智能供暖节能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及供暖及计算机、单片机和可编程序控制器领域。本实用新型专利技术由箱体（１）、可编程序控制器或计算机或单片机（４）、人机对话显示屏（２）、电动阀门（６）及其驱动电路（３）、温度传感器（８）（９）及模数转换电路（５）组成。将每个供暖单元管网中的进、出水口控制阀门中的一个改装或加装成电动阀门，根据房间使用时间，提前自动开启阀门，保证暖气供应，同时自动调节供暖温度；人员离开前，自动关闭供暖阀门，停止暖气供应，同时防止室内温度过低和供暖管网冻裂。能够满足特殊情况下的供暖需求。本实用新型专利技术能有效降低能源消耗，减少有害物质的排放，降低劳动强度，节约供暖费用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及城市供暖及计算机、单片机和可编程序控制器控制领域。
技术介绍
在每年供暖季节，人们都要投入大量的财力、物力解决取暖问题，取暖用的能源主要是 煤炭、石油、天然气等不可再生能源，并且消耗量非常大，在能源紧缺和价格上涨的情况下， 取暖费用越来越高，同时煤炭、石油、天然气在燃烧过程中产生大量的灰尘、二氧化碳和二 氧化硫等有害物质，造成了空气的污染和大量温室气体的排放，从而导致北方城市取暖季节 空气中可吸入颗粒严重超标，空气质量明显下降。目前，在暖气设计安装过程中，每栋楼房、每个单元、每组散热器的进、出水口都有一 个机械阀门，其主要用途是控制供热和方便维修，由于每栋楼房的暖气控制阀门一般都安装 在室外地面以下，阀门上面通常还有水泥盖板盖住，或者安装在地下室、墙角等偏僻的部位， 而房间内暖气控制阀门通常安装位置偏低，有的甚至被装修到墙群内部，开启非常不方便而 且费劲，取暖时基本一直处于常开状态，只有维修时偶尔使用一下，控制阀门基本没有起到 控制取暖的作用。在取暖过程中，不管是写字楼、办公楼、宿舍楼，还是宾馆、饭店；不管是城市集中供 热还是单位集体供暖；也不管房间是否有人工作、生活，散热器基本安装到每个房间， 一天 24小时供应暖气，同时还要保证一定的室内温度，而办公楼、办公室实际有人工作的时间每 周只要5天，每天只有8个小时，家里上班期间又无人生活，宾馆酒店的入住率并非百分之 百……，有时还存在因为室内温度过高而开窗散热的现象，不仅造成/人力、资金和能源的 极大浪费，而且造成了空气的污染和大量温室气体的排放。供暖费用的高低和供暖消耗能源的多少与气候温度、供暖时间长短、热交换快慢、供暖 热水温度、供暖面积、热水流量和流速等因素有关，其中，气候温度是无法改变的自然因素， 整个供暖季节的供暖时间长短由自然因素决定，热量交换的快慢除与散热器的材质有关外， 与热水温度、热水流量和流速以及周围的环境温度有关，热水温度与环境温度温差越大，热 量交换越快，温差越小，热量交换越慢；流量越大、流速越快，热量交换越多，流量越小、 流速越慢，热量交换越少，因此科学控制好供暖时间、供暖温度、供暖面积、热水流量和流 速，可以大大降低供暖费用，减少能源消耗，从而减少空气污染和温室气体的排放。随着微电子技术、单片机技术和计算机技术的发展和应用，自动化和智能化控制在各行 各业得到了发展和利用，尤其是单片机和可编程序控制器的发展和应用，为自动化和智能控 制提供了功能强大、操作便捷、使用灵活和性能稳定的控制模块。单片机和可编程序控制器主要由CPU、存储器和输入输出接口等部分组成，具有逻辑控 制、定时控制、计数控制、步进控制、数据处理、回路控制和通信联网等功能，具有体积小、 功耗低、抗干扰能力强和稳定可靠的特性。自动控制供暖装置(专利号2008200688149)是通过数字信号对步进电机控制实现自动 控制供暖的目的，本案是通过对流量阀和变频控制泵控制实现智能供暖节能目的。
技术实现思路
为了克服目前供暖过程中不分室内有人没人，不分供暖有用没用，都保持一天24小时 持续供暖和无法自动调节供暖温度，造成能源大量浪费、空气污染和温室气体大量排放的不 足，本技术提供一种智能供暖节能装置，该装置不仅能控制什么时间供暖，什么时间不供暖，而且能自动控制供暖期间的供暖温度和不供暖期间的保暖温度，防止供暖期间室内温 度过低或过高和不供暖期间室内温度过低，防止供暖管网结冻和冻裂，同时满足特殊情况下 的特殊供暖需求。本技术由箱体、电源、单片机、人机对话显示屏、继电器、驱动电路、流量控制阀、 数字温度传感器或温度传感器及模数转换电路组成。其中，单片机是整个装置的控制中枢， 存储程序信息，确定供暖时间，控制供暖过程，调节供暖温度，通过输入接口接收温度传感 器和人机对话信息，通过输出接口发出控制信号，驱动继电器工作，通过驱动电路控制流量 控制阀的开启及开启大小或闭合及闭合大小；温度传感器检测供暖管网中被控制部分的温 度，模拟信号通过模数转换电路转换成数字信号，通过数字信号传送到单片机的输入接口； 人机对话显示屏用于人机对话选择工作模式，设置相关参数，并由单片机予以控制，同时 显示日期时间、温度和工作状态。本技术将目前供暖管网中每栋楼、每个单元或每组散热器的进水口或出水口手动控 制阀门中的一个改装或加装成流量控制阀。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是通过己经编好控制程序的单片机确定 的工作模式和供暖状态确定和调整阀门的开启及开启大小或闭合及闭合大小，控制是否供暖 和供暖大小。如果是设定的供暖时间，且流量控制阀正好处于开启状态，则直接供应暖气， 如流量控制阀正好处于关闭状态，则通过单片机的输出接口发出控制信号，驱动继电器和驱 动电路工作从而控制流量控制阀开启，供应暖气；如果设定的是非供暖时间，且流量控制阀 处于关闭状态，则停止供应暖气，如果流量控制阀处于开启状态，则通过单片机的输出接口 发出控制信号，驱动继电器和驱动电路工作，从而控制流量控制阀闭合，不供应暖气，实现 自动控制是否供暖的目的。在供暖状态下，通过单片机的输入接口，接收由温度传感器检测 到的温度，如果温度是模拟信号则通过模数转换电路转换成数字信号，判断实际供暖温度， 再与设置的供暖温度进行比较，如果实际供暖温度偏低，并且流量控制阀未开启或未全部开 启，则通过单片机的输出接口发出控制信号，驱动继电器和驱动电路工作，从而控制流量控 制阀开启或进一步开启，加大热水流量，提升供暖温度，直至实际供暖温度达到设置的供暖 温度范围，或阀门开启到最大状态；如果实际供暖温度偏高，则通过单片机的输出接口发出 控制信号，驱动继电器和驱动电路工作，从而控制流量控制阀关闭开启的部分阀门，减小热 水流量，降低供暖温度，直至实际供暖温度达到设置的供暖温度范围，实现供暖状态下自动 控制供暖温度的目的。在不供暖状态下，通过单片机的输入接口，接收由温度传感器检测到 的温度，与设置的保暖温度进行比较，如果温度偏低，则通过单片机的输出接口发出控制信 号，驱动继电器和驱动电路工作，从而控制流量控制阀部分开启或开启一段时间，加大热水 流量，提升供暖温度，直至出水口温度达到设置的保暖温度范围；如果实际保暖温度偏高， 则通过单片机的输出接口发出控制信号，驱动继电器和驱动电路工作，从而控制流量控制阀 关闭或部分关闭，减小热水流量，直至温度达到设置的保暖温度范围，或阀门完全关闭，实 现在不供暖状态下，防止室内温度过低，防止供暖管网结冻和冻裂的目的。在特殊需要供暖 或不需要供暖的情况下，通过人机对话显示屏操作选择供暖或不供暖，并确定特殊情况下的 供暖或不供暖时间，满足特殊情况下的特殊需要。本技术根据供暖楼宇、供暖单元的使用性质和人员活动时间，确定供暖时间，在有 人工作、生活的时间段，根据控制程序和设置好的参数，提前自动开启供暖阀门，及时保证 暖气供应。在人员离开前或不需要供暖的时间段，提前自动关闭供暖阀门，停止暖气供应， 确保能源的有效利用。如对办公楼和办公室而言，每周一至五上午9: 00至下午5: 00是工 作时间，星期六和星期日不工作，因此阀门开启时间每周一至五设定为上午8: 00至下午4: 30，其它时间和春节、元旦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能供暖节能装置，其特征是由箱体、电源、可编程序控制器或计算机或单片机、人机对话显示屏或键盘和显示屏、继电器或光电耦合器、数字温度传感器或模拟温度传感器及模数转换电路、电动阀门、电动阀门驱动电路组成，可编程序控制器或计算机或单片机与人机对话显示屏或键盘和显示屏、继电器或光电耦合器、数字温度传感器或模数转换电路连接，模数转换电路与模拟温度传感器连接，继电器或光电耦合器与电动阀门连接，通过编好程序的可编程序控制器或计算机或单片机和通过人机对话显示屏或键盘设置的参数以及温度传感器检测到的温度驱动继电器或光电耦合器工作，实现电动阀门的开启与闭合，控制是否供暖，供暖时自动调节供暖温度，不供暖时防止室内温度过低，同时满足特殊情况的供暖需求。

【技术特征摘要】
一种智能供暖节能装置，其特征是由箱体、电源、可编程序控制器或计算机或单片机、人机对话显示屏或键盘和显示屏、继电器或光电耦合器、数字温度传感器或模拟温度传感器及模数转换电路、电动阀门、电动阀门驱动电路组成，可编程序控制器或计算机或单片机与人机对话显示屏或键盘和显示屏、继电器或光电耦合器、数字温度传感器或模数转换电路连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：司文斌，王媛，司晨楠，
申请(专利权)人：司文斌，王媛，司晨楠，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]