低碳环保智能辐射采暖控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能辐射采暖控制装置，是结合机械、电子、控制技术为一体的机电一 体化设备。
【背景技术】
[0002] 大空间建筑与普通建筑相比具有跨度大、层高大、门窗面积大及围护结构传热系 数大等特点。由于建筑内温度梯度大，烟囱效应明显，导致空气分层严重，屋顶散热量大二 若采用对流供暖，冷风渗透会使耗热量显著增加。而辐射采暖是利用辐射传^原理进行 的一种供暖方式，直接加热对象是室内的人体及物体而不是空气。研究表明采用辐射供 暖可在保证热舒适度的前提下，使供暖室内温度较常规控制温度降低 3到5°C。在节能方 面，辐射采暖在一定程度上避免了采用对流供暖方式的弱点；在环保方面，辐射采暖技术采 用的热源是天然气、液化石油气等洁净能源，燃烧后基本无有害物质产生，不污染环境。
[0003] 大空间建筑采暖，除了燃气设备、辐射板、负压风机等硬件设备，其智能的控制系 统对提高辐射采暖节能效果和舒适程度具有重要意义，控制系统是辐射采暖运行的核心， 包括温度传感器、分区域控制、优化的控制算法、多时段控制等，因此发明着重研究并说明 福射米暖控制系统。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于：结合燃气辐射采暖技术及计算机控制技术，设计一种新型的低 碳环保智能辐射采暖控制系统。该辐射采暖控制系统针对大空间建筑的智能采暖，直接加 热对象为人或物体，可实现供暖区温度集中采集、分区域采暖控制、控制模式多样化、集散 式采暖控制等功能，由智能采暖控制器及采暖硬件设备构成。
[0005] 本发明设计的智能辐射采暖控制系统以微型计算机为核心，结合温度传感器、工 业触摸屏、zigbee无线网络单元、分区域控制单元、分时段控制单元、优化的控制算法及辐 射采暖硬件设备等构成，辐射采暖需在采暖区装备进气软管路、燃烧器、辐射管路及反射 板、风机或真空泵、排气管路及废气排放装置等硬件设备。
[0006] 同时本发明从控制系统的抗干扰能力、转换精度、操作方面等方面进行设计，通常 大空间的采暖区域较多，各采暖区的供暖要求往往并不相同，而用户常常要求集中控制。这 样，辐射采暖控制系统需对供暖区温度实行集中采集,利用一套控制系统，控制多个区域的 采暖运行，所完成的控制器可以同时控制四个区域的采暖。在控制模式上多样化，可以对 各供暖区按关闭、加热、保温、交替和多时段定时等状态控制方式；多套辐射采暖控制系统 通过ZigBEE形成网络，实现集散式的采暖控制，熵/?：,如温度传感器模拟信号转换成数 字信号通过光电隔离电路引入CPU,同样，输出驱动燃烧器和风机的信号，也以光电隔离形 式输出；转换精度需要采用高精度的AD芯片，但为了降低成本，又能有较高的精度，采用了 AD7741同步电压频率转换器（VFC)。当芯片时钟为5MHz，转换时间设定为1.82/^，可达 到I2位的转换精度·由于采暖温度采样时间要求不高，因此，实际设定的采样时间为 3 CN 104697038 A 说明书 2/2页 200ms ;安装在大空间的采暖区域的温度传感器，通常尚控制箱较远。两线制成本明显低于 三线制的传感器。而AD590JH属两线恒流集成温度传感器，其输出温度值为。由于内阻很 高，其输出信号不受远距离传输的影响。
【附图说明】
[0007] 图1是本控制系统的原理框图； 图2是触摸屏与HMI设计示意图； 图3是辐射采暖硬件系统框图； _ 图3中：31-进气软管；32-燃烧器；33-反射板；34-辐射管；35-真空栗负压机； 36-排气装置。
【具体实施方式】 _
[0008] 福射采暖是利用福射传热进行的一种供暖方式。福射米暖控制系统是机电一体化 产品，涉及机械、电子、控制技术等多个领域的知识，需要各方面互相配合，下面对本发明 的【具体实施方式】予以介绍，对己有的技术不再赘述。
[0009] 对辐射采暖硬件的控制实施方式：首先进行HMI参数设置，包括时间设置、采暖区 域状态设置、加热温度和保温温度设置及各控制时间段设置等，然后根据采暖的设定控制 温度进行控制，当采暖环境温度低于设定温度时，先运行负压风机，延时一段时间后，再运 行燃烧器，当环境温度高于控制温度与设定的控制回差温度，先关闭燃烧器，延时一段时间 后再关闭负压风机。延时时间可由触摸屏设定。控制算法采用PID调节。
[0010] 温度控制算法实施方式：采用经典的PID算法，设为设定值，&的为第A次的采 样值，则偏差为 e^ = rn-m^§: (2) 通过现场调试获取合适的比例系数，积分系数和微分系数ft⑶，进而通过式（3) 得到调整控制参数^(_。
[0011] wK(fr)= -?)]+-2es(fe-1) +es(jc- (3) 触摸屏及HMI设计【具体实施方式】：触摸屏选用工业串口屏,利用RS232实现单片机与触 摸屏的通信。仅以交替加热状态为例加以说明，共分四个区。其中显示控制的加热温度、保 温温度、起始时间、结束时间，时间段内以加热温度作为控制温度，非时间段内以保温温度 作为控制温度，形成两个时间段的交替控制。 4
【主权项】
1. 一种低碳环保智能辐射采暖控制系统，针对大空间建筑的智能采暖，直接加热对象 为人或物体，可实现供暖区温度集中采集、多区域采暖控制、控制模式多样化、集散式采暖 控制等功能，由智能采暖控制器及采暖硬件设备构成。
2. 根据权利要求1所述低碳环保智能辐射采暖智能控制系统，其特征在于，所述大空 间建筑的智能采暖利用辐射传热的供暖方式，直接加热室内的人与物体。
3. 根据权利要求1所述低碳环保智能辐射采暖控制系统，其特征在于，辐射采暖控制 系统可对采暖区温度实行集中采集。
4. 根据权利要求1所述低碳环保智能辐射采暖控制系统，其特征在于，所述多区域采 暖控制可利用一套控制系统，控制多个区域的采暖运行。
5. 根据权利要求1所述低碳环保智能辐射采暖控制系统，其特征在于，具有多样化的 控制模式，可对各供暖区按关闭、加热、保温、交替和多时段定时等状态控制方式。
6. 根据权利要求1所述低碳环保智能辐射采暖控制系统，其特征在于，具有集散式采 暖控制功能。
【专利摘要】本发明公开了一种低碳环保智能辐射采暖控制系统，其特征在于：该控制系统是针对大空间建筑的智能采暖，直接加热对象为室内的人体及物体，可实现供暖区温度集中采集、多区域采暖控制、控制模式多样化、集散式采暖控制等功能，同时采用触摸屏与HMI设计，对相关参数进行设置，实现人机交互，其由智能采暖控制器及采暖硬件设备构成，该智能控制系统抗干扰能力强、转换精度高、操作方便成本低，能有效提高辐射采暖节能效果及舒适程度。
【IPC分类】F24D19-10
【公开号】CN104697038
【申请号】CN201310654899
【发明人】孙宝恒
【申请人】孙宝恒
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日