專利名稱：散熱器用溫感式補償熱數表的制作方法
技術領域：
本發明屬于供熱系統中的熱計量表，具體涉及到城鎮住宅集中供熱系統中散熱器耗熱量計算的分配用表。
背景技術：
在城鎮供熱中目前有兩種熱計量方式單戶熱量表、總熱量表加熱數表(也稱熱分配表)。單戶熱量表主要適用于單戶分環的采暖系統，即每戶住宅安裝一套熱量表，這種熱計量方式的系統造價較高，難于大范圍推廣，特別是不能在已有系統中使用。總熱量表加熱數表是在每組散熱器上安裝一只熱數表，在供熱系統中安裝總熱量表，根據每組散熱器上熱數表的讀數及總熱量表的計熱量進行分配計算。這種熱計量方式適用于現有單管或雙管的散熱器供暖系統，其系統改造工作量小，費用較低。中國實用新型專利ZL 99257994.5《一種熱分配表》公開了一種熱數表，該熱數表安裝在散熱器入口立管上，是管道用熱數表。熱數表有導熱體、蒸發管為溫感元件、刻度標尺作為顯示元件。蒸發管嵌入導熱體內，蒸發管前部的導熱體開一條縫，與刻度標尺配合觀察蒸發液高度。這種熱數表存在的問題是蒸發管為溫感元件嵌入導熱體內，難以使蒸發管與導熱體緊密接觸，影響液體的蒸發強度，儀表的靈敏度和分辨率都較低，難免會產生較大的誤差，以刻度標尺觀察蒸發液高度作為顯示，難于讀數影響其準確性。
發明內容
本發明的目的是提供一種用補償溫度傳感器來測量散熱器表面平均溫度，確定散熱器供暖熱量的熱數表，以便進行熱量或熱費的分配計算。
本發明基于散熱器散熱量的計算公式Q＝KF∫(tpj-tn)/β1β2β3dt其中Q----散熱器的散熱量，kWh；K----散熱器傳熱系數，W/(m2，℃)，K＝2.047×(tpj-tn)0.35；F----散熱器面積，m2；
tpj----熱媒平均溫度，℃；tn----室溫，℃；β1----散熱器組裝片的修正系數；β2----散熱器連接形式的修正系數；β3----散熱器安裝形式的修正系數；β1、β2、β3可根據手冊查得。
由此可見當室溫tn穩定為一定值時，只要測得散熱器的熱媒溫度平均溫度值tpj，即可求出散熱器的散熱量即供暖耗熱量，則在整個采暖期內散熱器用溫感式熱數表的數值R為R＝KrQ其中R----散熱器用溫感式熱數表的熱數R；無量綱；Kr----散熱器溫感系數，l/kWh；Q----散熱器的散熱量，kWh。
這是散熱器用溫感式熱數表的熱數R的測量原理。
散熱器用溫感式補償熱數表，包括導熱板1、補償溫度傳感器2、變換電路3、模數轉換器4、單片計算機5、顯示器6及穩壓電源7(如圖1)等。采用補償溫度傳感器2作為溫度檢測元件固定在導熱板1上，散熱器9的熱媒平均溫度經導熱板1傳給補償溫度傳感器2。補償溫度傳感器2是一個電路芯片AN6701S，它是一種新型集成溫度傳感器，主要由感溫部分、溫度補償調節部分和放大器組成。補償溫度傳感器2的ZB、SI接于電源的UDD、SI，出線端IM、WH分別接于變換電路3的R3、R1，將溫度信號變換成電壓信號。變換電路3輸出信號送入模數轉換器4的IN+和IN-端；模數轉換器4的SMBDATA端傳向單片機5的P1.1口，模數轉換器4的SMBCLK端與單片機5的P1.0口相接，模數轉換器4的ALERT端與單片機5的INT口相接。單片機5進行采集、計算及積分運算，并將數據通過P1.6、TXD和RXD端口經集成電路芯片IC3～IC8的CD4094的端口STR、CLK和DATA傳向顯示器6，將數值的瞬時值或累積值分別顯示(如圖2)，該數值即為熱數值R(R＝KrQ)。顯示器6采用LCD顯示器。穩壓電源7采用鋰電池，向變換電路3、模數轉換器4、單片機5和顯示器6供電。導熱板1固定在溫感式補償熱數表8的儀表盒后蓋靠散熱器的一面，溫感式補償熱數表8安裝于供暖的散熱器9上。
本發明將熱數表從各層散熱器入口立管處移至散熱器上，將目前測量立管的熱量改為測量散熱器的散熱量，可消除立管裝修或包敷等因素對熱計量的影響。溫感式補償熱數表適用于單管順流散熱器采暖系統(圖3)，也可用于雙管散熱器采暖系統(圖4)，又可用于單雙管混合散熱器采暖系統(圖5)，還可用于新建單戶分環的水平單管散熱器采暖系統(圖6)及雙管散熱器采暖系統(圖7)。
圖1為本發明部件組成框圖。
圖2為本發明電路原理圖。
圖3為本發明在單管順流散熱器采暖系統安裝位置示意圖。
圖4為本發明在雙管散熱器采暖系統安裝位置示意圖。
圖5為本發明在單雙管混合散熱器采暖系統安裝位置示意圖。
圖6為本發明在單戶分環的水平單管散熱器采暖系統安裝位置示意圖。
圖7為本發明在單戶分環的水平雙管散熱器采暖系統安裝位置示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖并通過具體實施例對本發明做進一步的說明。導熱板1采用面積為30×20mm、厚度為2mm的鋁板。補償溫度傳感器2是一個AN6701S芯片，粘貼固定在導熱板1上。電路芯片AN6701S經常使用的溫度范圍是-10～80℃，25℃時的輸出電壓可通過外部電阻校正到5V，在使用的溫度范圍的精度為±1℃，溫度分辨率可達0.1℃。變換電路3的電路中的R1＝1kΩ、R2＝1kΩ、R3＝500Ω、RB＝2kΩ。模數轉換器4采用MAX1668。單片機5采用AT89C51。公式R＝KrQ中的溫感系數Kr提前由實驗確定，輸入至單片機5中。顯示器6采用LCD液晶七段顯示管。穩壓電源7采用鋰電池，電壓為3V。散熱器用溫感式補償熱數表的導熱板1固定在溫感式補償熱數表8的儀表盒的后蓋靠散熱器9的一面。散熱器用溫感式補償熱數表的適用溫度范圍30～95℃；顯示位數為6位。本發明的安裝方式非常靈活，附圖3～7是本發明專利用于集中供熱的各種散熱器采暖系統的安裝示意圖。
本發明的特點是采用補償溫度傳感器的溫感式補償熱數表具有性能穩定、重復性好、精度高的優點；使用單片計算機提高了測量及計算的智能化；將刻度標尺改為以數字形式顯示熱數值，便于讀值不易出錯，提高了對熱量進行分攤計算的準確性。本發明適合集中供熱系統中對散熱器的熱量或熱費進行分配計算，是一種適合我國的住宅采暖熱計量用表。
權利要求
1.散熱器用溫感式補償熱數表，包括導熱板(1)、補償溫度傳感器(2)、變換電路(3)、模數轉換器(4)、單片機(5)、顯示器(6)及穩壓電源(7)，其特征是采用補償溫度傳感器(2)作為溫度檢測元件固定在導熱板(1)上，補償溫度傳感器(2)的ZB、SI接于電源的UDD，出線端IM、WH分別接于變換電路(3)的R3、R1，變換電路(3)輸出信號送入模數轉換器(4)的IN+和IN端；模數轉換器(4)的SMBDATA端傳向單片機(5)的P1.1口，模數轉換器(4)的SMBCLK端與單片機(5)的P1.0口相接，模數轉換器(4)的ALERT端與單片機(5)的INT口相接，單片機(5)將數據通過P1.6、TXD和RXD端口經集成電路芯片IC3～IC8的CD4094的端口STR、CLK和DATA傳向顯示器(6)。
2.按照權利要求1所述的散熱器用溫感式補償熱數表，其特征是所述導熱板(1)固定在溫感式補償熱數表(8)的儀表盒后蓋靠散熱器(9)的一面，溫感式補償熱數表(8)安裝于供暖的散熱器(9)上。
3.按照權利要求1所述的散熱器用溫感式補償熱數表，其特征是所述穩壓電源(7)采用鋰電池，向變換電路(3)、模數轉換器(4)、單片機(5)和顯示器(6)供電。
4.按照權利要求1所述的散熱器用溫感式補償熱數表，其特征是所述補償溫度傳感器(2)采用補償電路芯片AN6701S。
5.按照權利要求1所述的散熱器用溫感式補償熱數表，其特征是用所述單片機(5)進行采集、計算及積分運算。
6.按照權利要求1所述的散熱器用溫感式補償熱數表，其特征是所述顯示器(6)采用LCD液晶七段顯示管。
全文摘要
散熱器用溫感式補償熱數表采用補償溫度傳感器固定在導熱板上。補償溫度傳感器的ZB、SI接于U
文檔編號G01K17/00GK1818582SQ20061001328
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月13日 優先權日2006年3月13日
發明者劉耀浩 申請人:天津大學
專業數控銑床產品供應商
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