供暖系統(tǒng)智能控制方案的整體設計案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u12835供暖系統(tǒng)智能控制方案的整體設計案例概述 1267731智能供暖系統(tǒng)簡介 1299151.2智能供暖系統(tǒng)的工作原理 1146262智能供暖系統(tǒng)設計方案 223582.1智能供暖功能介紹 2311572.2供暖系統(tǒng)設計方案 381182.3供暖連接介紹 4148823供暖系統(tǒng)硬件簡介 5114553.1壁掛爐 565863.2電磁閥 694783.3安全閥 6272233.4分集水器 728103.5自動補水閥 894113.6循環(huán)水泵 9153613.7散熱器 93613.8紅外傳感器 101智能供暖系統(tǒng)簡介1.1家庭供暖系統(tǒng)介紹家庭供暖系統(tǒng)就是不同于小區(qū)的集中供暖，通過燃氣壁掛爐提供熱源，燒熱的熱水會通過管道流向各個房間內的散熱器中，散熱器中的熱水會逐漸降低溫度，以此來達到供暖的目的。這種家庭獨立的供暖方式能滿足每個家庭不同的供暖需求，比如出差，旅行這種長時間不在家的情況下就可以關閉供暖系統(tǒng)，在一定程度上可以節(jié)約資源，并且家庭供暖系統(tǒng)可以對每個房間單獨供熱，房間無人時就不進行供暖，每個房間的供暖溫度都可以自動設置，即舒適又方便，還能持續(xù)不斷的提供生活用水，使日常生活更加方便。1.2智能供暖系統(tǒng)的工作原理本系統(tǒng)主要以AT89C51單片機作為主控部分，當紅外傳感器檢測到有人時，單片機向驅動電路發(fā)出信號，控制電磁閥的開度，以此調節(jié)熱水的流量，最后通過散熱器使房間溫度升高，同時單片機與LED顯示屏相連，用DS18B20溫度傳感器進行溫度檢測，實時顯示房間內的溫度。其原理圖如圖2.1所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC1智能供暖系統(tǒng)的工作原理圖2智能供暖系統(tǒng)設計方案2.1智能供暖功能介紹為實現(xiàn)以家庭為單位的整體供暖，本文設計了一套基于單片機控制的家用供暖智能調節(jié)系統(tǒng),不同的家庭有各不相同的供暖需求，此系統(tǒng)可以針對不同的需求進行自由設置，也可以實時監(jiān)測每個房間的環(huán)境溫度，并且能手動設置溫度的上下限，單片機通過對比環(huán)境溫度和設置溫度自動進行調節(jié)；當房間內無人存在時,系統(tǒng)將開啟低溫運行模式，以此提高能源利用率，做到節(jié)約資源。該系統(tǒng)結構簡單，安裝方便，控制靈活,適用于獨立的家庭用戶采暖。本系統(tǒng)一共分為五個模塊，分別是主控模塊（單片機最小系統(tǒng)）、溫度采集模塊、溫度顯示模塊、報警模塊和上下限控制模塊，其系統(tǒng)功能模塊圖如圖2.2所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC2家用智能供暖系統(tǒng)功能模塊圖2.2供暖系統(tǒng)設計方案本系統(tǒng)主要由壁掛爐、管道、電磁閥、燃氣比例閥、安全閥、分集水器、自動補水閥、循環(huán)水泵、散熱器、人體紅外傳感器和LED顯示屏組成。壁掛爐的加熱過程由AT89C51單片機進行控制。圖2.3為某居民住宅的室內結構圖，下面我將以此為例簡要介紹本系統(tǒng)的裝置安裝情況。該住宅一共有6個需要供暖的房間，燃氣壁掛爐安裝在廚房的墻壁上，不占用空間，連接家里的天然氣通過加熱自來水以提供熱源，熱水通過管道流經住宅內的各個房間，循環(huán)過后的冷水再通過管道流回壁掛爐里，經過過濾可以循環(huán)使用，大大節(jié)約了水資源。每個房間門的對面都安裝了紅外傳感器，當檢測到房間內沒人時，就啟動低溫運行模式，當檢測到房間內有人時，就啟動正常運行模式。每個房間內都裝有顯示屏，可以顯示當前的溫度和所設置的上下限，上下限可以手動設置。每個房間都安裝了溫度傳感器，可以檢測各個房間內的實時溫度。每個房間內還設有散熱器，每個散熱器上都裝有電磁閥，可以控制電磁閥的開度來控制溫度的高低，實現(xiàn)對每個房間溫度的獨立控制。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC3某居民住宅的室內結構圖單片機通過對比環(huán)境溫度和設定溫度以及房間內是否有人來判斷燃氣閥的和散熱器電動閥的開閉來調整整個房間的環(huán)境溫度，使環(huán)境溫度越來越接近設定溫度，從而達到供暖的目的。單片機工作原理圖如圖2.4所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC4單片機工作原理圖2.3供暖連接介紹圖2.5為供暖連接示意圖，其中以壁掛爐作為熱源，用于加熱自來水，熱水通過管道流向分水器，分流到各個房間內的散熱器中，其中，每個房間的散熱器前都安裝有一個電磁閥，通過單片機控制電磁閥的開度來調節(jié)溫度，熱水在散熱器中降溫，降溫后的冷水流向集水器，流回自動補水閥，進行過濾后通過循環(huán)水泵流回壁掛爐，如此循環(huán)。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC5供暖連接示意圖3供暖系統(tǒng)硬件簡介3.1壁掛爐燃氣壁掛爐，又名燃氣采暖爐，主要用于家庭的采暖和生活熱水，一般是以天然氣為主要能源，安裝在廚房的墻壁上，一般有燃氣接口，進水口和出水口；燃氣接口連接天然氣管道，進水口用于輸入自來水和供暖回水，出水口用于輸出熱水。壁掛爐是家庭供暖中最重要的組成部分，它體積小，不占空間，安裝簡單，安全方便，大多數(shù)家庭供暖都是選用壁掛爐作為熱源，很多沒有集中供暖的地區(qū)和家庭會選擇燃氣壁掛爐來進行取暖。壁掛爐的實物如圖2.6所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC6壁掛爐3.2電磁閥電磁閥，是一種自動化的基礎元件，主要用于控制流體，在工業(yè)控制系統(tǒng)中被廣泛應用，有調整流量、速度、介質的方向等參數(shù)的功能，電磁閥具有靈活性好、型號多、高精度、用途廣泛等特點。不同種類的電磁閥可在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮不同的作用。本設計中使用電磁閥來控制熱水的流量，以此控制房間的溫度。電磁閥的實物如圖2.7所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC7電磁閥3.3安全閥安全閥在正常情況下始終處于關閉狀態(tài)，當管道內的流體介質壓力高于規(guī)定的標準數(shù)值時，安全閥就會開啟，主要起到止回和泄壓得到功能，能夠保障設備的正常運行，并且對人們的人身安全起到重要的保護作用。本設計中安全閥用于出現(xiàn)緊急情況時，保護設備和人身安全。安全閥的實物如圖2.8所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC8安全閥3.4分集水器分集水器包括進水過濾閥，分水器，集水器，回水閥和自動排氣閥幾部分，在供暖系統(tǒng)中主要是將過濾后的熱水分流到各個房間，等到熱水流經各個房間后，就會流回集水器，再經過過濾流回回水管道中，這樣就實現(xiàn)了循環(huán)。因此，分集水器在智能供暖系統(tǒng)中是不可或缺的一個裝置。分集水器的實物如圖2.9所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC9分集水器3.5自動補水閥自動補水閥是減壓閥、過濾器、截止閥和止回閥的組合體，自動補水閥帶有減壓穩(wěn)壓裝置，壓力值可配合壓力表或根據(jù)補水閥刻度進行調節(jié)并自動持調節(jié)后系統(tǒng)壓力，當系統(tǒng)的壓力降低時，閥門就會自動打開，向回水管道補充水，直到達到設定壓力后，閥門會自動關閉。自動補水閥帶有止回閥功能，防止系統(tǒng)水在補水水壓降低或停止時回流。自動補水閥帶有手動截止閥功能，可通過旋入塑料旋鈕關閉補水水源。如果需要中斷自動補水，可手動關閉自動補水閥上的截止閥。在本設計中自動補水閥可以將流回來的水和自來水補回壁掛爐中，可以將水循環(huán)利用，節(jié)約資源。自動補水閥的實物如圖2.10所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC10自動補水閥3.6循環(huán)水泵循環(huán)水泵在本設計中主要起到快速增加水流循環(huán)的作用，使冷熱水快速循環(huán)，能夠使室內的溫度快速上升，縮短房間溫度上升的時間，能讓用戶擁有更好的體驗。循環(huán)水泵的實物如圖2.11所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC11循環(huán)水泵3.7散熱器如今供暖系統(tǒng)中的散熱器一般分為壁掛式散熱片和地暖兩種，散熱器在供暖系統(tǒng)中是非常重要的一部分，從分水器流出的熱水會被分流到各個房間的散熱器中，散熱器中的熱水會逐漸降低溫度，以此來使房間溫度提高，達到供暖的目的。散熱器的實物如圖2.12所示。圖2.SEQ圖2.\*ARABIC12散熱器3.8紅外傳感器紅外傳感器包括光學系統(tǒng)、檢測元件和轉換電路三大部分。光學系統(tǒng)按結構不同可分為透射式和反射式。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏檢測元件中最常見的就是熱敏電阻，熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉換電路變成電信號輸出。紅外傳感器是通過紅外線反射原理，它具有一對紅外線發(fā)射器和接收器，當人體的某一部分在紅外線區(qū)域內，紅外線發(fā)射