一種時間當量型能量計量的風機盤管溫控器的製作方法
2023-12-13 00:17:17 2
本發明涉及溫控器領域，特別是一種時間當量型能量計量的風機盤管溫控器。
背景技術：
自空調系統發明運行以來，對空調系統的使用收費一直困擾著大家，市面上風機盤管溫控器沒有能量計量功能，一直以來普遍採用按照面積分攤收費的方式進行收費，但這些計量收費方式都存在或多或少的缺陷，未能徹底解決空調計量收費合理性的問題，隨著人們認識到節約能源的重要性，節能技術和設備隨之得到迅猛發展，如何選擇計量方式從而達到節能的目的，並提高經濟效益的目的，成為空調系統收費的熱點問題。
技術實現要素：
為了克服現有技術的上述缺點，本發明的目的是提供一種計量方式簡單，投資少，計量器故障率低，節能的時間當量型能量計量的風機盤管溫控器。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種時間當量型能量計量的風機盤管溫控器，其中：所述的風機盤管溫控器包括外殼，所述的外殼上有顯示機構，所述的顯示機構有液晶顯示電路，所述的液晶顯示電路輸入端連接有單片機的輸出端，所述的單片機的輸出端還連接有輸出電路及實時時鐘電路，所述的單片機輸入端連接有電源電路、按鍵輸入電路及溫度檢測電路；所述的單片機與通訊電路雙向連接。
作為本發明的進一步改進：所述的電源電路由降壓單元、整流單元及穩壓單元連接而成；降壓單元輸入端與市電連接，所述降壓單元的輸出端與整流單元的輸入端連接，所述的整流單元的輸出端與穩壓單元的輸入端連接；所述穩壓單元的輸出端輸出直流5v和3.3v的電源。
作為本發明的進一步改進：所述的按鍵輸入電路有六路，均經阻容濾波單元輸入單片機；所述的按鍵輸入電路中的按鍵為開關鍵、風速鍵、設置鍵、模式鍵、加鍵及減鍵。
作為本發明的進一步改進：所述的溫度檢測電路有電阻分壓單元及阻容濾波單元雙向連接而成；所述的電阻分壓單元輸入端還與溫度傳感器連接，所述的阻容濾波單元輸出端還與單片機連接。
作為本發明的進一步改進：所述的液晶顯示電路有驅動電路單元，所述的驅動電路單元輸入端與所述的單片機連接，所述的驅動電路輸出端分別與液晶顯示及背光電路的輸入端連接。
作為本發明的進一步改進：所述的實時時鐘電路由晶振電路單元及實時時鐘單元連接而成；所述的晶振電路單元輸出端與實時時鐘單元的輸入端連接，所述的實時時鐘單元的輸出端與所述的單片機連接。
作為本發明的進一步改進：所述的輸出電路由光耦隔離單元、繼電器驅動單元及繼電器連接而成；所述的光耦隔離單元輸入端與所述單片機連接，所述的光耦隔離單元輸出端與所述的繼電器驅動單元輸入端連接，所述的繼電器驅動單元輸出端與所述的繼電器單元輸入端連接。
作為本發明的進一步改進：所述的通訊電路為rs485通訊電路，所述rs485通訊電路雙向連接光耦隔離單元，信號輸入端與輸出端實現了電氣隔離；所述的通訊電路輸出端設計有通訊led燈，所述的通訊電路與單片機雙向連接。
作為本發明的進一步改進：所述的單片機為stm8s105k4t6c。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明通過採用時間當量型能量計量方式，實現中央空調溫度控制及費用計量；原理是根據檢測記錄電動溫控閥狀態、風機盤管各檔位運行狀態，通過轉換係數得出用戶的實際使用時間當量，然後根據總管上的能耗來計算風機盤管消耗的能量；其計量方式簡單，投資少，計量器故障率低，能滿足用戶計量的要求，改變普遍採用按面積分攤收費的方式，起到節約能源及成本的作用。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明的主程序流程示意圖；
圖3為本發明的局部結構示意圖；
圖4為本發明的局部結構示意圖；
圖5為本發明的局部結構示意圖；
圖6為本發明的局部結構示意圖；
圖7為本發明的局部結構示意圖；
圖8為本發明的局部結構示意圖；
圖9為本發明的局部結構示意圖；
圖10為本發明的局部電路圖；
圖11為本發明的局部電路圖；
圖12為本發明的局部電路圖；
圖13為本發明的局部電路圖；
圖14為本發明的局部電路圖；
圖15為本發明的局部電路圖；
圖16為本發明的局部電路圖。
具體實施方式
現結合附圖說明與實施例對本發明進一步說明：
參考圖1，本實施例包括型號為stm8s105k4t6c的單片機，以及電源電路、按鍵輸入電路、溫度檢測電路、實時時鐘電路、通訊電路、輸出電路及液晶顯示電路；液晶顯示電路輸入端連接有單片機的輸出端，單片機的輸出端還連接有輸出電路及實時時鐘電路，單片機輸入端分別連接有電源電路、按鍵輸入電路及溫度檢測電路；單片機與通訊電路雙向連接。
時間當量型能量計量的風機盤管溫控器，由單片機以及相關電路組成。通過採用時間當量型能量計量方式，實現中央空調溫度控制及費用計量。原理是根據檢測記錄電動溫控閥狀態、風機盤管各檔位運行狀態，通過轉換係數得出用戶的實際使用時間當量。然後根據總管上的能耗來計算風機盤管消耗的能量。其計量方式簡單，投資少，計量器故障率低，能滿足用戶計量的要求。改變普遍採用按面積分攤收費的方式，樹立節約能源的消費觀念。
風機盤管的高、中、低擋風速都是相對恆定的。又因為每個風速擋位下的製冷能力都是一定的，因此，高、中、低擋風速下檔位係數也是基本恆定的。同一樓層中供水溫度基本一致。影響末端設備與室內換熱的主要因素是空氣對流，即風機的檔位。故採集的每個風機盤管送出的冷量可以利用不同風速下溫控閥開啟時間的累積值作為計算其能量的依據。
本溫控器通過單片機檢測風機盤管閥門的開啟時間和開啟時間段內風機盤管各風速高、中、低檔的運行情況，累計每個風機盤管的使用時間當量。用戶消耗的時間當量計算式為：
式中
-風機盤管實際消耗的時間當量。
-風機盤管的盤管係數。
、、-風機盤管的高、中、低檔運行時間。
、、-風機盤管的高、中、低檔檔位係數。
累計分攤公式為：
式中
-總管消耗的能量。
-風機盤管消耗的能量。
-風機盤管的時間當量。
-總管上，所有的風機盤管的時間當量。
參考圖2，時間當量型能量計量的風機盤管溫控裝置主程序流程為點擊開始按鍵，系統進行初始化，然後進行室內溫度採集，按鍵掃描，按鍵掃描完後進行按鍵功能處理，按鍵為開關鍵、風速鍵、設置鍵、模式鍵、加鍵及減鍵，然後lcd顯示屏進行對應的處理，再檢測溫控閥是否開啟，如果沒有開啟，則重返室內溫度採集那一步，如果開啟，則開始累積存儲檔位時間，開始累積時間後進行時間當量計算，計算完成後再返回室內溫度採集的步驟。通過記錄風機盤管閥門的開啟時間和開啟時間段內風機盤管風速高、中、低檔的運行情況，累計每個風機盤管的使用時間當量。根據檢測記錄電動溫控閥狀態、風機盤管各檔位運行狀態，通過轉換係數得出用戶的實際使用時間當量，然後根據總管上的能耗來計算風機盤管消耗的能量。
時間當量型能量計量的風機盤管溫控裝置主要包括以下幾個部分：
電源電路：
參考圖3，電源電路由降壓單元、整流單元及穩壓單元連接而成；降壓單元輸入端與市電連接，降壓單元的輸出端與整流單元的輸入端連接，整流單元的輸出端與穩壓單元的輸入端連接；穩壓單元的輸出端輸出直流5v和3.3v的電源，該電路作用是使市電交流220v經電源變壓器降壓整流穩壓成的直流5v和3.3v電源。
參考圖10，電源電路由二極體d1，整流器u1，電容器c1、c2、c3、c4連接而成，二極體d1的正極連接12v電壓，負極與電容c1的正極、u1的in端及c2的一端連接，u1的out端與c3的正極、c4的一端連接，c1的負極與c2的另一端、ui的gnd端、c3的負極、c4的另一端連接並同時接地。
按鍵電路：
參考圖4，按鍵輸入經阻容濾波，輸入單片機，操控本裝置。經阻容濾波，增強抗幹擾能力。按鍵輸入共六路，按鍵分為：開關鍵、風速鍵、設置鍵、模式鍵、加鍵、減鍵。
參考圖11，按鍵電路由電阻r15、r16、r17、r18、r19、r20、開關s1、s2、s3、s4、s5、s6連接而成。
溫度檢測電路：
參考圖5，溫度檢測電路有電阻分壓單元及阻容濾波單元雙向連接而成；電阻分壓單元輸入端還與溫度傳感器連接，阻容濾波單元輸出端還與單片機連接。室內溫度實時檢測，採用溫度傳感器ntc10k。根據室內溫度的變化，單片機控制可以按中央空調節能控制算法，及時控制空調風機和閥門工作在最佳節能狀態下。
參考圖12，溫度檢測電路由ntc傳感器、電阻r7、r28及電容c22連接而成。
通訊電路：
參考圖6，本機設有一路rs485通訊電路，rs485通訊電路採用光耦隔離，信號輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，抗幹擾能力強，工作穩定。通訊電路設計有通訊led指示燈，可直觀的顯示通訊狀態。通訊電路實現多機組網，並與上位機的通訊，上傳數據信息。
參考圖13，通訊電路有線圈l1、整流器u2、電阻r2、r3、r4、r5、r6、r29、電容c5、c6，瞬態抑制二極體tvs1、tvs2及雙色發光二極體rxd及txd連接而成。
實時時鐘電路：
參考圖7，實時時鐘電路由晶振電路單元及實時時鐘單元連接而成；晶振電路單元輸出端與實時時鐘單元的輸入端連接，實時時鐘單元的輸出端與單片機連接。實時時鐘電路為本機提供了一個準確的時鐘。時鐘以秒為單位累計各風機檔位、冷熱水閥運行的時間。
參考圖14，實時時鐘電路由電容c15、c16、c17、c18、c19、電阻r12、r13、r14，晶振y2，二極體d2、bat54c，電源bt1，時鐘晶片ds1302z連接而成。
液晶顯示電路：
參考圖8，液晶顯示電路有驅動電路單元，驅動電路單元輸入端與單片機連接，驅動電路輸出端分別與液晶顯示及背光電路的輸入端連接。液晶顯示作為人機互動的界面，實現室內溫度、設定溫度、運行狀態的顯示，及其他設定參數，顯示等功能。採用了定製開發段碼lcd液晶顯示模塊形式，簡化了驅動電路，液晶電路帶背光控制，可在外部光照強度不足的情況下，可以正常使用。
參考圖15，液晶顯示電路有顯示屏lcd1、lcdb，電阻r26、r27,三極體連接而成。
控制輸出電路：
參考圖9，輸出電路由光耦隔離單元、繼電器驅動單元及繼電器連接而成；光耦隔離單元輸入端與單片機連接，光耦隔離單元輸出端與繼電器驅動單元輸入端連接，繼電器驅動單元輸出端與繼電器單元輸入端連接。風機的輸出包括，高檔輸出、中檔輸出、抵擋輸出。水閥輸出包括，冷水閥輸出、熱水閥輸出。單片機輸出信號經光耦隔離、繼電器驅動放大信號，驅動對應繼電器。為提高可靠性，輸出電路採用光耦隔離，來隔離風機水閥輸出與本裝置內部電路之間的聯繫。
參考16，輸出電路由晶片uln2003d，電容c13、c14，繼電器j2連接而成。
綜上所述，本領域的普通技術人員閱讀本發明文件後，根據本發明的技術方案和技術構思無需創造性腦力勞動而作出其他各種相應的變換方案，均屬於本發明所保護的範圍。