專利名稱：一種供暖計費裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供暖計費裝置，用于中央空調的基于接通時間分攤法計量計費。
背景技術：
隨著國家戰略發展的需要和科學技術的進步，集中供暖的分時計費方法逐漸被廣泛的應用于城市建筑，這無疑能夠有力的促進廣大群眾建立自覺的節能意識，培養良好的節約能源意識和習慣。為了促進能源的節約，降低資源浪費，建立節約和創新型社會，國家采取了一系列的政策措施，也出臺了很多相關行業標準。但由于我國對于建筑供暖分戶計量技術的研究起步較晚，目前尚缺乏成熟的分戶計量計費措施，因此對于相關技術的研究，一直在不停的探索之中。但可以肯定的是，只有建立一套科學而合理的、能夠最大限度的滿足分配公平的計費措施，才能夠促進群眾合理的消費，促進城鄉居民盡快的培養并建立節約公共資源的習慣，也因此才能更好的貫徹國家戰略，促進能源節約，減少資源浪費，以保障社會的可持續發展。
實用新型內容本實用新型針對現有技術不足，提出一種供暖計費裝置，能夠實現一種科學、合理的熱量分攤計量計費方案，可以很好地滿足中國熱計量改革的技術要求。本實用新型所采用的技術方案:一種供暖計費裝置，含有通斷控制閥，執行控制器，溫度控制器；溫度控制器通過有線或無線通訊方式與執行控制器連接，溫度控制器采集室溫和輸入控制要達到的溫度，執行控制器控制連接通斷控制閥，執行控制器檢測管道熱媒溫度，所述執行控制器包括含有微處理器的核心控制模塊和閥控制執行單元，核心控制模塊包括微處理器，閥位檢測模塊，溫度采集模塊，存儲模塊，時鐘模塊；溫度采集模塊連接通斷控制閥內的溫度傳感器信號輸出端，閥位檢測模塊和溫度采集模塊輸出信號連接微處理器，微處理器設有控制輸出端連接閥控制執行單元，存儲模塊用于存儲供暖裝置數據和參數；時鐘模塊使用內部時鐘或外部時鐘，用于計量用戶有效使用時間。所述的供暖計費裝置，閥位檢測模塊采用紅外對管進行檢測，判斷閥門的開、關位置和故障狀態；紅外對管的發射管處于發射狀態，接收管的一個輸出引腳連接至微處理器的I/o 口，根據接收管輸出腳的輸出狀態來判斷閥門狀態。所述的供暖計費裝置，閥控制執行單元采用光電耦合器隔離，光電耦合器輸入端連接微處理器，光電耦合器輸出端通過二極管耦合連接一放大器，所述放大器輸出端控制連接繼電器；閥開關信號同時通過光電耦合器隔離輸入到微處理器。所述的供暖計費裝置，含有數據通訊單元，所述通訊單元包括與上位管理單元進行數據交換的上行通訊電路和與執行控制器連接的下行通訊電路；所述通訊電路通過控制接口和數據接口與含有微處理器連接；所述上行通訊電路的UART 1_TX和UART 1_RX和微處理器的UART1_TX和UART1_RX相連接，收發控制引腳COM_CTR通過光電耦合器連接到微處理器的Com_CTRl和Com_CTR2 ；下行通訊電路的UART3_TX和UART3_RX和微處理器的UART3_TX和UART3_RX相連接，收發控制引腳通過三極管進行信號翻轉之后和微處理器的CTR相連接。本實用新型的有益效果:1、本實用新型供暖計費裝置，采用“通斷時間面積法”實現集中供熱的分戶計量，一戶一閥，直接替代熱量表，閥通斷可靠，從根本上解決了熱量表不適合我國供暖系統水質問題。不僅簡化了分戶計量之后的復雜管理，還解決了由于流量計的不適應而帶來的計量偏差過大矛盾。計費裝置由時間通斷閥和室溫控制器兩部分組成，為用戶行為節能與熱量分攤計量提供了一種先進、實用的技術手段。CHN溫控采暖計費閥，它的室溫調節和熱量分攤由同一設備完成，兼備溫度控制與分攤熱量功能，耗熱量分攤與住戶在樓內的位置無關，不必進行住戶位置修正，系統各設備之間全部采用有線通訊，用戶操作方便，熱力公司或物業抄表方便。管理系統可進行耗熱量分攤及熱費計算，并具有能耗統計、分析功能、室溫控制準確度好，新建建筑及既有建筑改造都可以應用。2、本實用新型供暖計費裝置，采用的基本原理是通斷時間面積法。即以每戶的供暖系統有效通水時間為依據，分攤建筑的總供熱量。其具體做法是:對于按戶分環的水平式供暖系統，在樓棟入口安裝一塊樓棟熱量表，計量樓棟總供熱量，在各戶的分支支路上安裝CHN溫控采暖計費閥，對該用戶的循環熱水進行通斷控制來實現該戶的室溫調節。同時在各戶的代表房間(一般為客廳)里放置室溫控制器，用于用戶開關控制、設定溫度和測量室內溫度，根據這兩個溫度值計算可停比，確定開關指令并傳輸給時間通斷閥。時間通斷閥根據開關指令控制通斷，以開啟時間調節送入室內熱量，同時記錄和統計各戶供水溫度達到“有效”要求的開啟時間，按照各戶的“有效”累計開啟時間結合供暖面積分攤整棟建筑的熱量及熱費。CHN溫控采暖計費閥自身帶有用戶開關，用戶完全可以根據自己的需要通過開啟、關閉或按溫度自動控制，實現選擇性消費，達到節能效果。適合于安裝熱量表進行分戶計量的供熱系統均可以安裝CHN溫控采暖計費閥。即共用的供回水立管和分戶獨立系統相結合的供熱形式，每戶是相對獨立一個系統，每戶的供回水管和共用的供回水立管相連，時間通斷閥安裝在每戶入口的總供回水管上。戶內的采暖系統可采用地板輻射采暖、散熱器采暖等形式，其中散熱器采暖形式主要有水平并聯式和水平串連式兩種。3、本實用新型供暖計費裝置，方便管理，容易維護。CHN溫控采暖計費閥可采用預付費方式，用戶只有購買了相應地使用權限才能進行采暖和控制操作。當用戶購買的使用權限消費為O時，將自動關閉閥門，實現了收費和消費權限的管理。對供熱系統的適應性強。熱量表對采暖水質有苛刻要求，特別是水系統中的雜質易造成在流量計腔體內的淤積是熱量表無法工作。CHN溫控采暖計費閥對系統水質無嚴格要求，閥永不結垢生銹，運行安全穩定。具有管理功能:熱量表只顯示計量結果，不具備收費和限制使用功能。維護使用成本低:熱量表的電池壽命按國家規定6年更換一次，且需要每兩年拆下效驗一次；CHN溫控采暖計費閥沒有電池更換問題、使用壽命中也無須效驗。4、本實用新型供暖計費裝置，是傳統按面積收費方式的繼承、延伸和改進，收費單價容易確定，收費方式透明、直觀。使用面積和時間為計費方法，有效地解決了目前采暖收費標準的問題；通斷時間的概念替代了熱量表直接測量熱量的方法，易于理解、收費簡單用戶易于按受，管理部門也便于管理。具有以下優點:I)適用性:完全取代熱量表，適合既有、新建、住宅、辦公、等各種單戶成環的水平采暖系統。尤其對地板輻射采暖系統更具優勢，計量準確，可實現溫度調控，造價低。2)實用性:系統安裝簡便，只需要在用戶戶外樓梯間的管道井里安裝閥體，同時戶內安裝室溫控制器。即可同時實現室內溫度調控和熱費分攤計量，可不加裝溫控閥、不用入戶測量用戶散熱器散熱系數。3)調節性:室溫控制器采用數字液晶顯示室內溫度以及設定溫度，同時根據室溫控制器內的智能溫控算法，可將室內溫度調控到設定溫度的±0.5度以內，這是其他溫度調控裝置所達不到的。4)可靠性:設備硬件關鍵部分均采用自主品牌，設備運行穩定，使用壽命長，維護成本低。沒有像熱量表一樣因為水質問題導致儀表讀數越來越小(測溫熱電偶、流量計結垢等)，并且得定期檢定、拆裝等問題。5)防盜熱性:系統防盜熱性高，不會像熱量表或熱分配器等計量方式可通過調整測溫探頭或人為降低設備環境溫度等方法作弊盜熱；消除了熱費分攤中出現誤差，通過調整室內溫度以及用熱時間，不受散熱器、安裝方式以及安裝位置的影響。6)合理性:CHN溫控采暖計費閥遵循“有效果”計費原則，只計量供熱管網供水溫度達到設計要求情況下的采暖時間，避免了供熱情況不達標的現象，熱費分攤合理，做到了面積相同、室內溫度相同時，所繳納的熱費相同，公平合理。7)可采用IC卡預付費，用戶只要按供熱采暖面積預付費用購買一定的時間。就可按自己的意愿使用供熱采暖，比如:在外出旅游家中無人時可自己關閉CHN溫控采暖計費閥，回家時再打開，這樣不但減少能量消耗，還能有效節省家庭開支，在購買的供暖時間消耗完畢時，閥門會自動關閉。
圖1:本實用新型供暖計費裝置存儲電路原理圖；圖2:本實用新型供暖計費裝置執行控制器閥門開關狀態檢測電路；圖3:本實用新型供暖計費裝置執行控制器供電電路；圖4:本實用新型供暖計費裝置執行控制器電機供電控制及檢測電路；圖5:本實用新型供暖計費裝置執行控制器上行通訊系統；圖6:本實用新型供暖計費裝置執行控制器下行通訊系統圖7:本實用新型供暖計費裝置溫度檢測電路；圖8:本實用新型供暖計費裝置最小系統工作電路原理圖；圖9:本實用新型供暖計費裝置模塊圖。
具體實施方式
實施例一:參見圖9，本實用新型供暖計費裝置含有通斷控制閥，執行控制器，溫度控制器；溫度控制器通過有線或無線通訊方式與執行控制器連接，溫度控制器采集室溫Tl和輸入控制要達到的溫度T2，執行控制器控制連接通斷控制閥，執行控制器檢測管道熱媒溫度T3，所述執行控制器包括含有微處理器的核心控制模塊和閥控制執行單元，核心控制模塊包括微處理器(CPU)，閥位檢測模塊，溫度采集模塊，存儲模塊，時鐘模塊；溫度采集模塊連接通斷控制閥內的溫度傳感器信號輸出端，閥位檢測模塊和溫度采集模塊輸出信號連接微處理器(CPU)，微處理器設有控制輸出端連接閥控制執行單元，存儲模塊用于存儲供暖裝置數據和參數；時鐘模塊使用內部時鐘或外部時鐘，用于計量用戶有效使用時間。實施例二:參見圖1 圖8。本實施例的供暖計費裝置，與實施例一不同的是:閥位檢測模塊采用圖2所示的閥位檢測電路。閥位檢測模塊采用紅外對管進行檢測，判斷閥門的開、關位置和故障狀態；紅外對管的發射管處于發射狀態，接收管的一個輸出引腳連接至微處理器的I/O 口，根據接收管輸出腳的輸出狀態來判斷閥門狀態。實施例三:參見圖1 圖8。本實施例的供暖計費裝置與實施例一或實施例二不同的是:執行控制器采用如圖4所示的電機供電控制電路和檢測電路。閥控制執行單元采用光電稱合器隔離，光電稱合器輸入端連接微處理器，光電稱合器輸出端通過二極管I禹合連接一放大器，所述放大器輸出端控制連接繼電器；閥開關信號同時通過光電耦合器隔離輸入到微處理器。實施例四:參見圖1 圖8。本實施例的供暖計費裝置與前述各實施例不同的是:含有數據通訊單元，所述通訊單元包括與上位管理單元進行數據交換的上行通訊電路和與執行控制器連接的下行通訊電路；所述通訊電路通過控制接口和數據接口與含有微處理器連接；執行控制器核心控制模塊采用圖8所示電路。上行通訊電路的UART1_TX和UART1_RX和微處理器的UART 1_TX和UART 1_RX相連接，收發控制引腳C0M_CTR通過光電耦合器連接到微處理器的Com_CTRl和Com_CTR2 ;下行通訊電路的UART3_TX和UART3_RX和微處理器的UART3_TX和UART3_RX相連接，收發控制引腳通過三極管進行信號翻轉之后和微處理器的CTR相連接。本實用新型供暖計費裝置，由時間通斷閥和室溫控制器兩部分組成CHN溫控采暖計費閥，首先用戶根據需要在室溫控制器設定室內溫度，室溫控制器依據用戶設定發送控制指令給時間通斷閥，時間控制閥按接收到的指令控制供熱水流的通斷，并以時間的不同來達到調節室內溫度恒定的目的。時間通斷閥實時檢測供熱管網的供水溫度，計量并統計有效供水溫度情況下的閥門開啟時間t (即只計量供水溫度達到供熱要求且閥門開啟的時間)。室溫控制器同時可顯示當前的室溫、設定室溫、開關狀態、用戶使用余額、設定自動運行時間等。本實用新型供暖計費方法及裝置，適用于住宅，商鋪和單元式商務辦公樓等需要計量的集中供熱系統。可按設定溫度自動控制供熱熱水的通斷時間，實現室內溫度的恒溫和節能；可同時測量室內溫度，可設定室內用熱時間，既解決收費問題又同時具備了傳統恒溫閥的功能，智能化控制，達到戶內節能的要求。計量數據自動累計，掉電自動保存，存儲時間長達20年；自動檢測供水溫度和閥門開關位置，閥門開關到位確認保證了供熱效果。RS485工業總線接口，故障自動退出專利技術和防雷保護，實現遠程集中管理；網絡集中管理和欠費禁用功能，可選配IC卡預付費管理功能。采用集中管理時，通過管理平臺對用戶及CHN溫控采暖計費閥統一注冊和遠程管理，CHN溫控采暖計費閥在一個供熱系統中編碼唯一，物業可通過管理平臺實時查看用戶室內溫度、采暖狀態、用量及余額，也可通過管理中心手動/自動關閉指定的CHN溫控采暖計費閥實現欠費禁用和預付費功能。[0037]采用IC卡預付費時，物業需將本供熱系統的用戶及CHN溫控采暖計費閥進行統一注冊，CHN溫控采暖計費閥在一個供熱系統中編碼唯一。物業采暖季前將用戶面積、基本單價和計量單價通過管理卡寫入對應用戶的CHN溫控采暖計費閥，用戶到物業購買繳費卡，通過室溫控制器刷進CHN溫控采暖計費閥，CHN溫控采暖計費閥根據日歷按日扣除基本費用，按有效開戶時間自動扣除計費用。
權利要求1.一種供暖計費裝置，含有通斷控制閥，執行控制器，溫度控制器；溫度控制器通過有線或無線通訊方式與執行控制器連接，溫度控制器采集室溫和輸入控制要達到的溫度，執行控制器控制連接通斷控制閥，執行控制器檢測管道熱媒溫度，其特征是:所述執行控制器包括含有微處理器的核心控制模塊和閥控制執行單元，核心控制模塊包括微處理器，閥位檢測模塊，溫度采集模塊，存儲模塊，時鐘模塊；溫度采集模塊連接通斷控制閥內的溫度傳感器信號輸出端，閥位檢測模塊和溫度采集模塊輸出信號連接微處理器，微處理器設有控制輸出端連接閥控制執行單元，存儲模塊用于存儲供暖裝置數據和參數；時鐘模塊使用內部時鐘或外部時鐘,用于計量用戶有效使用時間。
2.根據權利要求1所述的供暖計費裝置，其特征是:閥位檢測模塊采用紅外對管進行檢測，判斷閥門的開、關位置和故障狀態；紅外對管的發射管處于發射狀態，接收管的一個輸出引腳連接至微處理器的I/O 口，根據接收管輸出腳的輸出狀態來判斷閥門狀態。
3.根據權利要求1或2所述的供暖計費裝置，其特征是:閥控制執行單元采用光電耦合器隔離，光電耦合器輸入端連接微處理器，光電耦合器輸出端通過二極管耦合連接一放大器，所述放大器輸出端控制連接繼電器；閥開關信號同時通過光電耦合器隔離輸入到微處理器。
4.根據權利要求3所述的供暖計費裝置，其特征是:含有數據通訊單元，所述通訊單元包括與上位管理單元進行數據交換的上行通訊電路和與執行控制器連接的下行通訊電路；所述通訊電路通過控制接口和數據接口與含有微處理器連接；所述上行通訊電路的UART 1_TX和UART 1_RX和微處理器的UART 1_TX和UART 1_RX相連接，收發控制引腳COM_CTR通過光電耦合器連接到微處理器的Com_CTRl和Com_CTR2 ;下行通訊電路的UART3_TX和UART3_RX和微處理器的UART3_TX和UART3_RX相連接，收發控制引腳通過三極管進行信號翻轉之后和微處理器的CTR相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種供暖計費裝置。所述供暖計費裝置含有通斷控制閥，執行控制器，溫度控制器；溫度控制器通過有線或無線通訊方式與執行控制器連接，所述執行控制器控制連接通斷控制閥。所述執行控制器包括含有微處理器的核心控制模塊和閥控制執行單元，核心控制模塊包括微處理器，閥位檢測模塊，溫度采集模塊；溫度采集模塊連接通斷控制閥內的溫度傳感器信號輸出端，閥位檢測模塊和溫度采集模塊輸出信號連接微處理器，微處理器設有控制輸出端連接閥控制執行單元。本實用新型供暖計費裝置采用“通斷時間面積法”實現集中供熱的分戶計量，一戶一閥，直接替代熱量表，不僅簡化了分戶計量之后的復雜管理問題，還解決了由于流量計的不適應而帶來的計量偏差過大矛盾。
文檔編號G07F15/06GK202976323SQ20122072514
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者楊東, 陳玉軍, 樊曉翠, 陳傳偉, 賈小愛, 陳俊華 申請人:鄭州春泉暖通節能設備有限公司