一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置，其特征在于：它包括嵌入式微處理器，與嵌入式微處理器連接的電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊和光電隔離電路，以及驅(qū)動電路、繼電器控制電路和交流接觸器，驅(qū)動電路與光電隔離電路和繼電器控制電路連接，繼電器控制電路與交流接觸器連接；電源轉(zhuǎn)換電路將220V電壓轉(zhuǎn)換成嵌入式微處理器的工作電壓，時鐘電路為嵌入式微處理器提供時鐘，通過復(fù)位電路將嵌入式微處理器進(jìn)行復(fù)位；嵌入式處理器實時將接收到的溫度數(shù)據(jù)和外循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)電磁閥、內(nèi)循環(huán)電磁閥、輔助加熱設(shè)備的工作狀態(tài)信息傳輸至SD卡存儲模塊進(jìn)行存儲。
【專利說明】—種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中央控制裝置，特別是關(guān)于一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)是一種以采集的太陽能作為熱源，通過敷設(shè)于地板中的換熱盤管加熱地面，再利用地面自身的蓄熱輻射將熱量向地面空間散發(fā)的系統(tǒng)。太陽能地板輻射供暖系統(tǒng)能夠使室內(nèi)空間維持在較穩(wěn)定的舒適狀態(tài)，從而提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度，給人以腳暖頭涼的舒適感。太陽能采暖系統(tǒng)充分利用了太陽能，能夠減少對常規(guī)能源的消耗，為開發(fā)利用新能源提供了新途徑。在比室內(nèi)正常設(shè)計溫度低2?3°C的情況下，低溫地板輻射供暖可以達(dá)到與對流散熱系統(tǒng)相同的舒適度，低溫地板輻射供暖方式比傳統(tǒng)的采暖方式節(jié)省能源。
[0003]太陽能蓄熱是一個連續(xù)、非穩(wěn)態(tài)的動態(tài)換熱過程，集熱管中的循環(huán)水溫度變化受太陽輻照度、室外溫度、水流速度及蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度等多個因素的影響。因此，集熱管中的循環(huán)水溫度在不同時刻、不同位置的溫度都是不同的。采用常規(guī)的理論模型難以準(zhǔn)確描述循環(huán)水的真實狀態(tài)。國內(nèi)現(xiàn)有的太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制設(shè)備，依然采用熱電偶溫度傳感器采集溫度，線路走線復(fù)雜，其穩(wěn)定性和精確度不夠；并且全部采用數(shù)碼管和機(jī)械式按鍵，溫度數(shù)據(jù)顯示不直觀，人機(jī)界面不友好，操作繁瑣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種智能化的、運行安全且穩(wěn)定可靠的用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置，其特征在于:它包括嵌入式微處理器、電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊、光電隔離電路、驅(qū)動電路、繼電器控制電路和交流接觸器；所述電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊和光電隔離電路均與所述嵌入式微處理器連接，所述驅(qū)動電路與所述光電隔離電路和繼電器控制電路連接，所述繼電器控制電路與所述交流接觸器連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路將220V電壓轉(zhuǎn)換成所述嵌入式微處理器的工作電壓，所述時鐘電路為所述嵌入式微處理器提供時鐘，通過所述復(fù)位電路將所述嵌入式微處理器進(jìn)行復(fù)位；對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制時，所述嵌入式微處理器連接單總線數(shù)字溫度傳感器，所述單總線數(shù)字溫度傳感器通過單總線通信協(xié)議將采集到的溫度信號和自身的ID信息傳輸至所述嵌入式微處理器；所述繼電器控制電路連接外循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)電磁閥和內(nèi)循環(huán)電磁閥，所述交流接觸器連接輔助加熱設(shè)備；所述嵌入式處理器將接收到的溫度數(shù)據(jù)和所述外循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)電磁閥、內(nèi)循環(huán)電磁閥和輔助加熱設(shè)備的工作狀態(tài)信息實時傳輸至所述SD卡存儲模塊進(jìn)行存儲。
[0006]所述嵌入式微處理器采用32位微處理器。
[0007]所述液晶顯示模塊采用7英寸觸摸屏。
[0008]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明由于包括嵌入式微處理器，與嵌入式微處理器連接的電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊和光電隔離電路，以及驅(qū)動電路、繼電器控制電路和交流接觸器，嵌入式微處理器連接單總線數(shù)字溫度傳感器，單總線數(shù)字溫度傳感器將實時采集到的溫度信號傳輸至嵌入式微處理器，嵌入式微處理器根據(jù)接收到的溫度信號通過光電隔離電路、驅(qū)動電路、繼電器控制電路和交流接觸器控制輔助加熱設(shè)備、內(nèi)外循環(huán)電磁閥以及內(nèi)外循環(huán)泵，從而依靠輔助加熱設(shè)備或大水箱中的余熱供暖，因此本發(fā)明能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源、建筑物的類別、氣候條件、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性等綜合因素智能化地對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制。2、本發(fā)明由于對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制時，嵌入式微處理器連接單總線數(shù)字溫度傳感器，因此本發(fā)明增減傳感器時操作方便，且線路得到大大簡化。3、本發(fā)明由于嵌入式微處理器采用32位微處理器，并通過單總線通信協(xié)議與單總線數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行通信；液晶顯示模塊采用7英寸觸摸屏，使各點溫度值可以直觀顯示，并且可以長期記錄系統(tǒng)采集溫度值和各個設(shè)備的工作狀態(tài)以及系統(tǒng)故障等信息，因此本發(fā)明采集到的溫度數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，且運行安全?；谝陨蟽?yōu)點，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于太陽能采暖系統(tǒng)的控制中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明中央控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置包括嵌入式微處理器1、電源轉(zhuǎn)換電路2、時鐘電路3、復(fù)位電路4、USB接口電路5、液晶顯示模塊6、故障報警模塊7、SD卡存儲模塊8、光電隔離電路9、驅(qū)動電路10、繼電器控制電路11和交流接觸器12。其中，電源轉(zhuǎn)換電路2、時鐘電路3、復(fù)位電路4、USB接口電路5、液晶顯示模塊6、故障報警模塊7、SD卡存儲模塊8和光電隔離電路9均與嵌入式微處理器I連接，驅(qū)動電路10與光電隔離電路9和繼電器控制電路11連接，繼電器控制電路11與交流接觸器12連接。電源轉(zhuǎn)換電路2將220V電壓轉(zhuǎn)換成嵌入式微處理器I的工作電壓，時鐘電路3為嵌入式微處理器I提供時鐘，通過復(fù)位電路4將嵌入式微處理器I進(jìn)行復(fù)位。
[0012]采用本發(fā)明中央控制裝置對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制時，嵌入式微處理器I連接單總線數(shù)字溫度傳感器13，單總線數(shù)字溫度傳感器13通過單總線通信協(xié)議將采集到的溫度信號和自身的ID信息傳輸至嵌入式微處理器I。其中，單總線數(shù)字溫度傳感器13包括設(shè)置在大水箱中的溫度傳感器Tl、設(shè)置在太陽能入水管中的溫度傳感器T2、設(shè)置在太陽能出水管中的溫度傳感器T3、設(shè)置在地?zé)岜P管進(jìn)水口處的溫度傳感器T4、設(shè)置在地?zé)岜P管出水口處的溫度傳感器T5、設(shè)置在上太陽能集熱器管中的溫度傳感器T6、設(shè)置在下太陽能集熱器管中的溫度傳感器T7以及設(shè)置在室內(nèi)的第一溫度傳感器T8和第二溫度傳感器T9。繼電器控制電路11連接外循環(huán)泵P1、內(nèi)循環(huán)泵P2、外循環(huán)電磁閥GI和內(nèi)循環(huán)電磁閥G2，交流接觸器12連接輔助加熱設(shè)備14。嵌入式處理器I將接收到的溫度數(shù)據(jù)和外循環(huán)泵P1、內(nèi)循環(huán)泵P2、外循環(huán)電磁閥G1、內(nèi)循環(huán)電磁閥G2和輔助加熱設(shè)備14的工作狀態(tài)等信息實時傳輸至SD卡存儲模塊8進(jìn)行存儲，以便于后期根據(jù)數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化控制方案和系統(tǒng)設(shè)計，針對全國不同地區(qū)的氣候做出不同的自適應(yīng)控制方案。
[0013]上述實施例中，嵌入式微處理器I采用32位微處理器。
[0014]上述實施例中，液晶顯示模塊6采用7英寸觸摸屏。
[0015]本發(fā)明中央控制裝置對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制時，其具體控制過程為:
[0016]設(shè)置在大水箱中的溫度傳感器Tl將采集到的大水箱中的溫度信號傳輸至嵌入式微處理器1，嵌入式微處理器I將大水箱中的溫度值與預(yù)設(shè)的儲熱溫度進(jìn)行比較。當(dāng)大水箱中的溫度值達(dá)到預(yù)設(shè)的儲熱溫度時，嵌入式微處理器I依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10、繼電器控制電路11和交流接觸器12控制關(guān)閉輔助加熱設(shè)備14 ;并依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制打開外循環(huán)電磁閥Gl，依靠太陽能采暖系統(tǒng)供熱。當(dāng)大水箱中的溫度值低于預(yù)設(shè)的儲熱溫度而不足以提供熱量時，嵌入式微處理器I依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制關(guān)閉外循環(huán)電磁閥G1，并依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制啟動內(nèi)循環(huán)電磁閥G2，依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10、繼電器控制電路11和交流接觸器12控制啟動輔助加熱設(shè)備14，依靠輔助加熱設(shè)備14供暖。
[0017]設(shè)置在太陽能入水管中的溫度傳感器T2和設(shè)置在太陽能出水管中的溫度傳感器T3分別將采集到的太陽能入水管中的溫度和太陽能出水管中的溫度傳輸至嵌入式微處理器1，嵌入式微處理器I對接收到的這兩個溫度值進(jìn)行判斷，當(dāng)太陽能入水管中的溫度和太陽能出水管中的溫度中有一個低于O攝氏度時，嵌入式微處理器I依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制啟動外循環(huán)泵P1，使水循環(huán)，避免水管凍裂。
[0018]設(shè)置在地?zé)岜P管進(jìn)水口處的溫度傳感器T4和設(shè)置在地?zé)岜P管出水口處的溫度傳感器T5分別將采集到的地?zé)岜P管進(jìn)水處的水溫信號和地?zé)岜P管出水處的溫度水溫信號傳輸至嵌入式微處理器1，嵌入式微處理器I將地?zé)岜P管進(jìn)水處的水溫與預(yù)設(shè)的地?zé)岜P管的溫度安全值進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)責(zé)岜P管進(jìn)水處的水溫高于預(yù)設(shè)的地?zé)岜P管的溫度安全值時，嵌入式微處理器I依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10、繼電器控制電路11和交流接觸器12控制關(guān)閉輔助加熱設(shè)備14，依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制關(guān)閉內(nèi)循環(huán)泵P2，從而停止系統(tǒng)加熱和室內(nèi)供熱，并結(jié)合地?zé)徇M(jìn)水盤管與地?zé)岢鏊P管中的溫度差，手動調(diào)整內(nèi)循環(huán)泵P2的轉(zhuǎn)速。在保證室內(nèi)溫度的前提下，當(dāng)?shù)責(zé)徇M(jìn)水盤管與地?zé)岢鏊P管中的溫度差小于5攝氏度時，手動調(diào)整內(nèi)循環(huán)泵P2使其低轉(zhuǎn)速運行或者控制內(nèi)循環(huán)泵P2和輔助加熱設(shè)備14間歇運行，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的；當(dāng)?shù)責(zé)徇M(jìn)水盤管與地?zé)岢鏊P管中的溫度差大于7攝氏度時，手動調(diào)整內(nèi)循環(huán)泵P2使其高速運行，從而保證高效利用熱量。
[0019]設(shè)置在上太陽能集熱器管中的溫度傳感器T6和設(shè)置在下太陽能集熱器管中的溫度傳感器T7分別對上太陽能集熱器管內(nèi)的溫度和下太陽能集熱器管內(nèi)的溫度進(jìn)行采集，并將采集到的溫度信號傳輸至嵌入式微處理器1，嵌入式微處理器I將接收到的太陽能集熱器管內(nèi)的溫度與預(yù)設(shè)的溫度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)太陽能集熱器管內(nèi)的溫度小于預(yù)設(shè)的溫度閾值時，嵌入式微處理器I依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10和繼電器控制電路11控制關(guān)閉外循環(huán)泵Pl，依靠大水箱中的余熱繼續(xù)供暖。
[0020]設(shè)置在室內(nèi)的第一溫度傳感器T8和第二溫度傳感器T9分別實時采集室內(nèi)地面溫度信號和室內(nèi)空間中的溫度信號，采集到的溫度信號傳輸至嵌入式微處理器I，嵌入式微處理器I對接收到的溫度信號進(jìn)行處理后，依次通過光電隔離電路9、驅(qū)動電路10、繼電器控制電路11和交流接觸器12控制開啟或關(guān)閉輔助加熱設(shè)備14，使室內(nèi)溫度保持在16?22攝氏度之間，從而實現(xiàn)在保證室內(nèi)溫度的前提下最大限度地節(jié)約電能的目的。
[0021]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和方法步驟等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置，其特征在于:它包括嵌入式微處理器、電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊、光電隔離電路、驅(qū)動電路、繼電器控制電路和交流接觸器；所述電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復(fù)位電路、USB接口電路、液晶顯示模塊、故障報警模塊、SD卡存儲模塊和光電隔離電路均與所述嵌入式微處理器連接，所述驅(qū)動電路與所述光電隔離電路和繼電器控制電路連接，所述繼電器控制電路與所述交流接觸器連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路將220V電壓轉(zhuǎn)換成所述嵌入式微處理器的工作電壓，所述時鐘電路為所述嵌入式微處理器提供時鐘，通過所述復(fù)位電路將所述嵌入式微處理器進(jìn)行復(fù)位； 對太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制時，所述嵌入式微處理器連接單總線數(shù)字溫度傳感器，所述單總線數(shù)字溫度傳感器通過單總線通信協(xié)議將采集到的溫度信號和自身的ID信息傳輸至所述嵌入式微處理器；所述繼電器控制電路連接外循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)電磁閥和內(nèi)循環(huán)電磁閥，所述交流接觸器連接輔助加熱設(shè)備；所述嵌入式處理器將接收到的溫度數(shù)據(jù)和所述外循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)電磁閥、內(nèi)循環(huán)電磁閥和輔助加熱設(shè)備的工作狀態(tài)信息實時傳輸至所述SD卡存儲模塊進(jìn)行存儲。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置，其特征在于:所述嵌入式微處理器采用32位微處理器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于太陽能采暖系統(tǒng)的中央控制裝置，其特征在于:所述液晶顯示模塊采用7英寸觸摸屏。
【文檔編號】F24D19/10GK104235948SQ201410490619
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】劉永濤, 吳金順, 白磊, 潘嵩, 劉佳 申請人:華北科技學(xué)院