专利名称：密封循环系统的泄漏保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设有传感元件、中央处理单元的漏水/漏气保护器，更具体地说，涉及一种在密封循环系统中使用的漏水/漏气保护装置。本发明主要用于单一组分的气(液)体或有固定比例的气(液)体的密封循环来实现供热(冷)的系统中。
背景技术：
目前很少有设置漏水保护装置的密封循环系统。如当普通住户的水暖系统发生漏水时，普遍采取的措施是人为地关闭该住户的水暖阀门。问题在于，当家中无人时，由于不能及时关闭阀门，造成管道漏水处不断的泄漏，不但浪费供暖中的热水资源，而且会影响临近住户的供暖，更重要的问题，室内不断漏水造成住户不必要的损失，影响正常生活。
又如载热(冷)介质为气体时密封循环系统中，万一某处发生泄漏，人为的很难发现，导致能源的不断浪费。更可怕的是，当介质是有毒气体时，系统的泄漏如不及时发现并对其制止的话，会对周围人民生命财产的安全构成很大的威胁并对周围的空气造成一定的污染，例如中央空调的氨、氟利昂等冷媒介质的泄漏。
此外目前，多数供暖系统的收费方法均是按年一次性收取，很少有根据供热的能量实现计费供暖的系统。沈阳航发热计量技术有限公司的目前生产有HF-1型等热计量表，能够实现热计量功能，再添加附属设备的情况下能够实现热量预付费功能。但与漏水保护装置设计成一体的设备目前市场上没有出现。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种在密封循环系统中使用的泄漏保护器，主要是一种针对系统中发生漏水/漏气实施保护的装置。解决了水暖系统中由于管线泄漏造成的资源浪费以及给人们生活带来不便的问题；还解决了根据供热能量的多少实现计费、控制供暖的问题。本装置可用于分户供暖的水暖系统中，解决了分户供暖预付费问题，增加了供热管理部门的主动性，按热量计费，让用户对收费制度更明了，更容易接受。并为分户供冷打好基础，可以按供冷所消耗的能量预付费。解决了因含有害成分的介质泄漏而对周围环境造成的污染问题。
总之，本发明解决了1、分户供暖(冷)问题2、供暖(冷)部门收费问题3、采暖用户的安全问题4、节省能源问题5、供热系统周围环境保护问题为了解决上述问题，本发明构造了一种密封循环供热(冷)系统的泄漏保护器，包括用于连接循环系统的进水接管和回水接管，进水接管的进水口处设置有继电器控制的电动进水阀，进水阀一侧在接管上设置有第一质量流量计；回水接管的回水口处设置有继电器控制的电动回水阀，回水阀一侧在接管上设置有第二质量流量计；第一和第二质量流量计通过导线连接信号采集处理单元；回水接管通过三通连接件连通排水管道，排水管道的排水口处设置有利用继电器控制的电动排水阀；其中，信号采集处理单元包括比较器；第一和第二质量流量计将流量信号传送到比较器，比较器将比较结果指令传送到报警单元和分别控制进水阀、回水阀以及排水阀的继电器。
本发明密封循环系统的泄漏保护器，其改进在于，进水阀一侧在接管上设置有第一温度探头；回水阀一侧在接管上设置有第二温度探头；第一和第二温度探头通过导线连接信号采集处理单元；其中，信号采集处理单元还包括剩余热量计算的单片机处理器以及通过累积热量计算单元与处理器连接的显示器；第二质量流量计将质量流量信号传送到累积热量计算单元，第一和第二温度探头将温度信号送到累积热量计算单元，累积热量计算单元连接于处理器，处理器将控制指令传送给控制回水阀的继电器；第一和第二温度探头将温度信号传送到显示器。通过设置温度监测和处理单元从而依赖循环系统所消耗的能量实现计费功能。
本发明密封循环系统的泄漏保护器，其改进还在于，漏水保护器的管道利用活节连通系统中的进水管和回水管；第一、第二质量流量计和所述第一、第二温度探头通过信号放大器连接于信号处理单元；剩余热量计算的单片机处理器连接有IC卡读写模块。
通过上述技术方案，在本发明密封循环系统的泄漏保护器，当系统中的任意一点发生渗漏、爆裂，可以实现进水阀和回水阀立即同时关闭，对管路内进行断水，防止漏水处发生更严重的爆裂而造成不必要的损失。同时发出警报信号，通知用户或供热部门对故障点来进行及时的维修，为了维修方便，系统中安装了一个排水阀，在进水阀和回水阀关闭过程中，排水阀会自动打开，把管路中的水，大部分排放到下水管道，使管路中形成一个无压状态，基本避免了管路中的水继续从故障点流出，也防止了用户地面或贵重物品等遭受水淹的情况发生，给用户挽回一定的经济损失。自动漏水保护，可对管网内任意一点发生漏水现象，立即使管网自动断压，排水，这样就解决了安全供暖的问题，不会再有因管网漏水，无人及时采取补救措施而造成水的浪费，也给用户带来不必要的损失等现象的发生。
而在本保护器中还集成了IC卡预付费装置，该装置是通过单片机控制的，由热量表和回水控制阀组成，通过数据传输，它可以检测供暖温度和累计热量，还对IC卡进行读写操作，并自动控制回水阀门的开启和关闭，以实现供暖自动控制，有效地解决了分户供暖的热计量和收费管理以及用户盗用供热用水等问题。设有IC卡热量预付费装置，实现了自动化收费功能，提高了供热管理部门收费的主动性，有效地解决了分户供暖的收费管理问题。用户可以观测液晶显示器来随时读取累积热(冷)量、进水口的温度和出水口的温度。
本漏水保护器适用于介质为单一组分的液体或有固定比例混合的液体的中央空调系统，供冷以及水暖供热系统等密封循环系统。
为了解决介质以气体出现的制冷、制热系统中发生泄漏问题，只需把排水口接入通风良好的排风管道其主要工作原理同上。
图1是本发明密封循环系统的泄漏保护器的结构示意图；图2是本发明密封循环系统的泄漏保护器在系统中的装配示意图；图3是本发明密封循环系统的泄漏保护器的电路原理示意图；图4是本发明密封循环系统的泄漏保护器的信号采集处理原理示意图；图5是本发明密封循环系统的泄漏保护器工作流程示意图。
具体实施例方式
结合图1所示本发明泄漏保护器的结构示意图，参考图2将本保护器安装于水暖系统中的装备图。其中图2显示了分户使用的进水管12和回水管13，进水管12和回水管13利用漏水保护器连接有散热器14。本保护器设置有连接进水管12的进水接管以及连接回水管13的回水接管。
如图1所示，进水接管的进水口1处设置有继电器控制的电动进水阀3，进水阀3一侧管道上设置有质量流量计4和温度探头7；回水接管的回水口8处设置有继电器控制的电动回水阀9，回水阀9一侧管道上设置有质量流量计10和温度探头7。上述质量流量计通过导线连接到信号采集处理单元16；温度探头7也通过导线连接到信号采集处理单元16；回水接管还通过三通连接件或整体成三通的管道连通排水管道，排水管道的排水口15处设置有利用继电器控制的电动排水阀11。图中信号采集处理单元16通过导线(未示出)向继电器传输控制指令。
参考图2所示，为了使用、安装本发明的漏水保护器，在一定位置处设置相互距离较近的进水管12和回水管13，从而可以安装本发明的漏水保护器，漏水保护器利用活节2连通进水管12和回水管13。总之，漏水保护器包括上述进水接管、回水接管、质量流量计、温度探头7，以及进水阀3、回水阀9、排水阀11和信号采集处理单元16。此外，质量流量计和温度探头7通过导线连接于信号采集处理单元16。参考图3所示信号采集处理单元，其中，信号采集处理单元包括剩余热量计算的单片机处理器以及与处理器连接的显示器；第一和第二温度探头将温度信号送到累积热量计算单元，第二质量流量计将质量流量信号传送到累积热量计算单元，累积热量计算单元连接于单片机处理器和显示器，单片机处理器将控制指令传送给控制回水阀的继电器；第一和第二质量流量计将流量信号传送到比较器，比较器将比较后的控制指令传送到报警单元和分别控制进水阀、回水阀、排水阀的继电器；第一和第二温度探头将温度信号传送到显示器。图中，剩余热量计算的单片机处理器连接于IC卡读写模块。
上述第一、第二质量流量计分别指进水质量流量计和回水质量流量计。参考图4所示图3中电路原理的工作过程。进、回水质量流量信号各经过放大后进行比较，比较后通过继电器输出报警信号。同时通过继电器输出打开排水阀、关闭进水阀、关闭回水阀。而另一路回水质量流量信号经过放大后以脉冲的形式传送给热量计算器，进、回水温度信号经桥路处理后进行放大，放大后的信号一路直接显示进、回水温度值，另一路与回水质量流量值进行热量计算，计算后一路直接显示累积热量值，另一路与IC卡所读取的热量进行剩余热量计算，其值等于或小于零时通过继电器输出信号来关闭回水阀。
上述本发明漏水保护器的原理如下
根据能量守恒的一种表述，若管道内流体即不消灭也不产生，则单位时间内应有等量流体流过，得出以下的连续性方程ρvA＝ρ′v′A′ρ入水口的密度ρ′出水口的密度vA入口水的体积流量v′A′出口水的体积流量入口与出口单位时间内的质量流量应相等根据上述原理，在供暖系统的入口处安装一个阀门和一套质量流量测量装置，在出口处安装一个阀门，一套质量流量测量装置和一个排水阀门，供暖系统发生爆裂等供热管网漏水现象，测得入口质量流量必然大于出口质量流量，通过信号处理系统，发出信号驱动入口阀和出口阀，使其关闭来达到供暖系统断水的效果，然后开启安装在供暖系统最低点的排水阀，把供暖系统的水绝大部分排入下水管道，基本阻止了热水从漏点继续外漏，同时发报警信号通知用户或供热等相关部门对漏点进行急时维修。
适用于本装置的质量检测方法有多种，在武汉理工大学出版社2002年9月第一次出版的王俊杰主编的《检测技术与仪表》一书第120页介绍多种质量流量计，如采用直接法的科里奥利质量流量计和热式质量流量计，再如采用间接法温度压力补偿式质量流量计，体积流量计和密度计组合式质量流量计。
而本保护器最优选的测量方法为该书第156页介绍的属于组合测量方法的体积流量计与密度计组合方式测量，其原理公式如下。
qm＝qvgρqm流体的质量流量qv流体的体积流量ρ流体的密度本发明的保护器还提供了基于热量消耗的多少决定收费额的功能，其原理参考图1为载热介质热水经过散热的过程后，它的内能会降低，内能的降低等于耗热量的大小，为了得到耗热量的大小需要在进、回水管上安装测温元件，得到t1、t2值，还需在进水管或回水管安装质量流量计，得到质量流量值qm，则耗热量为Q＝qm*K(t1-t2)其中，Q释放(或吸收)的热量；qm介质的质量流量；K系数；t1高温的水温t2低温的水温。上式对时间进行积分，就可得到指定时间内的总耗热量。根据上述原理设定工C卡，收费管理人员将用户所交的费用折算成应付的热量，并将热量参数通过交费管理系统写入用户的IC卡内。本装置还可用于制冷系统中，其原理同上。
参考图5，说明安装本发明在系统中的工作过程。供热(冷)期间的正常运行时，进水阀与回水阀为开启状态，排水阀为关闭状态，散热系统中某处发生泄漏现象，进水阀与回水阀为关闭状态，排水阀开启状态，同时报警器发出报警信号。
停止供热(冷)期间或计费系统无余额时，进水阀为开启状态，回水阀与排水阀为关闭状态。
本保护器主要用于分户供暖，还可用于工业的供暖(冷)系统中，可以实现计费与防漏水功能。还可用于中央空调以液体为介质的密封循环系统中，在系统中防漏水功能也能起到了一定作用。总供暖(冷)系统前端设置本保护器，也能起到对总管网进行漏水保护的目的。
本保护器在以气体为介质的系统中，同上文漏水保护装置及保护过程大体相同，上述的进水接管、回水接管等词，在以气体为介质的系统中相当于进气接管、回气接管等。另外参考图1所示，当所需保护系统中介质为有害气体时，需要把回水管道上的排水口15接入通风良好的排风管道，其漏气保护工作原理同上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种密封循环系统的泄漏保护器，包括用于连接循环系统的进水接管和回水接管，其特征在于，所述进水接管的进水口(1)处设置有继电器控制的电动进水阀(3)，所述进水阀(3)一侧在所述接管上设置有第一质量流量计(4)；所述回水接管的回水口(8)处设置有继电器控制的电动回水阀(9)，所述回水阀(9)一侧在所述接管上设置有第二质量流量计(10)；所述第一和第二质量流量计通过导线连接信号采集处理单元(16)；所述回水接管通过三通连接件连通排水管道，所述排水管道的排水口处设置有利用继电器控制的电动排水阀(11)；其中，所述信号采集处理单元包括比较器；所述第一和第二质量流量计将流量信号传送到比较器，所述比较器将比较结果指令传送到报警单元和分别控制所述进水阀、所述回水阀以及所述排水阀的继电器。
2.根据权利要求1所述的密封循环系统的泄漏保护器，其特征在于，所述进水阀(3)一侧在所述接管上设置有第一温度探头(7)；所述回水阀(9)一侧在所述接管上设置有第二温度探头(7)；所述第一和第二温度探头通过导线连接所述信号采集处理单元(16)；其中，所述信号采集处理单元(16)还包括剩余热量计算的单片机处理器以及通过累积热量计算单元与处理器连接的显示器；所述第二质量流量计将质量流量信号传送到累积热量计算单元，所述第一和第二温度探头将温度信号送到所述累积热量计算单元，所述累积热量计算单元连接于所述处理器，所述处理器将控制指令传送给控制所述回水阀的继电器；所述第一和第二温度探头将温度信号传送到所述显示器。
3.根据权利要求1或2所述的密封循环系统的泄漏保护器，其特征在于，所述漏水保护器的管道利用活节(2)连通系统中的进水管(12)和回水管(13)。
4.根据权利要求1所述的密封循环系统的泄漏保护器，其特征在于，所述第一、第二质量流量计通过信号放大器连接于所述信号采集处理单元(16)。
5.根据权利要求2所述的密封循环系统的泄漏保护器，其特征在于，所述第一、第二温度探头(7)通过信号放大器连接于所述信号采集处理单元(16)。
6.根据权利要求2或5所述的密封循环系统的泄漏保护器，其特征在于，所述剩余热量计算的单片机处理器连接有IC卡读写模块。
全文摘要
本发明公开了一种在利用水或气介质实现供热供冷的密封循环系统中所使用的泄漏保护装置，包括用于连接循环系统的进水接管和回水接管，进水接管设置有进水阀(3)、质量流量计(4)和温度探头(7)；回水接管设置有回水阀(9)、质量流量计(10)和温度探头；质量流量计和温度探头通过导线连接信号采集处理单元；回水接管通过三通连接件连通排水管道，在排水口处设置排水阀(11)。本系统能够实现自动化收费功能，并具有自动泄漏保护功能，可对管网内任意一点发生漏水现象，立即使管网自动断压、排水/排气，从而达到安全供暖(冷)的要求。
文档编号F17D5/06GK1862075SQ20061008436
公开日2006年11月15日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年3月17日
发明者王超 申请人:王超