CN1322280C - 智能型风机盘管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中央空调风机盘管，特别是涉及一种智能型风机盘管。本智能型风机盘管是在普通中央空调风机盘管的壳体内壁或表面加装智能控制模块组成的，所述的智能控制模块含有温度信号输入端口，通讯端口，中央处理单元和输出控制电路，由中央处理单元按指定的程序进行，输出控制指令给输出控制电路，实现风机盘管电机的运行状态或阀门开关状态的智能化运行管理，巧妙的实现了风机盘管单机机电一体化，运行成本低，控温效果好，工作稳定可靠，使用经济舒适。兼具上位机通讯接口可实现与上位机通讯，实现智能型风机盘管的集中管理，方便计时计费。

Description

智能型风机盘管

一、技术领域：本发明涉及一种中央空调风机盘管，特别是涉及一种智能型风机盘管。

二、背景技术：当前应用中的中央空调都是由表冷器、三速电机、风叶轮、冷凝水管和金属外壳组成，按安装方式可分为：卧式暗装风机盘管，立式暗装风机盘管，立式明装风机盘管，卡式明装风机盘管，壁挂式风机盘管等。中央空调风机盘管的运行都是依靠空调三速开关或温控器来控制的，通过采用三档开关对风量进行简单的控制来控制室内温度，这种设计虽然可以降低产品的生产成本，但实际上是将应用中的控制费用剥离，用户在安装时必须另配三速开关和温控器，不利于提升产品品质，这种产品在应用中精确度较低，控制精度较差，一则温度不好控制，二来造成能源浪费，不利于节能降耗；通过在风机盘管进出口侧的冷或热水管道上加装温度测量装置，用来实现对中央空调进行计费应该是没有什么问题的，但如果用于对室内环境温度进行控制，倒显得风马牛不相及了，因为对于中央空调，用户关心的较多并且跟用户关系比较密切的是室内温度及保持合适的室内温度所消耗的能量，即中央空调风机盘管的运行效果、经济性。

为了实现中央空调的低成本运行，相关技术人员开发出了一系列产品，有效解决了中央空调风机盘管运行中的有关缺陷。如公告号为CN2263305Y的一种风机盘管智能开关，含有一个信号处理电路，信号处理电路与一组设定输入电路相连，并与一个温度测定电路相连，信号处理电路还与一个控制执行电路相连，设定输入电路与信号处理电路均与一个显示电路相连，一个电源电路与上述电路相连接。优点是成本低、可靠性高、运行节能，自动化程度高，电路结构简单、功能强。授权公告号CN23251689Y公开了一种智能型节能卧式风机盘管，是一种有电控制信号传输系统的空气调节室内装置。提供用智能控制器代替人工控制管理的机电一体化的卧式风机盘管。特征是具有机壳、风机、过滤器、表冷器，在机壳接口接出或直接装入智能控制器，改变了简单启动和一般控制的落后技术，实现了空调机电一体化。

三、本发明内容：本发明在普通风机盘管的基础上通过加装智能控制模块实现中央空调风机盘管的智能化，使其具有电路结构简单，运行稳定可靠的特点，实现智能型风机盘管。

本发明智能型风机盘管结合现有有关风机盘管先进技术，将传统的风机盘管与现代智能控制方法相结合，使中央空调风机盘管实现智能化升级，能够按用户的设定需求自动运行，达到使用方便、节能之目的，其采用的技术方案是：

一种智能型风机盘管，包括由表冷器、电机、叶轮、冷凝水管和金属外壳组成的风机盘管以及含有电源接口的智能控制模块，电源接口导线连接供电电源，所述的智能控制模块含有提供低压直流电源的稳压电路，所述的智能控制模块还含有温度信号输入端口，通讯接口，中央处理单元，输出控制电路，用户操作面板和上行通讯接口；温度信号输入端口连接中央处理单元，输入现场温度电信号；两路通讯接口一路外接用户操作面板，用于输入用户设定的温度或开关量信号，一路作为预留上行通讯接口，实现和上位机的通讯，两个并存接口通过选通芯片和通讯电路芯片连接CPU，所述选通芯片采用74HC4066，所述用户操作面板和上行通讯接口的通讯电路芯片采用两片MAX487芯片，两片MAX487的通讯端口4、1分别接74HC4066的1、11和4、8脚，74HC4066的端口12和13、5和6、9和10、2和3分别连接CPU的6、7、10、11脚，两片MAX487分别由CPU的27和28脚控制其选通；中央处理单元根据接收到的用户设定的或现场输入的温度电信号按指定的程序进行运算处理，输出控制指令给输出控制电路，通过输出控制电路控制风机盘管电机的运行状态或阀门的开关状态。

所述智能型风机盘管，智能控制模块的中央处理单元由单片机及外围电路组成，所述的温度信号输入端口内部连接CPU的一个I/O端口或T1口，该温度信号输入端口外部连接温度变送装置，用以将检测到的室内温度信号输入CPU。

所述的智能型风机盘管，智能控制模块含有红外接收装置，红外接收装置的信号输出端同中央处理器CPU的一个I/O端口连接，CPU外围电路包括：同CPU的相应功能脚连接的直流工作电源，外接时钟电路，监时器电路以及存储器，监时器电路采用MAX813芯片，MAX813的6、7脚分别连接CPU的8、9脚，存储器采用AT24C01，其通讯功能脚5、6分别和CPU的22、21脚连接。

所述的智能型风机盘管，智能控制模块的温度变送装置采用时基电路NE555和热敏电阻，时基电路的输出端3脚接入单片机中央处理器CPU的T1口，输出控制电路采用光耦和双向可控硅，光耦的控制端通过限流电阻接直流工作电源正极，另一端接中央处理器CPU的控制I/O输出端口，双向可控硅的输入端接交流电源，其输出端和风机盘管工作电机的高、中、低档及电动阀门的相线对应连接，风机盘管电机和电动阀门的零线接交流电源的零线，在CPU及控制输出电路无相应信号输出时，即为风机盘管工作状态的零档。

本发明的积极有益效果：

1、本发明智能型风机盘管通过在普通风机盘管上加装智能控制模块的方法，巧妙的实现了风机盘管单机机电一体化，实现了风机盘管的智能化运行管理，成本低，使用效果好。

2、智能控制模块含有风机运行状态控制端口和有线控制面板及遥控装置，可满足用户各种需求，使用方便，兼具的上位机通讯接口，可实现与上位机通讯，完成联网集中管理和方便计时计费，有效的控制管理实现方法，使得风机盘管运行稳定可靠，使用经济舒适。

3、本发明控制电路简单，功能多样，很少增加风机盘管硬件成本，而可大大减低中央空调运行成本，长期使用，经济效益明显。

四、附图说明：

图1：中央空调风机盘管智能控制模块电路结构方框图

图2：中央空调风机盘管智能控制模块电路原理图

图3：中央空调风机盘管智能控制模块应用电路之二

图4：智能型风机盘管结构示意图之一

图5：智能型风机盘管结构示意图之二

图6：智能型风机盘管结构示意图之三

图7：智能型风机盘管结构示意图之四

图8：智能型风机盘管控制方法方框图

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1、图2、图4，智能型风机盘管包括由表冷器、风机盘管电机、叶轮、冷凝水管和金属外壳组成的风机盘管，含有电源接口的智能控制模块固定安装于所述风机盘管的外壁或壳体内，组成本发明智能型风机盘管。

图1为智能控制模块的电原理方框图，电源单元提供整个电路的低压直流工作电源和风机盘管电机交流工作电源，温度检测装置检测到的室内温度信号输入CPU的一个端口，两路通讯接口一路外接用户操作面板，一路作为预留上行通讯接口实现和上位机通讯，两个并存接口通过选通芯片和通讯电路芯片连接CPU，通讯接口或者为一个，直接通过通讯电路芯片连接CPU。该智能控制模块还含有一个同中央处理器CPU的端口连接的红外接收装置，中央处理单元根据人工指定的温度或开关量信号，和检测到的实际室内温度对比，将按固化于存储器内的固定程序进行运算处理，根据处理的结果，通过输出控制电路控制风机盘管电机的高、中、低及零档的工作状态以及电动阀门的开、关状态。

图4为本发明智能型风机盘管实施方式之一，图2为本实施例智能型风机盘管智能控制模块的电原理图。温度变送装置采用时基电路NE555(图2中U11)和热敏电阻RT，时基电路的4、8脚接电源，1脚接地，1、5间接有电容C16，热敏电阻RT通过电阻R21接入NE555的6脚，NE555的6、2脚短接，该6脚通过滤波电容C18接地，NE555的7脚接电源，同时该7脚和RT的中间抽头连接，NE555的输出端3脚接入单片机中央处理器CPU的T1口，输出控制电路采用光电耦合器控制双向可控硅，光耦的控制端通过限流电阻接直流工作电源正极，光耦的另一端接中央处理器CPU的控制I/O输出端口，双向可控硅的输入端接交流电源，其输出连接风机盘管工作电机的高、中、低档及电动阀门的相线对应连接，风机盘管电机和电动阀门的零线接交流电源的零线。

智能控制模块的用户操作面板和上行通讯接口电路采用两片MAX487芯片，两片MAX487的通讯端口4、1分别接二选一集成电路芯片74HC4066的1、11和4、8脚，74HC4066的端口12和13、5和6、9和10、2和3分别连接CPU的6、7、10、11脚，两片MAX487分别由CPU的27和28脚控制其选通；用户操作面板接口的电源端、接地端分别连接电源和低，其通讯端口DOW A和DOW B分别连接通讯芯片MAX487的6、7脚，6、7脚间接有电阻R18，MAX487的5脚接地，8脚接电源，其2、3脚短接连接CPU的27脚，2、3脚同时串接电阻R15接电源。连接上行通讯接口的通讯芯片U10通讯端口UP A和UP B分别连接通讯芯片MAX487的6、7脚，6、7脚间接有电阻R17，该片MAX487的5脚接地，8脚接电源，其2、3脚短接连接CPU的28脚，2、3脚同时串接电阻R16接电源。智能控制模块连接有红外接口，红外接口的电源端和地端分别连接电源正极和地，其信号线连接CPU的中断端口12脚，红外接口外接红外接收器。

智能控制模块的CPU的13、14脚分别串接限流电阻和发光二极管接直流电源，CPU外围电路包括：时钟电路，其18、19脚间接晶振，此两脚串联电阻接地；存储器，电路芯片AT24C01的1～4脚、7脚接地，8脚接电源，其5、6脚通讯连接CPU的22、21脚，5、6脚同时各串接电阻连接电源正极；看门狗电路，AMX813的1、8脚短接，3、4脚接地，2脚接电源，其6、7脚通讯连接CPU的8和9脚。电源单元电路不再赘述。

相关应用介绍：配置红外遥控器，将红外接收头通过连线接入智能控制模块的红外接口，红外接收头安装在便于接收位置，按额定电源参数接入智能型风机盘管的电源，用户就可以通过红外遥控器直接控制中央空调风机盘管的运行状态，其运行模式包括高档，低档，中档，停机和自动运行；工作模式包括制冷、制热、通风，设定温度，当前温度，运行定时等。红外遥控器至少包括：功能按键，设定按键，上调按键，下调按键，风速按键五个基本功能键和显示器。还可以附加定时按键等。其优点是用户可以不受面板安装位置限制，在红外接收区域内控制风机盘管的运行。

配置有线操作面板，将用户操作面板通过连线接入智能控制模块的通讯接口，用户操作面板安装于便于操作位置，按额定电源参数接入智能型风机盘管的电源，用户就可以通过红外遥控器直接控制中央空调风机盘管的运行状态，其运行模式包括高档，低档，中档，停机和自动运行：工作模式包括制冷、制热、通风等。其面板布置与红外遥控器相同，其优点是符合用户传统使用习惯。

实施例二：参见图5、图2，本实施例为智能型风机盘管实施方式之二，风机盘管组成及控制电路基本同实施例一，其区别在于智能控制模块不含有红外线遥控接收器，相应的在智能控制模块输入接口电路中可不含有红外接口，或者在红外接口不连接红外接收器。

实施例三：参见图6、图3，本实施例为智能型风机盘管实施方式之三，风机盘管组成及控制电路基本同实施例一，其同实施例一的区别在于智能控制模块输出控制电路不包括风机盘管冷凝水管电磁阀控制电路，用户仅采用红外遥控器操作风机盘管运行状态，相应的在智能控制模块实施电路中不含有通讯接口及其电路。

实施例四：参见图2、图7，本实施例为智能型风机盘管实施方式之四，风机盘管组成及控制电路基本同实施例一，其同实施例一的区别在于智能控制模块输出控制电路不含有风机盘管冷凝水管电磁阀控制电路，也没有红外遥控接收装置及接口电路，而含有通讯接口电路，使用者可通过用户操作面板来控制风机盘管运行状态，该智能型风机盘管也可通过上行通讯口和上位机通讯，实现风机盘管的远程、集中控制。

实施例五：参见图8，为智能型风机盘管控制方式程序方框图。在普通中央空调风机盘管金属外壳的内壁或外壁一体化安装有智能控制模块，组成智能型风机盘管，智能控制模块含有温度检测单元，微处理器及外围电路，用户操作面板及接口电路，以及输出控制电路，电源提供风机盘管风机高、中、低档及风机盘管阀门执行电路工作电源和智能控制模块的低压直流工作电源，温度检测单元的温度信号输入微处理器，操作面板通过通讯接口电路也接入微处理器，微处理器的控制输出通过其相应I/O口接通盘管风机高、中、低档及风机盘管阀门执行电路光电耦合器，光电耦合器的输出端接通盘管风机高、中、低档及风机盘管阀门执行电路工作电源，在输出控制电路无对应档位信号输出时，视为风机盘管工作状态的零档，此时风机盘管电机不工作，所述的智能型风机盘管运行控制方法可实现：(1)手动运行：

a，打开中央空调风机盘管工作电源，用户通过操作控制面板或红外遥控器输入控制指令，确定中央空调风机盘管工作模式，根据季节或环境温度，可使其工作于制冷或制热工作模式，或仅工作于通风模式，

b，然后输入控制指令，使风机盘管按某一固定运行模式运行，其运行模式包括：高档，低档，中档，用户可选定其中任意一种，

c，用户可随时手动停机，或设定运行定时时间，由智能控制模块中央处理器进行计时运行，运行时间到，停机，关闭风机盘管电机或/和电动阀；

(2)半自动运行：

a，打开中央空调风机盘管工作电源，用户通过操作控制面板或红外遥控器输入设定要求室内温度Tx，然后输入开关指令使风机盘管按某一固定档位运行，其运行模式包括：高档，低档，中档；

b，智能控制模块中央处理单元检测用户设定温度Tx，和温度变送装置检测到的实际室内温度To相比较；

c，在制冷工作模式状态，当To＞Tx时，保持原运行模式；当To≤Tx时，停机，关闭风机盘管电机或电动阀；

d，在制热工作模式状态，当To＜Tx时，保持原运行模式；当To≥Tx时，停机，关闭风机盘管电机和电动阀；根据具体情况和程序设置，电动阀可单独由人工控制，

e，在通风工作模式状态，风机始终保持某一运行模式，直到用户关机，

f，或者在步骤a或步骤b设定定时运行时间，由智能控制模块中央处理单元进行计时运行，设定运行计时时间到，风机盘管自动停止运行，关闭风机盘管电机或电动阀；

(3)全自动运行：假定设定室内要求温度为Tx，实际室内检测温度为To，用户可设定为制冷或制热工作模式，运行模式为自动运行，智能控制模块中央处理单元检测到用户设定温度Tx，和温度变送装置实时检测到的实际室内温度To相比较，当|Tx-To|＞ΔT₁时，风机盘管按高速状态运行：当ΔT₁＞|Tx-To|＞ΔT₂时，风机盘管按中速状态运行；当ΔT₂＞|Tx-To|＞0时，风机盘管按低速状态运行；当|Tx-To|＝0时，关闭风机盘管电机或电动阀；ΔT₁、ΔT₂为用户程序设定的常数，所述ΔT₁＞ΔT₂；

智能控制模块设有上行通讯接口，通过上行通讯接口连接上位机，可实现智能型风机盘管的远程控制。

智能型风机盘管智能控制模块设有红外接收装置，红外接收装置信号连接微处理器，在用户通过红外遥控器或有线控制面板设定室内温度和风机盘管的运行状态及工作模式时，智能型风机盘管的控制方法执行该中断处理程序。

Claims (4)

1、一种智能型风机盘管，包括由表冷器、电机、叶轮、冷凝水管和金属外壳组成的风机盘管以及含有电源接口的智能控制模块，电源接口导线连接供电电源，所述的智能控制模块含有提供低压直流电源的稳压电路，其特征是：所述的智能控制模块还含有温度信号输入端口，通讯接口，中央处理单元，输出控制电路，用户操作面板和上行通讯接口；温度信号输入端口连接中央处理单元，输入现场温度电信号；两路通讯接口一路外接用户操作面板，用于输入用户设定的温度或开关量信号，一路作为预留上行通讯接口，实现和上位机的通讯，两个并存接口通过选通芯片和通讯电路芯片连接CPU，所述选通芯片采用74HC4066，所述用户操作面板和上行通讯接口的通讯电路芯片采用两片MAX487芯片，两片MAX487的通讯端口4、1分别接74HC4066的1、11和4、8脚，74HC4066的端口12和13、5和6、9和10、2和3分别连接CPU的6、7、10、11脚，两片MAX487分别由CPU的27和28脚控制其选通；中央处理单元根据接收到的用户设定的或现场输入的温度电信号按指定的程序进行运算处理，输出控制指令给输出控制电路，通过输出控制电路控制风机盘管电机的运行状态或阀门的开关状态。

2、根据权利要求1所述的智能型风机盘管，其特征是：智能控制模块的中央处理单元由单片机及外围电路组成，所述的温度信号输入端口内部连接CPU的一个I/O端口或T₁口，该温度信号输入端口外部连接温度变送装置，用以将检测到的室内温度信号输入CPU。

3、根据权利要求1或2所述的智能型风机盘管，其特征是：智能控制模块含有红外接收装置，红外接收装置的信号输出端同中央处理器CPU的一个I/O端口连接，CPU外围电路包括：同CPU的相应功能脚连接的直流工作电源，外接时钟电路，监时器电路以及存储器，监时器电路采用MAX813芯片，MAX813的6、7脚分别连接CPU的8、9脚，存储器采用AT24C01，其通讯功能脚5、6分别和CPU的22、21脚连接。

4、根据权利要求1或2所述的智能型风机盘管，其特征是：智能控制模块的温度变送装置采用时基电路NE555和热敏电阻，时基电路的输出端3脚接入单片机中央处理器CPU的T₁口，输出控制电路采用光耦和双向可控硅，光耦的控制端通过限流电阻接直流工作电源正极，另一端接中央处理器CPU的控制I/O输出端口，双向可控硅的输入端接交流电源，其输出端和风机盘管工作电机的高、中、低档及电动阀门的相线对应连接，风机盘管电机和电动阀门的零线接交流电源的零线，在CPU及控制输出电路无相应信号输出时，即为风机盘管工作状态的零档。

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