採暖節能計算機網絡系統的製作方法
2023-10-08 10:55:54
專利名稱：採暖節能計算機網絡系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於集中供暖技術領域，特別涉及一種利用計算機控制節能的網絡系統。
已經延用了100多年的現行鍋爐採暖方式存在一系列問題看天燒火，隨意加煤，燒火時間的長短，加煤量的多少，完全由鍋爐工人的隨機性而定，整個採暖系統處於盲目運行狀態，造成室溫冷熱不均，嚴重浪費能源；採暖系統分散，室內外溫度等一系列數據信息無法顯示，不能進行統一控制、統一指揮，無法實行科學管理；對採暖系統無法進行科學檢測，很多問題如排煙溫度等數據信息因為不能隨時測出而不能及時發現，致使許多鍋爐帶病運行，既造成能源大量浪費，又不能對安全事故進行科學預防。
近年來，亦有採用氣象節能技術，該技術是根據熱平衡原理，應用氣象預測技術，通過熱工計算，及時指導採暖單位科學地控制燃煤量，達到節約燃料，實現採暖定量化自動化管理。但由於在這項技術中，參與運算的主要因子「節能溫度」，必須由氣象部門用逐步回歸建立的模式預報方程製作；算出「節能溫度」後再經電視臺、電臺等通訊媒體傳給用戶，這一系列的繁雜過程，嚴重限制了這項技術成果在全國廣大採暖地區的推廣應用。
本發明的目的是提供一種為解決上述傳統鍋爐採暖方式存在的一系列問題，實行鍋爐採暖系統的一系列數據信息的自動採集，運行狀態的自動檢測，自動傳輸，自動顯示，自動控制，以對全系統進行統一控制，統一指揮和科學管理，達到最佳採暖質量，有效節約能源的採暖節能計算機網絡系統。
本發明的技術方案如下本發明由下列系統組成a、節能溫度自動探測傳輸運算顯示子系統A，主要由節能溫度傳感器A1、A/D轉換器A2分系統計算機A3與節能溫度液晶顯示屏A4組成。
節能溫度傳感器A1的結構如圖3所示，外形為一正方體，1為聚酯外殼，2為鋁合金內殼，3為聚酯隔離層，隔離層3亦為正方體，隔離層3的12條稜上有支撐筋，支撐筋使隔離層3與鋁合金內殼2形成6個空腔；在空腔內在鋁合金內殼2的6個內面的中心各固定有一個鉑探頭4，鉑探頭4的構造如圖4所示有一個鉑金屬圓盤P，在鉑金屬圓盤P的中心垂直接有金屬導體d1，金屬導體d1接有導線d2，鉑金屬圓盤P是通過絕緣套圈J固定在在鋁合金內殼2的。6條導線d2分別接到通用數據採集卡A/D轉換器A2，A/D轉換器A2直接插裝在分系統計算機主板上。該節能溫度傳感器A1放置在陽光直接照射並通風處，6個探頭所轉換的數據分別連續輸入所測數據，存儲在分系統計算機A3中，則可求出平均值T。
b、室溫水溫參數自動探測傳輸存儲運算顯示子系統B，由室內溫度傳感器B1、A/D轉換器B2，出水溫度傳感器B3，A/D轉換器B4，回水溫度傳感器B5、A/D轉換器B6，分系統計算機B7，室內溫度液晶顯示屏B8，出水溫度液晶顯示屏B9，回水溫度液晶顯示屏B10組成。室內溫度傳感器B1和出水溫度傳感器B3採用AD590THR2865或K9725NDIA傳感器。
c、安全運行自動探測顯示報警自動控制子系統C，由排煙溫度傳感器C1，A/D轉換器C2，水位上下限液晶傳感器C3，A/D轉換器C4，分系統計算機C5，排煙溫度液晶顯示屏C6、水位聲光報警器C7、C8、水泵自動開啟關閉開關C9、C10組成。
d、自動控制燃燒子系統D，由爐排開啟、關閉信息記錄器D1、D2各功能電機開機開關D3、關機開關D4、室內溫度設定鍵盤D5、分系統計算機D6、爐排啟動關閉液晶顯示屏D7、爐排運行指導時間液晶顯示屏D8、時鐘D9、各功能電機開啟開關D10、關閉開關D11組成。
e、全自動運行與指導運行轉換開關安裝在分系統儀器外殼上。
f、數據機分別安裝在分系統計算機和中心計算機內，用電話線連接。
g、印表機分別連接在分系統計算機和中心計算機上。
分系統計算機A3、B7、C5、D6為同一臺計算機。
由子系統A、B、C、D同E、F、G構成網絡的一個分系統，由若干個分系統同由中心計算機，中心數據機組成的指揮中心連接起來就構成採暖節能計算機網絡總系統。
本發明的積極效果是使我國的採暖工作在運行上實現了定量化自動化，管理工作實現了科學化、現代化，可節約大量能源和資金，創造了良好的經濟效益和社會效益。
1、社會效益其一，採用了此系統避免了被採暖建築物室溫過高過低，忽冷忽熱現象，使室內溫度恆定在人們感到最舒服的溫度，從根本上提高了我國一半以上城鎮人口的冬季採暖質量和生活質量，徹底消除了供暖與採暖雙方無休止的矛盾。
其二，使用這一系統可平均節省煤碳消耗24％。
2、經濟效益它是在不改變傳統鍋爐採暖系統硬體設施前提下，把控制鍋爐燃燒的幾個電機與其相連，就可以使採暖系統全部實行最佳狀態的全自動控制。根據不同的鍋爐熱效率，其節煤幅度在15％-38％之間。北方一個中等城市冬季採暖一般需煤碳400萬噸，只取節煤低值20％，則一個中等北方城市一冬節煤80萬噸，節省人民幣1.6億；一個省一冬大約節煤1600萬噸，節省人民幣32億，全國一冬節煤2.4億噸，節省人民幣480億。
圖1為本發明的分系統網絡圖；圖2為本發明的總系統構成框圖；圖3為本發明的節能溫度傳感器A1的結構示意圖；圖4為本發明的節能溫度傳感器A1的鉑探頭結構示意圖。
下面結合附圖和實施例詳細敘述本發明本發明由下列系統組成a、節能溫度自動探測傳輸運算顯示子系統A，主要由節能溫度傳感器A1、A/D轉換器A2分系統計算機A3與節能溫度液晶顯示屏A4組成。
節能溫度傳感器A1的結構如圖4所示，外形為一正方體，1為聚酯外殼，2為鋁合金內殼，3為聚酯隔離層，隔離層3亦為正方體，隔離層3的12條稜上有支撐筋，支撐筋使隔離層3與鋁合金內殼2形成6個空腔；在空腔內在鋁合金內殼2的6個內面的中心各固定有一各鉑探頭4，鉑探頭4的構造如圖4所示有一個鉑金屬圓盤P，在鉑金屬圓盤P的中心垂直接有金屬導體d1，金屬導體d1接有導線d2，鉑金屬圓盤P是通過絕緣套圈J固定在在鋁合金內殼2的。6條導線d2分別接到通用數據採取卡A/D轉換器A2，A/D轉換器A2直接插裝在分系統計算機主板上。該節能溫度傳感器A1放置在陽光直接照射並通風處，6個探頭所轉換的數據分別連續輸入所測數據，存儲在分系統計算機A3中，則可求出平均值T。
本發明採用的節能溫度傳感器A1節能溫度傳感器A1的參考尺寸為外形為邊長250毫米的正方體，聚酯外殼1厚為3毫米、鋁合金內殼2厚為3毫米、聚酯隔離層3厚為4毫米；鉑探頭P的半徑為50毫米，厚為2毫米；鋁合金內殼2與聚酯隔離層3的距離為50毫米。
b、室溫水溫參數自動探測傳輸存儲運算顯示子系統B，由室內溫度傳感器B1、A/D轉換器B2，出水溫度傳感器B3，A/D轉換器B4，回水溫度傳感器B5、A/D轉換器B6，分系統計算機B7，室內溫度液晶顯示屏B8，出水溫度液晶顯示屏B9，回水溫度液晶顯示屏B10組成。室內溫度傳感器B1和出水溫度傳感器B3採用AD590THR2865或K9725NDIA傳感器。
c、安全運行自動探測顯示報警自動控制子系統C，由排煙溫度傳感器C1，A/D轉換器C2，水位上下限液晶傳感器C3，A/D轉換器C4，分系統計算機C5，排煙溫度液晶顯示屏C6、水位聲光報警器C7、C8、水泵自動開啟關閉開關C9、C10組成。
d、自動控制燃燒子系統D，由爐排開啟、關閉信息記錄器D1、D2各功能電機開機開關D3、關機開關D4、室內溫度設定鍵盤D5、分系統計算機D6、爐排啟動關閉液晶顯示屏D7、爐排運行指導時間液晶顯示屏D8、時鐘D9、各功能電機開啟開關D10、關閉開關D11組成。
e、全自動運行與指導運行轉換開關安裝在分系統儀器外殼上。
f、33.6K數據機分別安裝在分系統計算機和中心計算機內，用電話線連接。
g、印表機分別連接在分系統計算機和中心計算機上。
分系統計算機A3、B7、C5、D6為同一臺計算機。
由子系統A、B、C、D同E、F、G構成網絡的一個分系統，由若干個分系統同由中心計算機，中心數據機組成的指揮中心用電話線連接起來就構成採暖節能計算機網絡總系統。
其中氣象節能技術的核心是「節能溫度」。採暖期建築物只有在得失熱量平衡時，才能保持室內溫度穩定，而用戶結構的耗熱量是指室內溫度高於室外溫度時，通過維護結構向外傳遞熱量來維持室內適宜而穩定的溫度。熱量的損耗可分為兩部分，即基本耗熱量和附加耗熱量。
(1)基本耗熱量，是指在只考慮室內外溫差條件下計算出來的熱量。它通過建築物的各部門圍護結構，從室外向室內的穩定傳遞熱量的總和。
(2)附加耗熱量，是由於考慮圍護結構隨外界除溫差外，其它氣象因素發生變化而對基本耗熱量的修正，如太陽輻射得到的熱量，風力給耗損熱量造成的影響因素。
根據這一理論基礎，將外形類似建築物的六面體鋁合金外殼鉑傳感器放在室外太陽光下通風的地方進行探測。把這個節能溫度傳感器探測的溫度信息經A/D轉換器轉換成數字信息輸入分計算機存儲處理。
由於氣象要素是一種隨機變化的量，所以要連續定時探測採集經A/D變換輸入分系統計算機進行處理以求取平均值。即
式中T節節能溫度的平均值T節i定時連續採集的隨機節能溫度n 採集的次數經過固化在分系統計算機中的數學模型計算程序求出節能溫度平均值T節，並傳給液晶顯示屏自動顯示。這就組成了節能溫度自動探測傳感存儲計算處理顯示子系統A。它所取得的節能溫度同氣象部門通過極其複雜的測量運3所取得的節能溫度非常接近，這個存儲在分系統計算機中的節能溫度平均值T節同B、D兩個子系統採集處理過並存儲在分系統計算機中的各個信息再經過固化在分系統計算機中的數學模型計算程序計算機處理，就取得了所需燃燒時間並進行自動控制。
以分系統I轉換開關轉到自動控制檔為例加以說明。
1、把節能溫度自動探測傳輸存儲運算顯示子系統A中的特製的由鋁合金外殼封閉的鉑傳感器A1放置於室外陽光照射下通風的地方進行探測，定時連續多次把探測的溫度信息經A/D轉換器A2轉換成計算機可以識別的數字信息連續輸入分系統計算機A3存儲，通過固化在A3中的數學模型按計算程序求出節能溫度平均值
T節一方面在液晶顯示屏A4上自動顯示，一方面存儲在A3中等待同其它子系統存儲的相關因子進行運算。
2、室溫水溫參數自動探測傳輸運算顯示子系統B中的室內溫度熱敏傳感器B1、出水溫度熱敏傳感器B3、回水溫度熱敏傳感器B5自動把探測的溫度訊號分別經過轉換器B2、B4、B6轉換後輸入分系統計算機B7中存儲處理待用並在液晶顯示屏上B8、B9、B10上自動顯示。
3、自動控制燃燒子系統D中的爐排啟動、關閉記錄器D1，D2自動把啟動關閉信息輸入計算機D6並同時鐘D9共同記錄存儲爐排啟動、關閉時間待運算使用，同時在液晶顯示屏D7上顯示出來。
事先在分系統計算機編制時鐘程序，在給定的QPY-ENH6255液晶屏D9上顯示出來。由D9來隨時採集記錄處理與時間有關的數據。如記錄D1、D2的啟動燃燒時間與停止燃燒時間。
在子系統A、B、D把各種經過處理的數據信息都存儲在分系統計算機之後，就可以通過固化在該計算機中的一系列數學模型自動計算出指導燃燒時間M＝P(T內-T節)式中M為指導燃燒時間T內為室內溫度T節為節能溫度P為綜合修正係數滑動平均值P=1ni=1nPi]]>
這裡M、T內、T節均系每次燃燒結束時的數據，所以Pi亦為每次燃燒結束時的連續的動態修正係數，因此，P需用滑動平均方法求得。
當分系統進入自動控制燃燒狀態時，必須事先設定室內溫度、鍋爐所配備的各電機啟動、關閉的先後順序以及延時數量(如t＝30秒、60秒)當自動計算出指導燃燒時間M後，一方面在液晶屏上自動顯示出來，一方面存儲有計算機中供下一次求Pi時使用，同時M將自動變倒計時動作狀態，自動按順序按延時啟動鍋爐的各種電機進行燃燒，燃燒時段間隔結束後，將自動按順序按延時關閉鍋爐的各種電機。在這種情況下，鍋爐只在室溫±1℃範圍內開啟或關閉。使室溫始終保持在恆定狀態。
4、在安全運行自動顯示、報警自動控制子系統C中，如果水位或排煙度發生異常情況，如鍋爐水位超過上限或低於下限，則立即在液晶顯示屏上自動顯示。聲光自動報警，同時分系統計算機發出指令，自動控制水泵的開啟或關閉，使水位迅速恢復正常狀態。
分系統的各種數據信息不僅隨時存儲、自動顯示，而且可以通過TPUP-16B微型印表機隨時列印出來。
以上是一個分系統的運行技術方案。由若干個，一般是七、八個到二、三十個分系統同指揮中心一起組成整個採暖節能計算機網絡系統。(見圖2)。具體技術實施方案詳述如下(1)把採暖指揮中心的計算機通過數據機與電話線相連接。
(2)把各分系統(各單臺鍋爐房)的計算機通過數據機與電話線相連接。
(3)給中心計算機編制一套程序，使其定時依次撥打各個分系統的電話號，在中心計算機中就可以讀取存儲顯示各分系統的各種數據信息，對各分系統情況一目了然。
(4)指揮中心的管理人員也可以隨時通過鍵盤撥打某一分系統的電話號，隨時提取當時有關分系統運行狀態的數據信息和分系統採集到的全部數據。
(5)指揮中心的計算機可自行處理收集來的數據信息，如求平均值，挑最大值、最小值，繪製各種圖表、曲線等。
(6)指揮中心計算機可自行或隨時列印各種資料和圖表。
權利要求
1.採暖節能計算機網絡系統，其特徵是由下列系統組成a、節能溫度自動探測傳輸運算顯示子系統A，主要由節能溫度傳感器A1、A/D轉換器A2分系統計算機A3與節能溫度液晶顯示屏A4組成；b、室溫水溫參數自動探測傳輸存儲運算顯示子系統B，由室內溫度傳感器B1、A/D轉換器B2，出水溫度傳感器B3，A/D轉換器B4，回水溫度傳感器B5、A/D轉換器B6，分系統計算機B7，室內溫度液晶顯示屏B8，出水溫度液晶顯示屏B9，回水溫度液晶顯示屏B10組成；c、安全運行自動探測顯示報警自動控制子系統C，由排煙溫度傳感器C1，A/D轉換器C2，水位上下限液晶傳感器C3，A/D轉換器C4，分系統計算機C5，排煙溫度液晶顯示屏C6、水位聲光報警器C7、C8、水泵自動開啟關閉開關C9、C10組成；d、自動控制燃燒子系統D，由爐排開啟、關閉信息記錄器D1、D2各功能電機開機開關D3、關機開關D4、室內溫度設定鍵盤D5、分系統計算機D6、爐排啟動關閉液晶顯示屏D7、爐排運行指導時間液晶顯示屏D8、時鐘D9、各功能電機開啟開關D10、關閉開關D11組成；e、全自動運行與指導運行轉換開關安裝在分系統儀器外殼上；f、數據機分別安裝在分系統計算機和中心計算機內，用電話線連接；g、印表機分別連接在分系統計算機和中心計算機上；分系統計算機A3、B7、C5、D6為同一臺計算機；由子系統A、B、C、D同E、F、G構成網絡的一個分系統，由若干個分系統同由中心計算機，中心數據機組成的指揮中心用電話線連接起來就構成採暖節能計算機網絡總系統。
2.適用根據權利要求1採暖節能計算機網絡系統的節能溫度傳感器A1，其特徵是外形為一正方體，由聚酯外殼(1)、鋁合金內殼(2)、聚酯隔離層(3)組成，隔離層(3)亦為正方體，隔離層(3)的12條稜上有支撐筋，支撐筋使隔離層(3)與鋁合金內殼(2)形成6個空腔；在空腔內在鋁合金內殼(2)的6個內面的中心各固定有一個鉑探頭(4)，鉑探頭(4)有一個鉑金屬圓盤P，在鉑金屬圓盤P的中心垂直接有金屬導體d1，金屬導體d1接有導線d2，鉑金屬圓盤P是通過絕緣套圈J固定在在鋁合金內殼(2)的；6條導線d2分別接到通用數據採集卡A/D轉換器A2，A/D轉換器A2直接插裝在分系統計算機主板上。
全文摘要
採暖節能計算機網絡系統屬於集中供暖技術領域,特別涉及一種利用計算機控制節能的網絡系統。是由節能溫度自動深測傳輸運算顯示子系統、室溫水溫參數自動探測傳輸存儲運算顯示子系統、安全運行自動探測顯示報警自動控制子系統、自動控制燃燒子系統、全自動運行與指導運行轉換開關、數據機、印表機和分系統計算機及中心計算機組成,採用鉑金屬溫度傳感器,使我國的採暖工作在運行上實現了定量化自動化,管理工作實現了科學化、現代化,可節約大量能源和資金,創造了良好的經濟效益和社會效益。
文檔編號G06F19/00GK1271908SQ9911288
公開日2000年11月1日 申請日期1999年4月22日 優先權日1999年4月22日
發明者王志遠, 朱輝, 李義, 王宏武, 王宏心 申請人:長春市奧泰高科技有限責任公司