专利名称：计量与室温控制一体化的智能热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热计量与供热智能控制装置，特别是一种集中供暖系统中实现供热室温按用户需要自动控制、用热量分户计量及预付费控制管理等多种功能的热量与室温控制一体化的智能热量表。
背景技术：
随着国家对建筑节能要求的不断提高和供热收费体制的改革，热计量仪表的应用将日趋广泛。目前，国内外一些厂商已生产各式各样的热计量装置，但是其功能仅限于“单一热计量表”和IC卡、射频卡、TM卡等“智能卡预收费表”等两类，如智能卡预收费热量表如中国专利98126169.8《IC卡热量表》、中国专利00266838.6《非接触式IC卡预付费热量表》、中国专利01243406.X《一种TM卡预收费热量表》等，尚不能满足国内用户的需要，在实际使用中还存在许多难以解决与克服的问题。这些问题包括1、单一的热计量，或仅仅是在用热户热费不足时切断供热，不能使用热户根据节能和实际需要主动调节供热温度，或用户对室温的调节还需借助于安装在室内的恒温阀等装置。2、价格昂贵，特别是在热计量系统中使用进口热量表和恒温阀，造价将超出用户的经济承受能力，无法接受，不利于推广应用。3、采用恒温阀调节室温造价高，且使用不方便，不能方便地实现用热户随时按需要调节，很难做到在家中无人、白天、夜晚等不同供热时间段实现室温自主调节，不能实现节约能源，节省热费。4、IC卡、射频卡等各种预收费热能表，虽然种类比较多，但仅仅是在单一热计量基础上增加了预先收费功能装置，不给用户提供调节手段，不能实现供暖系统改进和供热体制改革，因而就不能实现节约能源、减少浪费的最终目的。
中国专利CN 1387165 A公开了一种带有室温智能控制的IC卡预收费热能表，但其还有不足之处1、其室温控制方式为采用开关电路控制驱动电磁阀，驱动电动阀不方便。2、电磁阀控制模式易积垢，不适用于供热水质差的情况，不能实现防堵塞功能。3、控制执行阀门仅采用电磁阀，可靠性较低。4、预付费功能仅采用IC卡实现。5、室温控制器与热量表之间仅限于导线直接连接等。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种改进的计量与室温控制一体化的智能热量表，可以克服现有技术中存在的问题，可实现供热室温按需要自动控制、智能化热计量，还可以兼有预付费智能化管理功能，具有自动调节室温、适用性好、造价低、安装方便、使用简便可靠、计量准确、节约能源、用热预付费便于管理等特点。
本实用新型主要包括室温控制器、热量表、电驱动控制阀构成。
本实用新型的室温控制器、热量表、电驱动控制阀通过有线或无线连接；所说的电驱动控制阀是二通或三通电动或电磁控制阀，控制阀安装于供热用户热水给水或回水管道上；所说的热量表是智能卡预先收费表或不带预先收费装置的单独热计量表，热量表与控制阀可以是一体或分体；所说的室内温度控制器与热量表可以是一体或分体。所说的室温控制器可以固定安装在室内，也可以是不固定的�？仄鳎椅驴刂破鞯母形绿酵飞柚迷谒狄？仄髂诓浚约觳庵芪露取�
所说的单独热计量表包括流量传感器、温度传感器、微处理控制器、显示器、显示控制按键和电源构成，对于所说的智能卡预先收费热量表还包括智能卡读卡器。
所说的三通式控制阀，装于热水给水管上，并有旁通管与控制阀相连，旁通管的另一端连接热水回水管，旁通管上可加装节流装置以平衡供热主管通断时的流量。
所说的室温控制器为机械电子式室内温度控制器或可编程电子式室内温度控制器。机械电子式室内温度控制器是通过调节接触触点来设定所需要的室温。可编程电子式室内温度控制器是按需要把一天24小时分为4～8个时间段，分别输入各时间段的设定温度。用户根据自己的需要选取各时间段的温度。
所说的室温控制器与热量表之间的无线连接包括通用的红外线、无线电波或超声波无线连接。
所说的电源系统可以是电池或太阳能电池，也可以是外部交流电源，还可以是可充电或不可充电电池与交流电源和整流电路构成的组合电源系统。
所说的二通或三通电动控制阀可在微处理器的控制下遇堵塞自动反转，避免阀芯卡死。
热量表可以安装在用户室内也可以安装在用户室外。
智能卡预先收费热量表可以是IC卡、TM卡、射频卡、CPU卡、红外卡或磁卡等各种预先收费热量表。
采用IC卡的计量与室温控制一体化智能热量表由微处理控制器、流量传感器、进水温度传感器、回水温度传感器、IC卡插座、显示器、显示控制按键、电源、电驱动控制阀、室温控制器等组成，IC卡热量表的进水温度传感器连接在用户的热水给水管道上，回水温度传感器连接在用户的热水回水管道上，流量传感器、电驱动控制阀安装在用户热水给水或回水管道上；室温控制器安装在用户室内的合适地点；热量计量与控制部分包括电源电路、微处理控制器电路、温度测量电路、流量测量电路、电动阀门控制电路、室温控制电路、IC卡读写电路及数据显示电路，各电路分别与电源电路和微处理器电路连接，进水和回水温度传感器分别与温度测量电路连接，流量传感器与流量测量电路连接，IC卡插座、显示控制按键及显示器等与IC卡读写电路及数据显示电路连接，电驱动控制阀与电动阀门控制电路连接，室温控制器与室温控制电路连接。
射频卡也称为非接触式IC卡。采用射频卡的计量与室温控制一体化热量表与采用IC卡的计量与室温控制一体化热量表总体结构相同，都由流量传感器、进水温度传感器、回水温度传感器、微处理控制器、显示器、显示控制按键、电源、电驱动控制阀、室温控制器组成。射频卡热量表的进水温度传感器连接在用户的热水进水管道上，回水温度传感器连接在用户的热水回水管道上，流量传感器、电驱动控制阀安装在用户热水进水或回水管道上，室温控制器安装在用户室内的合适地点；热量计量与控制部分包括电源电路、微处理器控制电路、温度测量电路、流量测量电路、电动阀门控制电路、室温控制电路、射频卡读写电路及数据显示电路，各电路分别与电源电路和微处理器电路连接，进水和回水温度传感器分别与温度测量电路连接，流量传感器与流量测量电路连接，射频卡读卡器、显示控制按键及显示器等与射频卡读写电路及数据显示电路连接，电驱动控制阀与电动阀门控制电路连接，室温控制器与室温控制电路连接。与IC卡热量表不同在于射频卡读写电路由射频收发电路、基站组成，计算器与射频卡读写电路的信息输入计算与控制电路。
不带预先收费装置的单独热计量与室温控制一体化热量表，就是将采用IC卡的计量与室温控制一体化热量表的IC卡读卡器与相应读写电路省略。它由微处理控制器、流量传感器、进水温度传感器、回水温度传感器、显示器、显示控制按键、电源、电驱动控制阀、室温控制器等组成。热量表的进水温度传感器连接在用户的热水给水管道上，回水温度传感器连接在用户的热水回水管道上，流量传感器、电驱动控制阀安装在用户热水给水或回水管道上；室温控制器安装在用户室内的合适地点；热量计量与控制部分包括电源电路、微处理控制器电路、温度测量电路、流量测量电路、电动阀门控制电路、室温控制电路及数据显示电路，各电路分别与电源电路和微处理器电路连接，进水和回水温度传感器分别与温度测量电路连接，流量传感器与流量测量电路连接，显示控制按键及显示器等与数据显示电路连接，电驱动控制阀与电动阀门控制电路连接，室温控制器与室温控制电路连接。
采用CPU卡、TM卡的计量与室温控制一体化热量表与采用IC卡的计量与室温控制一体化热量表总体结构也都相同，区别在于相应的读卡器与读写电路为CPU卡或TM卡读卡器及读写电路。本实用新型使用的IC卡、射频卡、CPU卡、TM卡或磁卡等相对应的读卡器及读写电路都是公知的。
所说的热量表可以与电驱动控制阀、流量传感器、温度传感器一起包含在一个表箱之内构成表本体，也可以不设置表箱。
本实用新型与现有技术相比有如下有益效果1、用户可以根据自己的意愿和实际需求，通过安装在室内的室温控制器很方便地设定供暖状态；根据房间有、无人的情况或其它具体需要，随时主动控制采暖房间的温度，实现节约能源、节省取暖费用。
2、该热量表同时具有供热计量和采暖调节的功能，且操作方便可靠，安装简单，寿命长，成本低。用于取代目前热量表加恒温阀的系统模式，可以大大降低系统造价，便于推广，适合中国的国情。
3、具有智能卡预付费功能，便于用热管理，可以解决供热收费难的社会问题。
4、有利于供热温度分户调节、降低造价，解决能源浪费问题，也可减轻用热户的经济负担。
5、当采用三通式控制阀时候，可以大大减少因控制阀开闭对热水循环系统的冲击，使整个热水系统更加稳定。
6、采用电动球阀作为控制阀时，可靠性高，具有防堵塞功能。
7、室温自动控制功能由室温控制器通过室温控制电路连接微处理器，由微处理器指令控制实现，不再需要开关电路，结构简单方便，功能更强。
图1是本实用新型热量表的第一个实施例结构示意图。
图2是本实用新型热量表的第二个实施例结构示意图。
图3是本实用新型热量表的电路方框图。
图4是本实用新型热量表的电路原理图。
具体实施方式
实施例1计量与室温控制一体化的IC卡智能热量表的结构如图1所示，它是由安装在室内的机械电子式室内温度控制器4通过导线连接安装在供热入户管道上的IC卡热量表和电驱动控制阀构成。
进水接管2上装着电驱动控制阀3、流量传感器14和温度传感器13，电驱动控制阀是两位通断阀；回水接管1上装着温度传感器15；壳体8为封装各电子电路和器件的封装壳；壳体内封装着电驱动阀门控制电路4、室温控制电路6、带有电源电路及IC卡读写和数据显示电路的微处理控制器电路板11、带有温度测量电路和流量测量电路的电路板12等；壳体面板上装着与微处理控制器和IC卡读写及数据显示电路板相连接的显示控制按键7、显示器9、IC卡插座10等；壳体8可以与电磁控制阀3或与流量传感器14机械连接固定；进水温度传感器13、回水温度传感器15分别通过导线连接进、回水测温电路，流量传感器14通过导线与流量测量电路连接，电驱动控制阀3通过导线与电驱动阀门控制电路4连接，室温控制器5通过导线与室温控制电路连接。
热量表的电路连接关系如图3、图4所示，进水测温电路A1、回水测温电路A2、流量测量电路A3、IC卡读写电路A4、存储电路A5、数据显示电路A7、室温控制电路A8及电驱动阀控制电路A6分别与电源电路和微处理控制器CPU连接。进水测温电路A1中的RP1为温度传感器14，回水测温电路A2中的RP2为温度传感器16，流量测量电路A3中的F为流量传感器15，室温控制电路A8中的WK为旋钮式室温控制器。
实施例2计量与室温控制一体化的IC卡智能热量表的结构及电路连接关系如图2、图3、图4所示，室温控制器5采用可编程电子式室内温度控制器，即按需要把一天24小时分为4～8个时间段，分别设定各时间段的温度，将各时间段和设定的温度编成程序存储在控制器的芯片中。用户根据自己的需要选取时间段的温度。电磁控制阀3采用两位三通控制阀，控制阀装于供水接管2上，并有旁通管16与控制阀3相连，旁通管的另一端连接回水管1，旁通管上还可加装节流装置以平衡供热主管通断时的流量和水压变化。
计量与室温控制一体化的IC卡智能热量表的工作原理是使用时，室温控制器5安装在欲控制室温的室内典型地点，IC卡热量表部分安装在住户的采暖系统入户管道上。用户将在供热部门购得的计有采暖预付款额的IC卡插入IC卡插座10上，微处理控制器通过识别、判读，读入预付费供热额度值，并通过电动阀控制电路输出控制信号，使电驱动控制阀3打开，开始供热。同时微处理控制器根据温度传感器13和15传来的温度信号及流量传感器14传来的流量信号，进行供热费计算，并不断从读入的预付费供热额度值中减去，直至为零。这时微处理控制器将输出控制信号通过电动阀控制电路使电驱动控制阀3关闭，停止供热，直至有新的预付费供热额度值输入。在预交热费状态下，用户上班家中无人时，可把室温控制器5的设定温度调低，例如调至摄氏10度以下，室温控制器自动将其测得的室温值和设定值进行比较，如室温达到设定值，室温控制器5触点断开(或闭合)，通过室温控制电路向微处理器发出信号，微处理器将输出控制信号通过电动阀控制电路使电驱动控制阀3关闭，停止供热，同时停止计费；如室温低于设定值，室温控制器5触点闭合(或断开)，通过室温控制电路向微处理器发出供热信号，微处理器将输出控制信号通过电动阀控制电路使电驱动控制阀3开启，开始供热，同时开始计费，直至达到设定温度。对于两位三通电驱动控制阀，微处理器发出供热信号时，阀门打开，供热管路接通，同时旁通关路关闭，开始供热；当微处理器发出停止供热信号时，阀门关闭，供热给水管路关闭，同时旁通管路接通，停止供热。由于用户家中无人时设定室温低，电驱动控制阀开启供热的时间缩短，可实现节省热能、节约热费。如用户下班回家，可把室温控制器的设定温度调高，例如调至摄氏18度以上，室温控制器将自动在新的设定状态下控制供热，实现自动控制室内采暖温度处在设定状态，满足供热需求，同时实现按需供热。室温控制器的设定温度可以随时按需要方便地调节，实现用户主动按需用热、节约能源、节省热费的要求。采用可编程室温控制器按需要把一天24小时分为4～8个时间段，分别设定各时间段的温度，室温控制器将自动控制电驱动控制阀的启闭，控制供热和计费，实现采暖室温自动控制和节省供热费用、减少能源浪费。
权利要求1.一种计量与室温控制一体化的智能热量表，它主要包括室温控制器、热量表、电驱动控制阀构成，所说的热量表包括流量传感器、温度传感器、微处理控制器、显示器、显示控制按键和电源、控制电路等构成，其特征在于所说的室温控制器、热量表、控制阀通过有线或无线连接；所说的控制阀是二通或三通电驱动控制阀，控制阀安装于供热用户热水管道上；所说的热量表是预先收费表或不带预先收费表。
2.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化的热量表，其特征在于所说的控制阀是三通式控制阀，装于热水供水管上，并有旁通管与控制阀相连，旁通管的另一端连接热水回水管，旁通管上可加装节流装置以平衡供热主管通断时的流量和水压。
3.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化智能热量表，其特征在于所说的室温控制器是机械电子式室内温度控制器或可编程电子式室内温度控制器。
4.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化的智能热量表，其特征还在于所说的电源是电池、太阳能电池、外部交流电源，或是可充电或不可充电电池与交流电源和整流电路构成的组合电源系统。
5.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化的智能热量表，其特征还在于所说的无线连接包括红外线、无线电波或超声波无线连接。
6.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化的智能热量表，其特征还在于所说的热量表是单独的热计量表。
7.按照权利要求1所说的计量与室温控制一体化的智能热量表，其特征还在于所说的热量表是IC卡热量表、射频卡热量表、CPU卡热量表、TM卡热量表或磁卡热量表。
专利摘要本实用新型是一种计量与室温控制一体化的热量表。本实用新型包括室温控制器、热量表表本体、电驱动控制阀构成，所说的表本体包括流量传感器、温度传感器、智能卡插座、微处理控制器、显示器、显示控制按键和电源、控制电路等构成；所说的室温控制器、热量表、电驱动控制阀通过有线或无线连接；所说的电驱动控制阀是二通或三通电动或电磁控制阀；所说的热量表是预先收费表或不带预先收费表；本实用新型通过室温控制器控制供热和计费的运行状态，可实现自动调节室温、节约能源和热费，且具有造价低、安装使用方便、计量准确、便于管理、更符合我国居民对室温控制的使用习惯等特点，可广泛用于需供热的场合。
文档编号G01K17/00GK2645063SQ03242120
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月18日 优先权日2003年3月18日
发明者齐承英, 吴晋湘, 王晓东 申请人:齐承英, 吴晋湘, 王晓东
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