CN101545668A - 一种自动温控通风系统 - Google Patents

Abstract

一种自动温控通风系统，包括检测及控制装置，分别与所述检测及控制装置相互连接的传感器装置、通讯装置、供电装置、强制通风装置以及空调装置；所述供电装置设置为混合能源供电装置，与所述检测及控制装置相互连接并为之提供能源。本发明由于采用常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路，能够合理经济地利用电能；通过检测控制器、自动切换电路，不仅实现了空调、风机的自动控制，而且在正常市电断电的情况下，还能自动切换电源，保证了供电的可靠性，通过RS485通讯接口，还可以实现计算机的远程实时监控。

Description

一种自动温控通风系统

技术领域

本发明涉及一种室内温度控制及通风调节系统，尤其涉及一种综合多种能源利用方式的无人值守机房或工作站点的自动温控及通风调节系统。

背景技术

随着科技的发展以及国防事业的延拓，大量的人烟稀少或条件复杂的地区建立了无人值班守护的工作站点。比如通讯营运商为了扩大网络的覆盖面，需要在不同的地点建造大量的基站，并在基站的机房内配备相应的通讯设备；由于基站分布广泛，因此除了必要的巡检，这些基站基本上是无人值守的。基站内的设备是由大量的电子元器件构成，电子器件的正常工作需要一定的温度、湿度要求，因而为了保障通讯设备的正常运行机房内必须保持温度和湿度的相对恒定。通常情况营运商都是将机房封闭，在其中配置空调等设备来调节温度和湿度达到既定的要求。这种方式充分利用了空调器操作简便易行的特点，但是由于过分依赖空调器的作用，在长时间的运行过程中也出现了很多问题，存在着一些不足，总结起来具体有以下几个方面：

1)无法利用环境的有利因素来改善机房内的工作环境，空调运行耗电量大。由于基站地域分布广泛，需要长年持续运行，因而在各地、各时间段基站周边的环境因素差异很大；而为了克服不同环境因素对机房内温度和湿度的影响，现行的基站大多采用封闭结构，在机房内部用空调调节，通风条件较差；这种方式虽然在一定程度上隔绝了恶劣环境的不利影响，但同时也隔绝了有利的环境因素，最终造成空调长时间运行，耗电量大，缩短空调器的使用寿命，增加了维修成本和事故隐患。

2)停电时机房温度无法调节。为保障通讯设备运转的连续不中断，在所有的机房内都备有备用电源，但在停电时，机房内的备用电源只用于维持通讯设备运转，无法带动空调这类大功率的耗能装置，因而在停电期间机房内的温度变化无法控制。

3)可利用资源的浪费。往往条件艰苦的地域，却隐藏其他不为人知的宝藏，海边的海洋潮汐能、高山上的太阳能和风能、农村地区丰富的沼气发电原料，等等，这些能源如果能够利用，对于边远山区、海岛、高原地域等常规电力供应不足的站点，其重要意义是不言而喻的。

因此，需要发明一种新的综合多种能源利用方式的无人值守机房或工作站点的自动温控及通风调节系统解决所述问题。

发明内容

为解决所述问题，本发明目的在于提供一种自动温控通风系统，其基本思路就是综合多种能源利用方式、通过与空调器联动控制的低功耗通风装置充分有效地吸收外部环境的有利自然因素来改善机房内的温、湿度，使之满足装置的要求，从而大幅度降低功耗较大的空调器的使用频率和使用时间，最终在无人值守的情况下达到节约能源、节省成本的目的。

本发明为了实现所述技术目的，采用如下技术手段：

一种自动温控通风系统，包括检测及控制装置，分别与所述检测及控制装置相互连接的传感器装置、通讯装置、供电装置、强制通风装置以及空调装置；所述供电装置设置为混合能源供电装置，与所述检测及控制装置相互连接并为之提供能源。

所述混合能源供电装置包括并联工作的常规市电电源装置和清洁能源电源装置。

所述清洁能源电源装置包括太阳能电源装置、风能电源装置、地热能电源装置、沼气发电电源装置中的一种或者多种的组合。

所述清洁能源电源装置还包括顺序电连接的UPS电源装置和稳压供电装置。

所述自动温控空调通风装置还包括常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路的自动切换电路。

所述传感器装置包括室内温度传感器装置、室外温度传感器装置、室内湿度传感器装置、室外湿度传感器装置、烟雾传感器装置。

所述检测及控制装置是采用单片机进行控制调节。

所述检测及控制装置包括一个自动复位电路，所述自动复位电路包括一个由555定时器组成的触发电路，并与所述检测及控制装置的中央处理器CPU相连接。

所述通讯装置包括一个标准的RS485通讯接口，经RS485总线与所述检测及控制装置的中央处理器CPU相接。

所述常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路的自动切换电路由附带常开、常闭触点的继电器来实现；继电器电源由常规交流市电经整流稳压后提供，继电器常闭触点接清洁能源电源装置，继电器常开触点接常规交流市电。

本发明由于采用常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路，能够合理经济地利用电能；通过检测控制器、自动切换电路，不仅实现了空调、风机的自动控制，而且在正常市电断电的情况下，还能自动切换电源，保证了供电的可靠性，通过RS485通讯接口，还可以实现计算机的远程实时监控。

附图说明

图1是本发明所揭示一种自动温控通风系统一个实施例的整体结构示意图；

图2是本发明所揭示一种自动温控通风系统中混合能源供电装置的结构示意图；

图3是本发明所揭示一种自动温控通风系统中传感器装置的结构示意图；

图4是本发明所揭示一种自动温控通风系统中强制通风装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例的结构如图1所示，它包括检测及控制装置1、混合能源供电装置2、传感器装置3、强制通风装置4、空调装置5、通讯装置6。

本发明实施例中混合能源供电装置2的结构如图2所示，它包括UPS电源20、稳压供电装置21、继电器22、市电电源23、清洁能源电源24组成；清洁能源电源24又可以包括太阳能发电装置240、风能发电装置241、地热能电源装置242、沼气发电装置243。

本发明实施例中传感器装置3的结构如图3所示，它包括烟雾传感器装置30、室内温度传感器装置31、室外温度传感器装置32、室内湿度传感器装置33、室外湿度传感器装置34。

本发明实施例中强制通风装置4的结构如图4所示，它包括进风装置40、排风装置41、进风风机401、进风装置百页窗电机402、进风百页窗403、排风风机411、排风装置百页窗电机412、排风百页窗413。

本系统具体的工作原理如下：本系统是各部分联动进行调节的，通过显示操作面板在计算机检测控制器里设定自动温控空调通风装置的启动温度和风机启动温度；同时根据通讯设备运行的需要还需通过显示操作面板在计算机检测控制器里设定机房内温度和湿度的上限值。检测控制器采用单片机进行控制，包括一个自动复位电路，自动复位电路包括一个由555定时器组成的触发电路，并与所述检测控制器相连接。当单片机死机时，自动触发CPU复位控制信号。单片机正常工作时输出一脉冲信号到555芯片的(2)、(6)脚，由于连在(2)、(6)两脚的阻容电路也会产生一锯齿波信号，两组信号叠加后，通过调整单片机输出信号频率，使其不产生一在2/3VCC与1/3VCC之间跳变的信号，555芯片的(3)脚就始终输出一高电平信号；当单片机出现死机时，其就不能输出信号，由于(6)脚的外围电路产生的震荡信号的触发，使(3)脚也产生一脉冲信号，由于(3)脚是和单片机的复位输入端相连，其脉冲信号的低电平将使单片机复位，单片机重新正常工作，同时继续输出信号，555芯片的(3)脚又正常输出高电平。

进风装置百页窗开启工作过程如下：进风装置百页窗电机402通电，百页窗电机402旋转带动曲柄联杆机构，从而驱动百页窗同步连杆打开主风机百页窗片，当主风机百页窗片触到百页窗开启行程开关后，主风机百页窗开启行程开关发出信号到计算机检测控制器，计算机检测控制器切断进风装置百页窗电机402电源，开启进风装置百页窗403完成。

在运行过程中计算机检测控制器实时地检测烟雾感应器30的信号、室内湿度传感器33的信号、室内温度传感器31的信号、室外温度传感器32、室外湿度传感器34的信号；若满足风机启动条件时，则计算机检测控制器切断空调器5的电源，再将进风装置40的百页窗电机402及排风装置41的百页窗电机412通电，开启进风装置40百页窗片及出风装置41百页窗片；然后驱动进风风机401及排风风机411正常运行。进风风机401位于机房内的下部，将机房外部的空气抽入机房内；出风风机411位于机房内的上部，将集中于机房上部的热空气排出到机房外，最终形成了机房内空气的流动和热量交换。

在整个运行过程中，计算机检测控制器实时检测室内湿度传感器33、室外湿度传感器34和室内温度传感器31以及室外温度传感器32的变化并与设定的值进行比较；当满足关闭风机的条件时，计算机检测控制器将调整输出信号以改变装置的运行状态：切断进风风机401的电源、切断排风风机411的电源；再将进风装置百页窗电机402及排风装置百页窗电机412通电，使进风装置40百页窗片403及出风装置41百页窗片413关闭。通风装置4停止工作。

当满足空调器5启动条件时，在运行过程中当计算机检测控制器检测烟雾感应器30的信号为无火情状态，且机房内温度达到了空调器5启动设定值时，待百页窗完全关闭后计算机检测控制器接通空调器5的电源，空调器5启动开始工作。空调器5启动时关闭通风装置4是为了防止空调器5产生的制冷空气被通风装置吹到室外，从而造成能源的浪费。

当计算机检测控制器检测到烟雾感应器30的报警信号，计算机检测控制器将切断空调器5电源、进风风机401的电源、出风风机411的电源；并使主风机百页窗片403及排风百叶窗片413关闭。由于可能存在火灾隐患，因而同时计算机检测控制器通过RS485接口6向上位机传送报警信号，等待人员来进行维修。为保障通讯设备运转的连续不中断，机房内都备有备用电源以保障在停电时用于维持通讯设备运转；本空调通风系统设置了UPS电源20、稳压供电装置21，正常工作状态下，由市电电源23、太阳能发电装置240、风能发电装置241、地热能发电装置242、沼气发电装置243同时为整个自动温控空调通风装置供电和为UPS电源20的蓄电池组充电，停电时依靠UPS电源20将蓄电池的直流电压逆变为交流220V为整个自动温控空调通风装置供电以保障装置正常运行。自动切换电路由带常开、常闭触点的直流继电器22来实现；继电器电源由交流市电经整流稳压后提供，继电器22常闭触点接UPS电源20，继电器常开触点接市电电源23。

当市电电源23被切断时，继电器22断电，触点将自动切换接通到UPS电源20为计算机检测控制器供电。当风机启动的条件满足，计算机检测控制器将使通风装置工作。当市电电源23恢复供电时，继电器22带电，触点将自动切换接通到市电电源23为计算机检测控制器供电。装置恢复到正常工作工况。

通过以上的操作，实现了空调器5与通风装置的联动，达到了充分有效地吸收外部环境的有利自然因素改善机房内的温、湿度条件，大幅度降低功耗较大的空调器的使用频率和使用时间，最终节约能源、节省成本的目的。

另外本通风系统还设置了数据传输功能，可通过485接口6传送及接收数据。包括传送实时室内温度、室外温度、室内湿度显示值；温度、湿度设置值，故障报警，UPS电源、风机工作状态、感烟探头状态等；同时还可接收监控中心的操作指令。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：由于采用常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路，能够合理经济地利用电能；通过检测控制器、自动切换电路，不仅实现了空调、风机的自动控制，而且在正常市电断电的情况下，还能自动切换电源，保证了供电的可靠性，通过RS485通讯接口，还可以实现计算机的远程实时监控。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1、一种自动温控通风系统，包括检测及控制装置，分别与所述检测及控制装置相互连接的传感器装置、通讯装置、供电装置、强制通风装置以及空调装置；其特征在于，所述供电装置设置为混合能源供电装置，与所述检测及控制装置相互连接并为之提供能源。

2、根据权利要求1所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述混合能源供电装置包括并联工作的常规市电电源装置和清洁能源电源装置。

3、根据权利要求2所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述清洁能源电源装置包括太阳能电源装置、风能电源装置、地热能电源装置、沼气发电电源装置中的一种或者多种的组合。

4、根据权利要求2所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述清洁能源电源装置还包括顺序电连接的UPS电源装置和稳压供电装置。

5、根据权利要求2所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述自动温控空调通风装置还包括常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路的自动切换电路。

6、根据权利要求5所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述传感器装置包括室内温度传感器装置、室外温度传感器装置、室内湿度传感器装置、室外湿度传感器装置、烟雾传感器装置。

7、根据权利要求6所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述检测及控制装置是采用单片机进行控制调节。

8、根据权利要求7所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述检测及控制装置包括一个自动复位电路，所述自动复位电路包括一个由555定时器组成的触发电路，并与所述检测及控制装置的中央处理器CPU相连接。

9、根据权利要求8所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述通讯装置包括一个标准的RS485通讯接口，经RS485总线与所述检测及控制装置的中央处理器CPU相接。

10、根据权利要求9所述的自动温控通风系统，其特征在于，所述常规市电电源装置和清洁能源电源装置两个供电回路的自动切换电路由附带常开、常闭触点的继电器来实现；继电器电源由常规交流市电经整流稳压后提供，继电器常闭触点接清洁能源电源装置，继电器常开触点接常规交流市电。

Images