УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДОВ НА ТЕПЛО Российский патент 2004 года по МПК G06M3/00 H03K19/00 F24D10/00 

Изобретение относится к средствам для измерения тепла. Наиболее целесообразно применение изобретения для распределения расходов на отопление в жилых домах.

Известен пропорциональный измеритель для осуществления индивидуального (поквартирного) учета тепловой энергии, который используется в составе системы оптимального теплопотребления и справедливого учета в ЖКХ Метран-1500.

Недостатком данного пропорционального измерителя является то, что к нему возможно подключение только двух датчиков температуры, что накладывает ограничения на функциональные возможности измерителя.

Известен электронный распределитель расходов на отопление doprimo (прототип).

Недостатком данного распределителя расходов на отопление является то, что к нему также возможно подключение только двух датчиков температуры, что накладывает ограничения на функциональные возможности измерителя.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная задача решена за счет того, что в устройство для электронного распределения расходов на тепло, состоящее из генератора секундных импульсов, формирователя часов и минут, генератора тактовых импульсов, арифметическо-логического устройства, блока ПЗУ и ОЗУ, двух датчиков температуры, при этом первый выход генератора тактовых импульсов соединен со входом генератора секундных импульсов, а второй выход соединен с тактовым входом арифметическо-логического устройства, выходы формирователя часов и минут связаны с первым портом арифметическо-логического устройства через первую шину ввода, второй порт арифметическо-логического устройства связан с адресными входами блока ПЗУ и ОЗУ через адресную шину, третий порт арифметическо-логического устройства связан со входами данных блока ПЗУ и ОЗУ через двунаправленную шину данных, дополнительно введены шина в виде витой пары, N датчиков температуры с интерфейсом MicroLAN, адаптер для согласования последовательного интерфейса арифметическо-логического устройства с шиной MicroLAN, при этом последовательный выход данных арифметическо-логического устройства соединен со входом адаптера, последовательный вход данных арифметическо-логического устройства соединен с выходом адаптера, вход/выход адаптера соединен с первым проводом шины в виде витой пары, общий провод адаптера соединен со вторым проводом шины в виде витой пары, входа/выхода N датчиков температуры соединены с первым проводом шины в виде витой пары, а общие выводы N датчиков температуры соединены со вторым проводом шины в виде витой пары.

На чертеже приведена структурная схема устройства для электронного распределения расходов на тепло.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, генератор секундных импульсов 2, формирователь часов и минут 3, арифметическо-логическое устройство 4, блок ПЗУ и ОЗУ 5, адаптер для согласования последовательного интерфейса арифметическо-логического устройства с шиной MicroLAN 6, первый датчик температуры с интерфейсом MicroLAN 7, N-ый датчик температуры с интерфейсом MicroLAN 8, первую шину ввода 9, адресную шину 10, двунаправленную шину данных 11, первый провод шины в виде витой пары 12 и второй провод шины в виде витой пары 13.

Первый выход генератора тактовых импульсов 1 соединен с генератором секундных импульсов 2. Второй выход генератора тактовых импульсов 1 соединен с тактовым входом арифметическо-логического устройства 4. Выход генератора секундных импульсов 2 соединен со входом формирователя часов и минут 3. Выходы формирователя часов и минут 3 связаны с первым портом арифметическо-логического устройства 4 через первую шину ввода 9. Второй порт арифметическо-логического устройства 4 связан с адресными входами блока ПЗУ и ОЗУ 5 через адресную шину 10. Третий порт арифметическо-логического устройства 4 связан со входами данных блока ПЗУ и ОЗУ 5 через двунаправленную шину данных 11. Последовательный выход данных арифметическо-логического устройства 4 соединен со входом адаптера 6. Последовательный вход данных арифметическо-логического устройства 4 соединен с выходом адаптера 6. Вход/выход адаптера 6 соединен с первым проводом шины в виде витой пары 12. Общий провод адаптера 6 соединен со вторым проводом шины в виде витой пары 13. Входа/выхода N датчиков температуры 7, 8 соединены с первым проводом шины в виде витой пары 12. Общие выводы N датчиков температуры 7, 8 соединены со вторым проводом шины в виде витой пары 13.

Устройство работает следующим образом.

Генератор тактовых импульсов 1 вырабатывает тактовые импульсы, которые через второй выход поступают на тактовый вход арифметическо-логическое устройства 4 и синхронизируют его работу. Также эти импульсы являются входными сигналами для генератора секундных импульсов 2, которые поступают на его вход с первого выхода генератора тактовых импульсов 1. Генератор секундных импульсов 2 вырабатывает импульсы с частотой 1 сек, из которых формирователь часов и минут 3 вырабатывает минутные и часовые импульсы. Минутные и часовые импульсы по первой шине ввода 9 поступают в первый порт арифметическо-логическое устройства 4. В блоке ПЗУ и ОЗУ 5 содержатся инструкции для работы арифметическо-логического устройства 4 и данные о порядке и времени опроса N датчиков температуры 7, 8 по шине в виде витой пары 12, 13.

Датчики температуры 7, 8 представляют из себя совместимый с 1-проводной сетью MicroLAN цифровые термометры. Микросхема цифрового термометра содержит схему измерения температуры и контроллер MicroLAN. Это позволяет построить распределенную систему измерения температуры и считывать значения температур в разных точках системы дистационно по шине в виде витой пары 12, 13. Термометр не содержит внутреннего источника питания, а использует режим "паразитного питания", при котором энергия, необходимая для передачи данных по 1-проводной шине, берется от самой шины данных (первого провода шины в виде витой пары 12). Каждый цифровой термометр имеет собственный уникальный адрес, что позволяет однозначно идентифицировать его.

Для согласования шины в виде витой пары 12, 13 с последовательным интерфейсом арифметическо-логического устройства 4 предназначен адаптер 6. Адаптер 6 состоит из преобразователей уровня интерфейса RS232 и драйвера MicroLAN. Драйвер MicroLAN передает на первый провод 12 сигнал с выхода арифметическо-логического устройства 4. Преобразователь уровня RS232 напрямую подключен к первому проводу 12 шины в виде витой пары и преобразует логические уровни на шине в уровни напряжений RS232 и передает сигнал на вход арифметическо-логического устройства 4.

Количество датчиков температуры N определяется из соотношения N=а·b, где а - количество квартир; b - количество отопительных радиаторов. Датчик температуры устанавливается в определенной точке радиатора и с помощью датчика точно регистрируется в определенные моменты времени, которые задаются арифметическо-логическим устройством, температура радиатора. После измерения арифметическо-логическое устройство моментально подсчитывает величину разницы между температурой датчика и заданной температурой помещения и из этих данных рассчитывает количество отданного радиатором тепла. Для каждого датчика температуры в блоке ПЗУ и ОЗУ 5 выделена область памяти, где нарастающим итогом регистрируется количество тепла, излученное радиатором в условных единицах потребления за определенное время.

Данные с электронного распределителя считываются при помощи любого персонального компьютера путем подключения к последовательному интерфейсу арифметическо-логического устройства 4.

Если общая стоимость тепла, потребленная зданием равна S, то цена единицы потребления: С=S/Q, где Q - количество тепла, излученное всеми радиаторами в здании. Стоимость тепла, потребленного квартирой n: Sn=C·(Qn-2+Qn-1+Qn), где Qn - 2, Qn - 1, Qn - количество тепла, излученное тремя радиаторами соответственно в n-ой квартире в условных единицах потребления.

Таким образом, электронный распределитель позволяет пропорционально потребленному теплу распределить затраты между отдельными потребителями.

Генератор тактовых импульсов 1, генератор секундных импульсов 2, формирователь часов и минут 3, арифметическо-логическое устройство 4, блок ПЗУ и ОЗУ 5 можно построить на основе однокристального микропроцессора, например, используя микропроцессор фирмы Intel AT89C8252.

Предлагаемое устройство для электронного распределения расходов на тепло обладает расширенной функциональной возможностью по сравнению с аналогами.

Изобретение имеет преимущественное применение для распределения расходов на отопление в жилых домах. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения результата устройство дополнительно содержит шину в виде витой пары, установленные в определенной точке радиаторов N датчиков температуры с интерфейсом MicroLAN, адаптер для согласования с шиной MicroLAN последовательного интерфейса арифметическо-логического устройства, включенные во взаимосвязи с генератором секундных импульсов, соединенного со входом формирователя часов и минут, с генератором тактовых импульсов, арифметическо-логическим устройством, блоками ПЗУ и ОЗУ. 1 ил.

Устройство для электронного распределения расходов на тепло, содержащее генератор секундных импульсов, соединенный со входом формирователя часов и минут, генератор тактовых импульсов, арифметическо-логическое устройство, блок ПЗУ и ОЗУ, при этом первый выход генератора тактовых импульсов соединен со входом генератора секундных импульсов, а второй выход - с тактовым входом арифметическо-логического устройства, выходы формирователя часов и минут связаны с первым портом арифметическо-логического устройства через первую шину ввода, второй порт арифметическо-логического устройства связан с адресными входами блока ПЗУ и ОЗУ через адресную шину, третий порт арифметическо-логического устройства связан со входами данных блока ПЗУ и ОЗУ через двунаправленную шину данных, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введена шина в виде витой пары, установленные в определенной точке радиаторов N датчиков температуры с интерфейсом MicroLAN, адаптер для согласования с шиной MicroLAN последовательного интерфейса арифметическо-логического устройства, задающего моменты времени регистрации температуры в определенной точке радиатора, подсчитывающего величину разности между упомянутой температурой и заданной температурой помещения и рассчитывающего количество отданного радиатором тепла, при этом в блоке ПЗУ и ОЗУ для каждого датчика температуры выделена область памяти, где нарастающим итогом регистрируется количество тепла, излученное радиатором в условных единицах потребления за определенное время, последовательный выход данных арифметическо-логического устройства соединен со входом адаптера, последовательный вход данных арифметическо-логического устройства соединен с выходом адаптера, вход/выход адаптера соединен с первым проводом шины в виде витой пары, общий провод адаптера соединен со вторым проводом шины в виде витой пары, входы/выходы N датчиков температуры соединены с первым проводом шины в виде витой пары, а общие выводы N датчиков температуры соединены со вторым проводом шины в виде витой пары.