丹佛斯 Danfoss FH-CW系列地暖地暖温控器

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• 品          牌： 丹佛斯 Danfoss

智能温度控制器


摘要
本发明是一种适用于暖通系统的单片机控制的智能型温度控制器。中央处理单元CPU承担程序存储、数据处理和存储由键盘输入的设置信息,同时把备份文件存入可擦除只读存储器U6存储系统中,专用的液晶显示芯片可以显示出设定的时间和温度,时间处理单元U4为程序的执行提供准确的时间数据,温度传感器U5提供准确的温度数据。CPU把一昼夜分为多个(或更多)时间段,并将实测的温度数据与本时间段预先设置的温度数据进行比较,根据比较的结果决定电动执行机构的动作方向和动作时间,达到调节流过散热器的介质流量,从而自动地调节室内温度。既节约了能源,减少应交费用又为人们提供了温暖舒适的环境。
权利要求(3)
1.本产品的特征是：由单片机控制的数字式温度传感器U5作为感温元件，时间芯片U4产生标准时间，U4、U5分别与单片机的I/O口相连，成为本系统的基础信息源，U6与单片机的I/O口相连，译码器U3输入端与单片机的I/O口相连，输出端与执行机构的控制电路以及键盘连接，由单片机读取数字式温度传感器的温度数据和时间芯片的时间数据，并将一天24小时划分成多个时间段，单片机根据实测的温度值与预先设置的温度值进行比较，依据模糊控制理论制定的算法来控制电动执行机构的动作，用户可以根据自己对环境温度的要求，用键盘在每个时间段上分别设置舒适温度、节能温度、值班温度等，本智能温度控制器就可以实行分段自动控制温度。
2.按照权利要求1所述，本智能温度控制器可以实行分段自动控制室内温度，并能精确地将室内温度调到预设温度。
3.按照权利要求1所述，可擦除只读存储器U6存储系统设置的备份信息，在系统突然停电的情况下，信息仍不会丢失。


说明
智能温度控制器
本发明涉及一种适用于暖通系统的单片机控制的智能型温度控制器。

现有的产品未见有基于单片机应用于暖通系统中的智能型温度控制器。目前国内较先进的暖通系统温度调节阀，是自立式温度调节阀。例如丹佛斯生产的自立式温度调节阀。此类温度调节阀由阀体上手动调节柄和感温元件进行调节。这种调节阀只能是现场手动进行温度调整，不能实现预先渐变自动调节和根据预先设置分时段自动调节温度，散热器较多时每天多次调节很不方便；尤其是当人回到现场后，温度从值班温度调到舒适温度，其升温过程需要一定时间，在这段时间内人感觉很不舒适。

本发明的目的是提供一种智能温度控制器。使用者可按生活习惯分时间段进行设置，在不同的时间段预设不同的温度。本装置就可按预设程序自动地进行调节，达到即舒适又节能的目的。

中央处理单元CPU使用单片机U1，承担程序存储和数据处理，由键盘输入设置的信息直接存入U1中；同时把备份文件存入可擦除只读存储器U6存储系统中，在系统突然停电的情况下，信息仍不会丢失；专用的时间芯片为程序的执行提供准确的时间数据；数字式温度传感器U5将实测的温度数据传送到U1的I/O口；U2做I/O口的扩展；U3做I/O的译码器。U1把一昼夜分为四个(或更多)时间段，并将实测的温度数据与预先设置的舒适温度数据进行比较，根据比较的结果决定电动执行机构的动作方向和动作时间，达到调节流过散热器的介质流量，从而调节室内温度。三极管Q1、Q2、二极管D1、D2、D3、光耦U7、电阻R4、R5、R9、R10共同构成电动执行机构的信号控制和信号反馈电路，即电流分配器。专用的液晶显示芯片显示设定的时间和温度及正常、非正常运行时的一些信息。

自立式温度调节阀，由于本身结构的限制，只能采用手动调节，并且每次调节都要亲临现场逐个调节，不能实现预先设置，更不能实现自动调节。本发明采用计算机技术按照使用者预先的设置全自动地控制温度。系统将一天24小时分为四个(或更多)时间段，每个时间段的温度可以预先设置，在人回到被控现场之前，本装置根据预设可提前进行调节，人到时温度刚好调为舒适温度；人离开被控现场前本装置可根据预设逐渐调低现场温度，人离开后温度逐渐降为节能温度或值班温度。做到既舒适又节能。

自立式温度调节阀是通过调节手柄上固定档调解开启度，因为是固定档和固定温度，属于点式调节，所以很难调到理想温度。本发明能精确地将室内温度调到预设温度。单片机根据实测的温度值与预先设置的舒适温度值进行比较，依据模糊控制理论制定的算法来控制电动执行机构的动作，调节控制阀的流通量，直到室温达到预设的恒定温度。

自立式温度调节阀由于受安装位置的限制(一般安装在暖气罩内靠近散热器的管段上)，这样造成测量的温度(管路温度)和控制的温度(室内温度)两者不一致，很难调整到所需的理想温度。本发明可安装在控温场所的任何位置，通过精密的数字感温元件测量室内温度，精度为±1度。由于采用了闭环控制系统，从而使本系统采集的温度为实际的室内温度；达到所测温度和所控制温度的一致，保证了调节温度的准确性。

本发明的突出优点是节约能源保护环境。而节约能源保护环境一直是全球关注的焦点。在冬季供暖中，能源的消耗是相当大的，而能源的浪费也是相当惊人的。虽然大部分人白天外出工作，家中无人，但由于现有设备的局限，所有供暖房间都要照常供暖；尤其是近几年大部分地区实现了集中供暖而供暖期内室外气温相对较高，因此经常看到冬天开窗降温的怪现象，造成了巨大的能源浪费。本发明智能温度控制器可以彻底地解决上述问题，安装后，一般可节能25～35％(最高可节能50％)。由于能源的不可再生性，节约能源保护环境，是利国利民造福子孙的大事。下面结合附图和具体的程序流程对本发明做进一步的说明。

图1是本发明的控制线路图图2是本发明的程序流程图图3是智能温度控制系统图图1所示的电路中包括一个中央处理单元(CPU)U1，其X1、X2接入晶体振荡器，晶体振荡器中接入了电容C2、C3，该CPU的型号可以是51系列的也可以是PIC系列的，或其他系列的单片机。

该电路中包含一个数字式温度传感器U5。其SDATA端与CPU的I/O口相连，VCC端接电源，GND端接地。

该电路包括一个时间处理单元U4，其8位数据线与CPU的数据端口连接，其片选信号和读写信号均与CPU的I/O端口连接。

该电路中包括一个定制的液晶显示屏，其IRQ、SDATA、WR、RD、CS分别与CPU的I/O端口连接。

该电路中包括一个扩展的I/O端口U2和一个3/8译码器分别与U1的I/O端口连接。

该电路中包括一个定制的键盘，其分别与U2和U3连接，键盘的各键定义名称为：设置时间、控制温度、分段控制、增加、减少、正常状态、节能状态、确认、复位。

该电路中包括一个为电动执行机构提供驱动电流和执行方向的电流分配器，由三极管Q1、Q2、二极管D1、D2、D3、光耦U7、电阻R4、R5、R9、R10组成。三极管Q1、Q2的基极信号由译码器U3提供，电动执行机构的过载报警信号，反馈给U2。

图2所示的程序流程图中包括“读取温度传感器的数据”、“读取时间芯片的数据”、“显示温度值时间值”、由“时间片控制标志”判断程序的走向，如果用户未设“时间片控制标志”，则按舒适温度值作为“调用温度比较子程序的”的温度数据；如果有“时间片控制标志”，则“读取指定单元的时间温度值并送指定存储器”，并依据系统时钟判定时间片的位置，将此时的温度数据作为“调用温度比较子程序”的温度数据，在此程序中使用“延时子程序”，以矫正室温变化的惰性。

图3是智能温度控制系统图。本发明智能温度控制器直接控制电动阀，电动阀直接控制散热器的流量。

在本发明的的典型实例中，U1为AT89C51或8031、U2为74LS244、U3为74LS373、U4为DS12C887、U5为DS18B20、U6为AT24C02、U7为TLP521、U8为74LS00、U9为74LS04。