一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于供熱控制系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在戶內(nèi)的室溫控制器、設(shè)置在戶外供熱管道上的閥門(mén)控制器和用戶熱量表，室溫控制器包括CPU模塊、供電模塊、測(cè)溫模塊、無(wú)線通訊模塊、信息顯示模塊、按鍵輸入模塊，閥門(mén)控制器包括閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無(wú)線通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、CPU模塊、供電模塊，所述的室溫控制器與閥門(mén)控制器通過(guò)無(wú)線射頻通訊，所述的用戶熱量表與閥門(mén)控制器通過(guò)MBUS總線連接。本實(shí)用新型使用戶可以方便地根據(jù)設(shè)定溫度和熱量數(shù)據(jù)自動(dòng)控制管道閥門(mén)的通斷，有效實(shí)現(xiàn)室溫控制和節(jié)能降耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供熱控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的冬季采暖供熱系統(tǒng)，一般都在戶外的供熱管道上安裝戶用熱量表以便進(jìn)行熱量計(jì)量和收費(fèi)，而對(duì)戶內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)一般通過(guò)在戶用熱量表前的供熱管道上安裝的手動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方式對(duì)于用戶調(diào)控室內(nèi)溫度和查詢熱量計(jì)量情況均十分不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種使用戶可以方便地根據(jù)設(shè)定溫度和熱量數(shù)據(jù)自動(dòng)控制管道閥門(mén)的通斷，有效實(shí)現(xiàn)控制室溫和節(jié)能降耗的技術(shù)方案。
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在戶內(nèi)的室溫控制器、設(shè)置在戶外供熱管道上的閥門(mén)控制器和用戶熱量表，所述的室溫控制器包括CPU模塊、供電模塊、測(cè)溫模塊、無(wú)線通訊模塊、信息顯示模塊、按鍵輸入模塊，所述的閥門(mén)控制器包括閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無(wú)線通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、CPU模塊、供電模塊，所述的室溫控制器與閥門(mén)控制器通過(guò)無(wú)線射頻通訊，所述的用戶熱量表與閥門(mén)控制器通過(guò)MBUS總線連接。
[0006]所述的戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)還包括采集計(jì)算器和上位機(jī)，所述的采集計(jì)算器包括ARM9核心處理模塊、RS485通訊模塊、DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊、按鍵輸入模塊、信息顯示模塊，所述的閥門(mén)控制器還包括RS485通訊模塊，所述的閥門(mén)控制器與采集計(jì)算器通過(guò)RS485通信連接，所述的采集計(jì)算器通過(guò)ARM9核心處理模塊采集和存儲(chǔ)所述的閥門(mén)控制器發(fā)送的熱量及溫控?cái)?shù)據(jù)，并通過(guò)DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊和互聯(lián)網(wǎng)傳輸至上位機(jī)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器模式)架構(gòu)。
[0007]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為控制系統(tǒng)實(shí)施例一的示意圖
[0009]圖2為室溫控制器的系統(tǒng)組成示意圖
[0010]圖3為實(shí)施例一的閥門(mén)控制器的系統(tǒng)組成示意圖
[0011]圖4為控制系統(tǒng)實(shí)施例二的示意圖
[0012]圖5為實(shí)施例二的閥門(mén)控制器的系統(tǒng)組成示意圖
[0013]圖6為采集計(jì)算器的系統(tǒng)組成示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1為控制系統(tǒng)實(shí)施例一的示意圖，如圖所示，包括設(shè)置在戶內(nèi)的室溫控制器、設(shè)置在戶外供熱管道上的閥門(mén)控制器和用戶熱量表，所述的室溫控制器與閥門(mén)控制器通過(guò)無(wú)線射頻通訊，所述的用戶熱量表與閥門(mén)控制器通過(guò)MBUS總線連接。用戶熱量表設(shè)置在室外供熱管道上，可以采用超聲波戶用熱量表，其中包括超聲波流量傳感器、計(jì)算器(即積分儀)、水溫傳感器。
[0015]圖2為室溫控制器的系統(tǒng)組成示意圖，如圖所示，室溫控制器包括CPU模塊、供電模塊、測(cè)溫模塊、無(wú)線通訊模塊、信息顯示模塊、按鍵輸入模塊。其中CPU模塊可以采用超低功耗單片機(jī)，信息顯示模塊可以采用液晶顯示有關(guān)溫度和熱量數(shù)據(jù)，測(cè)溫模塊可以采用NTC測(cè)溫電阻，其在-10至50°C的溫度范圍內(nèi)，測(cè)溫精度可以達(dá)到0.5°C ;無(wú)線通訊模塊采用無(wú)線射頻通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與閥門(mén)控制器的通信；按鍵輸入模塊可以采用觸摸屏方式，用于設(shè)定和查看溫度和熱量數(shù)據(jù)。
[0016]圖3為實(shí)施例一的閥門(mén)控制器的系統(tǒng)組成示意圖，如圖所示，閥門(mén)控制器是一個(gè)包括閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無(wú)線通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、CPU模塊、供電模塊的一體化裝置。其中閥門(mén)可以為球閥閥芯，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)使其打開(kāi)和關(guān)閉，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)MBUS總線采集用戶熱量表的數(shù)據(jù)，無(wú)線通訊模塊采用無(wú)線射頻通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與室溫控制器的通信。
[0017]本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的實(shí)施例一的控制步驟如下:
[0018]步驟1、用戶根據(jù)室溫控制器顯示的戶內(nèi)溫度和熱量信息，向所述的室溫控制器輸入設(shè)定要求溫度；
[0019]步驟2、室溫控制器根據(jù)設(shè)定溫度值和實(shí)測(cè)溫度值，計(jì)算出二者差值e (t)，并根據(jù)增量型PID算法計(jì)算出對(duì)所述供熱管道閥門(mén)的下一個(gè)控制周期T的閥門(mén)通斷比，然后將通斷比指令發(fā)送至所述的閥門(mén)控制器；
[0020]步驟3、閥門(mén)控制器根據(jù)閥門(mén)通斷比，在下一個(gè)控制周期T內(nèi)控制閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道熱水流量的控制；
[0021]步驟4、所述的步驟(2)和(3)循環(huán)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)室溫穩(wěn)定控制在設(shè)定溫度；
[0022]步驟5、所述的用戶熱量表向所述的閥門(mén)控制器發(fā)送熱量、水溫等參數(shù)信息；
[0023]步驟6、閥門(mén)控制器將熱量、水溫等參數(shù)信息發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)至室溫控制器，通過(guò)顯示屏顯示出來(lái)。
[0024]步驟2中所述的閥門(mén)控制周期根據(jù)閥門(mén)的壽命設(shè)定，如閥門(mén)的開(kāi)關(guān)壽命在10萬(wàn)次左右、一套設(shè)備使用壽命以10年計(jì)，則每年的閥門(mén)開(kāi)關(guān)次數(shù)不大于I萬(wàn)次，按每年供暖期180天，每天的開(kāi)關(guān)次數(shù)不大于50次計(jì)算，則閥門(mén)的控制周期T可以設(shè)定為30分鐘。在每一周期內(nèi)閥門(mén)的通斷比即閥門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間占整個(gè)周期的比例可以分別為0.50,0.33,0.67等，如通斷比為0.33表示在30分鐘的控制周期內(nèi)，閥門(mén)打開(kāi)時(shí)間為10分鐘(30乘0.33)，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間為20分鐘。由于供熱采暖的溫度控制模型有著較大的滯后性，為使室溫能夠盡快達(dá)到設(shè)定值并在該水平上良好地維持，本系統(tǒng)的控制方法采用了 PID控制技術(shù)，通過(guò)建立增量型PID控制數(shù)學(xué)模型，對(duì)溫度這類(lèi)大慣性量進(jìn)行有效的精確控制，使室溫控制器根據(jù)室溫當(dāng)前值與設(shè)定值的差值，計(jì)算出下一控制周期內(nèi)的水閥通斷比，使閥門(mén)控制器根據(jù)控制周期和通斷比控制閥門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0025]圖4為控制系統(tǒng)實(shí)施例二的示意圖。如圖所示，在圖1的基礎(chǔ)上，還包括采集計(jì)算器和上位機(jī)，所述的閥門(mén)控制器與采集計(jì)算器通過(guò)RS485通信連接，所述的采集計(jì)算器通過(guò)DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊和互聯(lián)網(wǎng)傳輸至上位機(jī)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)采用B/S (瀏覽器/服務(wù)器模式)架構(gòu)。
[0026]圖5為實(shí)施例二的閥門(mén)控制器的系統(tǒng)組成示意圖，如圖所示，在閥門(mén)控制器上增加了 RS485通訊模塊以便向采集計(jì)算器發(fā)送熱量及溫控?cái)?shù)據(jù)。
[0027]圖6為采集計(jì)算器的系統(tǒng)組成示意圖，如圖所示，采集計(jì)算器包括ARM9核心處理模塊、RS485通訊模塊、DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊、按鍵輸入模塊、信息顯不模塊。其中ARM9核心處理模塊負(fù)責(zé)采集和存儲(chǔ)閥門(mén)控制器發(fā)送的熱量及溫控?cái)?shù)據(jù)，DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊帶GPRS功能以便將數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至上位機(jī)，按鍵輸入模塊、信息顯示模塊用于工程調(diào)試時(shí)監(jiān)控顯示調(diào)試設(shè)備的狀態(tài)以便提高調(diào)試效率。
[0028]實(shí)施例二的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用戶在戶外通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)其戶內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，其控制步驟是:
[0029]步驟1:通過(guò)上位機(jī)輸入設(shè)定要求溫度，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將溫度指令發(fā)送至采集計(jì)算器。
[0030]步驟2:采集計(jì)算器通過(guò)接收到上位機(jī)需要遠(yuǎn)程控制的溫度指令，采用RS485通訊方式，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)應(yīng)的閥門(mén)控制器。
[0031]步驟3:閥門(mén)控制器根據(jù)遠(yuǎn)程設(shè)定的溫度值和實(shí)測(cè)溫度值，計(jì)算出二者差值e(t)，并根據(jù)增量型PID算法計(jì)算出對(duì)所述供熱管道閥門(mén)的下一個(gè)控制周期T的閥門(mén)通斷比，控制閥門(mén)的開(kāi)度，來(lái)調(diào)節(jié)室溫。
[0032]步驟4:閥門(mén)控制器接收遠(yuǎn)程控溫指令后，同時(shí)將該遠(yuǎn)程設(shè)置的溫度傳輸至室溫控制器。室溫控制器判斷該遠(yuǎn)程控制指令是一次有效還是長(zhǎng)期有效。如果是一次有效，室溫控制器可以再次通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)室溫，如果是長(zhǎng)期有效，室溫控制器將自動(dòng)鎖定面板的按鍵，不允許再次調(diào)節(jié)溫度。
[0033]步驟5:閥門(mén)控制器將熱量、水溫等參數(shù)信息發(fā)送至采集計(jì)算器，采集計(jì)算器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與上位機(jī)通信。
[0034]總之，本實(shí)用新型使用戶可以方便地根據(jù)設(shè)定溫度和熱量數(shù)據(jù)自動(dòng)控制管道閥門(mén)的通斷，有效實(shí)現(xiàn)室溫控制和節(jié)能降耗。
【權(quán)利要求】
1.一種戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)，其特征是，包括設(shè)置在戶內(nèi)的室溫控制器、設(shè)置在戶外供熱管道上的閥門(mén)控制器和用戶熱量表，所述的室溫控制器包括CPU模塊、供電模塊、測(cè)溫模塊、無(wú)線通訊模塊、信息顯示模塊、按鍵輸入模塊，所述的閥門(mén)控制器包括閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無(wú)線通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、CPU模塊、供電模塊，所述的室溫控制器與閥門(mén)控制器通過(guò)無(wú)線射頻通訊，所述的用戶熱量表與閥門(mén)控制器通過(guò)MBUS總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)，其特征是，所述的用戶熱量表為設(shè)置在室外供熱管道上的超聲波戶用熱量表，還包括超聲波流量傳感器、計(jì)算器(即積分儀)、水溫傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶內(nèi)供熱及溫度控制系統(tǒng)，其特征是，還包括采集計(jì)算器和上位機(jī)，所述的采集計(jì)算器包括ARM9核心處理模塊、RS485通訊模塊、DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊、按鍵輸入模塊、信息顯示模塊，所述的閥門(mén)控制器還包括RS485通訊模塊，所述的閥門(mén)控制器與采集計(jì)算器通過(guò)RS485通信連接，所述的采集計(jì)算器通過(guò)ARM9核心處理模塊采集和存儲(chǔ)所述的閥門(mén)控制器發(fā)送的熱量及溫控?cái)?shù)據(jù)，并通過(guò)DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊和互聯(lián)網(wǎng)傳輸至上位機(jī)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器模式)架構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F24D19/10GK204026839SQ201420361735
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】胡逢亮, 危德益, 常文飛 申請(qǐng)人:廣東艾科技術(shù)股份有限公司