Устройство контроля жилищно-коммунальной информации (варианты)
Изобретение относится к области коммунально-бытового приборостроения, в частности к устройствам формирования измерительной информации по первичным параметрам, определяющим потребление квартиросъемщиками различных жилищно-коммунальных услуг в условиях возможного отключения сетевого электропитания. Устройство содержит электронную вычислительную машину центральной диспетчерской, соединенную различными каналами связи с домовыми контроллерами, а также с ПЭВМ дежурных частей пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы газа, жилищно-коммунальной службы и службы лифтового хозяйства. В каждой квартире жилых домов расположены счетчики или датчики сигналов по каждому расходуемому энергоносителю, которые производят обработку информации по фактически израсходованным потребителями энергоносителям: газа по его массе; тепла с учетом основных особенностей отопительной системы квартиры; горячей воды по ее энергосодержанию; электроэнергии с учетом изменения временного тарифа, питьевой воды с коррекцией температурной погрешности, и микроконтроллеры с автономным электропитанием для первичной обработки информации, которые совместно с типовыми датчиками работы лифтов и пультами вызова помощи присоединены к домовым контроллерам, и через модемы, каналы связи и ЭВМ центральной диспетчерской - к ПЭВМ дежурных охранных частей. Все события заносятся во времени в память ЭВМ и могут быть распечатаны в виде отчетно-правовой документации и поадресных счетов-квитанций, подлежащих оплате квартировладельцами. Внедрение устройства повышает безопасность проживания в квартирах, повышает уровень культуры потребления коммунальных благ и совершенствует муниципальное управление и обслуживание. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к устройствам формирования измерительной информации по первичным параметрам, определяющим потребление квартиросъемщиками различных жилищно-коммунальных услуг, в том числе обработку информации для получения фактически израсходованных потребителями энергоносителей - газа по его массе, тепла с учетом основных особенностей отопительной системы квартиры, горячей воды по ее энергосодержанию, электроэнергии с учетом изменения временного тарифа, питьевой воды с коррекцией температурной погрешности в условиях возможного отключения сетевого электропитания и т.п.
Известны устройства контроля, описанные в журналах "Приборы и системы управления" в статьях В.Е.Винниченко и др. "Кама" - система контроля и управления для распределенных объектов" (N 10, 1995 г., стр.9-11); С.А.Жукова "Комплекс технических средств "Энергия" - учет и контроль потребления любого энергоносителя" (N 11, 1995 г., стр.21-23); или С.В.Золотарева "Состояние и перспективы создания распределенных АСУТП" (N 10, 1994 г., стр.25- 27). Недостатком этих устройств является ограниченный объем информации о состоянии систем жилищно-коммунальных услуг. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение объема информации для анализа состояния систем жилищно-коммунальных услуг. Для достижения этого результата в устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее домовые контроллеры с запоминающими устройствами, содержащими адреса домов, модемы, электронную вычислительную машину центральной диспетчерской с таймером для запоминания событий во времени и принтером для обеспечения отчетно-правового делопроизводства и распечатки счетов-квитанций, подлежащих оплате квартиросъемщиками, ПЭВМ со звуковой и световой сигнализацией, расположенные в дежурных охранных частях, датчики параметров работы лифтов с пультами вызова помощи, кабельные, почтовые, телефонные и/или радиоканалы связи, дополнительно введены установленные в квартирах жилых домов унифицированные датчики электрических сигналов по температуре, давлению и объемному расходу газа, датчики электрических сигналов по температуре и объемному расходу воды, расположенные в характерных точках отопительных систем квартир, систем питьевой и горячей воды, микроконтроллеры, выполненные с возможностью запоминания номеров квартир и определения массового расхода газа и расхода питьевой воды, энергосодержания горячей воды и тепла с учетом температурной погрешности и запоминания этих величин на время отсутствия сетевого электропитания, снабженные автономными источниками электропитания, блоки электронных преобразователей с сетевыми источниками электропитания, пульты вызова охранной помощи, и также содержит блоки квартирных счетчиков фактически израсходованного газа по его массе, тепловой и электрической энергии, питьевой воды и энергосодержания горячей воды, выполненные в виде электромеханических счетчиков электрических импульсов, соответствующих заданным "единичным" размерам израсходованного энергоносителя с возможностью их размещения за пределами квартир, при этом датчики и пульты вызова охранной помощи соединены через электронные преобразователи с микроконтроллерами, которые соединены с блоками квартирных счетчиков и домовыми контроллерами, соединенными через модемы и каналы связи с электронной вычислительной машиной центральной диспетчерской и ПЭВМ дежурных частей пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы газа, жилищно-коммунальной службы или службы лифтового хозяйства, расположенных вблизи дома, жильцы которого нуждаются в помощи. Во втором варианте выполнения устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее домовые контроллеры с запоминающими устройствами, содержащими адреса домов, модемы, электронную вычислительную машину центральной диспетчерской с таймером для запоминания событий во времени и принтером для обеспечения отчетно-правового делопроизводства и распечатки счетов-квитанций, подлежащих оплате квартиросъемщиками, ПЭВМ со звуковой и световой сигнализацией, расположенные в дежурных охранных частях, датчики параметров работы лифтов с пультами вызова помощи, кабельные, почтовые, телефонные и/или радиоканалы связи, дополнительно введены расположенные в квартирах жилых домов, счетчики потребления газа, тепла, электроэнергии, горячей и питьевой воды, выполненные унифицированными и автономными относительно электропитания, снабженные автономными отсчетными устройствами и однотипными, например, индукционными датчиками электрических импульсов, соответствующих заданным "единичным" размерам каждого израсходованного энергоносителя и вычислителем для определения расхода энергоносителя, кроме этого содержит пульты вызова охранной помощи, микроконтроллеры, выполненные с возможностью запоминания номеров квартир и фактически израсходованных энергоносителей, автономные источники электропитания для микроконтроллеров, блоки электронных преобразователей, сетевые источники электропитания, причем датчики электрических импульсов соединены с блоками электронных преобразователей, которые соединены с микроконтроллерами, которые соединены с домовыми контроллерами, датчики параметров работы лифтов с пультами вызова помощи соединены с домовыми контроллерами, которые связаны через модемы и каналы связи с электронно-вычислительной машиной центральной диспетчерской, а пульты вызова охранной помощи соединены через микроконтроллеры, домовые контроллеры, модемы, каналы связи и электронную вычислительную машину центральной диспетчерской с ПЭВМ соответствующих дежурных частей пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы газа, жилищно-коммунальной службы или службы лифтового хозяйства, расположенных вблизи дома, жильцы которого нуждаются в помощи. Сущность предлагаемого изобретения раскрывается на фиг. 1 - 9, где: фиг. 1 - схема электронной вычислительной машины центральной диспетчерской с каналами связи и периферией; фиг. 2 - схема связи с ПЭВМ дежурных частей - пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы горгаза, жилищно-коммунальной службы и службы лифтового хозяйства; фиг. 3 - схема связи с микрорайонами и домами города; фиг. 4 - схема связи домовой и квартирной части устройства со счетчиками потребления энергоносителей или определяющими их датчиками параметров, повторителями показаний, типовыми датчиками лифтов и пультами вызова помощи, микропроцессорами и домовым контроллером; фиг. 5 - схема датчика объемного расхода, температуры и давления газа; фиг. 6 - схема унифицированного датчика расхода и температуры в характерных точках отопительной системы, питьевой и горячей воды; фиг. 7 - схема унифицированного автономного счетчика потребления газа по массе с магнитоволновым фрикционным вариатором; фиг. 8 - схема унифицированного автономного счетчика тепла, питьевой и горячей воды с магнитоволновым фрикционным вариатором; фиг. 9 - схема вариатора с магнитоволновым цилиндрическим кольцом с фрикционной кромкой или дорожкой. Приведенная на фиг. 1 схема использует концепцию необходимости централизации объективного контроля различных предоставляемых жилищно-коммунальных услуг потребителям, которые в преддверии грядущих жилищно-коммунальных реформ не должны оставаться во власти монопольного произвола поставщиков отдельных энергоносителей или криминально-коммерческих структур охраны. Такая схема контроля в настоящее время имеет множество естественных противников не только среди посредников или поставщиков энергоносителей, но и среди наивных потребителей. Схема предусматривает возможность проведения правового делопроизводства и направлена на стимулирование уровня культуры потребления различных жилищно-бытовых благ и радикальную перестройку работы жилищно-коммунального сектора народного хозяйства, ее упорядочения. Среди каналов связи особо следует выделить кабельные, которые используются в рамках одного дома или даже нескольких близко размещенных домов. Также обязательными являются почтовые каналы связи для передачи счетов-квитанций, их оплаты, отправления отчетно-правовой документации, введения оперативных нормируемых положений, тарифов на энергоносители и вызовы различных охранных служб и т.п. Расчеты затрат подтверждают целесообразность использования телефонных каналов связи, что не исключает одновременного использования и радиоканалов связи. На фиг. 2 приведена схема дежурных частей различных служб, с ПЭВМ которых жильцы связаны через электронную вычислительную машину центральной диспетчерской (фиг. 1), где все вызовы помощи должны объективно фиксироваться с отметками времени вызова. Расчеты подтверждают социальную и экономическую целесообразность введения упомянутых служб помощи во многих регионах нашей страны. На фиг. 3 приведена схема расположения микрорайонов и домов города с населением порядка 1,5 - 2 миллионов человек и одной электронной вычислительной машиной центральной диспетчерской. В более крупных городах, таких как г. Москва, предусмотрена возможность увеличения количества центральных электронных вычислительных машин. На фиг. 4 приведена обобщенная схема домовой и квартирной части устройства. Особенность схемы заключается в возможности использования автономных унифицированных счетчиков потребления энергоносителей и датчиков сигналов по соответствующим им параметрам. Поэтому функции и заложенные программы в квартирные микроконтроллеры окажутся разными. При использовании счетчиков с автономными отсчетными устройствами и устройства централизованного контроля необходимость установки блока повторителей показаний и блока электронных реле ЭР отпадает. При этом используется электронное преобразующее устройство ПУ, снабженное источником сетевого электропитания. Текущая жилищно-коммунальная информация последовательно периодически собирается компьютером (фиг. 1) через модемы, телефонную сеть, кабельную или радиоканалы от домовых микроконтроллеров (фиг. 4). Человек, которому нужна помощь, может нажать на кнопку вызова соответствующей помощи, и сигнал вызова прерывает работу компьютера по сбору информации и поступает через ЭВМ центральной диспетчерской (фиг. 1), где запоминается с отметкой времени и указанием адреса, в ближайшую дежурную часть пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы горгаза, жилищно-коммунальной службы или службы лифтового хозяйства (фиг. 2). На фиг. 5 приведена обобщенная схема турбинного датчика объемного расхода, температуры и давления газа. Особенностью датчика является использование в нем радиально-осевой турбинки с основными и дополнительными лопатками, с основным и дополнительными соплами, с использованием надлежащего пневматического демпфирования за счет развитых поверхностей лопаток, демпфирующей камеры и чередующихся стержней-окон кожуха. Кроме вращательного движения турбинка имеет возможность перемещения вдоль вертикальной оси и своей цилиндрической частью каркаса с профилированными окнами перекрывает проход газа через дополнительные и основное сопло, тем самым реализуется отрицательная обратная связь, обеспечивающая устойчивость и стабильность работы. Малый нижний предел измерения, линейность характеристики при достаточно большом диапазоне преобразования удалось достичь за счет оригинального магнитного подвеса турбинки, который (на фиг. 5 не приведен) состоит из двух пар магнитных колец, намагниченных встречно в осевом направлении. Все известные квартирные счетчики измеряют расход газа по объему, что вызывает барометрическую погрешность, достигающую более 10%. Для получения сигнала

где GM и GV - расходы газа по массе и по объему; pг и Тг - давление и температура газа; R - газовая постоянная;


- расход питьевой воды в кубических метрах с коррекцией температурной погрешности, которая может достигать 5%, согласно функциональной зависимости

- расход энергосодержания горячей воды в киловатт-часах с учетом расхода воды и ее температуры (теплосодержания) согласно функциональной зависимости

- расход тепла в киловатт-часах отопительной системы квартиры согласно функциональной зависимости

где Sт, Sв и Sгв - дифференциальные чувствительности измерения тепла, питьевой и горячей воды; fв и fгв, fi - частота импульсов по расходу питьевой и горячей воды, а также расходу воды в i-м нагревательном приборе; Aв и Aгв - температурные коэффициенты измерения количества питьевой воды и энергосодержания горячей воды;



где




Формула изобретения

где Gм и Gv - расходы газа по массе и по объему;
pг и Tг - давление и температура газа;
R - газовая постоянная;

Sг - дифференциальная чувствительность датчика;
fг - частота электрических импульсов сигнала;
Аг - остаточный температурный коэффициент цепи датчика;
К и

W - конвективная составляющая рассеивания мощности термоанеморезистора,
расхода питьевой воды в кубических метрах с учетом температурной погрешности согласно функциональной зависимости

расхода энергосодержания горячей воды в киловатт-часах с учетом расхода воды и ее температуры (теплосодержания) согласно функциональной зависимости

расхода тепла в киловатт-часах отопительной системы квартиры согласно функциональной зависимости

где Sт, Sв и Sгв - дифференциальные чувствительности измерения тепла, питьевой и горячей воды;
fв и fгв, fi - частота импульсов по расходу питьевой и горячей воды, а также расход воды в i-ом нагревательном приборе;
Aв и Aгв - температурные коэффициенты измерения количества питьевой воды и энергосодержания горячей воды;


n - количество отопительных приборов. 5. Устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее домовые контроллеры с запоминающими устройствами, содержащими адреса домов, модемы, электронную вычислительную машину центральной диспетчерской с таймером для запоминания событий во времени и принтером для обеспечения отсчетно-правого делопроизводства и распечатки счетов-квитанций, подлежащих оплате квартиросъемщиками, ПЭВМ со звуковой и световой сигнализацией, расположенные в дежурных охранных частях, датчики параметров работы лифтов с пультами вызова помощи, кабельные, почтовые, телефонные и/или радиоканалы связи, отличающееся тем, что дополнительно содержит расположенные в квартирах жилых домов счетчики потребления газа, тепла, электроэнергии, горячей и питьевой воды, выполненные унифицированными и автономными относительно электропитания, снабженные автономными отсчетными устройствами и однотипными, например индукционными, датчиками электрических импульсов, соответствующих заданным "единичным" размерам каждого израсходованного энергоносителя, и вычислителем для определения расхода энергоносителя, кроме этого, содержит пульты вызова охранной помощи, микроконтроллеры, выполненные с возможностью запоминания номеров квартир и фактически израсходованных энергоносителей, автономные источники электропитания для микроконтроллеров, блоки электронных преобразователей, сетевые источники электропитания, причем датчики электрических импульсов соединены с блоками электронных преобразователей, которые соединены с микроконтроллерами, которые соединены с домовыми контроллерами, датчики параметров работы лифтов с пультами вызова помощи соединены с домовыми контроллерами, которые связаны через модемы и каналы связи с электронно-вычислительной машиной центральной диспетчерской, а пульты вызова охранной помощи соединены через микроконтроллеры, домовые контроллеры, модемы, каналы связи и электронную вычислительную машину центральной диспетчерской с ПЭВМ соответствующих дежурных частей пожарной охраны, милиции, скорой помощи, аварийной службы газа, жилищно-коммунальной службы или службы лифтового хозяйства, расположенных вблизи дома, жильцы которого нуждаются в помощи. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что счетчики потребления газа, тепла, питьевой и горячей воды выполнены турбинными и содержат преобразователи температуры и давления и аналоговое механическое вычислительное устройство в виде магнитоволнового фрикционного вариатора, состоящего из закрепленного на оси турбинки кольцевого модулятора поля неподвижного постоянного магнита и подвижного кольцевого магнита, совершающего волновые колебания и вращение за счет элементов фрикционной связи, состоящих из введенных в контакт фрикционной дорожки и кромки для обеспечения редуцирования и перемножения частоты вращения на относительное осевое перемещение обкатывающейся фрикционной кромки по дорожке и тем самым измерения расхода газа по массе с учетом его давления и температуры, питьевой воды с коррекцией температурной погрешности, горячей воды в виде ее энергосодержания, а также тепла отопительной системы квартир.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9