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集中供暖及中央空調(diào)系統(tǒng)用熱量計(jì)的研究
2012-12-24
在集中供暖和中央空調(diào)使用收費(fèi)過(guò)程中，目前仍按建筑面積計(jì)算，該方式已不適應(yīng)市場(chǎng)化管理的要求，迫切需要對(duì)用戶(hù)消耗的熱（冷）量進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量，以維護(hù)用戶(hù)和供暖（冷）雙方的利益，但目前未見(jiàn)該類(lèi)似儀表 的廣泛使用。這是由于熱量計(jì)量存有困難，使該類(lèi)儀表和開(kāi)發(fā)受到限制。首先，因?yàn)闊崃繉儆谶^(guò)程量，在實(shí)驗(yàn)或工程測(cè)量中，傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)過(guò)程量的計(jì)量本身存在較大的難度，而且存在測(cè)量誤差大，修正因素多等問(wèn)題。事實(shí)上，傳統(tǒng)測(cè)量方法無(wú)法滿足對(duì)熱量的精確計(jì)量，但隨著計(jì)算機(jī)以及信號(hào)處理技術(shù)在熱工參數(shù)測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，熱工測(cè)量?jī)x表向智能化、微型化發(fā)展，充分利用微型計(jì)算機(jī)軟、硬件相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)熱量的精確計(jì)量。
在熱能工程及材料科學(xué)的研究和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)熱量的測(cè)量一般采用間接法，該類(lèi)儀表大多僅是對(duì)熱流進(jìn)行測(cè)量，目前工業(yè)化的產(chǎn)品有輻射式熱流計(jì)、熱阻式熱流計(jì)等，該類(lèi)儀表均需實(shí)驗(yàn)標(biāo)定儀表常數(shù)，存在誤差大，測(cè)量滯后等缺點(diǎn)，本文以熱量理論計(jì)算式的離散化方程式為基礎(chǔ)，充分利用MCS51單片機(jī)系統(tǒng)具有易開(kāi)發(fā)，軟硬件結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了熱量的智能化計(jì)算，結(jié)合熱量測(cè)量的難點(diǎn)，使該智能化儀表很好的實(shí)現(xiàn)了以下功能；（1） 溫差的測(cè)量，該功能由兩級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、有關(guān)采集軟件完成。
（2） 小流量的測(cè)量，主要靠磁電感應(yīng)元件將流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，由MCS51單片機(jī)及有關(guān)采集軟件，實(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)的累計(jì)計(jì)量。
（3） 熱量的累計(jì)計(jì)算以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，主要由軟件和相應(yīng)的寄存器來(lái)完成。
（4） 斷電保護(hù)功能，系統(tǒng)由于外部斷電，重要數(shù)據(jù)將被寫(xiě)入有關(guān)存儲(chǔ)器并保存，系統(tǒng)自備電源將開(kāi)始工作，并開(kāi)始記錄斷電開(kāi)始時(shí)間以及來(lái)電時(shí)間，來(lái)電后將自動(dòng)將斷電時(shí)間累加后存入外置RAM內(nèi)存儲(chǔ)。
（5） 顯示功能，無(wú)論用戶(hù)還是供暖公司均可通過(guò)儀表的顯示功能了解有關(guān)數(shù)據(jù)信息。
（6） 清零功能，供暖周期結(jié)束時(shí)供暖公司可以對(duì)儀表進(jìn)行清零，以便于管理。
本文針對(duì)熱量過(guò)程中存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套熱量計(jì)量系統(tǒng)，以滿足集中供暖和中央空調(diào)系統(tǒng)的熱量計(jì)量，具有廣闊的市場(chǎng)前景，該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成功對(duì)集中供暖和中央空調(diào)系統(tǒng)的市場(chǎng)管理具有重要意義。該系統(tǒng)具有；智能化程度高、性能穩(wěn)定、精度高、功能齊全、易于安裝等特點(diǎn)；經(jīng)實(shí)驗(yàn) 校驗(yàn)表明：
（1）該系統(tǒng)具有啟動(dòng)流速小的特點(diǎn)，啟動(dòng)流速小于0.2629m/s，比水表啟動(dòng)的流速??；而在正常流速下，其總體誤差小于4%，這一精度滿足集中供暖和中央空調(diào)系統(tǒng)的熱（冷）量計(jì)量的精度要求。
（2） 該系統(tǒng)充分利用單片機(jī)具有易開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，充分利用其強(qiáng)大的軟件處理及數(shù)據(jù)采集運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)了純機(jī)械系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，達(dá)到自動(dòng)記錄、處理、顯示數(shù)據(jù)等智能化要求，自動(dòng)修正測(cè)溫誤差等功能，降低了硬件成本，有利于市場(chǎng)化。
（3） 外置ROM、電源監(jiān)控以及外置時(shí)鐘、電源設(shè)置，使單片機(jī)系統(tǒng)具有內(nèi)外資源結(jié)合利用，在停電的情況下系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入計(jì)時(shí)，為集中供暖、中央空調(diào)的管理提供了極大的便利，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等功能得到了強(qiáng)化，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
（4） 該系統(tǒng)還具有運(yùn)行部件少、使用壽命長(zhǎng)、功耗低、易維護(hù)和改型，可以滿足不同的流量測(cè)量范圍，易形成系列化生產(chǎn)，同時(shí)具有運(yùn)行穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好等特點(diǎn)。
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