CN111288540A - 一种热水供暖智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种热水供暖智能控制装置，属于供暖控制技术领域，设于热水供暖装置上，热水供暖装置上设有供暖管路和散热器，包括：节水门体机构，设于供暖管路上；泵水机构，设于节水门体机构上；第一温度传感器，设于节水门体机构上，用于监测供暖管路内水温；第二温度传感器，设于散热器表面上，用于监测散热器表面温度；第三温度传感器，设于节水门体机构壳体外部上，用于监测室内空气温度；还包括ECU，ECU分别电连接第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，ECU电连接节水门体机构和泵水机构。本发明原理设计巧妙，具有操作简单、安全、节能、通用的特点，智能化水平高，提高了室内温控效率。

Description

一种热水供暖智能控制装置

技术领域

本发明实施例涉及供暖控制技术领域，用于实现对供暖设备的智能化控制，具体涉及一种热水供暖智能控制装置。

背景技术

随着经济的快速发展，人们生活水平也逐步提高了。在冬天，人们取暖的方式以热水供暖和电气供暖为主，但在使用成本和舒适度上，大部分采用热水供暖。尤其在北方，室外温度比较低，采用电气供暖成本比较高。如果电气供暖设备长时间使用，不仅会导致线束老化发生短路，而且设备损耗率增大，在使用过程中不能得到及时检修，人们的安全则不能得到保证。

因此，为解决上述技术问题，如何提供一种热水供暖智能控制装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

本申请采用热水供暖智能控制装置，其可以根据人们的温度需求，自动控制室内的温度，提高人们的舒适性和安全性，特别是对怕冷的老人、妇女以及孩子。尤其室内温度高，室外温度低，温差过大，造成人体不适，甚至引起风寒感冒。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种热水供暖智能控制装置，以解决现有技术中存在的相关技术问题，具有操作简单、安全、节能、通用的特点，为人们提供了舒适和安全的供暖环境。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种热水供暖智能控制装置，设于热水供暖装置上，所述热水供暖装置上设有供暖管路和散热器，包括：

节水门体机构，设于所述供暖管路上；

泵水机构，设于所述节水门体机构上；

第一温度传感器，设于所述节水门体机构上，用于监测所述供暖管路内水温；

第二温度传感器，设于所述散热器表面上，用于监测所述散热器表面温度；

第三温度传感器，设于所述节水门体机构壳体外部上，用于监测室内空气温度；

还包括ECU，所述ECU分别电连接所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述ECU电连接所述节水门体机构和泵水机构。

进一步地，所述节水门体机构包括门体主体、节水门板、第一驱动电机和第一齿轮传动机构，所述门体主体串联在所述供暖管路上，所述节水门板设于所述门体主体内腔，所述节水门板传动连接第一齿轮传动机构，所述第一齿轮传动机构传动连接第一驱动电机，所述第一驱动电机电连接所述ECU。

进一步地，还包括设于所述门体主体上的正向节水门位置传感器和反向节水门位置传感器，所述正向节水门位置传感器和反向节水门位置传感器均电连接所述ECU。

进一步地，所述泵水机构包括叶轮、第二驱动电机和第二齿轮传动机构，所述叶轮设于所述门体主体内，所述叶轮传动连接第二齿轮传动机构，所述第二齿轮传动机构传动连接第二驱动电机，所述第二驱动电机电连接所述ECU。

进一步地，所述叶轮设于所述门体主体的中轴线上。

进一步地，还包括控制面板，所述控制面板设于所述门体主体壳体外部上，所述控制面板电连接所述ECU。

进一步地，还包括电源总开关和整流变压器，所述电源总开关电连接整流变压器，所述整流变压器电连接所述控制面板和ECU。

进一步地，还包括保险丝，所述保险丝设于所述电源总开关和整流变压器之间，所述保险丝设于所述整流变压器和控制面板之间，所述保险丝设于所述整流变压器和ECU之间，所述保险丝设于所述ECU和第二驱动电机之间。

进一步地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为直流电机。

进一步地，所述整流变压器后为直流电，电压为12V。

本发明实施例具有如下优点：

应用本申请中的热水供暖智能控制装置，能够对供暖管路水温、散热器温度和室内空气温度进行实时监测，并通过泵水机构和节水门体机构配合，来控制供暖管路中水流速度，从而实现对散热器散热量的控制，以调节室内温度达到预设温度，提高了热水供暖装置的智能化控制水平，使室温更加舒适。本发明原理设计巧妙，具有操作简单、安全、节能、通用的特点，智能化水平高，提高了室内温控效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种热水供暖智能控制装置的电路原理图；

图2为本发明实施例提供的一种热水供暖智能控制装置的节水门体机构结构示意图；

图中：

1节水门体机构；101门体主体；102节水门板；103第一驱动电机；2泵水机构；201叶轮；202第二驱动电机；3第一温度传感器；4第二温度传感器；5第三温度传感器；6ECU；7正向节水门位置传感器；8反向节水门位置传感器；9控制面板；10电源总开关；11整流变压器；12保险丝。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，属于“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品、或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造的上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，改善热水供暖装置的控制效率，提高室温调节能力，使室温更加舒适，本申请实施例提供了一种热水供暖智能控制装置，设于热水供暖装置上，此实施例中的热水供暖装置可以是单独供暖方式或者集体供暖方式。所述热水供暖装置上设有供暖管路和散热器，通过供暖管路将热水供给给散热器，散热器通过与室内空气进行热交换，提高室内温度。此实施例中的智能控制装置，其结构上包括如下结构：

节水门体机构1，设于所述供暖管路上，具体是串联设置在供暖管路上，相当于阀门的结构，其目的是控制热水供暖装置中水的流速的，通过调节流速来限制热水供给散热器的量，实现调节功能。当室内温度低于设定温度或不采用智能控制装置的时候，节水门体机构1是完全打开的，并不对水流进行限速。节水门体机构1主要是与泵水机构2配合，来实现对供暖水流的限速或加速。

其具体结构如下：

所述节水门体机构1包括门体主体101、节水门板102、第一驱动电机103和第一齿轮传动机构(图中未示出)，此实施例中，门体主体101为一个管道，所述门体主体101串联在所述供暖管路上，热水必然流经门体主体101。所述节水门板102设于所述门体主体101内腔，其结构为一个门板阀结构，其具体设置在门体主体101内腔的截面上，当节水门板102与门体主体101的中心中心轴线同平面时，节水门板102不会对水流造成限速，而当节水门板102转动并与门体主体101的截面同平面时，则将水流截断，热水水流为零，当节水门板102与门体主体101的中心轴线成一定角度时，则节水门板102对水流具有一定的限流作用。所述节水门板102传动连接第一齿轮传动机构，所述第一齿轮传动机构传动连接第一驱动电机103，所述第一驱动电机103电连接所述ECU 6。因此，当需要对节水门板102的角度进行调节时，ECU 6向第一驱动电机103发出控制指令，第一驱动电机103通过传动作用，带动第一齿轮传动机构转动，进一步带动节水门板102转动，并在达到一定角度后，停止转动。

泵水机构2，设于所述节水门体机构1上，其设定目的就是为了提高供暖管路内水流速度，加速散热器的换热。其具体结构如下：

所述泵水机构2包括叶轮201、第二驱动电机202和第二齿轮传动机构(图中未示出)，所述叶轮201设于所述门体主体101内，此实施例中，具体的，所述叶轮201设于所述门体主体101的中轴线上，所述叶轮201传动连接第二齿轮传动机构，所述第二齿轮传动机构传动连接第二驱动电机202，所述第二驱动电机202电连接所述ECU 6。因此，当需要提高供暖水流的速度时，ECU6向第二驱动电机202发出控制指令，第二驱动电机202通过传动作用，带动第二齿轮传动机构转动，进一步带动叶轮201的转动，叶轮201转动提高了供水流速，并在达到一定速度后，维持流速或降速。

所述第一驱动电机103和第二驱动电机202均为直流电机。

第一温度传感器3，设于所述节水门体机构1上，用于监测所述供暖管路内水温。如图2中所示的，第一温度传感器3插设在门体主体101外壁上，第一温度传感器3向内伸入到门体主体101内部，能够与供暖热水直接接触，从而能够准确反映供暖热水的实际温度。

第二温度传感器4，设于所述散热器表面上，用于监测所述散热器表面温度。第三温度传感器5，设于所述节水门体机构1壳体外部上，用于监测室内空气温度。通过第二温度传感器4和第三温度传感器5温度差值，能够反映散热器热交换的效率，将信号传送给ECU 6后，方便ECU 6根据温度信息做出控制泵水机构2和节水门体机构1的动作。

ECU 6设置在门体主体101，所述ECU 6分别电连接所述第一温度传感器3、第二温度传感器4和第三温度传感器5，第一温度传感器3将监测到的供暖水的温度信号传送给ECU6，第二温度传感器4能够将监测到的散热器表面温度信号传送给ECU 6，第三温度传感器5能够将监测到的室内温度信号传送给ECU 6，所述ECU 6电连接所述节水门体机构1和泵水机构2。ECU 6根据设定温度信号、供水温度信号、散热器表面温度信号以及室内空气温度信号进行分析计算，从而做出对节水门体机构1和泵水机构2的控制动作。

进一步地，还包括设于所述门体主体101上的正向节水门位置传感器7和反向节水门位置传感器8，所述正向节水门位置传感器7和反向节水门位置传感器8均电连接所述ECU6。节水门位置传感器为两个反向信号滑动电阻式传感器，一个反映节水门的正向开度位置，另一个反映节水门的反向开度位置，正向节水门位置传感器7和反向节水门位置传感器8将监测到的角度信号传送给ECU 6，ECU 6比较两个位置传感器的信号值可相互检查其工作状态，作为判断传感器是否有失效的一个依据，保证了此智能控制装置运行的稳定性。

进一步地，还包括控制面板9，所述控制面板9设于所述门体主体101壳体外部上，所述控制面板9电连接所述ECU 6。控制面板9能够显示热水供暖装置中水的温度(第一温度传感器3监测)、室内空气的温度(第三温度传感器5监测)和散热器表面温度(第二温度传感器4监测)，控制面板9上设置有设定温度调节按钮，因此，可对预设温度进行调节，以满足使用者对室内温度的要求。同时还设置有控制面板9打开或关闭的开关。

进一步地，如图1，还包括电源总开关10和整流变压器11，所述电源总开关10电连接整流变压器11，所述整流变压器11电连接所述控制面板9和ECU 6。电源总开关10连接市电接口，其电压为220V的交流电。所述整流变压器11后为直流电，电压为12V。从而保证了运行中的用电安全。

进一步地，还包括保险丝12，如图1，所述保险丝12设于所述电源总开关10和整流变压器11之间，所述保险丝12设于所述整流变压器11和控制面板9之间，所述保险丝12设于所述整流变压器11和ECU 6之间，所述保险丝12设于所述ECU 6和第二驱动电机202之间。保险丝12用于保护电路温度。

基于上述结构，此热水供暖智能控制装置的使用原理是：在使用时，插上电源总开关10插头，打开电源总开关10，在温度控制面板9上设定适度温度后，接着打开控制面板9的开关，此时ECU 6根据设定温度、水的温度、散热器表面温度以及室内空气温度提供的信号，分析计算进行控制。当设定温度高于室内空气温度时，节水门体机构1是完全打开的，ECU 6控制第二驱动电机202旋转，从而叶轮201旋转增加热水供暖装置中水的流速，这样就可以提高散热片的散热效果，使室内温度得以提高。当设定温度低于室内空气温度时，ECU 6控制第二驱动电机202旋转，节水门体机构1关闭一定截面的通道，控制热水供暖装置中水的流速变慢，降低散热片的散热效果，使室内温度得以降低。

其中，本发明一种实施例的使用过程如下：

插上电源插头，打开电源总开关10，在温度控制面板9上设定适度温度后，接着打开控制面板9的开关：

1.当设定温度高于室内空气温度时

ECU 6根据设定温度、水的温度、散热器表面温度以及室内空气的温度提供的信号进行分析计算，第二驱动电机202在ECU 6控制电流作用下以一定速度旋转，通过第二齿轮传动机构，将第二驱动电机202的动力传递给叶轮201，叶轮201以一定速度旋转，增加热水供暖装置中水的流速，提高散热片的散热能力，使室内温度得以提高。

随着供暖装置中水流速的增加，水温度的信号、散热器表面温度的信号以及室内空气温度的信号都相应发生变化，ECU 6根据设定温度信号和各种变化的温度信号进行分析计算，通过控制驱动电流调节第二驱动电机202旋转速度的快慢，从而叶轮201旋转速度的快慢发生变化，使散热器散热效果相对变好或变差，最终使设定温度基本与室内空气温度一样，达到理想的生活环境。

2.当设定温度低于室内空气温度时

ECU 6根据设定温度、水的温度、散热器表面温度以及室内空气的温度提供的信号进行分析计算，第一驱动电机103在ECU 6控制电流作用下旋转一定角度，通过第一齿轮传动机构，将第一驱动电机103的动力传递给节水门板102，节水门板102旋转到所需角度，改变热水供暖装置管路通道的截面积，从而控制管路中热水的流速变慢，降低散热片的散热，使室内温度得以降低。同时，由于节水门板102的转动，改变两个反向信号节水门位置传感器的工作位置，传感器输出的信号发生变化。

随着节水门板102开度的旋转，供暖装置中水流速的变慢，ECU 6根据变化的节水门板102开度位置反馈信号、设定温度信号、水温度信号、散热器表面温度信号以及室内空气温度信号进行分析计算，通过控制驱动电流调节节水门板102的位置，从而使供暖装置中水的流速变快或变慢，使散热器散热效果变好或变差，使设定温度基本与室内空气温度一样，达到理想的生活环境。

3.当设定温度等于室内空气温度时

热水供暖智能控制装置中的泵水机构2和节水门体机构1都不工作，门体主体101也是完全打开的，只是温度控制面板9的显示器显示设定温度、水的温度、散热器表面温度以及室内空气温度的数值。只有当设定温度与室内空气温度不一样时，ECU 6根据情况控制泵水机构2和节水门体机构1工作，使设定温度基本与室内空气温度一样，达到理想的生活环境。

热水供暖智能控制装置根据人们的需要，可以选择是否采用，尤其在该电路系统出现问题的时候，热水供暖装置仍然可以正常使用。

这套热水供暖智能控制装置，最适合于单独供暖的家庭，而集体供暖由于热水供暖管路中的水压较大，可能会影响叶轮201旋转的速度，建议使用较大功率的直流电动机驱动。

应用本申请中的热水供暖智能控制装置，能够对供暖管路水温、散热器温度和室内空气温度进行实时监测，并通过泵水机构2和节水门体机构1配合，来控制供暖管路中水流速度，从而实现对散热器散热量的控制，以调节室内温度达到预设温度，提高了热水供暖装置的智能化控制水平，使室温更加舒适。本发明原理设计巧妙，具有操作简单、安全、节能、通用的特点，智能化水平高，提高了室内温控效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热水供暖智能控制装置，设于热水供暖装置上，所述热水供暖装置上设有供暖管路和散热器，其特征在于，包括：

节水门体机构，设于所述供暖管路上；

泵水机构，设于所述节水门体机构上；

第一温度传感器，设于所述节水门体机构上，用于监测所述供暖管路内水温；

第二温度传感器，设于所述散热器表面上，用于监测所述散热器表面温度；

第三温度传感器，设于所述节水门体机构壳体外部上，用于监测室内空气温度；

还包括ECU，所述ECU分别电连接所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述ECU电连接所述节水门体机构和泵水机构。

2.如权利要求1所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，所述节水门体机构包括门体主体、节水门板、第一驱动电机和第一齿轮传动机构，所述门体主体串联在所述供暖管路上，所述节水门板设于所述门体主体内腔，所述节水门板传动连接第一齿轮传动机构，所述第一齿轮传动机构传动连接第一驱动电机，所述第一驱动电机电连接所述ECU。

3.如权利要求2所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，还包括设于所述门体主体上的正向节水门位置传感器和反向节水门位置传感器，所述正向节水门位置传感器和反向节水门位置传感器均电连接所述ECU。

4.如权利要求3所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，所述泵水机构包括叶轮、第二驱动电机和第二齿轮传动机构，所述叶轮设于所述门体主体内，所述叶轮传动连接第二齿轮传动机构，所述第二齿轮传动机构传动连接第二驱动电机，所述第二驱动电机电连接所述ECU。

5.如权利要求4所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，所述叶轮设于所述门体主体的中轴线上。

6.如权利要求5所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，还包括控制面板，所述控制面板设于所述门体主体壳体外部上，所述控制面板电连接所述ECU。

7.如权利要求6所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，还包括电源总开关和整流变压器，所述电源总开关电连接整流变压器，所述整流变压器电连接所述控制面板和ECU。

8.如权利要求7所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，还包括保险丝，所述保险丝设于所述电源总开关和整流变压器之间，所述保险丝设于所述整流变压器和控制面板之间，所述保险丝设于所述整流变压器和ECU之间，所述保险丝设于所述ECU和第二驱动电机之间。

9.如权利要求8所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为直流电机。

10.如权利要求9所述的热水供暖智能控制装置，其特征在于，所述整流变压器后为直流电，电压为12V。

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