專利名稱：暖氣節(jié)能控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于區(qū)域供熱系統(tǒng)的控制裝置領(lǐng)域，涉及一種用于集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制裝置。
在冬季供熱期間，許多企、事業(yè)單位在下班以后，辦公大樓內(nèi)的集中供熱系統(tǒng)還照常運(yùn)行，這樣既浪費(fèi)了能源，又不利于節(jié)約費(fèi)用。
專利ZL 95245487公開(kāi)了一種集中供暖節(jié)能裝置，其主要結(jié)構(gòu)是在用戶供熱管線進(jìn)戶處的采暖供水管和回水管之間并聯(lián)帶有電磁閥的短接管，并設(shè)置有熱敏電阻測(cè)溫裝置及信號(hào)接受驅(qū)動(dòng)器。能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離微機(jī)控制建筑物采暖狀態(tài)，但由于沒(méi)有時(shí)鐘控制裝置，只能保證室內(nèi)溫度的恒定，不能分時(shí)段根據(jù)需要來(lái)控制供暖溫度的高低。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可分時(shí)段自動(dòng)控制供暖溫度的暖氣節(jié)能控制儀。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種暖氣節(jié)能控制儀，包括溫度傳感器，溫度傳感器經(jīng)放大電路與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，溫度傳感器和放大電路可設(shè)置多路，每一路分別與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)輸入端連接，單片機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)總線與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、設(shè)定電路、顯示電路和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路連接，其特征在于設(shè)置時(shí)鐘控制電路，時(shí)鐘控制電路經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)相連。
所述的時(shí)鐘控制電路包括時(shí)鐘芯片及電容、電阻等外圍電路，時(shí)鐘芯片的輸入、輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)的I/O接口連接。
所述的時(shí)鐘芯片的1、12、14腳和電容的一端接地，時(shí)鐘芯片的4—11腳、13、15、17和23腳經(jīng)數(shù)據(jù)總線分別與單片機(jī)CPU的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相連，時(shí)鐘芯片的24腳和電阻的一端接+5V電源，時(shí)鐘芯片的18腳與電阻和電容的另一端連接，時(shí)鐘芯片的其余管腳懸空。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)1.可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同的時(shí)間段，通過(guò)控制電磁閥的通斷，自動(dòng)控制不同時(shí)間段的供熱溫度。
2.可進(jìn)行控制溫度、控制時(shí)間的設(shè)定，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，工作可靠。
3.可有效控制供熱量，節(jié)約能源，減少取暖費(fèi)用的支出。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的構(gòu)成示意圖。
圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的線路圖。
圖1中，電路控制部分包括溫度傳感器1、放大電路2、多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路3、單片機(jī)4、設(shè)定電路5、時(shí)鐘控制電路6、顯示電路7、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路8和電磁閥9。溫度傳感器經(jīng)放大電路與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，溫度傳感器和放大電路可設(shè)置多路，每一路分別與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)輸入端連接；單片機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)總線與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、設(shè)定電路、時(shí)鐘控制電路、顯示電路和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路連接。
由于設(shè)置了時(shí)鐘控制電路，故可以設(shè)定某一時(shí)間區(qū)段并設(shè)定相應(yīng)的控制溫度，如周六、周日的全天和周一至周五的18點(diǎn)到6點(diǎn)這段非工作時(shí)間段內(nèi)，室內(nèi)的溫度控制在5—10度范圍內(nèi)，其余上班時(shí)間的室內(nèi)溫度控制在18—22度之間。
在時(shí)鐘芯片內(nèi)裝有電池，可持續(xù)供電10年以上。在斷電情況下，時(shí)鐘芯片內(nèi)的時(shí)鐘還能照常繼續(xù)運(yùn)行，以保證單片機(jī)有一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)間、日期信號(hào)參數(shù)可供參照。
通過(guò)設(shè)定鍵盤可改變顯示的內(nèi)容，可以調(diào)整時(shí)鐘，可以輸入需要保持的溫度范圍。
顯示電路采用6位數(shù)碼管顯示，可以顯示月、日、星期、時(shí)、分、秒，可以顯示某一路的溫度值。
圖2中，實(shí)施例的構(gòu)成包括用戶采暖供水管10、回水管11、短接管12、溫度傳感器1、電磁閥9和暖氣節(jié)能控制儀13，短接管并聯(lián)于供水管和回水管之間，短接管上設(shè)置電磁閥，溫度傳感器設(shè)置于室內(nèi)，溫度傳感器和電磁閥經(jīng)導(dǎo)線14與暖氣節(jié)能控制儀連接。
電磁閥可設(shè)置于短接管上，也可設(shè)置于采暖供水管(或回水管)上而取消短接管設(shè)置于短接管上和設(shè)置于采暖供水管(或回水管)上的電磁閥的邏輯控制關(guān)系正好相反，即若設(shè)置于短接管上時(shí)電磁閥得電為通，則設(shè)置于供水管(或回水管)上時(shí)電磁閥失電為通。
結(jié)合圖1和圖2簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的工作原理溫度傳感器件檢測(cè)室溫，通過(guò)放大電路放大成電壓信號(hào)送到多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)，單片機(jī)從時(shí)鐘控制電路取出當(dāng)前時(shí)間，判斷是否為非工作時(shí)間，如是，通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥，將室溫控制在5—10度范圍內(nèi)，如是工作時(shí)間范圍，則將室溫控制在18—22度之間。當(dāng)室溫下降到室溫控制下限時(shí)，本實(shí)用新型自動(dòng)關(guān)閉電磁閥(當(dāng)電磁閥設(shè)置于短接管上時(shí))或打開(kāi)電磁閥(當(dāng)設(shè)置于采暖供水管或回水管上時(shí))，增加進(jìn)入用戶建筑物的供熱量，提高室溫；當(dāng)室溫上升至室溫控制上限時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)電磁閥(當(dāng)電磁閥設(shè)置于短接管上時(shí))或關(guān)閉電磁閥(當(dāng)設(shè)置于采暖供水管或回水管上時(shí))，減少進(jìn)入用戶建筑物的供熱量，降低室溫，從而達(dá)到控制和保持室溫的目的。非工作時(shí)間段內(nèi)設(shè)置室溫控制下限的目的是防止建筑物內(nèi)部溫度過(guò)低(如低于0度)，容易造成供、回水管凍裂。
圖3和圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的線路圖，圖中包括溫度傳感器插頭J3(溫度傳感器在圖中未標(biāo)出)、由運(yùn)算放大器U13A、U13B及電阻R20—R23等構(gòu)成的放大電路、由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器U12、地址鎖存器U15、與門U7B、U7C、非門U6B、U6C和U6D等構(gòu)成的多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、由時(shí)鐘芯片U5、電阻R33和電容C10等構(gòu)成的時(shí)鐘控制電路、由單片機(jī)CPU芯片U1、非門U6F、電阻R2、電容C1、C2、C3、C4、C26、石英晶振C0等構(gòu)成的單片機(jī)電路、由I/O口擴(kuò)展芯片U9、設(shè)定按鈕S1-S5、驅(qū)動(dòng)器U5A-U5F、U10A-UI0B、U11A—U11F、數(shù)碼管G1-G6、電阻R19及電阻排J8等構(gòu)成的設(shè)定、顯示電路、由與門U7A、非門U6A、地址鎖存器U4、驅(qū)動(dòng)放大器U8、電阻R2、繼電器線圈J及其常開(kāi)觸點(diǎn)J1等構(gòu)成的電磁閥驅(qū)動(dòng)電路和電磁閥的線圈M1。
室溫傳感器直接與插頭J3連接，插頭經(jīng)電阻R23接第一級(jí)運(yùn)算放大器U13B的反向輸入端6和電阻R22的一端，電阻R22的另一端接第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端7，第一級(jí)運(yùn)算放大器的另一輸入端5接地，第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端7經(jīng)電阻R21接第二級(jí)運(yùn)算放大器U13A的反向輸入端2和電阻R20的一端，電阻R20的另一端接第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端1和多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)輸入端(可為IN-0至IN-15中的任意一個(gè))，第二級(jí)運(yùn)算放大器的另一輸入端3接地，運(yùn)算放大器的4腳接-15V電源，8腳接+15V電源。
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器U12的數(shù)據(jù)輸出端msb2-1—lsb2-8與地址鎖存器U15的輸入端D7-D0對(duì)應(yīng)連接并經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)的I/O接口P00-P07連接，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)選通端ADD-A—ADD-D與地址鎖存器的高端輸出端Q7-Q4連接，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)端EOC經(jīng)非門U6B與單片機(jī)U1的中斷信號(hào)端INT1連接單片機(jī)的讀信號(hào)控制端RD及地址數(shù)據(jù)端P26和與門U7C的兩個(gè)輸入端9、10連接，該與門的輸出端8經(jīng)非門U6D與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)允許控制端OUTena連接，單片機(jī)的寫(xiě)信號(hào)控制端WR和地址數(shù)據(jù)端P26與與門U7B的兩個(gè)輸入端4、5連接，該與門的輸出端6經(jīng)非門U6C與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的地址鎖存端ALE和啟動(dòng)端STAR連接；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的REF(+)端、REF(-)端分別接+5V電源和地，CMPin和MUXout端短接。
單片機(jī)U1的X1、X2端之間并接有石英晶振C0并分別經(jīng)電容C1、C2接地，+5V電源經(jīng)電阻R2和非門U6F的輸入端12及電容C4的正極連接，電容C4的負(fù)極接地；非門U6F的輸出端12與單片機(jī)的RESET端和非門U6A的輸入端1連接；單片機(jī)的ALE/P端與地址鎖存器U15的LE端和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器U12的CLOCK端連接；單片機(jī)的P00-P07端經(jīng)數(shù)據(jù)總線與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中的U12、設(shè)定電路中的U9、時(shí)鐘控制電路中的U5及電磁閥驅(qū)動(dòng)電路中的U4的I/O端口分別對(duì)應(yīng)連接。
時(shí)鐘芯片U5的1、12、14腳和電容C10的一端接地，時(shí)鐘芯片的4—11腳、13、15、17和23腳經(jīng)數(shù)據(jù)總線和控制總線分別與單片機(jī)U1的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相連，時(shí)鐘芯片的24腳和電阻R23的一端接+5V電源，時(shí)鐘芯片的18腳與電阻R23及電容C10的另一端連接，時(shí)鐘芯片的其余管腳懸空。
I/O口擴(kuò)展芯片U9的數(shù)據(jù)端口AD0-AD7經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)的P00-P07端口連接，I/O口擴(kuò)展芯片的一組數(shù)據(jù)端口PA0-PA7分別經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11A—U11F與對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管G6-G1的COM端連接；I/O口擴(kuò)展芯片的另一組數(shù)據(jù)端口PB0-PB7經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U5A-U10B分別與對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管G6-G1的a至f端、dp端和電阻排J8的1-8端對(duì)應(yīng)連接，電阻排J8的9端連接+5V電源；I/O口擴(kuò)展芯片的控制端口CE、RD、WR、IO/M、ALM和REST端與單片機(jī)的同名對(duì)應(yīng)控制端口相接I/O口擴(kuò)展芯片的PC0端經(jīng)對(duì)應(yīng)的設(shè)定按鈕S1-S5與驅(qū)動(dòng)器U11A—U11F的輸入端連接，同時(shí)PC0端經(jīng)電阻R19接+5V電源。
顯示數(shù)碼管G為6位，可以顯示月、日、星期、時(shí)、分、秒，也可以顯示某一路溫度值，通過(guò)設(shè)定按鈕S1-S5改變顯示的內(nèi)容，可以調(diào)整時(shí)鐘，可以輸入需要停止供暖的開(kāi)始時(shí)間和停止時(shí)間，可以輸入停止供暖時(shí)間段內(nèi)室內(nèi)需要保持的溫度范圍。
電磁閥驅(qū)動(dòng)電路中的非門U6A的輸入端1與單片機(jī)的RESET端連接，輸出端2與地址鎖存器U4的CLR端連接，與門U7A的兩個(gè)輸入端1、2分別與單片機(jī)的WR和P25端連接，其輸出端3與地址鎖存器U4的CLK端連接，地址鎖存器U4的輸入端D1—D8經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)的P00—P07端連接，地址鎖存器的輸出端Q1與驅(qū)動(dòng)器U8的一個(gè)輸入端IN連接并經(jīng)電阻R2接+5V電源，驅(qū)動(dòng)器U8的一個(gè)輸出端OUT經(jīng)繼電器線圈J與+12V電源連接，繼電器J的常開(kāi)觸點(diǎn)J1串接在電磁閥的線圈M1和220V電源之間，驅(qū)動(dòng)器U8的QV端接+12V電源，驅(qū)動(dòng)器U8的GND端接地，地址鎖存器U4和驅(qū)動(dòng)器U8的其他管腳懸空。
整個(gè)裝置由溫度傳感器件檢測(cè)室溫，通過(guò)插頭J3送至放大電路U13B、U13A放大，變成電壓信號(hào)送到多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路U12，變成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)單片機(jī)U1從時(shí)鐘控制電路U5取出當(dāng)前時(shí)間，判斷是否為工作時(shí)間，如是，通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路U4、U8控制電磁閥線圈M1，將室溫控制在18-22度范圍內(nèi)，如是非工作時(shí)間，則將室溫控制在5-10度范圍內(nèi)。當(dāng)室溫下降到室溫控制下限時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉電磁閥(當(dāng)電磁閥設(shè)置于短接管上時(shí))或打開(kāi)電磁閥(當(dāng)設(shè)置于采暖供水管或回水管上時(shí))，增加進(jìn)入用戶建筑物的供熱量，提高室溫；當(dāng)室溫上升至室溫控制上限時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)電磁閥(當(dāng)電磁閥設(shè)置于短接管上時(shí))或關(guān)閉電磁閥(當(dāng)設(shè)置于采暖供水管或回水管上時(shí))，減少進(jìn)入用戶建筑物的供熱量，降低室溫，從而達(dá)到控制或保持室溫的目的。
本實(shí)用新型實(shí)施例的典型元件參數(shù)U180C52，U474LS273，U5DS12887，U5A-F、U10A-B7407，U6A-F74LS04，U7A-C74LS32，U81416，U98155，U11A-F7406，U120816，U130907，U1574LS373，G1-G6LED，JJQX-13F2，M1MQ-5101，J3LM45，C01M-6M，C1、C210-300p，C3、C4.1-470μ，C1020-4700p，C2610-2700p，所有電阻為1-100K。
本實(shí)用新型適合于集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)溫度控制和節(jié)能管理。
權(quán)利要求1.一種暖氣節(jié)能控制儀，包括溫度傳感器，溫度傳感器經(jīng)放大電路與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，溫度傳感器和放大電路可設(shè)置多路，每一路分別與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)輸入端連接，單片機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)總線與多路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、設(shè)定電路、顯示電路和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路連接，其特征在于設(shè)置時(shí)鐘控制電路，時(shí)鐘控制電路經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的暖氣節(jié)能控制儀，其特征在于所述的時(shí)鐘控制電路包括時(shí)鐘芯片及電容、電阻等外圍電路，時(shí)鐘芯片的輸入、輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)的I/O接口連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的暖氣節(jié)能控制儀，其特征在于所述的時(shí)鐘芯片的1、12、14腳和電容的一端接地，時(shí)鐘芯片的4—11腳、13、15、17和23腳經(jīng)數(shù)據(jù)總線分別與單片機(jī)CPU的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相連，時(shí)鐘芯片的24腳和電阻的一端接+5V電源，時(shí)鐘芯片的18腳與電阻和電容的另一端連接，時(shí)鐘芯片的其余管腳懸空。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制裝置。其特征是設(shè)置時(shí)鐘控制電路,時(shí)鐘控制電路經(jīng)數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)相連。本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同的時(shí)間段,控制不同時(shí)間段的供熱溫度,可有效控制供熱量,節(jié)約能源,減少取暖費(fèi)用的支出,適合于集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)溫度控制和節(jié)能管理。
文檔編號(hào)G05D23/19GK2468082SQ0121675
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者鐘玉濤, 解紅軍, 張艷莉, 馮延森 申請(qǐng)人:淄博學(xué)院