約能源 的同時保持舒適的人居環(huán)境；如果不是供暖時間，且室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值低于 設定的不供暖期間室內最低溫度值，單片機通過其輸出端給繼電器或光電耦合器發(fā)出控制信 號，由繼電器或光電耦合器控制電磁閥開啟，則供應暖氣，同時根據(jù)進、出水口的溫度信息 和流量信息計算流量和熱量，直至室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值達到設定的不供暖期間 室內最高溫度值才停止供應暖氣；如果不是供暖時間，且室內溫度傳感器檢測到的溫度數(shù)值 超過設定的不供暖期間室內最低溫度值，則不供應暖氣，直至室內溫度傳感器檢測到的溫度 數(shù)值低于設定的不供暖期間室內最低溫度值才供應暖氣，從而實現(xiàn)在不供暖狀態(tài)下，防止室 內溫度過低，防止供暖管網結凍和凍裂。
本發(fā)明將電子讀寫器和人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤作為輸入輸出設備，實現(xiàn)信息 的輸入和輸出，包括預付費沖值。
本發(fā)明在特殊需要供暖或不需要供暖的情況下，通過人機對話顯示屏或小鍵盤操作選擇 供暖或不供暖，并確定特殊情況下的供暖或不供暖時間，滿足特殊情況下的特殊需要。
本發(fā)明能夠實現(xiàn)流量的統(tǒng)計和熱量的計量，能夠實施多種收費策略，同時根據(jù)供暖樓宇、 供暖單元的使用性質和人員活動規(guī)律，確定供暖時間。在有人工作、生活的時間段，根據(jù)控 制程序、日歷時鐘和設置好的參數(shù)，提前自動開啟供暖閥門，及時保證暖氣供應。在人員離 開前或不需要供暖的時間段，提前自動關閉供暖閥門，停止暖氣供應，確保能源的有效利用， 正常情況下，整個供暖期無需人為干預，實現(xiàn)智能控制和管理。
本發(fā)明町以將電源、殼體、單片機、流量傳感器、繼電器或光電耦合器、電磁閥、電子 讀寫器、人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤、數(shù)字溫度傳感器或模擬溫度傳感器及模數(shù)轉換 電路做成一個整體，也可以分開，形成室內和室外兩部分，方便操作控制。
本發(fā)明控制熱量的電磁閥和繼電器或光電耦合器也可以采用流量控制閥及其驅動控制 電路。
本發(fā)明還可以應用在食品加工、藥品生產、石油化工和工業(yè)生產的流量控制、流體比配 和熱量控制領域。
本發(fā)明可以利用單片機的通信聯(lián)網功能實現(xiàn)組網控制。 有益效果
4本發(fā)明不但能實現(xiàn)流量的統(tǒng)計和熱量的計量，消費策略的實施，而且能根據(jù)人員的活動 規(guī)律自動控制供暖和不供暖，同時能自動調節(jié)供暖和不供暖期間的溫度。
本發(fā)明能有效降低供暖所耗能源，大量節(jié)約供暖費用，節(jié)能率可達到30%至70%，投資 成本和經濟效益實現(xiàn)完美的統(tǒng)一。
本發(fā)明能大量減少灰塵、二氧化碳和二氧化硫等有害物質的排放，減少環(huán)境污染。
本發(fā)明能降低勞動強度。
下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。 圖為本發(fā)明的構件示意圖。
圖中l(wèi).電子讀寫器，2.室內溫度傳感器，3.顯示屏，4，小鍵盤，5.出水口溫度傳感器， 6.進水口溫度傳感器，7.電磁閥，8.流量傳感器，9.繼電器或光電耦合器，IO.人機對話顯 示屏，ll.單片機，12.電源，其它為電源線和信號線。
具體實施例方式
在圖中，單片機(11)與電子讀寫器(1)、室內溫度傳感器(2)、顯示屏(3)、小鍵盤 (4)、出水口溫度傳感器(5)、進水口溫度傳感器(6)、流量傳感器(8)、人機對話顯示屏 (10)連接，并通過繼電器或光電耦合器(9)與電磁陶(7)連接，電源(12)為單片機(11)、 電子讀寫器(1)、室內溫度傳感器(2)、顯示屏(3)、小鍵盤(4)、出水口溫度傳感器(5)、 進水口溫度傳感器(6)、電磁閥(7)、流量傳感器(8)、繼電器或光電耦合器(9)、人機對 話顯示屏(10)提供電源。電磁閥(7)安裝在暖氣的進水或出水管上，控制暖氣的通斷， 流量傳感器(8)與電磁閥一起安裝或成為一體，檢測暖氣的流量，出水口溫度傳感器(5) 安裝在暖氣的出水管上，檢測暖氣的出水溫度，進水口溫度傳感器(6)安裝在暖氣的進水 管上，檢測暖氣的出水溫度。
在圖中，單片機(11)存儲程序信息，確定供暖日期時間，接收室內溫度傳感器(2)、 進水口溫度傳感器(6)、出水口溫度傳感器(5)的溫度信息，流量傳感器(8)的流量信息 和人機對話顯示屏(10)或小鍵盤(4)的人機對話信息，通過程序判斷，并通過其輸出接 口發(fā)出控制信號，驅動繼電器或光電耦合器(9)工作，從而控制電磁閥(7)的開啟與閉合， 供應暖氣或不供應暖氣，同時統(tǒng)計流量、計算熱量；進水口溫度傳感器(6)和出水口溫度 傳感器(5)分別檢測供暖管網的進、出水口溫度并將溫度信號傳送到單片機(11)的輸入 接口；室內溫度傳感器(2)檢測被控制單元的室內溫度信息并將溫度信號傳送到單片機(11) 的輸入接口；人機對話顯示屏(10)和顯示屏(3)、小鍵盤(4)用于人機對話，設置相關 參數(shù)，為單片機(11)提供信息，并顯示日期時間、室內溫度和工作狀態(tài)信息；電子讀寫器 (1)用于讀取單片機(11)統(tǒng)計的流量信息和計算的熱量信息，同時可以將暖氣預購買量 信息輸入到單片機內，實現(xiàn)按流量或熱量收費或先繳費后使用的目的。
本發(fā)明在具體實施過程中，不但能夠實現(xiàn)流量的統(tǒng)計和熱量的計量，而且能夠實施多種 計量和收費策略，同時根據(jù)供暖樓宇、供暖單元的使用性質和人員活動規(guī)律，確定供暖時間。 在有人工作、生活的時間段，根據(jù)控制程序、日歷時鐘和設置好的參數(shù)，提前自動開啟供暖 閥門，及時保證暖氣供應。在人員離開前或不需要供暖的時間段，提前自動關閉供暖閥門， 停止暖氣供應，確保能源的有效利用。如對辦公樓、教學樓和辦公室而言，每周一至五上午 9: 00至下午5: OO是工作時間，星期六和星期日不工作，因此閥門開啟時間每周一至五可 以設定為上午8: 00至下午4: 30，其它時間和春節(jié)、元旦、寒假期間處于不供暖狀態(tài)。如 果遇到加班等特殊情況，可以通過人機對話顯示屏控制臨時供暖；而家庭取暖時間與辦公室 取暖時間相反，開啟時間每周一至五可以設定為下午5: 00至第二天早上6: 30和節(jié)假日期
間，其它時間處于不供暖狀態(tài)。
本發(fā)明在具體實施過程中，還可以應用在食品加工、藥品生產、石油化工和工業(yè)生產的 流量控制和熱量控制領域?？梢岳脝纹瑱C具有的通信聯(lián)網功能組網控制。
權利要求
1、一種供熱節(jié)能計量裝置，其特征是由電源、殼體、單片機、流量傳感器、繼電器或光電耦合器、電磁閥、電子讀寫器、人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤、數(shù)字溫度傳感器或模擬溫度傳感器和模數(shù)轉換電路組成，能夠統(tǒng)計流量、熱量，實施計量、計費策略，自動控制是否供暖，供暖時自動調節(jié)供暖溫度，不供暖時能夠防止室內溫度過低，同時能夠滿足特殊情況下的供暖需求和電子計費需求。
2、 一種供熱節(jié)能計量裝置，其特征是由電源、殼體、單片機、流量傳感器、流量閥、流量 閥驅動電路、電子讀寫器、人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤、數(shù)字溫度傳感器或模擬溫 度傳感器和模數(shù)轉換電路組成，能夠統(tǒng)計流量、熱量，實施計量、計費策略，自動控制是 否供暖，供暖時自動調節(jié)供暖溫度，不供暖時能夠防止室內溫度過低，同時能夠滿足特殊 情況下的供暖需求和電子計費需求。
全文摘要
一種智能供熱節(jié)能計量裝置由殼體、電源、單片機、流量傳感器、繼電器或光電耦合器和電磁閥或流量閥和流量閥驅動電路、電子讀寫器、人機對話顯示屏或顯示器和小鍵盤、數(shù)字溫度傳感器或模數(shù)轉換電路和模擬溫度傳感器組成，不僅能夠統(tǒng)計流量、熱量和計費，而且能夠根據(jù)人員活動規(guī)律自動控制供暖和不供暖，能夠自動控制供暖期間的最高供暖溫度，防止供暖期間室內溫度過高，節(jié)約供暖能源，保持舒適的人居環(huán)境，能夠自動控制不供暖期間的保暖溫度，防止供暖管網結凍和凍裂，同時滿足特殊情況下的供暖和不供暖需求。
文檔編號G07F15/00GK101515383SQ200910064278
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權日2009年2月26日
發(fā)明者司文斌, 司晨楠 申請人:司文斌;司晨楠