CN108758791A - 基于安全电压的智能温控采暖系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于热暖技术领域，具体涉及一种基于安全电压的智能温控采暖系统及方法，智能温控采暖系统包括：智能温控装置，智能温控装置连接在电源主线上，用于控制室内空气温度及发热芯片的温度；变压装置，变压装置输入端连接在智能温控装置的输出端上，变压装置输入端输入市电电压，变压装置输出端输出安全电压；发热装置，发热装置连接在变压装置输出端上，发热装置利用变压装置所输送的安全电压进行发热。本发明在房屋的潮湿环境里采用安全电压进行供热，降低安全隐患，解决了传统220V电地暖系统只能用于客厅卧室等干燥场景的环境限制，增大了地暖覆盖面积，提升采暖效果，没有电磁辐射，故而不存在电磁辐射对人体的伤害。

Description

基于安全电压的智能温控采暖系统及方法

技术领域

本发明属于热暖技术领域，具体涉及一种基于安全电压的智能温控采暖系统及方法。

背景技术

近年来，地暖技术的发展为人们居家、办公等带来了不少便利、温暖和健康。而目前市面上的地暖设备大致分为：传统水地暖、发热地板地暖、低温辐射地暖以及电热板地暖。

而在上述这些供暖系统中，电热板地暖因其节能、环保、舒适、卫生、方便安装等优点在国内得以迅速发展。但是，目前市面上所采用的电加热地板往往是直接接入家用220伏交流电压对发热地板进行通电。虽然大多数家庭电路中都装有漏电保护开关，但是由于受地板密封性，安装连接问题，元器件老化、人为破坏、潮湿环境等影响，直接使用220伏为电地暖进行供电仍然存在着巨大的安全隐患。

安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压，一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是36V，采用36V的安全电压为采暖方式，一方面可以避免由于自身或者安装问题出现连接导线金属部分裸漏外面而产生漏电触电事故，降低安全隐患；另一方面，36V安全电压采暖方式更加适合于用在厨房、卫生间等容易漏水、潮湿的地方，所以，在厨房、卫生间等地方使用36V安全电压采暖方式可以减少由于漏水等原因导致的漏电触电隐患，增加安全防护。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于安全电压的智能温控采暖系统及方法，在房屋的潮湿环境里采用安全电压进行供热，降低安全隐患，解决了传统220V电地暖系统只能用于客厅卧室等干燥场景的环境限制，增大了地暖覆盖面积，提升采暖效果，没有电磁辐射，故而不存在电磁辐射对人体的伤害。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于安全电压的智能温控采暖系统，所述智能温控采暖系统包括：

智能温控装置，所述智能温控装置连接在电源主线上，用于控制室内空气温度及发热芯片的温度；

变压装置，所述变压装置输入端连接在智能温控装置的输出端上，变压装置输入端输入市电电压，变压装置输出端输出安全电压；

发热装置，所述发热装置连接在变压装置输出端上，发热装置利用变压装置所输送的安全电压进行发热。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述智能温控装置包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在室内环境中，用于监测室内温度；

控制器，所述控制器输入端连接温度传感器，输出端连接继电器，控制器用于根据温度传感器所监测的室内温度发出对应的控制信号；

继电器，所述继电器输出端连接变压装置，继电器用于根据控制器的控制信号实现线路通断；

优选地，所述智能温控装置还包括参数输入装置，参数输入装置与控制器连接，用于输入预设温度，控制器根据温度传感器所监测的室内温度与预设温度之间的关系，发出相应的控制信号；

优选地，所述智能温控装置为智能温控器。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述变压装置包括：

变压器，所述变压器用于将市电电压转换为人体安全电压进行输出；

整流器，所述整流器设置在变压器输出端，用于将变压器输出的交流电转换为直流电。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述变压器采用单相交流干式行灯变压器。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述发热装置包括多个发热芯片，多个所述发热芯片并联接在变压装置输出端上。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述发热芯片采用石墨烯发热芯片，石墨烯发热芯片上设有两个导电孔，所述整流器输出端设有正极和负极，所述两个导电孔分别连接整流器输出端的正极和负极。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述变压装置与发热装置之间通过多个T型接头和多个防水插头连接，每个发热芯片均对应一个T型接头和一个防水插头，其中，所述T型接头并接在变压装置输出端的线路上，T型接头的第三接口连接有防水插头，防水插头末端连接至发热芯片；

优选地，所述T型接头和防水插头内部包括正极接线和负极接线，所述正极接线并接在整流器正极输出端的线路上，所述负极接线并接在整流器负极输出端的线路上。

在上述的智能温控采暖系统中，作为优选方案，所述防水插头包括防水母插头和防水公插头，所述防水母插头一端与T型接头的第三接口连接，另一端与防水公插头可拆卸连接，所述防水公插头另一端连接发热芯片，所述正极接线和负极接线分别焊接在发热芯片的两个导电孔上；

优选地，所述防水插头还包括紧固螺母，所述防水公插头与防水母插头的连接处设有螺纹，所述紧固螺母用于在防水公插头与防水母插头插接后，通过螺纹进行紧固连接。

本发明还提供一种基于安全电压的智能温控采暖方法，所述智能温控采暖方法包括：

实时监测室内温度，判断室内温度是否达到预设温度；

若室内温度小于预设温度，则变压装置通电；

变压装置将市电电压转换为安全电压并经安全电压提供给发热芯片，发热芯片发热；

若室内温度不小于预设温度，则变压装置不通电。

在上述的智能温控采暖方法中，作为优选方案，所述实时监测室内温度，判断室内温度是否达到预设温度包括：

通过温度传感器实时监测室内温度；

将所监测的室内温度反馈给控制器；

控制器判断室内温度是否达到预设温度；

优选地，所述变压装置通电，包括：控制器发送控制信号给继电器，通过控制继电器的接通来实现变压装置通电。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明提供一种基于安全电压的智能温控采暖系统，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种基于安全电压的智能温控采暖系统，在房屋的潮湿环境里采用人体允许持续接触的36V安全电压进行供热，即使发生漏电事故，也在人体能够承受的安全电压范围内，不会因此受到严重伤害，显著降低了安全隐患；

2、本发明的智能温控采暖系统采用36V安全电压作为主电源，更加适合于用在厨房、卫生间等容易漏水、潮湿的地方，解决了传统220V电地暖系统只能用于客厅卧室等干燥场景的环境限制，增大了地暖覆盖面积，提升采暖效果；

3、本发明的智能温控采暖系统采用直流电供热没有电磁辐射，故而不存在电磁辐射对人体的伤害；

4、本发明与家用的传统电地暖相配合，在卧室、客厅等干燥场所采用传统电地暖供热，在厨房、卫生间等潮湿易发生露电事故的场所采用智能温控采暖系统供热，智能温控系统通过监测传统电地暖供热及传热的情况，通过控制智能温控系统的发热芯片实现对厨房、卫生间等潮湿场所的供热，同时实现对室内其他场所的辅助供热，实现房屋电暖的双温双控。

本发明还提供一种基于安全电压的智能温控采暖方法，其有益效果与基于安全电压的智能温控采暖系统类似，不再赘述。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例所提供的基于安全电压的智能温控采暖系统框架示意图；

图2为本发明实施例所提供的发热装置与T型接头及防水母插头之间的连接结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的T型接头及防水母插头的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的防水公插头结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的电地暖供热系统与控制智能温控系统配合使用的框架示意图；

图6为本发明实施例所提供的基于安全电压的智能温控采暖方法流程示意图。

附图标记说明：

1-电源主线；2-智能温控装置；3-变压装置；4-发热芯片；5-正极电线；6-负极电线；7-温度传感器；201-T型接头；202-防水母插头；203-防水公插头；204-紧固螺母；205-正极支线；206-负极支线；207-皮套；301-第二控制器；302-第二继电器；303-第二温度传感器；304-发热地板；305-干燥场所；306-潮湿场所。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的基于安全电压的智能温控采暖系统框架示意图。本发明提供一种基于安全电压的智能温控采暖系统，所述智能温控采暖系统包括：智能温控装置2，所述智能温控装置2连接在电源主线1上，用于控制室内空气温度及发热芯片4的温度；变压装置3，所述变压装置3输入端连接在智能温控装置2的输出端上，变压装置3输入端输入市电电压，变压装置3输出端输出安全电压；发热装置，所述发热装置连接在变压装置3输出端上，发热装置利用变压装置3所输送的安全电压进行发热。家用电源主线1的电压为220V市电电压，在电源主线1与智能温控采暖系统的连接处设置智能温控装置2，用以智能控制整个智能温控采暖系统的通电与否；通电时，智能温控装置2输出端输出220V的交流电，通过变压装置3转换成安全电压进行输出，对发热装置进行通电，发热装置发热从而对房屋的潮湿场所306进行供热，发热装置设置在房屋潮湿场所306，智能温控装置2和变压装置3均设置在房屋的干燥场所305，将变压装置3输出端的36V电压通过线缆输送到潮湿场所306的发热装置，从而避免因潮湿而产生漏电对人体造成伤害。

智能温控装置2包括：温度传感器7，所述温度传感器7设置在室内环境中，用于监测室内温度；控制器，所述控制器输入端连接温度传感器7，输出端连接继电器，控制器用于根据温度传感器7所监测的室内温度发出对应的控制信号；继电器，所述继电器输出端连接变压装置3，继电器用于根据控制器的控制信号实现线路通断。预先在控制器中设定界限温度，温度传感器7设置在室内的潮湿场所306，实时监测潮湿场所306的实际温度，并将所监测的实际温度发送给控制器，当潮湿场所306实际温度低于预设温度时，控制器向继电器发出信号，继电器开启，变压装置3通电，发热芯片4发热；当潮湿场所306实际温度高于预设温度时，控制器向继电器发送断路信号，继电器关闭，变压装置3不通电，发热芯片4不发热。

预设温度可以预先设定为一个温度范围，比如24℃-26℃，当实际温度低于24℃时，发热芯片4发热，当实际温度高于26℃时，发热芯片4断电冷却。

在上述的智能温控采暖系统的具体实施例中，作为优选方案，智能温控装置2还包括参数输入装置，参数输入装置与控制器连接，用于输入预设温度，控制器根据温度传感器7所监测的室内温度与预设温度之间的关系，发出相应的控制信号。参数输入装置可以选择为一个触摸屏，触摸屏的显示界面采用人机交互系统，用户通过触摸屏设定预设温度，并发送给控制器。

作为一种可实施方式，参数输入装置还可以选择远程输入终端，比如遥控器，控制器端设置一个红外信号接收器，用户通过遥控器设定预设温度并发送给红外信号接收器，红外信号接收器将数据发送给控制器，从而实现对控制器设定预设温度。

作为一种可实施方式，参数输入装置可选择智能手机，控制器端设置有蓝牙模块，智能手机与蓝牙模块连接，用户通过智能手机的可视化界面或APP进行预设温度的设定，蓝牙模块收到数据后将数据发送给控制器，从而实现远程设定预设温度。

在上述的智能温控采暖系统的具体实施例中，作为一种可替换方案，智能温控装置2为智能温控器。智能温控器集成了控制器、传感器和继电器的功能，同时一些型号的智能温控器还具有人机交互界面，智能温控器的结构原理不再赘述。

在本发明的智能温控采暖系统的具体实施例中，所述变压装置3包括：变压器，所述变压器用于将市电电压转换为人体安全电压进行输出；整流器，所述整流器设置在变压器输出端，用于将变压器输出的交流电转换为直流电。变压器将220V交流电变压为不高于36V的交流电进行输出，整流器将变压器输出的不高于36V的交流电整流为不高于36V的直流电输送给发热装置。

在本发明的智能温控采暖系统的具体实施例中，作为优选方案，所述变压器采用单相交流干式行灯变压器。

在本发明的智能温控采暖系统的具体实施例中，所述发热装置包括多个发热芯片4，多个所述发热芯片4并联接在变压装置3输出端上。

在本发明的智能温控采暖系统的具体实施例中，作为优选方案，所述发热芯片4采用石墨烯发热芯片4，石墨烯发热芯片4上设有两个导电孔，所述整流器输出端设有正极和负极，所述两个导电孔分别连接整流器输出端的正极和负极。

如图2所示，变压装置3与发热装置之间通过多个T型接头201和多个防水插头连接，每个发热芯片4均对应一个T型接头201和一个防水插头，其中，所述T型接头201并接在变压装置3输出端的线路上，T型接头201的第三接口连接有防水插头，防水插头末端连接至发热芯片4，T型接头201和防水插头内部包括正极接线和负极接线，所述正极接线并接在整流器正极输出端的线路上，所述负极接线并接在整流器负极输出端的线路上。整流器输出端输出不高于36V的直流电，包括两根电线，两根电线分别为连接正极和负极，两根电线通过皮套207包裹，T型接头201为T字型，水平相对的两端为第一接口和第二接口，垂直的一端为第三接口，第一接口和第二接口均与两根电线的皮套207密封连接，相当于在电线皮套207上嵌入T型接头201的水平段，T型接头201的第三接口密封连接防水插头。正极电线5与负极电线6在T型接头201处分别引出两条分支电线，分别为正极支线205和负极支线206，二者从T型接头201和防水插头的内部穿过，分别连接在发热芯片4的两个导电孔上。

作为一种可行实施方式，因为在智能温控采暖系统中存在有限个发热芯片4，在最后一个发热芯片4之前的发热芯片4均通过T型接头201从正极电线5和负极电线6上引出分支电线，从而实现连电；最后一个发热芯片4的两个导电孔直接分别连接在正极电线5和负极电线6上，在正极电线5和负极电线6末端设置有防水插头，防水插头与正极电线5和负极电线6的皮套207密封连接。

如图2、图3、图4所示，作为优选方案，所述防水插头包括防水母插头202和防水公插头203，所述防水母插头202一端与T型接头201的第三接口连接，另一端与防水公插头203可拆卸连接，所述防水公插头203另一端连接发热芯片4，所述正极支线205和负极支线206分别焊接在发热芯片4的两个导电孔上，防水插头还包括紧固螺母204，所述防水公插头203与防水母插头202的连接处设有螺纹，所述紧固螺母204用于在防水公插头203与防水母插头202插接后，通过螺纹进行紧固连接。防水插头呈长条状，防水母插头202的一端与T型接头201的第三接口密封连接，另一端与防水公插头203插接，防水母插头202的插接端形成孔，防水公插头203的插接端形成轴，二者通过孔轴对接，防水母插头202的插接端外径设有螺纹，螺纹套有紧固螺母204；防水母插头202和防水公插头203插接后，紧固螺母204在防水母插头202的螺纹上向防水母插头202的方向旋进，从而对防水母插头202和防水公插头203进行紧固。紧固螺母204闲置时，处于防水公插头203下端的皮套上，当防水母插头202和防水公插头203内置的接线孔和接线柱对插时，紧固螺母202从防水公插头203外围向防水母插头202移动，与防水母插头202的外螺纹旋紧，紧固螺母204末端内径小于防水公插头203大端挡板外径。

如图5所示，本发明的智能温控采暖系统在房屋供热环境中具体实施时，在房屋的电源主线1上连接电地暖供热系统，电地暖供热系统包括有发热地板304，发热地板304设置在房屋干燥场所305的地板下，发热地板304迂回设置以尽可能辐射到房屋干燥场所305的所有区域。在房屋潮湿场所306的设置智能温控采暖系统，智能温控采暖系统同样连接到房屋电源主线1上。智能温控采暖系统与电地暖供热系统相配合，在卧室、客厅等干燥场所305采用电地暖供热，在厨房、卫生间等潮湿易发生露电事故的场所采用智能温控采暖系统供热，智能温控系统通过监测传统电地暖供热及传热的情况，通过控制智能温控系统的发热芯片4实现对厨房、卫生间等潮湿场所306的供热，同时实现对室内其他场所的辅助供热，实现房屋电暖的双温双控。发热地板304处于220V的市电电压下工作。

作为一种替换方案，可采用220V市电电压下工作的发热芯片代替发热地板。

作为一种可实施方式，电地暖供热系统还包括有第二温度传感器303、第二控制器301和第二继电器302，第二温度传感器303设置在房屋干燥场所305，用于监测干燥场所305的温度；第二控制器301输入端连接第二温度传感器303，输出端连接第二继电器302，第二控制器301用于根据第二温度传感器303所监测的干燥场所305的温度发出对应的控制信号；第二继电器302，所述第二继电器302输出端连接发热地板304，第二继电器302用于根据第二控制器301的控制信号实现线路通断。

作为一种可行实施方式，电地暖供热系统与控制智能温控系统共用一个控制器，控制器有两个输入端，分别连接温度传感器7和第二温度传感器303，控制器有两个输出端，分别连接继电器和第二继电器302，参数输入装置可同时设定电地暖供热系统与控制智能温控系统的预设温度。

作为一种可行实施方式，电地暖供热系统与控制智能温控系统共用一个智能温控器，智能温控器集成了控制器、传感器和继电器的功能，同时一些型号的智能温控器还具有人机交互界面，智能温控器的结构原理不再赘述。

如图6所示，本发明的实施例还提供一种基于安全电压的智能温控采暖具体方法，所述智能温控采暖具体方法包括：

步骤S601、通过温度传感器实时监测室内温度。温度传感器设置在室内的潮湿场所，实时监测潮湿场所的温度。

步骤S602、将所监测的室内温度反馈给控制器。温度传感器将所监测的实际温度发送给控制器。

步骤S603、控制器判断室内温度是否达到预设温度。预先在控制器中设定界限温度，当潮湿场所实际温度低于预设温度时，控制器向继电器发出信号，继电器开启，变压装置通电，发热芯片发热；当潮湿场所实际温度高于预设温度时，控制器向继电器发送断路信号，继电器关闭，变压装置不通电，发热芯片不发热。预设温度可以预先设定为一个温度范围，比如24℃-26℃，当实际温度低于24℃时，发热芯片发热，当实际温度高于26℃时，发热芯片断电冷却。

步骤S604、若室内温度小于预设温度，控制器发送控制信号给继电器。

步骤S605、继电器接通，则变压装置通电。

步骤S606、变压装置将市电电压转换为安全电压并经安全电压提供给发热芯片，发热芯片发热。变压器将220V交流电变压为不高于36V的交流电进行输出，整流器将变压器输出的不高于36V的交流电整流为不高于36V的直流电输送给发热芯片。

步骤S607、若室内温度不小于预设温度，则变压装置不通电。变压装置不通电则发热芯片逐渐冷却。

本发明还可以与家用的传统电地暖相配合，在卧室、客厅等干燥场所采用传统电地暖供热，在厨房、卫生间等潮湿易发生露电事故的场所采用智能温控采暖系统供热，智能温控系统通过监测传统电地暖供热及传热的情况，通过控制智能温控系统的发热芯片实现对厨房、卫生间等潮湿场所的供热，同时实现对室内其他场所的辅助供热，实现房屋电暖的双温双控。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于安全电压的智能温控采暖系统，其特征在于，所述智能温控采暖系统包括：

智能温控装置，所述智能温控装置连接在电源主线上，用于控制室内空气温度及发热芯片的温度；

变压装置，所述变压装置输入端连接在智能温控装置的输出端上，变压装置输入端输入市电电压，变压装置输出端输出安全电压；

发热装置，所述发热装置连接在变压装置输出端上，发热装置利用变压装置所输送的安全电压进行发热。

2.如权利要求1所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述智能温控装置包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在室内环境中，用于监测室内温度；

控制器，所述控制器输入端连接温度传感器，输出端连接继电器，控制器用于根据温度传感器所监测的室内温度发出对应的控制信号；

继电器，所述继电器输出端连接变压装置，继电器用于根据控制器的控制信号实现线路通断；

优选地，所述智能温控装置还包括参数输入装置，参数输入装置与控制器连接，用于输入预设温度，控制器根据温度传感器所监测的室内温度与预设温度之间的关系，发出相应的控制信号；

优选地，所述智能温控装置为智能温控器。

3.如权利要求1所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述变压装置包括：

变压器，所述变压器用于将市电电压转换为人体安全电压进行输出；

整流器，所述整流器设置在变压器输出端，用于将变压器输出的交流电转换为直流电。

4.如权利要求3所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述变压器采用单相交流干式行灯变压器。

5.如权利要求3所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述发热装置包括多个发热芯片，多个所述发热芯片并联接在变压装置输出端上。

6.如权利要求5所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述发热芯片采用石墨烯发热芯片，石墨烯发热芯片上设有两个导电孔，所述整流器输出端设有正极和负极，所述两个导电孔分别连接整流器输出端的正极和负极。

7.如权利要求6所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述变压装置与发热装置之间通过多个T型接头和多个防水插头连接，每个发热芯片均对应一个T型接头和一个防水插头，其中，所述T型接头并接在变压装置输出端的线路上，T型接头的第三接口连接有防水插头，防水插头末端连接至发热芯片；

优选地，所述T型接头和防水插头内部包括正极接线和负极接线，所述正极接线并接在整流器正极输出端的线路上，所述负极接线并接在整流器负极输出端的线路上。

8.如权利要求7所述的智能温控采暖系统，其特征在于，所述防水插头包括防水母插头和防水公插头，所述防水母插头一端与T型接头的第三接口连接，另一端与防水公插头可拆卸连接，所述防水公插头另一端连接发热芯片，所述正极接线和负极接线分别焊接在发热芯片的两个导电孔上；

优选地，所述防水插头还包括紧固螺母，所述防水公插头与防水母插头的连接处设有螺纹，所述紧固螺母用于在防水公插头与防水母插头插接后，通过螺纹进行紧固连接。

9.一种基于安全电压的智能温控采暖方法，其特征在于，所述智能温控采暖方法包括：

实时监测室内温度，判断室内温度是否达到预设温度；

若室内温度小于预设温度，则变压装置通电；

变压装置将市电电压转换为安全电压并经安全电压提供给发热芯片，发热芯片发热；

若室内温度不小于预设温度，则变压装置不通电。

10.如权利要求9所述的智能温控采暖方法，其特征在，所述实时监测室内温度，判断室内温度是否达到预设温度包括：

通过温度传感器实时监测室内温度；

将所监测的室内温度反馈给控制器；

控制器判断室内温度是否达到预设温度；

优选地，所述变压装置通电，包括：控制器发送控制信号给继电器，通过控制继电器的接通来实现变压装置通电。