专利名称：集中供暖节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集中供暖节能装置。
在
背景技术：
中，各单位、各居住点均采用集中供暖的管网设计和安装中，管网结构始终采用建筑物各自接主干管的树枝形管网、供暖时不管建筑物内有人没有人，要供一起供，要停一起停，从未对用户设置过调节控制热量的自动装置。造成类似学生集体宿舍，公共食堂等建筑物，白日无人时照样供暖，而办公楼、教学楼、图书馆一类建筑物夜间无人时也照供不误，使大量热量白白浪费。对于信号接受驱动器，即用电力线载波数据遥控系统的采集、控制装置，目前在有关专业性杂志中有报道，如上海科学教育出版社出版的《实用无线电》杂志中，于1994年第1期公开了《四通道电力线载波电话机》，其目的是不需要专用线来专门架设和投资、不需要购置电话交换设备、不受电话通信部门的进网限制。其组成包括由一片音频锁相环集成电路(LM567/NE567)和外围阻容元件组成调制与解调电路，接受限幅放大电路由接收预放电路和发送功放电路组成，其中接收预放电路包括CMOS4069型三只反相器和用罐状磁芯绕制的耦合线圈B组成。发送功放电路由二只三极管及耦合线圈B组成，以及其它电路，本实用新型采用其公开的调频、解频电路，限幅放大电路和功率放大电路。
本实用新型的目的是研制一种集中供暖节能装置，在集中供暖管网中，在用户供入口的供水管与回水管之间，装配由信号接受驱动器控制的电磁阀，达到微机远距离控制信号接受驱动器动作，使建筑物有人时正常供暖，无人或人少时停止或调小供暖，节约热量和节能的目的。
本实用新型的技术解决方案如下包括锅炉2的采暖供回水管6和3通过闸阀9连接供热用户10，其特点是，在供热用户10处的采暖供回水管6和3之间并联带有电磁阀7的回水管3，在回水管3处装配热敏电阻测温装置8及相连并控制电磁阀7的信号接受驱动器11。
本实用新型的技术解决方案还包括在热敏电阻测温装置8中，热敏电阻RT一端连接运算放大器集成片IC17的8端，另一端经线性补偿电路的电阻连接集成片IC17的3端，由集成片IC17的1脚作输出A端连接A/D转换电路。
在信号接受驱动器11中，包括调频、解频电路，限幅、放大电路和功率放大电路，其中功率放大电路B端接电力线，由集成片IC1组成A/D转换电路，输入A端连接模拟信号传感器，集成片IC1的1、2、3、5脚依次连接逻辑控制电路M1至D4，输出转换的8位二进制D0至D7端连接由集成片IC2组成的编解码电路11至18端以及逻辑控制电路，放大整形电路F1端连接调频、解频电路，经将调解的信号整形为矩形脉冲，由放大整形电路D端连接集成片IC2输入端22脚，集成片IC2输出端23脚一方面输入至调频、解频电路作为调制信号，对载波调频，另一方面连接逻辑控制电路K端作为译码有效的指示，逻辑控制电路C端输出连接执行机构控制电路。
在A/D转换电路中，集成片IC1的11脚连接串联的电阻R1和电容C1，集成片IC1的4脚接电阻R1和电容C1结点，9脚接电位器W1，6脚为输入端A连接模拟信号传感器。
在编解码电路中，集成片IC2的11至18脚连接集成片IC18位数据输出端D0至D7，集成片IC2的1至10脚作为10位地址端，输出端22脚连接放大整形电路D端，输出端23脚连接逻辑控制电路K端和电阻R3，电阻R3另一端连接放大整形电路F1端和调频解频电路，放大整形电路输出D端连接集成片IC2输入脚22。
在放大整形电路中，调频、解频电路的信号经F1端、电容C10、电阻R7接串联的非门IC5和IC4，非门IC4输出端连接比较器集成片IC3的2脚，经整形变成规则的矩形脉冲由集成片IC3的7脚输出送入编解码电路，滤波电容C7接非门IC4输出端，滤波电容C8连接非门IC5输出端，逻辑控制电路输出控制逻辑信号由F2端输入，连接收发转换作用的二极管D1和D2结点，二极管D1和D2另一端分别连接非门IC4输出端和IC5输入端。
在逻辑控制电路中，集成片IC7、IC9和IC10为两个双D触发器，其中集成片IC7组成双稳态触发器，集成片IC9和IC10组成两个单稳态触发器，集成片IC9的12脚作为输出N端连接集成片IC2的21脚和限幅放大电路及功率放大电路，或门集成片IC8输入端K和L分别接集成片IC2的23脚和调频解频电路L脚，或门IC8输出11脚经非门集成片IC13连接集成片IC9中CP端和或门集成片IC12的2端，由集成片IC1中1、2、3、5脚作为M1、M2、M3、M4端分别连接集成片IC6的2脚、IC6的2脚和集成片IC10的1脚、集成片IC6的1脚和集成片IC7的2脚、非门IC11的13脚，非门IC11输出12脚连接集成片IC10 CP端和或门IC12的1端，由集成片IC1输出D0、D7端分别经非门IC14和IC15，并与或门IC8输出11端一起连接四或非门IC16输入端，由四或非门构成R-S触发器的Q端经电阻R12、三极管Q1，由C端输出控制执行机构的信号。
逻辑控制电路也可采用MCS系列单片微机，或MCS-48，或MCS-S1，或MCS-96。
本实用新型的
如下图1是整体结构示意图。
图2是信号接受驱动器和电磁阀连接示意图。
图3是热敏电阻测温装置电路原理图。
图4是信号接受驱动器电路原理图。
图5是放大整形电路原理图。
图6是逻辑控制电路原理图。
上述图中标号说明如下1-微机控制装置，2-锅炉，3-采暖回水管，4-循环泵，5-除污器，6-采暖供水管，7-电磁阀(ZCNF-10～50)，8-热敏电阻测温装置，9-闸阀，10-供热用户，11-信号接受驱动器，12-热敏电阻测温信号线，13-节能闭启信号线。
下面是电子元件型号说明集成片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--LM358三极管Q1--9013下面依附图作进一步的详述参见图1，锅炉2的采暖供回水管6和3通过普通闸阀9连接供热用户10，在锅炉2处返回的回水管3上连接除污器5和循环泵4。在整个供热装置中，在供热用户10处，采暖供回水管6和3之间并联一段回水管，该回水管上有2个闸阀9和受控制的电磁阀7，在回水管3处联结热敏电阻测温装置8，信号接受驱动器11信号输入端连接热敏电阻测温装置8，经处理将信号通过电力线--热敏电阻测温信号线路12反馈给远处的微机控制装置1，微机控制装置1根据反馈供热用户10的用热温度，通过电力线--电磁阀启闭信号线路13发出开关电磁阀7的信号，使信号接受驱动器11驱动电磁阀7工作，当采暖用户10不需要时，电磁阀7受控打开，供回水管6和3短路，节省能源的浪费。当需供热时，电磁阀7受控关闭，短路的供回水管6和3不通，而大回路供回水管畅通，采暖用户受热。参看图2，是信号接受驱动器11控制电磁阀7的连接图。参见图3，在测温电路中，热敏电阻RT上端连接集成片IC17的8脚、并通过电阻R16、R17连接集成片IC17的2脚，热敏电阻RT下端通过电阻R13、R14、R15、R18连接集成片IC17的3端。由电阻R13至R18组成线性补偿电路，以补偿热敏电阻的阻值随温度变化的非线性，集成片IC17(LM358)为运算放大器把信号放大，以满足A/D动态范围的要求。参见图4，信号接受驱动器11具有数据采集、处理和接收、控制执行机构的功能，根据整个装置的要求，通常本装置处于接收守侯状态。A/D转换电路将A端输入的诸如温度、流量等模拟信号转换为8位二进制数据，编解码电路具有10位地址和8位数据，调频、解频电路是由音频锁相环LM567及外围阻容元件组成，产生100KHZ～500KHZ的载波频率，并实现对数据信号的调制和解调，采用调频制。限幅放大电路主要由二个串联的非门(型号为CC4069)和两端连接的二个二极管组成，受控制逻辑送来的收/发转换信号，控制同时将接收到的已调载波信号进行选频、放大和限幅，抑制杂波所带来的振幅干扰。功率放大电路为发送功放电路，将已调载波进行功率放大传送给控制中心，由B端输出。放大整形电路将调频解频电路解调的信号整形为矩形脉冲。控制逻辑电路，实现整个装置的协调动作。上述调频解频电路、限幅放大电路和功率放大电路已在背景技术中公开。参见图2，A/D转换电路主要由集成片IC1和外围元件组成，编解码电路主要由集成片C2和外围元件组成。在接收控制状态工作中，逻辑控制电路输出控制信号使限幅放大电路工作(发送功率放大电路不工作)，由控制中心送来的已调载波通过电力线从B1和B2端输入，经限幅放大电路限幅放大后，经调频、解频电路解调后将地址和数据信号送入放大整形电路F1端，由调频、解频电路的主要元件集成片LM567解调出信号进入F1端，经两级放大和比较器整形，变成规则的矩形脉冲由D端送入解码器集成片IC2的22端，经整形后由D端送入IC2的22脚。该IC2具有10位地址和8位数据，10位地址按二进制编码，可编1024个地址，当工作处于解码状态时，控制中心送来的地址与数据信号送入集成片IC2的22脚，解码器首先把送来的地址与本身的地址相比较，若一致，集成片IC2的23脚变成低电平，表明接收有效，将送来的数据解码后送给控制逻辑电路。当集成片IC2工作处于编码状态时，把自身的地址和IC1送来的数据编码，从其23脚输出。IC2的21脚为编码控制，当电平为高电平时为编码，低电平时为解码。这是本实用新型的一个特点。编解码合为一体，本实用新型另一个特点是集成片IC2具有8位数据与8位数据的A/D相匹配，便于实现数据采集(也可采集8路开关量)或作为遥控时可控制较多的执行机构。经解码后的数据输至逻辑控制电路，由其C端输出一组数据(一组二位，一位指令启动，另一位指令关闭)信号，可为四路信号，控制执行机构工作。当电路处于采集处理状态时，控制逻辑电路使IC1完成A/D转换，IC2处于编码状态，限幅放大电路及放大整形电路关断，功率放大电路工作，由A端送入模拟信号，集成片IC1为A/D，将诸如温度、流量、压力等模拟信号转换为8位二进制数据，并经集成片IC2的11至18脚输入编码后，其数据与其IC2的1至10脚输入的地址码经编码器编码，通过其IC2的23脚经B3输至调频、解频电路，经调制载波后，由其输至功率放大电路，进行功率放大后，通过B1、B2端所接电力线输至系统控制中心处理。参见图5，该放大整形电路主要由串联的两个非门IC5、IC4以及比较器集成片IC3及外围元件组成，由F2端进入收发转换信号，非门IC4、IC5两端连接的二极管D1和D2完成收发转换，控制逻辑送来低电平，二极管D1、D2截止，不影响非门IC4和IC5工作，若送来高电平，二极管D1、D2导通，使非门IC4、IC5的工作点受到破坏，而脱离放大状态。控制逻辑电路参见图6，其工作原理是这样，初加电时，集成片IC9的Q端处于低电平，使发送功放截止，而接收电路及放大整形电路工作，集成片IC2的21脚为低电平，工作于解码状态，所以装置处于守侯接收状态。IC7的Q端为高电平，集成片IC10的Q端也为高电平，使输出给A/D转换集成片IC1的CS、RD、WR均为高电平，该集成片不工作。由四或非门IC12构成R-S触发器，初加电时，其Q端通过电阻R12与三极管Q1截止，C端无电流输出，无变换工作状态信号。当控制中心发送来信号时，经电力线送入限幅放大电路和调频、解频电路，若载波频率与本装置的载波频率一致时，调频、解频电路主要元件集成片(型号为LM567)L端为低电平，若发送的地址为本装置的地址，集成片IC2的23脚为低电平，或门IC8的11脚为低电平，经非门IC13反相，变为高电平，一路连接集成片IC9的CP端，触发其构成的单稳电路，使其Q端由低电平变成高电平，控制功率放大电路发送功放工作，接收电路断开，集成片IC2的21脚变为高电平，工作处于编码，整个装置为发送状态，单稳电路的脉冲宽度由集成片IC9的Q和S端连接的电阻R11和电容C13决定，当单稳电路转入稳定状态时，其Q端高电平变成低电平，整体装置自动由发送转为接收；另一方面，非门IC13输出的高电平经或门IC12触发双稳电路集成片IC7，使其Q变为低电平，由M3端输出给集成片IC1的WR端为低电平，开始把温度或流量等模拟信号变成数据，集成片IC1的A/D转换结束，其5脚为低电平送至控制逻辑的M4端，经非门IC11反相为高电平，输出一路经或门IC12触发双稳集成片IC7，使其Q端由低变高，A/D转换的集成片IC1WR为高电平，另一路触发单稳电路集成片IC10，使Q端由高变低，A/D处于读数据状态，由其D0至D7端将数据送给集成片IC2编码，与地址一起发送给集成片IC10转为稳态后，A/D的RD和WR端均为高电平，A/D停止工作。以上发送过完成温度、流量等数据采集功能。
当控制中心发送信号时，本装置把接收到的数据由集成片IC2送到非门IC14D0端和IC15的D7端，当D0端为“1”，D7端为“0”时，经非门IC14和IC15反相，触发集成片IC16，使Q端为高电平，三极管Q1导通，由C端输出电流工作信号，控制执行机构电磁阀7工作。
如本装置采用于供暖整个装置中，可以把各个楼供热的使用温度数据采集后，经处理使中心了解各楼的供热情况，又可受中心遥控，由上述电流工作信号使继电器工作，使某供热用户的节能电磁阀门自动打开，热水不流进这个不需要供暖的用户(如夜间图书馆、食堂等)，达到节能的目的。当这个用户需要供暖时，控制中心发来的数据D0＝0，D7＝1，电路工作相反，恢复供暖。上述逻辑控制电路仅采用了2位数据，若采用8位数据可供给4路控制信号。另外逻辑控制电路还可采用单片机MCS系列电路，如MCS-48型或MCS-S1型或MCS-96，均可实现上述工作性能。
本实用新型的优点和效果如下
1、能够有效地控制供热用户的供热量，可根据建筑物内有无人状况，需否用热情况，进行流量可大可小，可关闭的流量自动控制供热，减少不必要的热量流失，节省能源。
2、实现了远距离、大面积微机监测和控制建筑物采暖的状态，提高了供热管理的技术水平。
权利要求1.集中供暖节能装置，包括锅炉(2)的采暖供回水管(6)和(3)通过闸阀(9)连接供热用户(10)，其特征是在供热用户(10)处的采暖供回水管(6)和(3)之间并联带有电磁阀(7)的回水管(3)，在回水管(3)处装配热敏电阻测温装置(8)及相连并控制电磁阀(7)的信号接受驱动器(11)。
2.根据权利要求1所述的集中供暖节能装置，其特征是在热敏电阻测温装置(8)中，热敏电阻RT一端连接运算放大器集成片IC17的8端，另一端经线性补偿电路的电阻连接集成片IC17的3端，由集成片IC17的1脚作输出A端连接A/D转换电路。
3.根据权利要求1所述的集中供暖节能装置，其特征是在信号接受驱动器(11)中，包括调频、解频电路，限幅、放大电路和功率放大电路，其中功率放大电路B端接电力线，由集成片IC1组成A/D转换电路，输入A端连接模拟信号传感器，集成片IC1的1、2、3、5脚依次连接逻辑控制电路M1至M4，输出转换的8位二进制D0至D7端连接由集成片IC2组成的编解码电路11至18端以及逻辑控制电路，放大整形电路F1端连接调频、解频电路，经将调解的信号整形为矩形脉冲，由放大整形电路D端连接集成片IC2输入端22脚，集成片IC2输出端23脚一方面输入至调频、解频电路作为调制信号，对载波调频，另一方面连接逻辑控制电路K端作为译码有效的指示，逻辑控制电路C端输出连接执行机构控制电路。
4.根据权利要求1所述的集中供暖节能装置，其特征是在A/D转换电路中，集成片IC1的11脚连接串联的电阻R1和电容C1，集成片IC1的4脚接电阻R1和电容C1结点，9脚接电位器W1，6脚为输入端A连接模拟信号传感器。
5.根据权利要求1所述的集中供暖节能装置，其特征是在编解码电路中，集成片IC2的11至18脚连接集成片IC18位数据输出端D0至D7，集成片IC2的1至10脚作为10位地址端，输出端22脚连接放大整形电路D端，输出端23脚连接逻辑控制电路K端和电阻R3，电阻R3另一端连接放大整形电路F1端和调频解频电路，放大整形电路输出D端连接集成片IC2输入脚22。
专利摘要本实用新型属于集中供暖节能装置，目的是实现微机远距离控制信号使供暖供回水管或者供暖，或者不供短路流回，或者少供，减少热量的流失。主要结构是在供热用户处的采暖供回水管6和3之间并联带有电磁阀的回水管，以及装配热敏电阻测温装置8及信号接受驱动器11。主要优点是实现远距离微机控制建筑物采暖状态，有效控制供热量，节省能源，提高供热管理能力和技术水平。
文档编号F24D19/00GK2252305SQ9524548
公开日1997年4月16日 申请日期1995年12月19日 优先权日1995年12月19日
发明者樊志宏, 董明显, 丁甲龙 申请人:樊志宏, 董明显, 丁甲龙