一种暖气供热自动调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种暖气供热自动调节装置，属于暖气供热节能控制领域。包括：单片机、舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块；单片机同时与舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块相连接；电源模块进一步包括半导体温差发电片、二极管、锂离子电池；其中，半导体温差发电片通过连接处于正向偏置状态的二极管为锂离子电池充电，实现锂离子电池持续为装置供电。本实用新型专利技术充分考虑供热环境温度、供热时间、及供热环境是否有人等诸多因素，通过舵机带动水阀来控制进入暖气片的热流量。本实用新型专利技术将供热室内墙面(建筑物维护结构)作为冷源，暖气片作为热源，利用二者的温差，通过半导体温差发电片产生电能，自动为锂离子电池充电，不需要外接电源。

【技术实现步骤摘要】
所属
本技术属于暖气供热节能控制领域，具体涉及一种暖气供热自动调节装置
技术介绍
集中供热是我国北方城市冬季采暖的主要形式。但我国是能源短缺国家，且浪费严重。目前，我国的供热系统运营模式较发达国家落后，大部分供热用户室内无温度调节与节能控制设备，且多数供热公司采用的热计量收费模式对于建筑位置不同、室内居住时间不同的用户是非常不公平的，也带来了诸多弊端。因此设计一种能根据采暖用户的实际居住情况，合理控制供暖时间与采暖温度，充分利用现有热量，减少居民开窗散热，解决家中无人及室温过高时的热能浪费问题，并且提供适宜温度的室内环境是十分必要的。目前，暖气供热节能控制领域中应用较多的是暖气节能阀，暖气节能阀主要有机械式和电动式两类。机械式暖气节能阀主要是根据形状记忆合金记忆效应的特性来实现的。例如，论文“智能型暖气片温度控制阀的设计[J]”(樊卫平，机床与液压,2006(9):200-201)所提出的智能型暖气片温度控制阀，使用Ni-Ti合金制成驱动弹簧，感应房间温度的变化而发生形状上的变化,驱动滑块移动,控制热水流量,起到调节房间温度的作用。这种机械式暖气节能阀结构简单，不需电源，但工作模式单一，环境适应性差，无法调节温度。电动式暖气节能阀主要是由温度或人体红外传感器采集信息，传至单片机，有单片机驱动舵机调节进入暖气的流量，例如，论文“基于暖气流量调节的室温控制装置[J]”(李腾飞,陆宜,奚小艳,等，科技创新与生产力,2011(11):103-105)提出的基于暖气流量调节的室温控制装置。但这种装置需要外接电源，且只针对温度单一因素考虑，未充分利用室内余热，仅适用于家庭。
技术实现思路
针对现有方法存在的不足，本技术提出一种暖气供热自动调节装置。本技术所采用的技术方案是这样实现的：一种暖气供热自动调节装置，包括：单片机、舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块；所述的单片机同时与舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块相连接；所述的舵机，根据单片机的控制信号，控制安装于供热水管上的水阀阀门的开合大小，进而调节供热水管内水流大小；所述的电源模块，用于为装置供电；所述的传感器模块，用于感知供热室内是否有人存在及供热室内温度大小；所述的时钟模块，用于计时，为单片机提供当前时刻的日期和时间。所述的电源模块进一步包括半导体温差发电片、二极管、锂离子电池；其中，半导体温差发电片通过连接处于正向偏置状态的二极管为锂离子电池充电，实现锂离子电池持续为装置供电。所述的锂离子电池的额定容量为600mAh，额定电压为3.7V，该锂离子电池连接一升压模块升压后，为装置供电。所述的传感器模块进一步包括人体红外传感器和温度传感器，所述的人体红外传感器用于检测供热室内是否有人存在；所述的温度传感器用于检测供热室内温度大小；所述的人体红外传感器和温度传感器均与单片机连接。所述的半导体温差发电片置于暖气片背部，半导体温差发电片利用暖气片和墙体之间的温度差，产生电能为锂离子电池充电。本技术的有益效果是：本技术以单片机为核心，充分考虑供热环境温度、工作供热环境的工作时间、及供热环境是否有人等诸多因素，针对不同的环境采取不同的工作模式，通过舵机带动水阀来控制进入暖气片的热流量。另外，本技术实行间断检测与工作的方法，在保证采暖需求的前提下最大限度的降低了能耗。再者，本技术将供热室内墙面(建筑物维护结构)作为冷源，暖气片作为热源，利用二者的温差，通过半导体温差发电片产生电能，自动为锂离子电池充电，不需要外接电源，且半导体温差发电片还具有无噪声、无污染、无磨损、寿命长的特点。附图说明图1为本技术一种实施方式的暖气供热自动调节装置的结构示意图；图2为本技术一种实施方式的暖气供热自动调节装置的电路原理图；图3为本技术一种实施方式的电源模块的结构示意图；图4(a)为本技术一种实施方式的暖气供热自动调节装置与暖气片的连接关系示意图的正视图；图4(b)为本技术一种实施方式的暖气供热自动调节装置与暖气片的连接关系示意图的侧视图；图5为本技术一种实施方式的控制舵机工作的PWM波形图图；其中：1-单片机；2-电源模块；3-时钟模块；4-传感器模块；5-舵机；6-半导体温差发电片；7-二极管；8-锂离子电池；9-5V升压模块；10-温度传感器；11-人体红外传感器；12-联动轴；13-水阀；14-供热水管；15-回水管；16-暖气片；17-墙体。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。本实施方式的暖气供热自动调节装置，如图1所示，包括：单片机1、舵机5、电源模块2、传感器模块4和时钟模块3；单片机1同时与舵机5、电源模块2、传感器模块4和时钟模块3相连接的电路原理图，如图2所示；本实施方式的传感器模块4进一步包括人体红外传感器11和温度传感器10；本实施方式的电源模块2，如图3所示，进一步包括半导体温差发电片6、二极管7、锂离子电池8和5V升压模块9；本实施方式中将单片机1、时钟模块3、温度传感器10、锂离子电池8组合放置于开口透明盒中，并将透明盒放置在暖气片16上部，半导体温差发电片6置于暖气片16的背部，如图4(a)和图4(b)所示。本实施方式采用的单片机的型号为IAP15F2K60S2；本实施方式采用的舵机的型号为MG995；本实施方式采用的人体红外传感器是HC-SR501人体感应模块；本实施方式采用的温度传感器是型号为MF52AT的负温度系数(NTC)热敏电阻；本实施方式采用的时钟模块中的时钟芯片的型号为DS1307；本实施方式采用的半导体温差发电片的型号为SP1848-27145；本实施方式采用的二极管的型号为IN4007；本实施方式采用的锂离子电池为600mAh、3.7V的锂离子电池；本实施方式采用的升压模块为CE8301-5V升压模块。本实施方式的电源模块中，SP1848-27145型半导体温差发电片利用暖气片16和墙体17的温度差通过温差电效应产生电能，并通过SP1848-27145型半导体温差发电片正电极端连接IN4007二极管的阳极端(即IN4007二极管处于正向偏置)产生正向电流为锂电池充电，如图3所示。半导体温差发电是一种利用赛贝克效应，将温差能(热能)转化成电能的固体状态能量转换方式。本实施方式的IAP15F2K60S2型单片机，所需供电电压为5V，而一般600mAh锂离子电池供电电压一般为3.7V，因此需要使用升压模块。本实施方式的锂离子电池通过导线与CE8301-5V升压模块相连，CE8301-5V升压模块的OUT+引脚与整个装置共同连接的电源引脚VCC相连，CE8301-5V升压模块的OUT-引脚与整个装置共同连接的GND引脚相连。CE8301-5V升压模块输出5V电压供包括单片机在内的整个装置用电。如图2所示，本实施方式中时钟模块的DS1307型时钟芯片的数据I/O口连接IAP15F2K60S2型单片机的P1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暖气供热自动调节装置，其特征在于，该装置包括：单片机、舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块；所述的单片机同时与舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块相连接；所述的舵机，根据单片机的控制信号，控制安装于供热水管上的水阀阀门的开合大小，进而调节供热水管内水流大小；所述的电源模块，用于为装置供电；所述的传感器模块，用于感知供热室内是否有人存在及供热室内温度大小；所述的时钟模块，用于计时，为单片机提供当前时刻的日期和时间。

【技术特征摘要】
1.一种暖气供热自动调节装置，其特征在于，该装置包括：单片机、舵机、电源模块、传感
器模块和时钟模块；
所述的单片机同时与舵机、电源模块、传感器模块和时钟模块相连接；
所述的舵机，根据单片机的控制信号，控制安装于供热水管上的水阀阀门的开合大小，
进而调节供热水管内水流大小；
所述的电源模块，用于为装置供电；
所述的传感器模块，用于感知供热室内是否有人存在及供热室内温度大小；
所述的时钟模块，用于计时，为单片机提供当前时刻的日期和时间。
2.根据权利要求1所述的暖气供热自动调节装置，其特征在于：所述的电源模块进一步包括
半导体温差发电片、二极管、锂离子电池；其中，半导体温差发电片通过连接处于正向偏置
状态的二极管为锂离子电池充电，实现锂离子电池持续为装置供电。
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【专利技术属性】
技术研发人员：柴少伟，廖毅飞，宋振宇，鲍政勋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21