БЕСПРОВОДНОЙ СЧЁТЧИК-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТЕПЛА

Техническое решение относится к устройствам для измерения и учета количества тепловой энергии и может быть использовано для организации поквартирного учета энергоресурсов в жилых зданиях с вертикальной разводкой системы отопления. Устройство предназначено для измерения температуры отопительных приборов, регистрации теплового потока отопительного прибора и передачи данных по беспроводной Mesh-сети.
Из уровня техники известен счетчик-распределитель тепла, раскрытый в заявке на патент DE 102015001585, опубликованной 11.08.2016, МПК G01K17/06. Счётчик-распределитель тепла включает в себя датчик температуры, расположенный на металлической пластине, измеритель, рассчитывающий значение температуры по сигналу от датчика температуры, память для сохранения данных, экран для визуализации, например, величины температуры, источник питания, антенну для беспроводной передачи данных о температуре в центральный блок.
Недостатком известного счётчика-распределителя тепла является недостаточно жесткая и плотная фиксация на поверхности, температуру которой необходимо измерять. Кроме того, известный счетчик-распределитель тепла выполнен с возможностью только передачи данных в центральный блок, а возможность приема данных от других счетчиков, которым центральный блок в данный момент недоступен, и их ретрансляция у известного счетчика отсутствует. Отмеченные недостатки сказываются на точности измерения температуры и на точности составления температурной картины помещения.
Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании беспроводного счётчика-распределителя тепла обладающего высокой надежностью.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении точности измерения температурной картины помещения. Также заявляемый беспроводной счётчик-распределитель тепла расширяет арсенал технических средств, предназначенных для регистрации теплового потока отопительного прибора.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что беспроводный счетчик-распределитель тепла содержит корпус, встроенную в него металлическую теплопроводящую пластину, причём корпус и теплопроводящая пластина снабжены отверстиями с возможностью фиксации пластины в корпусе и монтажа на поверхности отопительного прибора, и расположенные внутри корпуса источник питания и электрически подсоединенные к нему термочувствительный элемент, размещенный на металлической теплопроводной пластине, микроконтроллер, выполненный с возможностью подготовки пакета данных, включающего идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и текущие показания температуры, и радиочастотный приёмопередатчик, выполненный с возможностью приёма и передачи упомянутого пакета данных, причем термочувствительный элемент и радиочастотный приёмопередатчик электрически подсоединены к микроконтроллеру.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах реализации беспроводного счетчика-распределителя тепла.
В качестве термочувствительного элемента может быть выбран терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью подготовки, а радиочастотный приёмопередатчик с возможностью передачи пакета данных, дополнительно включающего текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла.
Радиочастотный приёмопередатчик может быть выполнен с возможностью ретрансляции пакета данных, полученного от другого беспроводного счетчика-распределителя тепла.
Беспроводной счётчик-распределитель тепла может дополнительно включать дисплей, выполненный с возможностью визуализации показаний счётчика-распределителя тепла, причём дисплей электрически подключен к источнику питания и к микроконтроллеру.
За счёт наличия корпуса со встроенной зафиксированной металлической теплопроводящей пластиной и размещения на ней термочувствительного элемента, а также фиксация посредством отверстий теплопроводящей пластины в корпусе и монтаж на поверхности отопительного прибора обеспечивают максимально плотное прилегание пластины к поверхности отопительного прибора, что, в свою очередь, обеспечивает уменьшение тепловых потерь и более точную передачу температуры от отопительного прибора к термочувствительному элементу, а, следовательно, повышает общую надежность беспроводного счетчика-распределителя тепла.
Кроме того, наличие корпуса позволяет изолировать термочувствительный элемент от окружающей среды, что также обеспечивает более высокую точность измерения температуры отопительного прибора.
Наличие микропроцессора и радиочастотного приёмопередатчика позволяет подготовить пакет данных, содержащих информацию о самом счётчике-распределителе и измеряемой им температуре, а затем передать его на центральный блок или на другой беспроводной счётчик-распределитель тепла для последующей передачи на центральный блок. Так обеспечивается высокая точность составления тепловой картины помещения, поскольку в случае невозможности соединения одного счётчика-распределителя тепла с центральным блоком подготовленный им пакет данных будет передан другому счётчику-распределителю тепла, а потом центральному блоку. Таким образом также повышается надежность.
Дисплей позволяет визуализировать показания счётчика-распределителя тепла, тем самым обеспечивая возможность визуального контроля температуры отопительного прибора, что также сказывается на повышении точности составления температурной картины.
Далее настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 изображена общая блок-схема беспроводного счётчика-распределителя тепла.
На фиг. 2 изображен один из вариантов осуществления беспроводного счётчика-распределителя тепла.
На фиг. 3 изображен пример работы беспроводных счётчиков-распределителей тепла в составе Mesh-сети.
Беспроводный счетчик-распределитель тепла (см. фиг.1 и фиг.2) включает корпус (1), встроенную в него металлическую теплопроводящую пластину (2), причём корпус (1) и теплопроводящая пластина (2) снабжены отверстиями с возможностью фиксации пластины (2) в корпусе (1) и монтажа на поверхности отопительного прибора (А). Внутри корпуса размещён источник питания (3), к которому электрически подсоединены термочувствительный элемент (4), микроконтроллер (5), радиочастотный приёмопередатчик (6) и дисплей (7). Термочувствительный элемент (4) размещён на металлической теплопроводной пластине (2). Микроконтроллер (5) выполнен с возможностью подготовки пакета данных, включающего идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и текущие показания температуры. Пакет данных дополнительно может включать текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла. Радиочастотный приёмопередатчик (6) выполнен с возможностью приёма и передачи упомянутого пакета данных.  Дисплей (7) выполнен с возможностью визуализации показаний счётчика-распределителя тепла. Термочувствительный элемент (4), радиочастотный приёмопередатчик (6) и дисплей (7) электрически подсоединены к микроконтроллеру (5).
Металлическая теплопроводящая пластина (2) жестко фиксируется на поверхности, температуру которой необходимо измерять. Такая фиксация обеспечивается благодаря наличию отверстий для крепления, посредством которых элементы крепления прижимают теплопроводящую пластину (2) к поверхности отопительного прибора по всей площади пластины. За счет плотного прилегания к поверхности и высокой теплопередаче теплопроводящая пластина (2) обеспечивает эффективную передачу температуры от поверхности (А) к термочувствительному элементу (4).
В качестве термочувствительного элемента (4) может быть применен терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, например, NTC-термистор.
Корпус (1) выполняет такие важные функции как обеспечение монтажа и надежной фиксации беспроводного счётчика-распределителя тепла на поверхности (А) отопительного прибора посредством монтажных отверстий, обеспечение теплоизоляции термочувствительного элемента (4) от окружающей среды, обеспечение теплоизоляции микроконтроллера (5) от поверхности (А) отопительного прибора.
Беспроводный счётчик-распределитель тепла работает следующим образом.
После установки беспроводного счётчика-распределителя тепла на поверхность (А) отопительного прибора он начинает свою работу по измерению температуры поверхности (А). Тепло от поверхности (А) передаётся к металлической теплопроводящей пластине (2), а от неё к термочувствительному элементу (4), который преобразует полученный тепловой сигнал в электрический сигнал и передаёт его по электрическому соединению к микроконтроллеру (5). Микроконтроллер (5) формирует пакет данных, включающий идентификационный номер счётчика-распределителя тепла и данные о текущей температуре отопительного прибора, а затем передаёт этот пакет радиочастотному приёмопередатчику (6). Пакет данных дополнительно может включать текущие показания времени, дату, уровень заряда источника питания и данные о доступности соседних счётчиков-распределителей тепла. Приёмопередатчик (6) передаёт полученный пакет данных центральному блоку (8) (см. фиг.3), либо, если нет возможности связаться с центральным блоком, передает пакет данных другому беспроводному счётчику-распределителю тепла, который, в свою очередь, также передаёт этот пакет данных, а также свой пакет данных. Таким образом, обеспечивается высокая надежность передачи измеренных данных. Источник питания (3) обеспечивает работу всех элементов беспроводного счётчика-распределителя тепла.
Заявленный беспроводной счётчик-распределитель тепла обеспечивает высокую точность измерения температуры поверхности отопительного прибора, а, следовательно, повышает точность измерения температурной картины помещения. Также заявляемый беспроводной счётчик-распределитель тепла расширяет арсенал технических средств, предназначенных для регистрации теплового потока отопительного прибора.