專利名稱：集中供暖節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及集中供暖節(jié)能裝置。
在
背景技術(shù)：
中，各單位、各居住點均采用集中供暖的管網(wǎng)設(shè)計和安裝中，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)始終采用建筑物各自接主干管的樹枝形管網(wǎng)、供暖時不管建筑物內(nèi)有人沒有人，要供一起供，要停一起停，從未對用戶設(shè)置過調(diào)節(jié)控制熱量的自動裝置。造成類似學(xué)生集體宿舍，公共食堂等建筑物，白日無人時照樣供暖，而辦公樓、教學(xué)樓、圖書館一類建筑物夜間無人時也照供不誤，使大量熱量白白浪費。對于信號接受驅(qū)動器，即用電力線載波數(shù)據(jù)遙控系統(tǒng)的采集、控制裝置，目前在有關(guān)專業(yè)性雜志中有報道，如上?？茖W(xué)教育出版社出版的《實用無線電》雜志中，于1994年第1期公開了《四通道電力線載波電話機(jī)》，其目的是不需要專用線來專門架設(shè)和投資、不需要購置電話交換設(shè)備、不受電話通信部門的進(jìn)網(wǎng)限制。其組成包括由一片音頻鎖相環(huán)集成電路(LM567/NE567)和外圍阻容元件組成調(diào)制與解調(diào)電路，接受限幅放大電路由接收預(yù)放電路和發(fā)送功放電路組成，其中接收預(yù)放電路包括CMOS4069型三只反相器和用罐狀磁芯繞制的耦合線圈B組成。發(fā)送功放電路由二只三極管及耦合線圈B組成，以及其它電路，本實用新型采用其公開的調(diào)頻、解頻電路，限幅放大電路和功率放大電路。
本實用新型的目的是研制一種集中供暖節(jié)能裝置，在集中供暖管網(wǎng)中，在用戶供入口的供水管與回水管之間，裝配由信號接受驅(qū)動器控制的電磁閥，達(dá)到微機(jī)遠(yuǎn)距離控制信號接受驅(qū)動器動作，使建筑物有人時正常供暖，無人或人少時停止或調(diào)小供暖，節(jié)約熱量和節(jié)能的目的。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下包括鍋爐2的采暖供回水管6和3通過閘閥9連接供熱用戶10，其特點是，在供熱用戶10處的采暖供回水管6和3之間并聯(lián)帶有電磁閥7的回水管3，在回水管3處裝配熱敏電阻測溫裝置8及相連并控制電磁閥7的信號接受驅(qū)動器11。
本實用新型的技術(shù)解決方案還包括在熱敏電阻測溫裝置8中，熱敏電阻RT一端連接運算放大器集成片IC17的8端，另一端經(jīng)線性補(bǔ)償電路的電阻連接集成片IC17的3端，由集成片IC17的1腳作輸出A端連接A/D轉(zhuǎn)換電路。
在信號接受驅(qū)動器11中，包括調(diào)頻、解頻電路，限幅、放大電路和功率放大電路，其中功率放大電路B端接電力線，由集成片IC1組成A/D轉(zhuǎn)換電路，輸入A端連接模擬信號傳感器，集成片IC1的1、2、3、5腳依次連接邏輯控制電路M1至D4，輸出轉(zhuǎn)換的8位二進(jìn)制D0至D7端連接由集成片IC2組成的編解碼電路11至18端以及邏輯控制電路，放大整形電路F1端連接調(diào)頻、解頻電路，經(jīng)將調(diào)解的信號整形為矩形脈沖，由放大整形電路D端連接集成片IC2輸入端22腳，集成片IC2輸出端23腳一方面輸入至調(diào)頻、解頻電路作為調(diào)制信號，對載波調(diào)頻，另一方面連接邏輯控制電路K端作為譯碼有效的指示，邏輯控制電路C端輸出連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路。
在A/D轉(zhuǎn)換電路中，集成片IC1的11腳連接串聯(lián)的電阻R1和電容C1，集成片IC1的4腳接電阻R1和電容C1結(jié)點，9腳接電位器W1，6腳為輸入端A連接模擬信號傳感器。
在編解碼電路中，集成片IC2的11至18腳連接集成片IC18位數(shù)據(jù)輸出端D0至D7，集成片IC2的1至10腳作為10位地址端，輸出端22腳連接放大整形電路D端，輸出端23腳連接邏輯控制電路K端和電阻R3，電阻R3另一端連接放大整形電路F1端和調(diào)頻解頻電路，放大整形電路輸出D端連接集成片IC2輸入腳22。
在放大整形電路中，調(diào)頻、解頻電路的信號經(jīng)F1端、電容C10、電阻R7接串聯(lián)的非門IC5和IC4，非門IC4輸出端連接比較器集成片IC3的2腳，經(jīng)整形變成規(guī)則的矩形脈沖由集成片IC3的7腳輸出送入編解碼電路，濾波電容C7接非門IC4輸出端，濾波電容C8連接非門IC5輸出端，邏輯控制電路輸出控制邏輯信號由F2端輸入，連接收發(fā)轉(zhuǎn)換作用的二極管D1和D2結(jié)點，二極管D1和D2另一端分別連接非門IC4輸出端和IC5輸入端。
在邏輯控制電路中，集成片IC7、IC9和IC10為兩個雙D觸發(fā)器，其中集成片IC7組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，集成片IC9和IC10組成兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，集成片IC9的12腳作為輸出N端連接集成片IC2的21腳和限幅放大電路及功率放大電路，或門集成片IC8輸入端K和L分別接集成片IC2的23腳和調(diào)頻解頻電路L腳，或門IC8輸出11腳經(jīng)非門集成片IC13連接集成片IC9中CP端和或門集成片IC12的2端，由集成片IC1中1、2、3、5腳作為M1、M2、M3、M4端分別連接集成片IC6的2腳、IC6的2腳和集成片IC10的1腳、集成片IC6的1腳和集成片IC7的2腳、非門IC11的13腳，非門IC11輸出12腳連接集成片IC10 CP端和或門IC12的1端，由集成片IC1輸出D0、D7端分別經(jīng)非門IC14和IC15，并與或門IC8輸出11端一起連接四或非門IC16輸入端，由四或非門構(gòu)成R-S觸發(fā)器的Q端經(jīng)電阻R12、三極管Q1，由C端輸出控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號。
邏輯控制電路也可采用MCS系列單片微機(jī)，或MCS-48，或MCS-S1，或MCS-96。
本實用新型的
如下圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是信號接受驅(qū)動器和電磁閥連接示意圖。
圖3是熱敏電阻測溫裝置電路原理圖。
圖4是信號接受驅(qū)動器電路原理圖。
圖5是放大整形電路原理圖。
圖6是邏輯控制電路原理圖。
上述圖中標(biāo)號說明如下1-微機(jī)控制裝置，2-鍋爐，3-采暖回水管，4-循環(huán)泵，5-除污器，6-采暖供水管，7-電磁閥(ZCNF-10～50)，8-熱敏電阻測溫裝置，9-閘閥，10-供熱用戶，11-信號接受驅(qū)動器，12-熱敏電阻測溫信號線，13-節(jié)能閉啟信號線。
下面是電子元件型號說明集成片IC1--ADC0801～04、ADC0809集成片IC2--UM3758-108AIC3--LM311IC4--CC4069IC5--CC4069IC6--CC4081IC7--CC4013IC8--CC4071
IC9 --CC4013IC10--CC4013IC11--CC4069IC12--CC4071IC13--CC4069IC14--CC4069IC15--CC4069IC16--CC4001IC17--LM358三極管Q1--9013下面依附圖作進(jìn)一步的詳述參見圖1，鍋爐2的采暖供回水管6和3通過普通閘閥9連接供熱用戶10，在鍋爐2處返回的回水管3上連接除污器5和循環(huán)泵4。在整個供熱裝置中，在供熱用戶10處，采暖供回水管6和3之間并聯(lián)一段回水管，該回水管上有2個閘閥9和受控制的電磁閥7，在回水管3處聯(lián)結(jié)熱敏電阻測溫裝置8，信號接受驅(qū)動器11信號輸入端連接熱敏電阻測溫裝置8，經(jīng)處理將信號通過電力線--熱敏電阻測溫信號線路12反饋給遠(yuǎn)處的微機(jī)控制裝置1，微機(jī)控制裝置1根據(jù)反饋供熱用戶10的用熱溫度，通過電力線--電磁閥啟閉信號線路13發(fā)出開關(guān)電磁閥7的信號，使信號接受驅(qū)動器11驅(qū)動電磁閥7工作，當(dāng)采暖用戶10不需要時，電磁閥7受控打開，供回水管6和3短路，節(jié)省能源的浪費。當(dāng)需供熱時，電磁閥7受控關(guān)閉，短路的供回水管6和3不通，而大回路供回水管暢通，采暖用戶受熱。參看圖2，是信號接受驅(qū)動器11控制電磁閥7的連接圖。參見圖3，在測溫電路中，熱敏電阻RT上端連接集成片IC17的8腳、并通過電阻R16、R17連接集成片IC17的2腳，熱敏電阻RT下端通過電阻R13、R14、R15、R18連接集成片IC17的3端。由電阻R13至R18組成線性補(bǔ)償電路，以補(bǔ)償熱敏電阻的阻值隨溫度變化的非線性，集成片IC17(LM358)為運算放大器把信號放大，以滿足A/D動態(tài)范圍的要求。參見圖4，信號接受驅(qū)動器11具有數(shù)據(jù)采集、處理和接收、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能，根據(jù)整個裝置的要求，通常本裝置處于接收守侯狀態(tài)。A/D轉(zhuǎn)換電路將A端輸入的諸如溫度、流量等模擬信號轉(zhuǎn)換為8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，編解碼電路具有10位地址和8位數(shù)據(jù)，調(diào)頻、解頻電路是由音頻鎖相環(huán)LM567及外圍阻容元件組成，產(chǎn)生100KHZ～500KHZ的載波頻率，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信號的調(diào)制和解調(diào)，采用調(diào)頻制。限幅放大電路主要由二個串聯(lián)的非門(型號為CC4069)和兩端連接的二個二極管組成，受控制邏輯送來的收/發(fā)轉(zhuǎn)換信號，控制同時將接收到的已調(diào)載波信號進(jìn)行選頻、放大和限幅，抑制雜波所帶來的振幅干擾。功率放大電路為發(fā)送功放電路，將已調(diào)載波進(jìn)行功率放大傳送給控制中心，由B端輸出。放大整形電路將調(diào)頻解頻電路解調(diào)的信號整形為矩形脈沖。控制邏輯電路，實現(xiàn)整個裝置的協(xié)調(diào)動作。上述調(diào)頻解頻電路、限幅放大電路和功率放大電路已在背景技術(shù)中公開。參見圖2，A/D轉(zhuǎn)換電路主要由集成片IC1和外圍元件組成，編解碼電路主要由集成片C2和外圍元件組成。在接收控制狀態(tài)工作中，邏輯控制電路輸出控制信號使限幅放大電路工作(發(fā)送功率放大電路不工作)，由控制中心送來的已調(diào)載波通過電力線從B1和B2端輸入，經(jīng)限幅放大電路限幅放大后，經(jīng)調(diào)頻、解頻電路解調(diào)后將地址和數(shù)據(jù)信號送入放大整形電路F1端，由調(diào)頻、解頻電路的主要元件集成片LM567解調(diào)出信號進(jìn)入F1端，經(jīng)兩級放大和比較器整形，變成規(guī)則的矩形脈沖由D端送入解碼器集成片IC2的22端，經(jīng)整形后由D端送入IC2的22腳。該IC2具有10位地址和8位數(shù)據(jù)，10位地址按二進(jìn)制編碼，可編1024個地址，當(dāng)工作處于解碼狀態(tài)時，控制中心送來的地址與數(shù)據(jù)信號送入集成片IC2的22腳，解碼器首先把送來的地址與本身的地址相比較，若一致，集成片IC2的23腳變成低電平，表明接收有效，將送來的數(shù)據(jù)解碼后送給控制邏輯電路。當(dāng)集成片IC2工作處于編碼狀態(tài)時，把自身的地址和IC1送來的數(shù)據(jù)編碼，從其23腳輸出。IC2的21腳為編碼控制，當(dāng)電平為高電平時為編碼，低電平時為解碼。這是本實用新型的一個特點。編解碼合為一體，本實用新型另一個特點是集成片IC2具有8位數(shù)據(jù)與8位數(shù)據(jù)的A/D相匹配，便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(也可采集8路開關(guān)量)或作為遙控時可控制較多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。經(jīng)解碼后的數(shù)據(jù)輸至邏輯控制電路，由其C端輸出一組數(shù)據(jù)(一組二位，一位指令啟動，另一位指令關(guān)閉)信號，可為四路信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。當(dāng)電路處于采集處理狀態(tài)時，控制邏輯電路使IC1完成A/D轉(zhuǎn)換，IC2處于編碼狀態(tài)，限幅放大電路及放大整形電路關(guān)斷，功率放大電路工作，由A端送入模擬信號，集成片IC1為A/D，將諸如溫度、流量、壓力等模擬信號轉(zhuǎn)換為8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并經(jīng)集成片IC2的11至18腳輸入編碼后，其數(shù)據(jù)與其IC2的1至10腳輸入的地址碼經(jīng)編碼器編碼，通過其IC2的23腳經(jīng)B3輸至調(diào)頻、解頻電路，經(jīng)調(diào)制載波后，由其輸至功率放大電路，進(jìn)行功率放大后，通過B1、B2端所接電力線輸至系統(tǒng)控制中心處理。參見圖5，該放大整形電路主要由串聯(lián)的兩個非門IC5、IC4以及比較器集成片IC3及外圍元件組成，由F2端進(jìn)入收發(fā)轉(zhuǎn)換信號，非門IC4、IC5兩端連接的二極管D1和D2完成收發(fā)轉(zhuǎn)換，控制邏輯送來低電平，二極管D1、D2截止，不影響非門IC4和IC5工作，若送來高電平，二極管D1、D2導(dǎo)通，使非門IC4、IC5的工作點受到破壞，而脫離放大狀態(tài)?？刂七壿嬰娐穮⒁妶D6，其工作原理是這樣，初加電時，集成片IC9的Q端處于低電平，使發(fā)送功放截止，而接收電路及放大整形電路工作，集成片IC2的21腳為低電平，工作于解碼狀態(tài)，所以裝置處于守侯接收狀態(tài)。IC7的Q端為高電平，集成片IC10的Q端也為高電平，使輸出給A/D轉(zhuǎn)換集成片IC1的CS、RD、WR均為高電平，該集成片不工作。由四或非門IC12構(gòu)成R-S觸發(fā)器，初加電時，其Q端通過電阻R12與三極管Q1截止，C端無電流輸出，無變換工作狀態(tài)信號。當(dāng)控制中心發(fā)送來信號時，經(jīng)電力線送入限幅放大電路和調(diào)頻、解頻電路，若載波頻率與本裝置的載波頻率一致時，調(diào)頻、解頻電路主要元件集成片(型號為LM567)L端為低電平，若發(fā)送的地址為本裝置的地址，集成片IC2的23腳為低電平，或門IC8的11腳為低電平，經(jīng)非門IC13反相，變?yōu)楦唠娖?，一路連接集成片IC9的CP端，觸發(fā)其構(gòu)成的單穩(wěn)電路，使其Q端由低電平變成高電平，控制功率放大電路發(fā)送功放工作，接收電路斷開，集成片IC2的21腳變?yōu)楦唠娖?，工作處于編碼，整個裝置為發(fā)送狀態(tài)，單穩(wěn)電路的脈沖寬度由集成片IC9的Q和S端連接的電阻R11和電容C13決定，當(dāng)單穩(wěn)電路轉(zhuǎn)入穩(wěn)定狀態(tài)時，其Q端高電平變成低電平，整體裝置自動由發(fā)送轉(zhuǎn)為接收；另一方面，非門IC13輸出的高電平經(jīng)或門IC12觸發(fā)雙穩(wěn)電路集成片IC7，使其Q變?yōu)榈碗娖?，由M3端輸出給集成片IC1的WR端為低電平，開始把溫度或流量等模擬信號變成數(shù)據(jù)，集成片IC1的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，其5腳為低電平送至控制邏輯的M4端，經(jīng)非門IC11反相為高電平，輸出一路經(jīng)或門IC12觸發(fā)雙穩(wěn)集成片IC7，使其Q端由低變高，A/D轉(zhuǎn)換的集成片IC1WR為高電平，另一路觸發(fā)單穩(wěn)電路集成片IC10，使Q端由高變低，A/D處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，由其D0至D7端將數(shù)據(jù)送給集成片IC2編碼，與地址一起發(fā)送給集成片IC10轉(zhuǎn)為穩(wěn)態(tài)后，A/D的RD和WR端均為高電平，A/D停止工作。以上發(fā)送過完成溫度、流量等數(shù)據(jù)采集功能。
當(dāng)控制中心發(fā)送信號時，本裝置把接收到的數(shù)據(jù)由集成片IC2送到非門IC14D0端和IC15的D7端，當(dāng)D0端為“1”，D7端為“0”時，經(jīng)非門IC14和IC15反相，觸發(fā)集成片IC16，使Q端為高電平，三極管Q1導(dǎo)通，由C端輸出電流工作信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)電磁閥7工作。
如本裝置采用于供暖整個裝置中，可以把各個樓供熱的使用溫度數(shù)據(jù)采集后，經(jīng)處理使中心了解各樓的供熱情況，又可受中心遙控，由上述電流工作信號使繼電器工作，使某供熱用戶的節(jié)能電磁閥門自動打開，熱水不流進(jìn)這個不需要供暖的用戶(如夜間圖書館、食堂等)，達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)這個用戶需要供暖時，控制中心發(fā)來的數(shù)據(jù)D0＝0，D7＝1，電路工作相反，恢復(fù)供暖。上述邏輯控制電路僅采用了2位數(shù)據(jù)，若采用8位數(shù)據(jù)可供給4路控制信號。另外邏輯控制電路還可采用單片機(jī)MCS系列電路，如MCS-48型或MCS-S1型或MCS-96，均可實現(xiàn)上述工作性能。
本實用新型的優(yōu)點和效果如下
1、能夠有效地控制供熱用戶的供熱量，可根據(jù)建筑物內(nèi)有無人狀況，需否用熱情況，進(jìn)行流量可大可小，可關(guān)閉的流量自動控制供熱，減少不必要的熱量流失，節(jié)省能源。
2、實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大面積微機(jī)監(jiān)測和控制建筑物采暖的狀態(tài)，提高了供熱管理的技術(shù)水平。
權(quán)利要求1.集中供暖節(jié)能裝置，包括鍋爐(2)的采暖供回水管(6)和(3)通過閘閥(9)連接供熱用戶(10)，其特征是在供熱用戶(10)處的采暖供回水管(6)和(3)之間并聯(lián)帶有電磁閥(7)的回水管(3)，在回水管(3)處裝配熱敏電阻測溫裝置(8)及相連并控制電磁閥(7)的信號接受驅(qū)動器(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供暖節(jié)能裝置，其特征是在熱敏電阻測溫裝置(8)中，熱敏電阻RT一端連接運算放大器集成片IC17的8端，另一端經(jīng)線性補(bǔ)償電路的電阻連接集成片IC17的3端，由集成片IC17的1腳作輸出A端連接A/D轉(zhuǎn)換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供暖節(jié)能裝置，其特征是在信號接受驅(qū)動器(11)中，包括調(diào)頻、解頻電路，限幅、放大電路和功率放大電路，其中功率放大電路B端接電力線，由集成片IC1組成A/D轉(zhuǎn)換電路，輸入A端連接模擬信號傳感器，集成片IC1的1、2、3、5腳依次連接邏輯控制電路M1至M4，輸出轉(zhuǎn)換的8位二進(jìn)制D0至D7端連接由集成片IC2組成的編解碼電路11至18端以及邏輯控制電路，放大整形電路F1端連接調(diào)頻、解頻電路，經(jīng)將調(diào)解的信號整形為矩形脈沖，由放大整形電路D端連接集成片IC2輸入端22腳，集成片IC2輸出端23腳一方面輸入至調(diào)頻、解頻電路作為調(diào)制信號，對載波調(diào)頻，另一方面連接邏輯控制電路K端作為譯碼有效的指示，邏輯控制電路C端輸出連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供暖節(jié)能裝置，其特征是在A/D轉(zhuǎn)換電路中，集成片IC1的11腳連接串聯(lián)的電阻R1和電容C1，集成片IC1的4腳接電阻R1和電容C1結(jié)點，9腳接電位器W1，6腳為輸入端A連接模擬信號傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供暖節(jié)能裝置，其特征是在編解碼電路中，集成片IC2的11至18腳連接集成片IC18位數(shù)據(jù)輸出端D0至D7，集成片IC2的1至10腳作為10位地址端，輸出端22腳連接放大整形電路D端，輸出端23腳連接邏輯控制電路K端和電阻R3，電阻R3另一端連接放大整形電路F1端和調(diào)頻解頻電路，放大整形電路輸出D端連接集成片IC2輸入腳22。
專利摘要本實用新型屬于集中供暖節(jié)能裝置，目的是實現(xiàn)微機(jī)遠(yuǎn)距離控制信號使供暖供回水管或者供暖，或者不供短路流回，或者少供，減少熱量的流失。主要結(jié)構(gòu)是在供熱用戶處的采暖供回水管6和3之間并聯(lián)帶有電磁閥的回水管，以及裝配熱敏電阻測溫裝置8及信號接受驅(qū)動器11。主要優(yōu)點是實現(xiàn)遠(yuǎn)距離微機(jī)控制建筑物采暖狀態(tài)，有效控制供熱量，節(jié)省能源，提高供熱管理能力和技術(shù)水平。
文檔編號F24D19/00GK2252305SQ9524548
公開日1997年4月16日 申請日期1995年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月19日
發(fā)明者樊志宏, 董明顯, 丁甲龍 申請人:樊志宏, 董明顯, 丁甲龍