专利名称：一种用于教室的环境监测和控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于校园建筑节能和高效运营的技术领域，尤其涉及教室内空气质量、照度控制、空调控制和能耗计量监测的教室环境监测和控制装置。
背景技术：
建设节约型校园、生态校园和绿色校园是当今建筑节能的一个重要分支，学校节能监管体系建设是教育部门、建设部门和环保部门共同关注的热点。学校教学任务繁重，教职工人数有限，缺少专业的节能管理工程技术人员，能源浪费和低效运行问题亟待解决。目前已有一些控制产品在学校建筑中应用推广，例如室内照明灯具根据人员数量和室外照度的自动调节。根据课程安排，设置灯具和空调设备的开启作息。夜间和节假日，自动关闭照明、空调、电视、投影等用电设备等等。这些技术产品以节能监测为主，在满足功能需求的情况下，采用通断控制器减少待机电耗，其中照明设备的控制更为普遍。另一方面，学校以保障教学质量为首要任务，教室内空气质量和环境控制至关重要。教室内人员密集，同学们长期处于一个密闭的环境中，室内的粉尘、呼出的污浊空气等降低了学习效率，甚至会影响同学们的身体健康。通过改善室内的采光条件、通风条件，改善教师的授课和学生学习的环境，减轻学习过程中的身体负担，有益于学生身心健康发展，显著提高教育质量。一些高端项目中，教室安装了环境质量控制和节能监测两套系统，两套系统完全独立，很难实现协同工作。
实用新型内容为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于教室的环境质量监测和控制装置。本实用新型采集教室内的人员数量、空气温度和湿度、二氧化碳浓度、照度等参数。根据照度和人员数量综合控制灯具开启。根据空气温度和湿度，综合控制空调末端的通断。根据二氧化碳浓度控制新风机的风量。本装置还采集用水量、用电量、用热量和用冷量，实现终端的用能计量。为了降低施工走线难度，减少对装修的影响，本实用新型采用485总线和近距离无线传输Zigbee两种通讯传输方式。一种用于教室的环境监测和控制装置，其特征在于:包括触摸屏面板(I)、可编程控制器(2)、断路器(3)、照度传感器(4)、二氧化碳传感器(5)、人数计数器(6)、温湿度传感器(7)、继电器(8)、灯具(9)、空调末端(10)、变频控制器(11)、教室用新风机(12)、智能电表(13 )、冷热量表(14 )、智能远传水表(15 )和Z i gbee无线传输模块(16 );空调末端(IO )包括有空调末端调速风机(10-1 )、空调末端水阀(10-2)；触摸屏面板(I)连接可编程控制器(2 )，可编程控制器(2 )连接照度传感器(4 )、二氧化碳传感器(5 )、人数计数器(6 )和温湿度传感器(7 );可编程控制器(2 )通过Zigbee无线传输模块(16 )连接智能电表(13 )、冷热量表(14 )和智能远传水表(15);可编程控制器(2)通过断路器(3)控制教室内的总供电的通断；可编程控制器(2)通过断路器(3)控制教室内的总供电的通断；然后再通过继电器(8)连接灯具(9)，还连接空调末端(10)、，还通过变频控制器(11)控制教室用风机(12)。触摸屏面板(I)预设了温湿度、二氧化碳、照度等控制参数，可根据预设值自动运行，也可以手动运行。可编程控制器(2)通过有线方式采集照度传感器(4)、二氧化碳传感器(5)、人数计数器(6)和温湿度传感器(7)的数据。可编程控制器(2)通过Zigbee无线传输模块(16)采集智能电表(13)、冷热量表和智能远传水表(15)数据。可编程控制器(2 )通过断路器(3 )控制教室内的总供电的通断。可编程控制器(2)通过继电器(8)控制灯具(9)开启数量。具体为根据计数传感器统计的人数，结合照度传感器测量的采光效果，可编程控制器计算出目标照度值，通过继电器控制照明灯具的开启数量。可编程控制器(2)调节空调末端(10)，空调末端调速风机(10-1)可按照高速、中速、低速和关闭四种模式工作，空调末端水阀(10-2)可通断两种模式工作。具体为根据计数传感器统计的人数，结合温湿度传感器测量的舒适度参数，可编程控制器计算出目标温湿度值，通过空调控制面板，控制空调风盘的风速档位和水流开关。可编程控制器(2)通过变频控制器(11)控制教室用风机(12)运转频率。具体为根据计数传感器统计的人数，结合二氧化碳浓度测量数据，可编程控制器计算出室内新风量的需求，通过变频控制器，调节教室新风机的运转频率。可编程控制器将测量的参数和通断状态传输给触摸屏，通过触摸屏进行参数设定、自动控制，或者手动控制。本实用新型的有益效果(I)实现了教室多种环境参数的监测，保证良好的学习环境；(2)实现了设备的自动控制，在无人状态下，关断用能设备；(3)实现了教室内照度、温湿度和二氧化碳浓度的控制，保证了室内空气质量和舒适度；(4)实现了能耗的计量监测，便于能源管理；(5)综合采用有线通讯和近距离无线传输，降低施工难度；(6)结构紧凑，便于安装实施。
图1为该教室环境监测和控制装置的连接示意图。图中:I触摸屏面板；2可编程控制器；3断路器；4照度传感器；5 二氧化碳传感器；6.人数计数器；7温湿度传感器；8继电器；9灯具；10空调末端；10-1空调末端调速风机；10-2空调末端水阀；11变频控制器；12教室用新风机；13智能电表；14冷热量表；15智能远传水表；16Zigbee无线传输模块。
具体实施方式
触摸屏面板I与可编程控制器2相连，通过断路器3控制教室内总用电的供给。可编程控制器2通过有线方式采集照度传感器4、二氧化碳传感器5、人数计数器6和温湿度传感器7的数据。可编程控制器2通过Zigbee无线传输模块16采集智能电表13、冷热量表14和智能远传水表15的数据。根据人数计数器6和照度传感器4的读数，触摸屏面板I预设置了目标照度值，可编程控制器2通过继电器8控制灯具9的开启，达到目标照度值的要求。根据人数计数器6和温湿度传感器7的读数，触摸屏面板I预设置了目标舒适度要求，可编程控制器2调节空调末端10，空调末端调速风机10-1按照高速、中速、低速或者关闭四种模式工作，空调末端水阀10-2按照通断两种模式工作。根据人数计数器6和二氧化碳传感器5的读数，触摸屏面板I预设置了新风量需求，可编程控制器2通过变频控制器11调节教室用新风机的工作频率。
权利要求1.一种用于教室的环境监测和控制装置，其特征在于:包括触摸屏面板(I)、可编程控制器(2)、断路器(3)、照度传感器(4)、二氧化碳传感器(5)、人数计数器(6)、温湿度传感器(7)、继电器(8)、灯具(9)、空调末端(10)、变频控制器(11)、教室用新风机(12)、智能电表(13),冷热量表(14)、智能远传水表(15)和Zigbee无线传输模块(16);空调末端(10)包括有空调末端调速风机(10-1 )、空调末端水阀(10-2)； 触摸屏面板(I)连接可编程控制器(2 )，可编程控制器(2 )连接照度传感器(4 )、二氧化碳传感器(5)、人数计数器(6)和温湿度传感器(7);可编程控制器(2)通过Zigbee无线传输模块(16 )连接智能电表(13 )、冷热量表(14 )和智能远传水表(15); 可编程控制器(2 )通过断路器(3 )控制教室内的总供电的通断； 可编程控制器(2)通过断路器(3)控制教室内的总供电的通断；然后再通过继电器(8)连接灯具(9 )，还连接空调末端(10 )、，还通过变频控制器(11)控制教室用风机(12)。
专利摘要一种用于教室的环境监测和控制装置属于校园建筑节能领域。其特征在于包括触摸屏面板(1)、可编程控制器(2)、断路器(3)、照度传感器(4)、二氧化碳传感器(5)、人数计数器(6)、温湿度传感器(7)、继电器(8)、灯具(9)、空调末端(10)、变频控制器(11)、教室用新风机(12)、智能电表(13)、冷热量表(14)、智能远传水表(15)和Zigbee无线传输模块(16)；本装置采集教室的人员数量、空气温度和湿度、二氧化碳浓度、 照度等参数。根据照度和人员数量综合控制灯具开启。根据空气温度和湿度，综合控制空调末端的通断。根据二氧化碳浓度控制新风机的风量。本装置还采集用水量、用电量、用热量和用冷量，实现终端的用能计量。
文档编号G05B19/418GK203054555SQ20122073615
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者薛志峰, 张永宁 申请人:北京唯绿建筑节能科技有限公司