CN202993352U - 一种居室独立供暖系统 - Google Patents
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Abstract
一种居室独立供暖系统，包括超导暖气、水箱、无线测温模块和控制器；无线测温模块安装于居室内，无线测温模块包括第一热敏电阻、控制模块和无线通信模块；水箱通过出水管路与超导暖气连接，超导暖气通过回水管路与水箱连接，水箱通过进水管路连接水源，水箱中设置有加热棒、第二热敏电阻和液位传感器；第二热敏电阻、液位传感器均与控制器连接；控制器通过无线接口与无线测温模块进行通信，控制器通过以太网接口电路与上位计算机连接。本实用新型通过在各个居室内安装无线传感测温模块对室内温度进行实时监控，整个供热控制系统闭环控制；加入以太网接口电路可实现网络化远程控制，实现水温的自动调节，设置定时，预设启动等功能。
Description
技术领域
本实用新型属于供暖设备技术领域，具体涉及一种居室独立供暖系统。
背景技术
家庭独立供暖系统，是相对于集中供暖而言的，它代替了集中的供暖方式，其功能主要是为家居生活提供温暖。目前家庭独立供暖系统主要由主机（如燃油燃气锅炉或电锅炉）、终端（如散热器、地暖等）以及连接的管道组成；通过手动或是全自动控制温度，是按需供给、各取所需的理想消费模式。家庭独立供暖系统主要以下优点：（1）舒适性强，体现在室内温度均匀、没有噪音、不干燥、没有空气对流感、只制热不制风等；（2）使用成本低；（3）操作简单。
我国北方广大城市地区大多采用燃煤锅炉集中供暖系统，现在已经暴露出诸多问题，如分户计量收费的问题；不消费也要付费的问题；按用户需求（外出，旅游）分时段开、关的问题；温控节能问题；污染大气环境问题等等。相比较而言，家庭独立供暖系统家庭独立使用，按需设置，节能安全，调控方便，维护简单，造价低廉，其使用成本与集中供暖系统相比也具有明显的优势。
目前家庭独立供暖系统主要可以分为三大类：热风供暖、直接电加热供暖与燃气热水供暖。热风供暖指空调或是安装在地下室的燃气热风炉在炉内直接加热供暖房间的室内回风，通过风机，经过风道送至供暖房间；直接电加热供暖指在房间内直接利用电能转化为热能，以对流或是辐射的方式直接加热房间中空气达到供暖的目的；燃气供暖指用燃气燃烧的方式加热散热器中的循环水，通过水的散热达到供暖的目的。随着社会的不断发展，能源危机日益加剧，环境污染愈加严重，所以家庭独立供暖系统正向着高效节能，绿色环保，高度智能的方向发展。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种居室独立供暖系统，
本实用新型的技术方案是：
一种居室独立供暖系统，包括超导暖气、水箱、无线测温模块、控制器；
所述超导暖气用作供暖终端，超导暖气采用真空超导暖气片，若干超导暖气安装于居室内；
所述无线测温模块安装于居室内，用于测量居室内温度，无线测温模块包括第一热敏电阻、控制模块和无线通信模块，第一热敏电阻与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接；
所述水箱通过出水管路与超导暖气连接，各超导暖气之间串联，超导暖气通过回水管路与水箱连接，回水管路上安装有回水阀，水箱通过进水管路连接水源，进水管路上安装有进水阀；
水箱中设置有加热棒、第二热敏电阻和液位传感器；加热棒均匀垂直安装在水箱底部，第二热敏电阻垂直安装于水箱底部，用于测量水温，液位传感器水平安装在水箱侧壁，用于标定水箱内水位；
控制器通过无线接口与无线测温模块进行通信，控制器通过以太网接口电路与上位计算机连接；
所述水源可以通过太阳能热水器、自来水或人工加水方式提供；
所述控制器通过驱动电路连接LCD显示屏；
所述控制器还连接有用于设定居室内温度的按键电路和用于定时的时钟电路。
有益效果：本实用新型加热终端采用超导散热器代替传统的散热器；通过在各个居室内安装无线传感测温模块对室内温度进行实时监控，达到整个供热控制系统闭环控制的目的；加入以太网接口电路可实现网络化远程控制；通过基于单片机的控制器实现水温的自动调节，设置定时，预设启动等功能。
附图说明
图1为本实用新型的具体实施方式的居室独立供暖系统结构示意图，其中，1-无线测温模块，2-进水阀，3-回水阀，4-进水管路，5-回水管路，6-出水管路；
图2为本实用新型的具体实施方式的居室独立供暖系统电路原理图；
图3为本实用新型的具体实施方式的无线测温模块的电路原理图；
图4为本实用新型的具体实施方式的以太网接口电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本实施方式的用新型的技术方案是：
一种居室独立供暖系统，包括超导暖气、水箱、无线测温模块和控制器；
超导暖气用作供暖终端，若干超导暖气安装于居室内；
超导暖气采用真空超导暖气片（散热器），暖气片内不加水，而是注入超导材料，暖气片内处于真空状态，启动温度低、传导快（将超导暖气片放入热水中，几秒钟即全部加热）、温度高（用水加热超导暖气片，可达80℃以上的高温）、节水80%以上（整个超导暖气片没有水，只需将锅炉和管线加满水即可），超导暖气片具有安装简便、省时省料、耐腐蚀、使用寿命长、安全可靠和节能环保的优点。
本实施方式的超导暖气采用CDGL7575型真空超导暖气片，每柱散热量62w，约带1~1.5平方米供暖，可以根据各居室及客厅的面积大小决定安装真空超导暖气片的柱数。
无线测温模块1安装于居室内各个测温点，将居室内的实时温度通过无线方式传输至控制器，实现闭环控制，同时可使居室内温度的控制均匀合理。
如图3所示，无线测温模块1包括第一热敏电阻、控制模块和无线通信模块，第一热敏电阻与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，控制模块选用PIC16F688，无线通信模块选用型号为NRF905的单片无线收发器。PIC16F688单片机应用RC2、RC1、RA2模拟SPI时序，实现与NRF905之间的数据通讯。NRF905将居室内各测温点的实时温度数据发送给控制器，控制器根据节点的温度调节执行机构，维持室内温度保持在设定值。
水箱通过出水管路6与超导暖气连接，各超导暖气之间串联，超导暖气通过回水管路5与水箱连接，回水管路5上安装有回水阀3，水箱通过进水管路4连接水源，进水管路4上安装有进水阀2；水源可以通过太阳能热水器、自来水或人工加水方式提供。
本实施方式中，控制器选用型号为PIC16F877的单片机，该单片机可靠性高且抗干扰能力强，单片机通过无线接口与无线测温模块进行通信，控制器通过以太网接口电路与上位计算机连接；
本实施方式中，系统电路连接如图2所示， 水箱中设置有四个加热棒H1（0.5KW加热棒）、H2（0.75KW加热棒）、H3(1.5KW加热棒)、H4（2KW加热棒）、第二热敏电阻和液位传感器LT1、LT2；
四个加热棒均匀垂直安装在水箱底部，根据温度设定值和各无线测温模块采集到的温度数字的差异，控制不同功率加热棒的通断，以维持居室内温度设定值与实际值保持一致。
第二热敏电阻R2垂直安装于水箱底部，用于测量水温，液位传感器LT1、LT2水平安装在水箱侧壁，用于标定水箱内水位，其中，LT1水平安装在水箱侧壁距离水箱顶部的 
处，LT2水平安装在水箱侧壁距离水箱顶部的
处；通过LT1、LT2检测到液位信号控制上水阀的开合，保证水箱内液位在有效范围内浮动，提供系统的安全性。
进水阀V1用于控制向水箱内注水，M1为水泵，电源开关P1在系统出现异常时切断，保证系统安全性。
S1~S6为系统按键，构成按键电路，其中S1用作复位按键，S2用作系统电源控制按键，S3、S4、S5、S6作为设定居室内温度的按键，根据键盘闭合时控制器采集到的电压数值的不同，来确定哪一按键闭合，按键电路中，通过D1、D2对按键进行过压保护，防止输入的电压值超出RA1输入引脚的限定电压范围而损坏该端口。
图2中，热敏电阻R1用于测量控制器安装位置的环境温度，R2为用于测量水箱内水温的第二热敏电阻，热敏电阻随着温度的变化而发生电阻值的变化， R2与R42组成串联电路，R2的阻值变化时，RA1输入引脚采集到的电压值也发生变化，根据采集到的电压值、热敏电阻阻值和温度直接的关系可以的得出水箱和居室内温度值，其中D3、D4、D5、D6组成保护电路。
用户通过按键设定温度值，控制器PIC16F877通过时钟电路DS1302定时，控制器PIC16F877根据设定温度值及热敏电阻采集的温度值，控制水箱内水温，从而维持居室内温度保持在设定值，实现闭环控制。
通过无线通信模块NRF905将各居室内测温点的温度值传输至控制器，控制器经过MAX232串口将这些温度值经以太网接口电路传输至上位计算机，从而实现远程控制。
以太网接口电路如图4所示，该电路包括微处理器、以太网芯片和RJ45接口，微处理器采用性能强、资源丰富的STM32F107VCT芯片，以太网芯片采用台湾DAVICOM 公司生产的一款常用于嵌入式系统的以太网PHY芯片DM9161AEP，RJ45接口的型号为HR911105A，通过软件编程实现TCP/IP协议，从而实现以太网网络接口，达到远程监控的目的。STM32F107VCT通过串口接收到控制器传送来的数据，经过处理后，通过以太网芯片DM9161AEP和RJ45接口传送到网络，经网络传输至上位计算机；该以太网接口电路同时可以接收网络上传送来的数据，实现远程控制的功能。
控制器PIC16F877可以通过驱动电路连接LCD显示屏，驱动电路选用TM1629A芯片，LCD显示屏选用LM-S100显示屏。
Claims (8)
1.一种居室独立供暖系统，其特征在于：包括超导暖气、水箱、无线测温模块和控制器；
所述超导暖气用作供暖终端，超导暖气采用真空超导暖气片，且若干真空超导暖气片安装于居室内；
所述无线测温模块安装于居室内，无线测温模块包括第一热敏电阻、控制模块和无线通信模块，第一热敏电阻与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接；
所述水箱通过出水管路与超导暖气连接，各超导暖气之间串联，超导暖气通过回水管路与水箱连接，回水管路上安装有回水阀，水箱通过进水管路连接水源，进水管路上安装有进水阀；
水箱中设置有加热棒、第二热敏电阻和液位传感器；加热棒均匀垂直安装在水箱底部，第二热敏电阻垂直安装于水箱底部，液位传感器水平安装在水箱侧壁，第二热敏电阻、液位传感器均与控制器连接；
控制器通过无线接口与无线测温模块进行通信，控制器通过以太网接口电路与上位计算机连接。
2.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述水源可以通过太阳能热水器、自来水或人工加水方式提供。
3.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述控制器通过驱动电路连接LCD显示屏。
4.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述控制器连接有用于设定居室内温度的按键电路。
5.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述控制器连接有用于定时的时钟电路。
6.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述无线测温模块是用于测量居室内温度的装置。
7.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述第二热敏电阻是用于测量水温的装置。
8.根据权利要求1所述居室独立供暖系统，其特征在于：所述液位传感器的用于标定水箱内水位的装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104728927A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-06-24 | 东北大学 | 一种暖气供热自动调节装置及方法 |
| CN107314432A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-03 | 温州大学 | 家用智能化的暖气片系统及其控制方法 |
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