一种简易厂房屋顶节水节电型自动降温装置的制作方法

本发明涉及一种自动降温装置，具体是一种简易厂房屋顶节水节电型自动降温装置。

背景技术：

为了降低成本及缩短厂房建设周期，许多企业都会搭建简易厂房用于生产制造；目前简易厂房的屋顶一般都是采用星瓦组装制成，星瓦材料具有较好的防水性，能有效防止雨水进入厂房内，另外星瓦材料重量较轻，也便于在屋顶安装同时长期使用不会对厂房的支撑结构造成较大的压力，但是星瓦材料的隔热效果很差，在夏季高温环境下及太阳光的长时间照射，使得厂房内温度非常高，并且由于星瓦防水性，因此其透气性较差，工人在厂房中无法长时间工作。为了克服这个问题，其中一种方式是在简易厂房内安装空调降温，但是这种方式需要耗电量非常大。另外一种方式是采用喷管定时定量的对简易厂房的屋顶进行喷水，通过水蒸发吸热的原理对厂房内进行降温；但是这种方法由于采用定时定量喷水，需要消耗大量的水，并且由于外部环境温度是不断变化的，在温度升高时，定时定量的水则会满足不了降温需求，而温度降低后无需这么多的水即可满足降温需求，从而导致许多水被白白浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种简易厂房屋顶节水节电型自动降温装置，能根据温度变化自动调整喷水时间及喷水量，从而即可满足厂房内的降温需求，也可有效节水节电，防止水电的资源浪费。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种简易厂房屋顶节水节电型自动降温装置，包括主水管，支路水管ⅰ，支路水管ⅱ，支路水管ⅲ，喷水管，进水管，水池，热敏电阻rt1、rt2、rt3，整流滤波电路，循环开关定时电路，温度比较电路，水位控制电路，水泵控制电路，热敏电阻rt1、rt2、rt3和喷水管均安装在简易厂房的屋顶，喷水管上设有多个喷头，主水管的一端与喷水管连通，主水管的另一端与支路水管ⅰ的一端、支路水管ⅱ的一端和支路水管ⅲ的一端连通，支路水管ⅰ的另一端、支路水管ⅱ的另一端和支路水管ⅲ的另一端均与水池连通，进水管的一端与水池连通，进水管的另一端接自来水管路；水池内设有电极s0、s1，且电极s0相比于电极s1更靠近水池底部，支路水管ⅰ、支路水管ⅱ和支路水管ⅲ上分别装有水泵m1、水泵m2和水泵m3，进水管上装有水泵m4；

所述热敏电阻rt1、rt2均与循环开关定时电路连接，热敏电阻rt3与温度比较电路连接，水泵m1、水泵m2、水泵m3和水泵m4均与水泵控制电路连接，整流滤波电路、循环开关定时电路、温度比较电路、水位控制电路和水泵控制电路依次顺序连接。

进一步，所述的整流滤波电路包括电解电容c1，变压器b1，整流堆ur和稳压集成电路ic1；其中变压器b1的输入端接220v交流电源，变压器b1的输出端接整流堆ur的1脚和2脚，电解电容c1的正极接整流堆ur的3脚，电解电容c1的负极接整流堆ur的4脚，整流堆ur的4脚接地，稳压集成电路ic1的1脚接整流堆ur的3脚、2脚接地、3脚电解电容c6的正极。

进一步，所述的循环开关定时电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6，电解电容c2、c4、c5、c6，电容c3，稳压二极管dw，二极管d1，三极管q1，继电器j1及其常开触点j1-1、j1-2、j1-3，继电器j1的常闭触点j1-4、j1-5，常开开关sb1，常闭开关sb2和电压比较器d；其中电阻r1与继电器j1的常闭触点j1-4并联后接在三极管q1的基极和稳压二极管dw的正极之间，电阻r2接在电压比较器d的1脚和6脚之间，电阻r3接在电压比较器d的6脚和c点之间，电阻r4接在电压比较器d的7脚和电解电容c4的正极之间，电阻r5和电阻r6串联后接在稳压集成电路ic1的3脚和地之间，热敏电阻rt1接在稳压集成电路ic1的3脚和a点之间，热敏电阻rt2接在b点和地之间，电解电容c2、二极管d1和继电器j1并联接在整流堆ur的3脚和常闭开关sb2之间，其中电解电容c2的正极和二极管d1的负极接整流堆ur的3脚，电容c3接在电压比较器d的1脚和7脚之间，电解电容c4的正极接电阻r4和继电器j1的常闭触点j1-5的连结点，电解电容c4的负极接地，电解电容c5的正极接a点，电解电容c5的负极接地，电解电容c6的正极接集成电路ic1的3脚，电解电容c6的负极接b点，稳压二极管dw的正极接电阻r1，稳压二极管dw的负极接电压比较器d的1脚，三极管q1的基极接电阻r1，三极管q1的集电极接常开开关sb1和常闭开关sb2的连结点，三极管q1的发射极接地，继电器j1的常开触点j1-1接在电解电容c4的正极和电解电容c6的负极之间，继电器j1的常开触点j1-2并接在电解电容c5两侧，继电器j1的常开触点j1-3并接在电解电容c6两侧，继电器j1的常闭触点j1-4并接在电阻r1两侧，继电器j1的常闭触点j1-5接在电解电容c4的正极和电解电容c5的正极之间，常开开关sb1接在三极管q1的基极和发射极之间，常闭开关sb2接在二极管d2的正极和三极管q1的基极之间。

进一步，所述的温度比较电路包括电阻r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13，电位器rp1、rp2、rp3，二极管d2、d3、d4、d5、d6、d7，三极管q2、q3、q4，电压比较集成电路ic2，继电器j2、j3、j4，及常闭触点j3-2、j4-2、j4-3；其中电阻r7和热敏电阻rt3串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r8和电位器rp1串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r9和电位器rp2串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r10和电位器rp3串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r11和二极管d2串联后接在电压比较集成电路ic2的2脚和三极管q2的基极之间，其中二极管d2的正极接电压比较集成电路ic2的2脚，电阻r11的一端接三极管q2的基极，电阻r12和二极管d3串联后接在电压比较集成电路ic2的13脚和三极管q3的基极之间，其中二极管d3的正极接电压比较集成电路ic2的13脚，电阻r12的一端接三极管q3的基极，电阻r13和二极管d4串联后接在电压比较集成电路ic2的14脚和三极管q4的基极之间，其中二极管d4的正极接电压比较集成电路ic2的14脚，电阻r13的一端接三极管q4的基极，二极管d5和继电器j2并联接在整流堆ur的3脚和继电器j3的常闭开关j3-2之间，其中二极管d5的负极接整流堆ur的3脚，二极管d6和继电器j3并联接在整流堆ur的3脚和继电器j4的常闭开关j4-3之间，其中二极管d6的负极接整流堆ur的3脚，二极管d7和继电器j4并联接在整流堆ur的3脚和三极管q4的集电极之间，其中二极管d7的负极接整流堆ur的3脚，继电器j3的常闭开关j3-2和继电器j4的常闭开关j4-2串联接在二极管d5的正极和三极管q2的集电极之间，继电器j4的常闭开关j4-3接在二极管d6的正极和三极管q3的集电极之间，三极管q2、q3、q4的基极分别接电阻r11、r12和r13，三极管q2、q3、q4的集电极分别接继电器j4的常闭开关j4-2、继电器j4的常闭开关j4-3和继电器j4的线圈，三极管q2、q3、q4的发射极均接地，电压比较集成电路ic2的3脚接整流堆ur的3脚，电压比较集成电路ic2的5脚、9脚和11脚接电阻r7和热敏电阻rt3的连接点，电压比较集成电路ic2的4脚接电阻r8和电位器rp1的连接点，电压比较集成电路ic2的10脚接电阻r9和电位器rp2的连接点，电压比较集成电路ic2的8脚接电阻r10和电位器rp3的连接点，电压比较集成电路ic2的12脚接地。

进一步，所述水位控制电路包括电阻r14、r15，二极管d8，三极管q5，继电器j5，光电耦合器ic3；其中电阻r14接在整流堆ur的3脚和光电耦合器ic3的1脚之间，电阻r15接在光电耦合器ic3的5脚和三极管q5的基极之间，二极管d8和继电器j5并联接在整流堆ur的3脚和三极管q5的集电极之间，二极管d8的负极接整流堆ur的3脚，光电耦合器ic3的2脚接电极s1、4脚接地，电极s0接地，三极管q5的基极接电阻r15，三极管q5的集电极接二极管d8的正极，三极管q5的发射极接地。

进一步，所述的水泵控制电路包括交流接触器km1、km2、km3、km4及其常开触点km1、km2、km3、km4，熔断器fu1、fu2、fu3、fu4，继电器j1的常开触点j1-6，继电器j2的常开触点j2-1，继电器j3的常开触点j3-1，继电器j4的常开触点j4-1，继电器j5的常闭触点j5-1，停止按钮sb3，电源开关sa，抽水开关k；其中u、v、w三相交流电经过电源开关sa和熔断器fu1、fu2、fu3后，经交流接触器km1的常开触点km1接至水泵m1，经交流接触器km2的常开触点km2接至水泵m2，经交流接触器km3的常开触点km3接至水泵m3，经交流接触器km4的常开触点km4接至水泵m4；w相交流电经过熔断器fu4接停止按钮sb3，继电器j2的常开触点j2-1与交流接触器km1线圈串联，继电器j3的常开触点j3-1与交流接触器km2线圈串联，继电器j4的常开触点j4-1与交流接触器km3线圈串联，上述三个串联电路并联后与继电器j1的常开触点j1-6串联接在停止按钮sb3和v相交流电之间，抽水开关k、继电器j5的常闭触点j5-1和交流接触器km4线圈串联后接在停止按钮sb3和v相交流电之间。

进一步，所述稳压集成电路ic1的型号为7812，电压比较集成电路ic2的型号为lm339，光电耦合器ic3的型号为4n28，所述三极管q1、q2、q3、q4、q5、q6为npn管型，型号为3dg12，二极管d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8的型号为in4007，稳压二极管dw的稳压值为6v，热敏电阻rt1、rt3为负极性热敏电阻，热敏电阻rt2为正极性热敏电阻，继电器j1、j2、j3、j4、j5型号为jrx-20f。

与现有技术相比，本发明采用整流滤波电路，循环开关定时电路，温度比较电路，水位控制电路，水泵控制电路相结合方式，在夏季温度过高时，本发明通过温度比较电路和水泵控制电路对屋顶进行喷水降温，同时通过循环开关定时电路确定喷水时间及间歇时间，在不同温度情况下，本发明能随着温度不同调整不同的喷水量对屋顶进行降温，如温度降低后能逐渐减少喷水量，直至停止喷水；因此本发明能根据温度变化自动调整喷水时间及喷水量，从而即可满足厂房内的降温需求，也可有效节水节电，防止水电的资源浪费。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主电路图；

图3是本发明的电机控制电路图。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步说明。

如图所示，本发明包括主水管，支路水管ⅰ，支路水管ⅱ，支路水管ⅲ，喷水管，进水管，水池，热敏电阻rt1、rt2、rt3，整流滤波电路，循环开关定时电路，温度比较电路，水位控制电路，水泵控制电路，热敏电阻rt1、rt2、rt3和喷水管均安装在简易厂房的屋顶，喷水管上设有多个喷头，主水管的一端与喷水管连通，主水管的另一端与支路水管ⅰ的一端、支路水管ⅱ的一端和支路水管ⅲ的一端连通，支路水管ⅰ的另一端、支路水管ⅱ的另一端和支路水管ⅲ的另一端均与水池连通，进水管的一端与水池连通，进水管的另一端接自来水管路；水池内设有电极s0、s1，且电极s0相比于电极s1更靠近水池底部，支路水管ⅰ、支路水管ⅱ和支路水管ⅲ上分别装有水泵m1、水泵m2和水泵m3，进水管上装有水泵m4；

所述热敏电阻rt1、rt2均与循环开关定时电路连接，热敏电阻rt3与温度比较电路连接，水泵m1、水泵m2、水泵m3和水泵m4均与水泵控制电路连接，整流滤波电路、循环开关定时电路、温度比较电路、水位控制电路和水泵控制电路依次顺序连接。

进一步，所述的整流滤波电路包括电解电容c1，变压器b1，整流堆ur和稳压集成电路ic1；其中变压器b1的输入端接220v交流电源，变压器b1的输出端接整流堆ur的1脚和2脚，电解电容c1的正极接整流堆ur的3脚，电解电容c1的负极接整流堆ur的4脚，整流堆ur的4脚接地，稳压集成电路ic1的1脚接整流堆ur的3脚、2脚接地、3脚电解电容c6的正极。

进一步，所述的循环开关定时电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6，电解电容c2、c4、c5、c6，电容c3，稳压二极管dw，二极管d1，三极管q1，继电器j1及其常开触点j1-1、j1-2、j1-3，继电器j1的常闭触点j1-4、j1-5，常开开关sb1，常闭开关sb2和电压比较器d；其中电阻r1与继电器j1的常闭触点j1-4并联后接在三极管q1的基极和稳压二极管dw的正极之间，电阻r2接在电压比较器d的1脚和6脚之间，电阻r3接在电压比较器d的6脚和c点之间，电阻r4接在电压比较器d的7脚和电解电容c4的正极之间，电阻r5和电阻r6串联后接在稳压集成电路ic1的3脚和地之间，热敏电阻rt1接在稳压集成电路ic1的3脚和a点之间，热敏电阻rt2接在b点和地之间，电解电容c2、二极管d1和继电器j1并联接在整流堆ur的3脚和常闭开关sb2之间，其中电解电容c2的正极和二极管d1的负极接整流堆ur的3脚，电容c3接在电压比较器d的1脚和7脚之间，电解电容c4的正极接电阻r4和继电器j1的常闭触点j1-5的连结点，电解电容c4的负极接地，电解电容c5的正极接a点，电解电容c5的负极接地，电解电容c6的正极接集成电路ic1的3脚，电解电容c6的负极接b点，稳压二极管dw的正极接电阻r1，稳压二极管dw的负极接电压比较器d的1脚，三极管q1的基极接电阻r1，三极管q1的集电极接常开开关sb1和常闭开关sb2的连结点，三极管q1的发射极接地，继电器j1的常开触点j1-1接在电解电容c4的正极和电解电容c6的负极之间，继电器j1的常开触点j1-2并接在电解电容c5两侧，继电器j1的常开触点j1-3并接在电解电容c6两侧，继电器j1的常闭触点j1-4并接在电阻r1两侧，继电器j1的常闭触点j1-5接在电解电容c4的正极和电解电容c5的正极之间，常开开关sb1接在三极管q1的基极和发射极之间，常闭开关sb2接在二极管d2的正极和三极管q1的基极之间。

进一步，所述的温度比较电路包括电阻r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13，电位器rp1、rp2、rp3，二极管d2、d3、d4、d5、d6、d7，三极管q2、q3、q4，电压比较集成电路ic2，继电器j2、j3、j4，及常闭触点j3-2、j4-2、j4-3；其中电阻r7和热敏电阻rt3串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r8和电位器rp1串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r9和电位器rp2串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r10和电位器rp3串联后接在整流堆ur的3脚和地之间，电阻r11和二极管d2串联后接在电压比较集成电路ic2的2脚和三极管q2的基极之间，其中二极管d2的正极接电压比较集成电路ic2的2脚，电阻r11的一端接三极管q2的基极，电阻r12和二极管d3串联后接在电压比较集成电路ic2的13脚和三极管q3的基极之间，其中二极管d3的正极接电压比较集成电路ic2的13脚，电阻r12的一端接三极管q3的基极，电阻r13和二极管d4串联后接在电压比较集成电路ic2的14脚和三极管q4的基极之间，其中二极管d4的正极接电压比较集成电路ic2的14脚，电阻r13的一端接三极管q4的基极，二极管d5和继电器j2并联接在整流堆ur的3脚和继电器j3的常闭开关j3-2之间，其中二极管d5的负极接整流堆ur的3脚，二极管d6和继电器j3并联接在整流堆ur的3脚和继电器j4的常闭开关j4-3之间，其中二极管d6的负极接整流堆ur的3脚，二极管d7和继电器j4并联接在整流堆ur的3脚和三极管q4的集电极之间，其中二极管d7的负极接整流堆ur的3脚，继电器j3的常闭开关j3-2和继电器j4的常闭开关j4-2串联接在二极管d5的正极和三极管q2的集电极之间，继电器j4的常闭开关j4-3接在二极管d6的正极和三极管q3的集电极之间，三极管q2、q3、q4的基极分别接电阻r11、r12和r13，三极管q2、q3、q4的集电极分别接继电器j4的常闭开关j4-2、继电器j4的常闭开关j4-3和继电器j4的线圈，三极管q2、q3、q4的发射极均接地，电压比较集成电路ic2的3脚接整流堆ur的3脚，电压比较集成电路ic2的5脚、9脚和11脚接电阻r7和热敏电阻rt3的连接点，电压比较集成电路ic2的4脚接电阻r8和电位器rp1的连接点，电压比较集成电路ic2的10脚接电阻r9和电位器rp2的连接点，电压比较集成电路ic2的8脚接电阻r10和电位器rp3的连接点，电压比较集成电路ic2的12脚接地。

进一步，所述水位控制电路包括电阻r14、r15，二极管d8，三极管q5，继电器j5，光电耦合器ic3；其中电阻r14接在整流堆ur的3脚和光电耦合器ic3的1脚之间，电阻r15接在光电耦合器ic3的5脚和三极管q5的基极之间，二极管d8和继电器j5并联接在整流堆ur的3脚和三极管q5的集电极之间，二极管d8的负极接整流堆ur的3脚，光电耦合器ic3的2脚接电极s1、4脚接地，电极s0接地，三极管q5的基极接电阻r15，三极管q5的集电极接二极管d8的正极，三极管q5的发射极接地。

进一步，所述的水泵控制电路包括交流接触器km1、km2、km3、km4及其常开触点km1、km2、km3、km4，熔断器fu1、fu2、fu3、fu4，继电器j1的常开触点j1-6，继电器j2的常开触点j2-1，继电器j3的常开触点j3-1，继电器j4的常开触点j4-1，继电器j5的常闭触点j5-1，停止按钮sb3，电源开关sa，抽水开关k；其中u、v、w三相交流电经过电源开关sa和熔断器fu1、fu2、fu3后，经交流接触器km1的常开触点km1接至水泵m1，经交流接触器km2的常开触点km2接至水泵m2，经交流接触器km3的常开触点km3接至水泵m3，经交流接触器km4的常开触点km4接至水泵m4；w相交流电经过熔断器fu4接停止按钮sb3，继电器j2的常开触点j2-1与交流接触器km1线圈串联，继电器j3的常开触点j3-1与交流接触器km2线圈串联，继电器j4的常开触点j4-1与交流接触器km3线圈串联，上述三个串联电路并联后与继电器j1的常开触点j1-6串联接在停止按钮sb3和v相交流电之间，抽水开关k、继电器j5的常闭触点j5-1和交流接触器km4线圈串联后接在停止按钮sb3和v相交流电之间。

上述稳压集成电路ic1的型号为7812，电压比较集成电路ic2的型号为lm339，光电耦合器ic3的型号为4n28，所述三极管q1、q2、q3、q4、q5、q6为npn管型，型号为3dg12，二极管d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8的型号为in4007，稳压二极管dw的稳压值为6v，热敏电阻rt1、rt3为负极性热敏电阻，热敏电阻rt2为正极性热敏电阻，继电器j1、j2、j3、j4、j5型号为jrx-20f。

本发明的工作过程为：当合上电源sa，电路开始工作，调节电位器rp1、rp2、rp3分别设置设定温度1、设定温度2、设定温度3(设定温度1<设定温度2<设定温度3，设定温度1假定为35℃，可根据情况自行调节)。热敏电阻rt1、rt2、rt3安装在屋顶星瓦上，稳压集成电路ic2内部装有四个独立的电压比较器，当环境温度小于设定温度1，电压比较器a、b、c的同相输入端(“+”输入端)的电压均低于反相输入端(“-”输入端)的电压，电压比较器a的2脚、电压比较器b的13脚、电压比较器c的14脚输出低电平，三极管q2、q3、q4截止，继电器j2、j3、j4不工作，其常开触点j2-1、j3-1、j4-1断开，交流接触器km1、km2、km3不吸合，水泵m1、m2、m3不工作，此时并不向屋顶浇水降温。当温度升高，超过设定温度1，但没有超过设定温度2，热敏电阻rt3为负极性热敏电阻，阻值会降低，电压比较器a的5脚电压会升高，当电压比较器a的5脚电压高于电压比较器a的4脚电压，电压比较器a的2脚输出高电平，三极管q2导通，继电器j2工作，其常开触点j2-1闭合，交流接触器km1吸合，水泵m1工作，使水池内的水通过水泵m1输送到屋顶的喷水管对屋顶喷水降温。如果当温度进一步升高，超过设定温度2，但没有超过设定温度3，电压比较器b的11脚电压高于10脚电压，电压比较器b的13脚输出高电平，三极管q3导通，继电器j3工作，其常开触点j3-1闭合，交流接触器km2吸合，水泵m2工作，此时水池内的水通过水泵m1和m2输送到屋顶的喷水管对屋顶喷水降温。同理温度再升高，超过设定温度3，电机m3工作，此时水池内的水通过水泵m1、m2和m3输送到屋顶的喷水管对屋顶喷水降温。本发明可以根据环境温度高低，打开和关闭水泵，在环境温度较低时，仅开启较少水泵，随着环境温度越高，水泵工作数量越多，从而能达到节电节水的目的。

另外在实际工作中，没有必要一直喷水降温，可采用开一段时间停一段时间，等到屋面水干了再喷，这样既降温又节水节电，本发明设有循环开关定时电路，当启动电源时，电解电容c5的电压(即a点电压)最低，故电压比较器d输出低电平，电源通过热敏电阻rt1给电解电容c5充电，a点电位逐渐升高。一旦a点电位超过c点电位，电压比较器d输出高电平，三极管q1导通，继电器j1得电吸合，从加电到继电器j1吸合的时间为0.7×rt1×c5(即停止喷水时间)。继电器j1吸合，其常开触点j1-1闭合，常闭触点j1-5断开，即同相比较点由a点变为b点，常开触点j1-2闭合，可将电解电容c5上积累的电荷泄放，为下一次充电做准备。常开触点j1-3闭合，电源通过热敏电阻rt2给电解电容c6反向充电，电解电容c6下端的b点电位逐渐降低，一旦b点电位低于c点电位，电压比较器d输出低电平，三极管q1截止，继电器j1失电断开，继电器j1从得电到失电的时间为0.7×rt2×c6(即喷水工作时间)。其常开触点j1-1断开，常闭触点j1-5闭合，即同相比较点又由b点变为a点，一切又恢复到初始状态，重新开始上述过程。继电器j1得电，其常开触点j1-6闭合，为水泵m1、m2、m3工作提供前提。为了能够快速降温，当环境温度高时，工作时间要加长，停止时间要变短，所以热敏电阻rt1为负极性热敏电阻，热敏电阻rt2为正极性热敏电阻。

为了保证水池的水位稳定，本发明设有水位控制电路，当按下抽水开关k，如果水池水位较低，水位没有达到电极s1，光电耦合器ic3没有工作，三极管q5截止，继电器j5不工作，其常闭触点j5-1闭合，交流接触器km4工作，水泵m4工作，此时输送自来水向水池灌水。当水位达到电极s1，电路接通，光电耦合器ic3工作，三极管q5导通，继电器j5工作，其常闭触点j5-1断开，交流接触器km4不工作，水泵m4不工作，停止向水池灌水。重复循环，以保证水池的水位稳定。