支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置制造方法及图纸

技术编号:18727394 阅读:38 留言:0更新日期:2018-08-22 01:37
本实用新型专利技术涉及到支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,包括主控及环境信息单元和红外收发单元,所述主控及环境信息单元由第一电源模块、第一MCU、环境信息模块、Wi‑Fi模块和第一ZigBee模块组成,所述红外收发单元由第二电源模块、第二MCU、红外发射电路、红外接收电路和第二ZigBee模块组成,本实用新型专利技术装置中主控及环境信息单元通过Wi‑Fi模块与云端服务器相连获取实时电价等需求侧管理信息、通过环境信息模块获得环境温湿度等信息、通过ZigBee与红外收发单元相连获取用户对空调的控制信息,分析环境舒适度并学习用户习惯进而得出空调的最佳工作状态,然后通过ZigBee命令红外收发单元向空调发出红外控制信号,以达到在不影响用户舒适度的情况下实现空调自动需求侧响应的目的。

Demand side response air conditioning control device for comfort analysis

The utility model relates to a demand side response air conditioning control device supporting comfort analysis, which comprises a main control and environmental information unit and an infrared transceiver unit. The main control and environmental information unit is composed of a first power supply module, a first MCU, an environmental information module, a Wi_Fi module and a first ZigBee module, and the infrared transceiver unit. The utility model is composed of a second power supply module, a second MCU, an infrared transmitting circuit, an infrared receiving circuit and a second ZigBee module. The main control and environment information unit of the utility model is connected with the cloud server through the Wi_Fi module to obtain the demand side management information such as real-time electricity price, and the environment temperature and humidity information through the environment information module. By connecting ZigBee with infrared transceiver unit, the control information of air conditioner is obtained, the comfort degree of environment is analyzed and the user's habits are learned. Then the infrared control signal is sent to the air conditioner by ZigBee command infrared transceiver unit in order to achieve the realization without affecting the comfort degree of users. The purpose of air conditioning automatic demand side response.

【技术实现步骤摘要】
支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置
本技术涉及需求侧响应空调控制装置尤其涉及到支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置。
技术介绍
一天中的大部分时间人们都在室内活动,所以室内环境的舒适度直接影响人们的工作和生活质量。舒适的室内环境不仅有利于人们的身心健康,还有助于提高工作效率。影响环境舒适度的主要因素有温度、湿度、空气流速和有害气体浓度等。其中温度和湿度条件直接影响的热舒适度是环境舒适度的重要部分,也是空调的主要调节对象。但热舒适是一个主观性很强的指标,需要综合多种因素才能得到准确的判断,而目前大部分空调采用的根据预设温度进行恒温控制的方法并不能带给用户最佳的舒适环境,也造成了“空调病”等问题。因此采用支持舒适度分析的智能算法对空调进行动态控制具有重要意义。另一方面,随着经济发展和人民生活水平的提高,空调得到越来越广泛的应用,夏季时我国的一些发达省份和大中城市的空调负荷已经超过了最大负荷的30%,部分地区甚至超过了40%。受此影响电网负荷的峰谷差不断增大,不断增长的空调负荷成为导致夏季电网电力紧缺和负荷特性恶化的重要原因。如果能够让用户及时调整空调的工作方式进行需求侧响应,即根据政策引导高峰时少用电、低谷时多用电,就能有效缓解这些问题。即降低了供电成本也减少用户的用电成本,使供电和用电双方都得到实惠。但是,在目前的条件下要让家庭用户实现空调快速及时的需求侧响应仍存在一些挑战。1)随着人民生活水平的提高,用户对环境舒适度的要求越来越高。空调进行需求侧响应不能影响环境舒适度并且要保留用户的控制权,否则用户将不愿参与需求侧响应。2)智能空调的比例仍然很低,大多数空调仍采用红外遥控的形式,只能进行单向通信。用户习惯于通过空调厂家提供的红外遥控器控制空调,而现有的红外控制装置只能单向发送信号,不能与其它遥控器同步状态。这给获得空调的工作状态造成了困难,也无法及时响应用户对环境舒适度的需求。市面上虽然出现了“空调伴侣”等空调遥控设备,但它们仍普遍存在只采集温湿度信息、不能与其它遥控器同步状态等问题;并且这些产品侧重于实现用户对空调的远程控制,不与需求侧管理服务互联,无法实现自动的需求侧响应。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,能够实现空调需求侧响应中对室内环境信息的准确检测并进行舒适度分析,支持普通红外遥控器参与控制并获取空调的工作状态。为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:一种支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,包括主控及环境信息单元和红外收发单元,所述主控及环境信息单元由第一电源模块、第一MCU、环境信息模块、Wi-Fi模块和第一ZigBee模块组成,所述红外收发单元由第二电源模块、第二MCU、红外发射电路、红外接收电路和第二ZigBee模块组成;所述主控及环境信息单元中第一MCU与环境信息模块、Wi-Fi模块及第一ZigBee模块分别相连,第一电源模块的输出端与第一MCU、环境信息模块、Wi-Fi模块及第一ZigBee模块分别相连;所述红外收发单元中第二MCU与红外发射电路、红外接收电路及第二ZigBee模块分别相连,第二电源模块的输出端与第二MCU、红外发射电路、红外接收电路及第二ZigBee模块分别相连。所述主控及环境信息单元和红外收发单元之间通过第一ZigBee模块和第二ZigBee模块进行无线通信。进一步的,所述环境信息模块包括温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、空气流速传感器。进一步的,所述第一电源模块和第二电源模块都包括锂电池供电模块和交流电供电模块两部分,锂电池供电模块的输入端与锂电池组相连,交流电供电模块的输入端与220V交流电相连,锂电池供电模块和交流电供电模块的输出端正极分别串联一个二极管后相连成为电源模块输出的正极。更进一步的,所述红外发射电路由第一电阻R1、第二电阻R2、红外发光二极管D1和第一NPN三极管Q1构成,其中第一电阻R1一端与电源连接,另一端与红外发光二极管D1阳极连接,红外发光二极管D1阴极与第一NPN三极管Q1集电极连接,第一NPN三极管Q1发射极接地,第二电阻R2一端与第一NPN三极管Q1基极连接;所述红外接收电路由第二NPN三极管Q2、红外光敏二极管D2、第三电阻R3和第四电阻R4构成,第三电阻R3的一端与第二NPN三极管Q2的集电极相连,另一端与红外光敏二极管D2的阴极相连,红外光敏二极管D2的阳极与第二NPN三极管Q2的基极相连,第四电阻R4的一端与第二NPN三极管Q2的基极相连,另一端与第二NPN三极管Q2的发射极相连。所述主控及环境信息单元,通过Wi-Fi模块与云端服务器相连获取实时电价等需求侧管理信息、通过环境信息模块获得环境参数信息、通过第一ZigBee模块与红外收发单元相连获取用户对空调的控制信息,第一MCU综合上述信息分析环境舒适度并学习用户习惯进而得出空调的最佳工作状态,然后通过第一ZigBee模块命令红外收发单元向空调发出红外控制信号;当检测到有害气体浓度过高时通过Wi-Fi模块向服务器发送警告信息并推送到用户手机。所述红外收发单元通过第二ZigBee模块接收来自主控及环境信息单元的命令、通过红外发射电路发射红外控制信号、通过红外接收电路接收用户通过遥控器发出的红外信号、第二MCU对接收到的红外信号解码得到空调工作状态并通过第二ZigBee模块发送给主控及环境信息单元。所述主控及环境信息单元采用预测平均投票(PMV)指标衡量环境舒适度。PMV指标是60年代丹麦的范格尔(Franger)教授提出的一种能够综合多种因素得出热舒适度的指标方程,代表了在同一环境中大多数人的冷热平均感觉。PMV的计算公式为PMV=[0.303exp(-0.036M)+0.0275]*{M-W-3.05[5.733-0.007(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96*10fc1[(tc1+273)-(+273)]-fc1hc(tc1-ta)}其中:M为人体能量代谢率,W/m2;W为人体对外界所作机械功,W/m2;Pa为人体周围水蒸气分压力,kPa;ta为人体周围空气温度,℃;tr为环境的平均辐射温度,℃;fc1为服装的面积系数。与现有技术相比,本技术的有益之处是:本技术中具有环境信息模块,支持环境舒适度分析,从而可以保证需求侧响应不会影响用户的生活体验;具有红外接收和解码功能,使得用户可以通过普通红外遥控器控制空调并可学习用户使用习惯;采用主控及环境信息单元、红外收发单元分体式设计,从而可以将主控及环境信息单元置于房间中心获取准确的环境信息、将红外收发单元附于空调上方便发射和接收红外信号;装置采用锂电池和交流电双路供电模式,安装灵活快捷。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1是主控及环境信息单元结构图;图2是红外收发单元结构图;图3是电源模块结构图;图4是主控及环境信息单元具体实施例结构图。图中:1、主控及环境信息单元;11、第一电源模块;12、第一MCU;13、环境信息模块;131、温度传感器;132、湿度传感器;133、空气质量传感器;134、空气流速传感器;14、Wi-Fi模块;15本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,其特征在于:包括主控及环境信息单元(1)和红外收发单元(2),主控及环境信息单元(1)和红外收发单元(2)在形态上独立为两个装置,所述主控及环境信息单元(1)由第一电源模块(11)、第一MCU(12)、环境信息模块(13)、Wi‑Fi模块(14)和第一ZigBee模块(15)组成,所述红外收发单元(2)由第二电源模块(21)、第二MCU(22)、红外发射电路(23)、红外接收电路(24)和第二ZigBee模块(25)组成=;所述主控及环境信息单元(1)中第一MCU(12)与环境信息模块(13)、Wi‑Fi模块(14)及第一ZigBee模块(15)分别相连,第一电源模块(11)的输出端与第一MCU(12)、环境信息模块(13)、Wi‑Fi模块(14)及第一ZigBee模块(15)分别相连;所述红外收发单元(2)中第二MCU(22)与红外发射电路(23)、红外接收电路(24)及第二ZigBee模块(25)分别相连,第二电源模块(21)的输出端与第二MCU(22)、红外发射电路(23)、红外接收电路(24)及第二ZigBee模块(25)分别相连...

【技术特征摘要】
1.一种支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,其特征在于:包括主控及环境信息单元(1)和红外收发单元(2),主控及环境信息单元(1)和红外收发单元(2)在形态上独立为两个装置,所述主控及环境信息单元(1)由第一电源模块(11)、第一MCU(12)、环境信息模块(13)、Wi-Fi模块(14)和第一ZigBee模块(15)组成,所述红外收发单元(2)由第二电源模块(21)、第二MCU(22)、红外发射电路(23)、红外接收电路(24)和第二ZigBee模块(25)组成=;所述主控及环境信息单元(1)中第一MCU(12)与环境信息模块(13)、Wi-Fi模块(14)及第一ZigBee模块(15)分别相连,第一电源模块(11)的输出端与第一MCU(12)、环境信息模块(13)、Wi-Fi模块(14)及第一ZigBee模块(15)分别相连;所述红外收发单元(2)中第二MCU(22)与红外发射电路(23)、红外接收电路(24)及第二ZigBee模块(25)分别相连,第二电源模块(21)的输出端与第二MCU(22)、红外发射电路(23)、红外接收电路(24)及第二ZigBee模块(25)分别相连。2.根据权利要求1所述支持舒适度分析的需求侧响应空调控制装置,其特征在于:所述环境信息模块(13)包括温度传感器(131)、湿度传感器(132)、空气质量传...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌丛中笑谈竹奎李正佳孙严封芸彭智勇顾乡辛明勇张历龙秋风杜雪汪永祥
申请(专利权)人:贵州电网有限责任公司电力科学研究院
类型:新型
国别省市:贵州,52

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