一種暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于暖氣供熱節(jié)能控制領(lǐng)域，具體涉及一種暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置
【背景技術(shù)】
[0002]集中供熱是我國(guó)北方城市冬季采暖的主要形式。但我國(guó)是能源短缺國(guó)家，且浪費(fèi)嚴(yán)重。目前，我國(guó)的供熱系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式較發(fā)達(dá)國(guó)家落后，大部分供熱用戶室內(nèi)無溫度調(diào)節(jié)與節(jié)能控制設(shè)備，且多數(shù)供熱公司采用的熱計(jì)量收費(fèi)模式對(duì)于建筑位置不同、室內(nèi)居住時(shí)間不同的用戶是非常不公平的，也帶來了諸多弊端。因此設(shè)計(jì)一種能根據(jù)采暖用戶的實(shí)際居住情況，合理控制供暖時(shí)間與采暖溫度，充分利用現(xiàn)有熱量，減少居民開窗散熱，解決家中無人及室溫過高時(shí)的熱能浪費(fèi)問題，并且提供適宜溫度的室內(nèi)環(huán)境是十分必要的。
[0003]目前，暖氣供熱節(jié)能控制領(lǐng)域中應(yīng)用較多的是暖氣節(jié)能閥，暖氣節(jié)能閥主要有機(jī)械式和電動(dòng)式兩類。機(jī)械式暖氣節(jié)能閥主要是根據(jù)形狀記憶合金記憶效應(yīng)的特性來實(shí)現(xiàn)的。例如，論文“智能型暖氣片溫度控制閥的設(shè)計(jì)[J]”(樊衛(wèi)平，機(jī)床與液壓，2006(9):200-201)所提出的智能型暖氣片溫度控制閥，使用N1-Ti合金制成驅(qū)動(dòng)彈簧，感應(yīng)房間溫度的變化而發(fā)生形狀上的變化，驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，控制熱水流量，起到調(diào)節(jié)房間溫度的作用。這種機(jī)械式暖氣節(jié)能閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需電源，但工作模式單一，環(huán)境適應(yīng)性差，無法調(diào)節(jié)溫度。電動(dòng)式暖氣節(jié)能閥主要是由溫度或人體紅外傳感器采集信息，傳至單片機(jī)，有單片機(jī)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)調(diào)節(jié)進(jìn)入暖氣的流量，例如，論文“基于暖氣流量調(diào)節(jié)的室溫控制裝置[J]”(李騰飛，陸宜，奚小艷，等，科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2011 (11):103-105)提出的基于暖氣流量調(diào)節(jié)的室溫控制裝置。但這種裝置需要外接電源，且只針對(duì)溫度單一因素考慮，未充分利用室內(nèi)余熱，僅適用于家庭。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有方法存在的不足，本實(shí)用新型提出一種暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括:單片機(jī)、舵機(jī)、電源模塊、傳感器模塊和時(shí)鐘模塊；
[0007]所述的單片機(jī)同時(shí)與舵機(jī)、電源模塊、傳感器模塊和時(shí)鐘模塊相連接；
[0008]所述的舵機(jī)，根據(jù)單片機(jī)的控制信號(hào)，控制安裝于供熱水管上的水閥閥門的開合大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)供熱水管內(nèi)水流大??；
[0009]所述的電源模塊，用于為裝置供電；
[0010]所述的傳感器模塊，用于感知供熱室內(nèi)是否有人存在及供熱室內(nèi)溫度大??；
[0011 ] 所述的時(shí)鐘模塊，用于計(jì)時(shí)，為單片機(jī)提供當(dāng)前時(shí)刻的日期和時(shí)間。
[0012]所述的電源模塊進(jìn)一步包括半導(dǎo)體溫差發(fā)電片、二極管、鋰離子電池；其中，半導(dǎo)體溫差發(fā)電片通過連接處于正向偏置狀態(tài)的二極管為鋰離子電池充電，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池持續(xù)為裝置供電。
[0013]所述的鋰離子電池的額定容量為600mAh，額定電壓為3.7V，該鋰離子電池連接一升壓模塊升壓后，為裝置供電。
[0014]所述的傳感器模塊進(jìn)一步包括人體紅外傳感器和溫度傳感器，所述的人體紅外傳感器用于檢測(cè)供熱室內(nèi)是否有人存在；所述的溫度傳感器用于檢測(cè)供熱室內(nèi)溫度大小；所述的人體紅外傳感器和溫度傳感器均與單片機(jī)連接。
[0015]所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片置于暖氣片背部，半導(dǎo)體溫差發(fā)電片利用暖氣片和墻體之間的溫度差，產(chǎn)生電能為鋰離子電池充電。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型以單片機(jī)為核心，充分考慮供熱環(huán)境溫度、工作供熱環(huán)境的工作時(shí)間、及供熱環(huán)境是否有人等諸多因素，針對(duì)不同的環(huán)境采取不同的工作模式，通過舵機(jī)帶動(dòng)水閥來控制進(jìn)入暖氣片的熱流量。另外，本實(shí)用新型實(shí)行間斷檢測(cè)與工作的方法，在保證采暖需求的前提下最大限度的降低了能耗。再者，本實(shí)用新型將供熱室內(nèi)墻面(建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu))作為冷源，暖氣片作為熱源，利用二者的溫差，通過半導(dǎo)體溫差發(fā)電片產(chǎn)生電能，自動(dòng)為鋰離子電池充電，不需要外接電源，且半導(dǎo)體溫差發(fā)電片還具有無噪聲、無污染、無磨損、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的電路原理圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4(a)為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與暖氣片的連接關(guān)系示意圖的正視圖；圖4(13)為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與暖氣片的連接關(guān)系示意圖的側(cè)視圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的控制舵機(jī)工作的PffM波形圖圖；
[0022]其中:1_單片機(jī)；2_電源模塊；3_時(shí)鐘模塊；4_傳感器模塊；5_舵機(jī)；6_半導(dǎo)體溫差發(fā)電片；7_ 二極管；8_鋰離子電池；9-5V升壓模塊；10_溫度傳感器；11_人體紅外傳感器；12-聯(lián)動(dòng)軸；13_水閥；14-供熱水管；15_回水管；16-暖氣片；17-墻體。
【具體實(shí)施方式】
[0023]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)說明。
[0024]本實(shí)施方式的暖氣供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，如圖1所示，包括:單片機(jī)1、舵機(jī)5、電源模塊2、傳感器模塊4和時(shí)鐘模塊3 ;單片機(jī)I同時(shí)與舵機(jī)5、電源模塊2、傳感器模塊4和時(shí)鐘模塊3相連接的電路原理圖，如圖2所示；本實(shí)施方式的傳感器模塊4進(jìn)一步包括人體紅外傳感器11和溫度傳感器10 ;本實(shí)施方式的電源模塊2，如圖3所示，進(jìn)一步包括半導(dǎo)體溫差發(fā)電片6、二極管7、鋰尚子電池8和5V升壓模塊9 ;本實(shí)施方式中將單片機(jī)1、時(shí)鐘模塊3、溫度傳感器10、鋰離子電池8組合放置于開口透明盒中，并將透明盒放置在暖氣片16上部，半導(dǎo)體溫差發(fā)電片6置于暖氣片16的背部，如圖4(a)和圖4(b)所示。
[0025]本實(shí)施方式采用的單片機(jī)的型號(hào)為IAP15F2K60S2 ;本實(shí)施方式采用的舵機(jī)的型號(hào)為MG995 ;本實(shí)施方式采用的人體紅外傳感器是HC-SR501人體感應(yīng)模塊；本實(shí)施方式采用的溫度傳感器是型號(hào)為MF52AT的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻；本實(shí)施方式采用的時(shí)鐘模塊中的時(shí)鐘芯片的型號(hào)為DS1307;本實(shí)施方式采用的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片的型號(hào)為SP1848-27145 ;本實(shí)施方式采用的二極管的型號(hào)為IN4007 ;本實(shí)施方式采用的鋰離子電池為600mAh、3.7V的鋰離子電池；本實(shí)施方式采用的升壓模塊為CE8301-5V升壓模塊。
[0026]本實(shí)施方式的電源模塊中，SP1848-27145型半導(dǎo)體溫差發(fā)電片利用暖氣片16和墻體17的溫度差通過溫差電效應(yīng)產(chǎn)生電能，并通過SP1848-27145型半導(dǎo)體溫差發(fā)電片正電極端連接IN4007 二極管的陽極端(即IN4007 二極管處于正向偏置)產(chǎn)生正向電流為鋰電池充電，如圖3所示。半導(dǎo)體溫差發(fā)電是一種利用賽貝克效應(yīng)，將溫差能(熱能)轉(zhuǎn)化成電能的固體狀態(tài)能量轉(zhuǎn)換方式。本實(shí)施方式的IAP15F2K60S2型單片機(jī)，所需供電電壓為5V，而一般600mAh鋰離子電池供電電壓一般為3.7V，因此需要使用升壓模塊。本實(shí)施方式的鋰離子電池通過導(dǎo)線與CE8301-5V升壓模塊相連，CE8301-5V升壓模塊的OUT+引腳與整個(gè)裝置共同連接的電源引腳VCC相連，CE8301-5V升壓模塊的OUT-引腳與整個(gè)裝置共同連接的GND引腳相連。CE8301-5V升壓模塊輸出5V電壓供包括單片機(jī)在內(nèi)的整個(gè)裝置用電。
[0027]如圖2所示，本實(shí)施方式中時(shí)鐘模塊的DS1307型時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)I/O 口連接IAP1