CN114034109A - 一种带流量和功率计量的温控器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带流量和功率计量的温控器，由液晶显示面板、主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块、通信模块以及外壳构成。它可以实现对风机盘管的风速、模式及温度调节，同时通过记录风机盘管的运行时间来实现时间法集中空调分户计量，另外由于风机盘管的电源信号由温控器输出，故同时可实现对风机盘管功率的测量。在进行集中空调管理系统中，它不光可以传送设备工作状态，还可以计量设备运行时消耗的流量和电功率，通过通信模块上传到软件平台进行统计和技术，确定区域末端设备能耗。

Description

一种带流量和功率计量的温控器
技术领域
本发明涉及空调温控器领域，特别是一种带流量和功率计量的温控器。
背景技术
现有的空调温控器产品一般只能对风机盘管进行模式、风速、温度的调节，当应用在分户计量场合时，往往要单独加装昂贵的能耗计量表或能量计量表；特别是在分户计量集中控制运行的场合，风机盘管的耗电往往需要单独计量，这就需要额外新增电能计量表，无形中增加了设备费用。在进行流量和功率统计的时候，需要定时上门对计量表进行读表，然后才能对用户进行收费，这样维护费用又大大增加。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术问题，提供一种带流量和功率计量的温控器，对中央空调温控器的内部结构和和内嵌软件进行重新设计，使得温控器能承载风机盘管的负荷，并可以对风机盘管进行能耗计量和功率计量。
为了达到上述目的，本发明的技术方案有：
一种带流量和功率计量的温控器，其特征在于，所述温控器组件包括液晶显示面板、主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块、通信模块以及外壳；所述液晶显示面板固定在外壳上，所述主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块以及通信模块安装在所述外壳内；所述液晶显示面板与主控电路板电连接，且该显示器上具有作为信号输入端的触控区域；所述能耗计量模块和功率计量模块与主控电路板电连接，该能耗计量模块和功率计量模块分别进行流量统计和进行功率计算，完成后数据传送给液晶显示面板；所述通信模块与主控电路板电连接，用来进行所述温控器与上层设备间的通信。
再进一步的，所述温度和湿度检测模块位于主控电路板上，该温度和湿度检测模块用于检测温度和湿度。
再进一步的，所述空调电源接口为功率计量模块提供，输出驱动模块在功率计量模块中与主控电路板电连接；空调电源接口提供风机盘管的工作电源，并对其进行功率计量；输出驱动模块提供风机盘管电动阀和风机的工作模式接口。功率计量模块采集连接风机盘管的电源接口的电压和电流值，通过计算后的出功率值，将功率值数据传输到通信模块。输出驱动模块输出电动阀开/关、风机低/中/高电源信号，驱动风机盘管进行工作。
再进一步的，所述能耗计量模块与主控电路板电连接，采集功率计量模块中输出驱动模块中数据；输出驱动模块控制风机盘管的二通阀启动和关闭，所述能耗计量模块记录空调风机启动或二通阀启动时间进行计时计费，并形成计时计费数据。
再进一步的，所述通信模块通过Modbus、NB-IOT、LORA、Zigbee、WIFI、蓝牙等物联网协议中的一种或多种与上层设备无线连接。通过物联网实时发送温控器的工作数据到互联网中的云平台上。
再进一步的，所述能耗计量模块和功率计量模块将能耗计量数据和功率计量数据通过通信模块上传给云端平台；所述云端平台通过通信模块向主控电路板传递能耗计量和功率计量数据。
再进一步的，所述温控器的液晶显示面板和配套使用的后台操控软件为信息显示区和操作的输入区。
再进一步的，通过温控器的液晶面板的操作区域，按对应的操作方式选择按键，并输入提前设置的密码，可将液晶显示面板切换至能耗计量与功率计量界面，该界面可详细显示出能耗计量数据和功率计量数据，并可对这些数据选择修改或保持原状。
再进一步的，通过使用配套的后台操控软件，可以在电脑端或手机端查看风机盘管的能耗计量数据与功率计量数据，并对其进行远程操作。
有益效果
本发明与现有技术相比，有如下优点：
能实时准确测量风机盘管的电功率，解决了系统集成测量时需要另加电功率表才能测量电功率的弊端。
能实时准确测量风机盘管的流量消耗，通过对应的能耗计量来达到分户计费的目的。
能实时将温控器状态数据上传到上层设备并获取上层设备的操控数据，实现对风机盘管远程操控的目的。
附图说明
图1为本发明的模块结构布置图；
图2为本发明的电气原理框图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的一种带流量和功率计量的温控器。
如图1至图2所示的一种带流量和功率计量的温控器，由液晶显示面板、主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块、通信模块以及外壳构成。
液晶面板上可显示工作模式、开关状态、日期、风速、童锁、流量提示、信号状况等信息；通过面板上的控制按钮可以对风机盘管进行开关机、模式切换、风速切换、流量查询、日期调整、童锁等操作。通过按面板上控制按钮里的开关键，可以实现风盘和液晶面板的电源通断。通过按面板上控制按钮里的模式切换键，可以将风机盘管的工作状态在冷风+除湿、暖风、地暖、暖风+地暖、冷风+暖风+除湿、冷风+地暖+除湿、冷风+暖风+地暖+除湿之间切换。通过按面板上控制按钮里的风速切换键，可以将风盘盘管的风速在自动、高速、中速、低速之间切换。通过按控制按钮里组合键1，面板上可以显示出剩余流量。通过按控制按钮里组合键2，面板可以显示出时间调整界面，在这里可以进行时间设置。通过按控制按钮里组合键3，可以进入童锁状态，避免错误输入造成当前状态发生改变。
主控电路板负责进行给各个模块进行供电、通讯、运算、并进行综合处理。主控电路板与各个功能模块间通过卡扣件固定，并通过接插件进行通讯。主控电路板由微处理器模块、温度和湿度测量模块、继电器模块、数据存储模块和电路板组成，其工作核心在于微处理器模块，微处理器模块设有设定温度，通过按键模块可以修改该设定温度，微处理器模块处理接收到的信号，以控制微处理器模块工作，通过继电器模块用以调节风机盘管中的冷冻水和热水流量，并将从能耗计量模块得到的空调能量计费数据和从功率计量模块得到的电压、电流数据进行运算后得到流量消耗和功率消耗存储到数据存储模块，并发送给通信模块。主控电路板上温度和湿度检测模块用于检测房间内的温度和湿度，反馈给主控电路板上的微处理器，通过处理后反馈给液晶显示面板显示当前室内温度和湿度，并发送给通信模块。
能耗计量模块采用时间法分户计量，根据在系统正常运行时，采集风机盘管的开关状态，风速状态、制冷制热模式和运行时间等信息，计算不同风速下热交换累计时间，从而计算达到计算累计能耗的目的。得到能耗数据后，能耗计量模块将其传输给主控电路板计算，主控电路板反馈给液晶显示面板显示，并发送给通信模块。
功率计量模块的采集信号来自于通过温控器的电压信号和电流信号。电源接插件上的零线端子和火线端子接入外部给入的输入电源，驱动温控器和风机盘管工作。温控器通过内部芯片测量采集电源相线与零线间的电压信号和工作电源回路中的电流信号，然后对单位时间内的电压值与电流值的乘积对时间求积分，从而得到单位时间内终端设备风机盘管与温控器总共消耗的电能，除以单位时间进而得到风机盘管与温控器工作时的电功率。得到功率数据后，功率计量模块将其传输给主控电路板计算，主控电路板反馈给液晶显示面板显示，并发送给通信模块。
通信模块采用Modbus、NB-IOT、LORA、Zigbee、WIFI、蓝牙等物联网协议中的一种或多种，用于建立温控器与上位网关之间的数据通讯。其中承载的信号内容有温控器的开关机信号、模式、风速、温湿度、流量、功率等数据，根据不同的环境和需求，采用不同的通讯协议，用来达到最佳的稳定效果和最经济的网络架构的目的。
外壳为标准86盒设计，其中预留电源线和风机盘管控制线的接口。外壳采用分体式设计，其中液晶显示面板可单独通过螺丝固定在外壳最内层上，然后在中间固定主控电路板、能耗计量模块和通信计量模块，最外层固定功率计量模块。
温控器工作时，可以测量风机盘管的流量消耗以及风机盘管和温控器的功率消耗，并对风机盘管可以实现就地开关机、模式、风速、温度等操作；它可以与上位网关进行通讯，穿透物联网连接上层设备通过互联网与云服务器建立通讯，通过互联网上的云服务，实现远程信息数据的上传和控制信号的下发，完成远程系统对风机盘管设备的操控、流量计费和功率计量，这样就实现了远程PC和手机通过操作系统对用户末端设备的控制，也实现了操作系统对用户的流量和功率计费功能。
本发明所属领域的技术人员可以对上述实施方式进行变更和修改。但本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带流量和功率计量的温控器，其特征在于，所述温控器组件包括液晶显示面板、主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块、通信模块以及外壳；所述液晶显示面板固定在外壳上，所述主控电路板、能耗计量模块、功率计量模块以及通信模块安装在所述外壳内；所述液晶显示面板与主控电路板电连接，且该显示器上具有作为信号输入端的触控区域；所述能耗计量模块和功率计量模块与主控电路板电连接，该能耗计量模块和功率计量模块分别进行流量统计和进行功率计算，完成后数据传送给液晶显示面板；所述通信模块与主控电路板电连接，用来进行所述温控器与上层设备间的通信。
2.根据权利要求1所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，还包括温度和湿度检测模块，所述温度和湿度检测模块与主控电路板电连接，该温度和湿度检测模块用于检测温度和湿度。
3.根据权利要求1所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，还包括空调电源接口为功率计量模块提供，输出驱动模块在功率计量模块中与主控电路板电连接；该空调电源接口提供风机盘管的工作电源，并对其进行功率计量；该输出驱动模块提供风机盘管电动阀和风机的工作模式接口。
4.根据权利要求1所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，还包括能耗计量模块与主控电路板电连接，采集功率计量模块中输出驱动模块中数据；该输出驱动模块控制风机盘管的二通阀启动和关闭，所述能耗计量模块记录空调风机启动或二通阀启动时间进行计时计费，并形成计时计费数据。
5.根据权利要求1所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，所述通信模块通过Modbus、NB-IOT、LORA、Zigbee、WIFI、蓝牙等协议中的一种或多种与上层设备无线连接。
6.根据权利要求3和要求4和要求5所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，所述能耗计量模块和功率计量模块将能耗计量数据和功率计量数据通过通信模块上传给云端平台；所述云端平台通过通信模块向主控电路板传递能耗计量和功率计量数据。
7.根据权利要求1所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，所述温控器的液晶显示面板和配套使用的后台操控软件为信息显示区和操作的输入区。
8.根据权利要求7所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，通过所述温控器的液晶面板的操作区域，按对应的操作方式选择按键，并输入提前设置的密码，可将液晶显示面板切换至能耗计量与功率计量界面，该界面可详细显示出能耗计量数据和功率计量数据，并可对这些数据选择修改或保持原状。
9.根据权利要求7所述的带流量和功率计量的温控器，其特征在于，通过使用配套的后台操控软件，可以在电脑端或手机端查看风机盘管的能耗计量数据与功率计量数据，并对其进行远程操作。
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