專利名稱：風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種空調系統冷/熱量計量裝置，特別是一種適合于風機盤管空調系統的冷/熱量計量裝置。屬于建筑環境與設備工程以及制冷工程技術領域。
計時法冷/熱量計量表是直接安裝在中央空調系統末端的風機盤管處，對電動閥狀態和風機的運行狀態進行實時檢測，并以電動閥的開啟作為使用中央空調的基本依據，對用戶使用空調的時間進行累計和保存，然后根據各用戶所使用中央空調當量時間來進行收費。如廣州市佛山艾科AKE-C02時間型中央空調分戶計費裝置。該計量方法可以準確計算各使用單位空調系統供冷的時間，從使用時間上講比較合理的，但存在以下問題①沒有考慮冷/熱水流量的變化，在冷/熱水系統很不穩定的情況下將給冷/熱量計量帶來較大的誤差；②沒有考慮冷/熱水溫度的變化。這樣，在風機盤管機組冷/熱水供、回水溫差變化較大的情況下，無法真正反應用戶實際的用冷量或用熱量；③沒有考慮用戶室內空氣狀態參數對風機盤管機組供冷/熱量的影響，從而使冷/熱量計量結果與用戶的實際用冷/熱量相差很大。
水側雙溫流量法冷/熱量計量表是根據監測通過空調末端設備的冷/熱水流量和水溫的變化，計算出一段時期內單位用戶的用冷/熱量。該系統的每個計量單元有兩套溫度傳感器，一套流量傳感器。檢測指示儀自動連續檢測空調末端設備的冷/熱水流量和進、出口溫度，然后計算出冷/熱量。
這種計量系統理論上十分完善，將冷/熱水流量和溫度的變化均考慮了進去，冷/熱量計量數據精確度高。已有技術中。申請號為(01247151)，名稱為(全數字化戶用冷/熱量計量表)的發明專利；申請號為(00241599)，名稱為(一種整體型熱計量表熱量表)的發明專利；申請號為(98241444)，名稱為(冷暖量計量表裝置)的發明專利，都采用這種計量方法。但由于以下幾個不足而制約了這種計量方法在我國的推廣應用。
①對管網形式有特殊要求。采用該種計量方式要求每個用戶只有一個冷/熱水入口，用戶內的幾個盤管必須形成一個獨立分支，這勢必降低了系統布置的靈活性，不利于與建筑格局的整體配合。
②安裝復雜，維護困難。由于這種計量裝置需要破壞空調系統的水系統，施工起來比較麻煩。而且，當裝置出了毛病對其進行維修時，拆卸工作將會非常地困難。
本發明主要包括溫度傳感器，濕度傳感器，風機電壓探頭，溫、濕度轉換放大電路，電壓整形電路，多路A/D轉換電路，CPU數據處理芯片，數據存儲芯片，RS-485通訊數據轉換芯片和液晶顯示電路等。高靈敏度的溫度傳感器和一個高靈敏度的濕度傳感器分別對風機盤管的進風空氣溫度ta和進風空氣濕度da進行監測，電壓探頭對風機盤管的風機電壓Uf進行監測并利用(1)式獲得風機盤管運行時的風量Ga，同時通過與冷/熱源中央管理機的通訊監測冷/熱源的供水溫度tzw和供水總流量Gzw并分別利用(2)式和(3)式獲得風機盤管的進水溫度tw和進水流量Gw。這樣，風機盤管的供冷/熱負荷可由(4)式計算，并對時間累計后得到風機盤管在一段時間里的供冷/熱量，從而實現風機盤管的冷/熱量計量。Ga=aUfb..........(1)]]>tw＝tzw+c (2)Gw=kx·GzwN..........(3)]]> 上式中，a，b，c，Kx，Kz，Ks，m1，m2，m3，m4，n1，n2，n3，n4為待定系數，由工程調試確定；N為整個空調系統的用戶風機盤管總數。
本發明的風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置所監測的參數分成兩種類型一種是用戶風機盤管實時監測參數，包括風機盤管進風溫度、濕度和風機電壓，它們由本裝置直接監測得到；另一種是冷/熱源冷/熱水系統的控制參數，包括供水溫度和總供水流量，它們通過網絡通訊從冷/熱源的中央管理機傳給本裝置。
在工程施工時，只需將該計量裝置安裝在風機盤管進風口附近，其溫度傳感器和濕度傳感器固定在風機盤管進風口中央，其電壓探頭與風機的檔位開關相連，同時利用RS-485通訊數據轉換芯片將其與冷/熱源的管理機相連接。
該冷/熱量計量裝置不需破壞空調水系統，安裝維護方便，計量值可信度高，特別適合于現有風機盤管空調系統的冷/熱量計費改造，具有顯著的社會效益和經濟效益。
附圖及
具體實施例方式
圖1風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置結構示意2風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置工作流程中，1是溫度傳感器，2是濕度傳感器，3是風機電壓探頭，4是溫度轉換電路，5是濕度轉換電路，6是電壓整形電路，7是溫度電壓信號放大電路，8是濕度電壓信號放大電路，9是多路A/D轉換器，10是CPU數據處理芯片，11是數據存儲芯片，12是觸發器，13是液晶顯示電路，14是RS-485通訊數據轉換芯片。
下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步描述。
如圖1所示，本發明裝置主要包括溫度傳感器1，濕度傳感器2，風機電壓探頭3，溫度轉換電路4，濕度轉換電路5，電壓整形電路6，溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8，多路A/D轉換器9，CPU數據處理芯片10，數據存儲芯片11，觸發器12，液晶顯示電路13，RS-485通訊數據轉換芯片14。
溫度傳感器1、濕度傳感器2的輸出信號端分別與溫度轉換電路4、濕度轉換電路5的輸入端相連接；溫度轉換電路4、濕度轉換電路5的輸出端分別與溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8的輸入端相連接；溫度電壓信號放大電路7，濕度電壓信號放大電路8的輸出端與多路A/D轉換器9的模擬量輸入端相連接；風機電壓探頭3的輸出信號分別與電壓整形電路6、觸發器12的輸入端相連接；電壓整形電路6的輸出端與多路A/D轉換器9的模擬量輸入端相連接；觸發器12的輸出端與CPU數據處理芯片10的輸入端相連接；多路A/D轉換器9的輸出端與CPU數據處理芯片10的輸入端相連接；數據存儲芯片11、RS-485通訊數據轉換芯片14分別與CPU數據處理芯片10互連；CPU數據處理芯片10的輸出端與液晶顯示電路13的輸入端相連接，RS-485轉換芯片14與冷/熱源的中央管理機相連。
溫度傳感器1采用AD590器件，濕度傳感器2采用YX-HS-33C器件，A/D轉換芯片9采用AI)C0809，CPU數據處理芯片10采用89C52 CPU芯片；存儲芯片11采用93C46芯片；液晶顯示電路13采用SMG19254A型號。
本冷/熱計量裝置通過A/D轉換芯片9，將風機盤管進風空氣的溫度，濕度以及風機運行電壓等模擬信號轉換成數字信號，利用RS-485通訊數據轉換芯片14獲取冷/熱源中央管理機的相關信息(主要包括冷/熱源供水溫度和總供水流量)，這些信息由CPU數據處理芯片10進行處理，并根據上文所述的相關公式計算得到風機盤管的供冷/熱負荷，再對時間累積后得到風機盤管在某一段時間內的供冷量或供熱量；同時將相關數據根據需要保存在E2PROM數據存儲芯片11中，并通過液晶顯示電路13將風機盤管的冷/熱負荷和冷/熱量顯示在液晶顯示屏上。
由溫度傳感器1得到的溫度信號和濕度傳感器2得到的濕度信號分別通過溫度轉換電路4和濕度轉換電路5后，變成幅度5V，脈寬20MS的標準電脈沖信號，這種信號分別經過溫度電壓信號放大電路7和濕度電壓信號放大電路8處理后，經接口電路送入多路A/D轉換芯片9進行模數轉換后，再送給CPU數據處理芯片10進行處理。風機電壓探頭3將探測到的風機電壓信號一方面通過電壓整形電路6后變成幅度5V，脈寬20MS的標準電脈沖信號，由A/D轉換芯片9進行模數轉換后送入CPU數據處理芯片10進行處理；另一方面，風機電壓探頭3將探測到的風機電壓信號傳給觸發器12，觸發器12用來控制CPU數據處理芯片10是否需要工作，只有在風機電壓探頭3探測的風機電壓不為零的情況下，CPU數據處理芯片10才處于工作狀態。
如圖2所示，在具體的計量過程中，該裝置始終對用戶風機盤管的風機電壓進行監測，如果電壓為零，則判定用戶不用冷或不用熱，此時該計量裝置的其它部分處于閑置狀態；如果監測到的風機電壓不為零，則根據電壓大小確定風機的風量，同時，該計量裝置的其它檢測系統開始工作，監測風機盤管風側入口處的空氣溫、濕度，其通訊系統也被激活，向冷/熱源的中央管理機發出請求信號，以獲得當時的冷/熱水供水溫度值和總流量值。然后，根據這些參數值和芯片內儲存的有關數據，利用前面所述的公式計算出此時風機盤管的冷/熱負荷，最后對時間累積得到風機盤管在一段時間內的供冷/熱量，從而實現冷/熱量計量。
權利要求
1.一種風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置，主要包括溫度傳感器(1)，濕度傳感器(2)，風機電壓探頭(3)，溫度轉換電路(4)，濕度轉換電路(5)，電壓整形電路(6)，溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)，多路A/D轉換器(9)，CPU數據處理芯片(10)，數據存儲芯片(11)，觸發器(12)，液晶顯示電路(13)，RS-485通訊數據轉換芯片(14)，其特征在于該裝置是通過監測風機盤管的風側進口空氣溫度、空氣濕度、冷水進口溫度、冷水流量以及風機電壓等參數，并以空調盤管的傳熱理論為計算基礎進行風機盤管空調系統的冷/熱量計量，溫度傳感器(1)、濕度傳感器(2)的輸出端分別與溫度轉換電路(4)、濕度轉換電路(5)的輸入端相連接，溫度轉換電路(4)、濕度轉換電路(5)的輸出端分別與溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)的輸入端相連接，溫度電壓信號放大電路(7)，濕度電壓信號放大電路(8)的輸出端與多路A/D轉換(9)的模擬量輸入端相連接；風機電壓探頭(3)的輸出信號分別與電壓整形電路(6)、觸發器(12)的輸入端相連接，電壓整形電路(6)的輸出端與多路A/D轉換器(9)的模擬量輸入端相連接，觸發器(12)的輸出端與CPU數據處理芯片(10)的輸入端相連接，多路A/D轉換器(9)的輸出端與CPU數據處理芯片(10)的輸入端相連接，數據存儲芯片(11)、RS-485通訊數據轉換芯片(14)分別與CPU數據處理芯片(10)互連，CPU數據處理芯片(10)的輸出端與液晶顯示電路(13)的輸入端相連接，RS-485轉換芯片(14)與冷/熱源的中央管理機相連。
全文摘要
風機盤管空調系統冷/熱量計量裝置是通過監測風機盤管的風側進口空氣溫度、風側進口空氣濕度、冷水進口溫度、冷水流量以及風機電壓等參數，并以空調盤管的傳熱理論為計算基礎的智能型計量裝置。主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、風機電壓探頭、溫、濕度轉換放大電路、電壓整形電路、多路A/D轉換電路、CPU數據處理芯片、數據存儲芯片、RS－485通訊數據轉換芯片和液晶顯示電路等。在工程施工時，只需將該計量裝置安裝在風機盤管進風口附近，其溫度傳感器和濕度傳感器固定在風機盤管進風口中央，其電壓探頭與風機的檔位開關相連，同時利用RS－485通訊數據轉換芯片將其與冷/熱源的管理機相連接。工程安裝簡單，不需破壞原空調系統的冷/熱水系統，維護管理方便，計量科學，特別適合于現有風機盤管空調系統的冷/熱計費改造。
文檔編號G01K17/00GK1448703SQ03116150
公開日2003年10月15日 申請日期2003年4月3日 優先權日2003年4月3日
發明者姚曄, 連之偉, 李智華 申請人:上海交通大學