专利名称：冷暖量计量表装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计量表装置，特别是涉及一种用于中央空调系统，可以对各个用户消耗的冷暖量进行自动计量的计量表装置。
目前，中央空调系统采用的是集中制冷或制暖，并通过风机盘管的循环水的传导，向各个用户供冷或供暖的工作方式。中央空调具有使建筑物外表美观，节约能源，减少空气污染等优点。但是，在使用中央空调的建筑物中，往往有许多不同类型的用户，且不同用户对空调的使用时间和程度各有不同。而现有的水表仅能计量水流量，在收取空调费时，一般是测量耗电量或循环水流量，据此计算费用，然后按面积分摊。这种计算方法得出的结果与用户实际消耗的制冷量或制暖量出入很大，收费极不合理，不利于监督用户节约使用空调，造成了能源的大量浪费，因而妨碍了中央空调的推广应用。
本实用新型的目的是为了克服上述已有技术的不足而提出了一种适用于中央空调系统，能够计量每一用户所耗冷暖量的计量表装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案；一种冷暖量计量表装置，包括外壳，流量传感器，放大整形电路，进水温度传感器，出水温度传感器，取差放大电路，电压-频率变换电路，微处理器，数据显示电路和通信接口。
各部分的连接关系为进水温度传感器和出水温度传感器分别设置在中央空调系统的风机盘管的进水口和出水口；温度传感器所拾取的进水温度信号和出水温度信号经导线输入取差放大电路，经取差放大后被输入电压-频率变换电路，该电压-频率变换电路将转换后的频率信号输入微处理器；流量传感器设置在中央空调系统的风机盘管的进水或出水管道上，该流量传感器所拾取的流量信号经放大整形电路处理后被输入微处理器；微处理器依据冷暖量与温差和流量的函数关系计算出用户消耗的冷量或暖量，并将计量数据输入数据显示电路进行显示，计量数据还可以通过通信接口输出到外部设备。
本实用新型的优点是，通过测量水的流量和温差，据此计量出用户消耗的冷量或暖量，使得对中央空调系统的合理收费和科学管理成为可能，有利于节约能源和环境保护。
以下结合附图和实施例对本实用新型冷暖量计量表装置做进一步的详细的描述。
图1是本实用新型冷暖量计量表装置的一个实施例在使用状态下的整体安装示意图；图2是图1所示的冷暖量计量表装置中计量表主体的结构示意图；图3是图1所示的冷暖量计量表装置中温度传感器的安装示意图；图4是图1所示的冷暖量计量表装置的电路原理图；图5是图4所示的电路的连接示意图。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，冷暖量计量表装置包括计量表主体1，进水温度传感器401，出水温度传感器402，冷暖切换开关108和数据显示器107。
参考图2，其示出了本实用新型冷暖量计量表装置中计量表主体1的结构。计量表主体1包括外壳101，流量计量机构和电路单元，其外形和机械部分基本上与公知的干式水表结构相似，因此在本说明书中不再详细描述，在下面的文字中仅对其中的流量传感部分和电路单元进行阐述。
所述的电路单元包括取差放大电路102，电压-频率变换电路103，微处理器106和通信接口119。
流量计量机构主要包括叶轮109，减速齿轮副110，第一减速轴113，减速齿轮盒114，磁钢111和霍尔传感器112。将一对磁钢111固定在第一减速轴113上，并将霍尔传感器112固定在磁钢111上方的减速齿轮盒114上，使霍尔传感器112对准磁钢111所处的圆周轨道，这样，当水流通过时，水流推动叶轮109转动，并带动磁钢111转动，霍尔传感器112就会受到周期性变化的磁场的作用而产生一个与水流量成比例的流量脉冲信号。霍尔传感器112中不仅具有流量传感器104，还带有放大整形电路105，因此，流量脉冲信号经放大整形，被输入电路单元中的微处理器106。本实施例中的流量计量是采用了磁传感的方式，而在实施时，流量计量还可以采用光电，红外线，电化学等其他类型的传感方式。
如图3所示，温度传感器401,402采用敏感元件AD590，通过树脂胶115固定在螺塞116中，再通过三通结构117，分别固定在中央空调系统的风机盘管5的进水管道601和出水管道602上。采用三通结构117固定的优点是，既可以减少温度测量误差，又不会影响水流状态。
如图4所示，整个计量表装置的电路部分除了包括计量表主体1中的流量传感器104，整形放大电路105，取差放大电路102，电压-频率变换电路103，微处理器106和通信接口119外，还包括温度传感器401,402，冷暖切换开关108和数据显示器107。其中，微处理器106可以采用51系列的单片机，电压-频率变换电路103可以采用LM331芯片。
电路的连接关系如图5所示，温度传感器401,402通过冷暖切换开关108与取差放大电路102的输入端相连，当中央空调系统制暖时，使冷暖切换开关接通a，在取差放大电路102中，进水温度减去出水温度；当中央空调系统制冷时，使冷暖切换开关108接通b，在取差放大电路102中，出水温度减去进水温度，这样，可以保证无论是制冷或制暖，温差信号的极性相同。如果仅需要单纯的制冷或制暖，则切换开关108是不必要的。温度传感器401,402拾取的温度信号经取差放大，由取差放大电路102的输出端输入电压-频率变换电路103的输入脚7，再经电压-频率变换电路103转换为频率信号，然后采用串行方式被输入微处理器106的输入脚9。而流量传感电路104拾取的流量脉冲信号经整形放大，被输入微处理器106的输入脚6。微处理器106中预先存有编辑好的程序，对流量信号和温差信号进行运算，从而得出用户消耗的冷量或暖量，其依据的公式如下∵ΔQ=CΔmΔT其中，Q冷量或暖量(J)ΔT进水温度与回水温度之差(℃)m水的质量(Kg)C水的比热(J/℃·Kg)ΔNL=KL·Δm其中，NL流量的电脉冲个数(Hz·s)KL转换系数(Hz·s/Kg)KT·ΔT=ΔNT/Δt其中，ΔNT:Δt时间内记录的温差的电脉冲个数(Hz·s)KT温频转换系数(Hz/℃)Δt记录的时间间隔(s)∴Q=∑[C/(KL·KT·Δt)]·ΔNL·ΔNT=∑K·ΔNL·ΔNT其中，当流量测量机构的参数确定后，KL是可以测定的，KT是可以通过温度传感器及电路参数整定的，这样，如果选取一定的时间间隔Δt，即可确定系数K的数值，从而完成冷暖量Q的计算。
计量结果通过串行方式从微处理器106的2,3脚输出到液晶显示器107进行显示，显示器也可以采用机械计数显示器。数据显示器107上还设有冷暖控制键118，通过操作冷暖控制键118，可以对中央空调系统制冷或制暖的温度进行控制，这是中央空调系统本身具有的功能，属于现有技术，因此在本说明书中不作详细的阐述。与现有技术不同的是，在本实用新型的实施例中，冷暖控制键118还与冷暖切换开关108相连，从而在进行冷暖切换时，保证温差信号的极性。为了便于用户观察和操作，数据显示器107与计量表主体1相分离，被安装在用户室内的墙壁上，通过导线与计量表主体1的电路单元连接。
为了实现计算机联网管理，微处理器106还可以通过通信接口119与数据采集装置2连接，数据采集装置2可以与多个计量表装置连接，从而完成对多个用户的计量数据的采集；数据采集装置2还与数据处理装置3连接，在数据处理装置3中可以进行对各用户消耗的冷暖量的统计，计费，查询，管理等。其中，数据采集装置2可以采用51系列的单片机，数据处理装置3可以采用PC机。本实用新型冷暖量计量表装置与数据采集装置2，数据处理装置3之间的连接及通信属公知技术，在本说明书中不做详细说明。
该冷暖量计量表装置不仅可以用于中央空调系统，还可以广泛地用于其他通过流体在管道内的循环流动，进行冷暖量传递的系统，如北方城市中的管道供暖系统等。
权利要求1．一种冷暖量计量表装置，包括外壳(101)和电路部分，其特征在于所述的电路部分包括流量传感器(401,402)，放大整形电路(105)，进水温度传感器(401)，出水温度传感器(402)，取差放大电路(102)，电压-频率变换电路(103)，微处理器(106)，数据显示电路(107)和通信接口(119)；其中，进水温度传感器(401)和出水温度传感器(402)分别设置在中央空调系统的风机盘管(5)的进水口(601)和出水口(602)；温度传感器(401,402)所拾取的进水温度信号和出水温度信号经导线输入取差放大电路(102)，经取差放大后被输入电压-频率变换电路(103)，该电压-频率变换电路(103)将转换后的频率信号输入微处理器(106)；流量传感器(104)设置在中央空调系统的风机盘管(5)的进水管道(601)或出水管道(602)上，该流量传感器(104)所拾取的流量信号经放大整形电路(105)处理后被输入微处理器(106)；微处理器(106)有输出端与数据显示电路(107)相连，微处理器(106)还有输出端接通信接口(119)。
2．根据权利要求1所述的冷暖量计量表装置，其特征在于还包括有叶轮(109)，由叶轮(109)带动的减速齿轮副(110)和第一减速轴(113)，减速齿轮盒(114)和磁钢(111)，其中，磁钢(111)固定在第一减速轴(113)上；所述的流量传感器(104)是采用霍尔传感器(112)，霍尔传感器(112)被固定在磁钢(111)上方的减速齿轮盒(114)上，使霍尔传感器(112)对准磁钢(111)所处的圆周轨道。
3．根据权利要求1或2所述的冷暖量计量表装置，其特征在于在所述的温度传感器(401,402)与取差放大电路(102)之间设置有冷暖切换开关(108)。
4．根据权利要求1或2所述的冷暖量计量表装置，其特征在于所述的电压-频率变换电路(103)采用了芯片LM331。
5．根据权利要求1或2所述的冷暖量计量表装置，其特征在于所述的微处理器(106)采用了51系列的单片机。
6．根据权利要求1或2所述的冷暧量计量表装置，其特征在于所述的温度传感器(401,402)通过一个三通结构(117)固定在中央空调系统的风机盘管(5)的进水管道(601)或出水管道(602)上。
专利摘要本实用新型提供了一种适用于中央空调系统的冷暖量计量表装置。包括外壳101,流量传感器104,放大整形电路105,进水温度传感器401,出水温度传感器402,取差放大电路102,电压－频率变换电路103,微处理器106,数据显示电路107和通信接口119。通过测量风机盘管中的水流量和进出水温差,据此计量出用户消耗的冷量或暖量,使得对中央空调系统的合理收费和科学管理成为可能,有利于节约能源和环境保护。
文档编号G01K17/06GK2344766SQ9824144
公开日1999年10月20日 申请日期1998年10月23日 优先权日1998年10月23日
发明者杨运鸿, 李福彬, 郑舜生, 杨炳杰 申请人:杨运鸿, 刘洪