一种应用于智能热量表的电动流量调节阀

　　1 引言

　　随着住房制度改革的深入，智能热量表在集中供暖行业中的应用也越来越广泛。然而目前无论是欧洲热量表还是国内研发生产的热量表，其流量控制阀大都采用电动阀或者电磁阀以实现开、关位控制，可实现用户所购热额用完时热量表自动停止供热的功能。但是这些表通常只重视计量达到收费的目的，而不考虑提供给用户调节室内温度的手段。为了能调节房间温度，用户只能采取在每组散热器上设置高阻力手动调节阀或自力式温控阀与热量表配合使用，从而造成用户的初次投资较大。针对这种情况，我们研制了一种应用于智能热量表的新型电动流量调节阀，使热量表能够根据用户设定的温度自动调节该流量调节阀的开度以使流量产生相应的变化，从而达到用户设定的温度要求。这样热量表将能实现热计量和温度调节控制的双重功能。

　　2 工作原理

　　电动流量调节阀应用于热量表中，能够根据用户设定的室内温度调节阀门的开度，经过一定时间的热量传递，达到用户设定的房间温度。它是间接通过改变热水的流量实现温度的调节控制，可以视之为开环间接控制系统。其工作原理如图 1 所示。

　　它以单片机作为控制器，步进电机为电-机转换器，通过小型齿轮减速器带动球阀实现流量调节。按键进行温度的设定工作，分为定温按键、升温按键和降温按键3 种。单片机根据用户设定温度与当前室内温度的温差和热水流量的对应关系发出所需的脉冲序列，经驱动器驱动步进电机工作。每个脉冲使步进电机沿给定方向转动一固定步距角，再通过齿轮减速器带动球阀转动相应的角度，即对应一阀门的开度，从而实现工作中流量的调节和控制。

　　根据热量表的功能要求，单片机对球阀应能实现两种控制功能：

　　(1)为了实现热量表的温度控制功能，单片机应能根据用户设定的温度与当前室内温度的温差和热水流量的对应关系发出所需的脉冲信号和方向控制信号，控制阀门开度以实现热水流量的调节，从而达到调节室内温度的目的。

　　(2)根据用户所剩热额有无、多少情况以及其它中断请求，单片机应能发出相应的开关量信号，实现阀门的开、关控制。

　　3 结构设计

　　单片机和热量表的主控单片机共用一块 AT89S52，通过外部扩展实现对阀门的控制。球阀采用通径金属球阀，其关闭严，摩擦阻力小，操作轻便，泄漏少，防堵性好。电源和热量表的总系统电源放在一起综合考虑，进行总体设计。

　　3.1 步进电机与驱动器