CN2630715Y - 利于节能的空调、排风扇控制装置 - Google Patents

Abstract

一种利于节能的空调、排风扇控制装置，其温度比较控制电路中的电位器WDXD串联电阻R4、R1接在正、地电位之间；温度传感器SWCG串联电位器WWT、电阻R3接在正、地电位之间；温度传感器SNCG串联电位器NWT、电阻R2接在正、地电位之间；运算放大器U1A的正输入端跨接在SWCG和WWT之间，运算放大器U1B的正输入端跨接在SNCG和NWT之间，U1A、U1B的负输入端跨接在WDXD与R1之间；其开关执行电路中的继电器J1的线圈经三极管Q1接地电位，Q1的基极接U1A的输出端，三极管Q2的基极接U1B的输出端，Q2的集电极接Q1的基极，本装置使空调、排风扇或其它换气设备能够根据室内、外温度差的变化，自动开机和关机，自动进行换气，保证室内有新鲜空气，又节约了能源。

Description

利于节能的空调、排风扇控制装置

技术领域

本实用新型涉及空调、换气扇等换气设备的电子控制装置。

背景技术

现有建筑为了节能，大多做成封闭式，即使装有排气扇和空调，也没有一种装置使其具有最佳的自动换气功能和在夜间室外气温低于室内气温时，自动换气以节约室内空调电费并增加新鲜空气。

加强通风和保持室内空气新鲜也是预防“SARS”等传染病的有效手段之一。专家认为：每天通风75分钟，可以减少室内96.4％-99.5％的细菌，在春秋季可采用自然通风，但冬夏两季室内外温差较大，自然通风就不太适宜。实验表明，室内空调的温度设置不能太高也不能太低，在26℃既可满足环境舒适度又最不利于“SARS”病毒生长。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利于节能的空调、排风扇控制装置，它可以集成于空调、排风扇或其它换气设备内部，亦可作为一个独立的电子装置去控制相应的外部设备，使这些设备能够根据室内、外温度差的变化，自动开机和关机，并自动进行换气，既保证了室内有新鲜空气，又节约了能源。

本实用新型的目的是这样实现的：一种利于节能的空调、排风扇控制装置，具有电源电路、开关执行电路，该装置上设置有温度比较控制电路，该温度比较控制电路具有两组运算放大器U1A、U1B，温度的检测、比较、设定由该两组运算放大器和连接于其正、负输入端的温度传感器SWCG、SNCG、电位器WDXD共同完成，该温度比较控制电路的结构为：电位器WDXD一端接正电位，另一端串联电阻R4、R1后接地电位；温度传感器SWCG一端接正电位，另一端串联电位器WWT、电阻R3后接地电位；温度传感器SNCG一端接正电位，另一端串联电位器NWT、电阻R2后接地电位；运算放大器U1A的正输入端跨接在温度传感器SWCG和电位器WWT之间，运算放大器U1B的正输入端跨接在温度传感器SNCG和电位器NWT之间，运算放大器U1A、U1B的负输入端都跨接在电位器WDXD与电阻R1之间；

开关执行电路由继电器J1、三极管Q1、Q2构成，继电器J1的线圈一端接电源电路的正输出端，J1的线圈的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地电位，运算放大器U1A的输出端经电阻R5，二极管D2与三极管Q1的基极连接；运算放大器U1B的输出端经电阻R6与三极管Q2的基极连接，Q2的发射极接地电位，Q2的集电极跨接在电阻R5和二极管D2之间。

所述电源电路由变压器B、二极管D6、D7、D8、D9构成，二极管D6、D7、D8、D9连接成桥式整流电路，变压器B的初级绕组接外电源，变压器B的次级绕组接该桥式整流电路的输入端，该桥式整流电路的正输出端接三端稳压块U3的引脚1，三端稳压块U3输出端引脚3与温度比较控制电路的正电位连接。

该装置上还设置有脉宽调制电路，该脉宽调制电路由时基电路U2和外围阻容元件构成，通过与U2相连接的电位器ZKB的调整，使脉宽调制电路输出高、低电平的时间比例改变，该脉宽调制电路的结构为：U2的电源正端引脚8和复位端引脚4都接正电位，U2的放电端引脚7经电阻R7接正电位，U2的放电端引脚7还经过电阻R10、二极管D5、电位器ZKB、二极管D4、电阻R7接正电位，电位器ZKB的滑动端经电容E1接地电位，U2的触发端引脚2和阀值端引脚6都跨接在电位器ZKB与电容E1之间；U2的输出端引脚3与开关执行电路中的三极管Q1的基极连接。

该装置还具有电路选通开关GNXZ，该开关GNXZ的固定端1与三端稳压块U3的引脚3连接；该开关GNXZ的一个选通端5与温度比较控制电路的正电位连接；该开关GNXZ的另一个选通端4与脉宽调制电路的正电位连接；该开关GNXZ的另一个选通端2经二极管D3、电阻R8与三极管Q1的基极连接，该开关GNXZ的另一个选通端3悬空，该开关GNXZ的再一个选通端6一路经二极管D10与脉宽调制电路的正电位连接，另一路经二极管D11与温度比较控制电路的正电位连接。

本实用新型有以下积极有益效果：

在晚上，当室外温度小于26℃且低于室内时，本装置可自动将室外空气抽进室内，使空调停止，而使室内降温到26度以下，节约大量能源。装上脉宽调制电路后，还可实现每小时自动换气3-5分钟，保持一天换气72分钟左右的最佳值，使室内空气新鲜，减少细菌、病毒90％以上，又不会因为长时间开窗浪费室内制冷、制热能源。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的电路原理图；

图2是本实用新型另一实施例的电路原理图；

具体实施方式

请参照图1，集成运算放大器U1A、U1B可由一片LM358的型号的电路芯片构成，LM358的引脚3、2、1分别为U1A的正输入端、负输入端、输出端。LM358的引脚5、6、7分别U1B的正输入端、负输入端、输出端。运算放大器U1A的正输入端输入室内温度信号，U1B的正输入端输入室外的温度信号。两组运算放大器的负输入端连接在一起作为温度设定的输入端。当运算放大器U1A的正输入端大于运算放大器U1B的正输入端的电位时，二者同时又大于U1A、U1B的负输入端电位时，继电器J1吸合。U1A和U1B负输入端的电压可通过电位器WDXD调整，配合SNCG从而改变继电器J1在某种温度的吸合点。

在运算放大器U1B的正输入端大于U1B的负输入端，U1B的输出端输出高电平使Q2导通，从而使U1A的输出通过电阻R5被旁路。

电源部分：交流电压从IN端输入，通过变压器B降到所需的低压交流电，再经过二极管D6、D7、D8、D9整流而成为直流电压，最后由三端稳压块U3稳压并送到后面的电路，U3可以采用7805型号的集成电路块。

温度采样部分：由温度传感器SWCG、SNCG，电阻R1、R2、R3、R4，电位器WWT、NWT，和电容C1、C4、C5组成，温度传感器SWCG、SNCG，可以采用RT-TABLE型号传感器，温度传感器SWCG安装在室内，温度传感器SNCG安装在室外，室内的温度信号从温度传感器SWCG和电位器WWT之间取出，由于SWCG是由负温度系数的热敏电阻制成，当温度升高时，SWCG的电阻值变小，而WWT和R3的阻值相对不变化，根据串联电路原理，因此SWCG和WWT之间对电源负极电压会升高，相反，如果温度降低，则SWCG的电阻值会增大，SWCG和WWT之间对电源负极的电压会降低，从而完成了温度/电压的转换。室外的温度采样是由SNCG、NWT、R2串联组成，室外的温度信号从SNCG和NWT之间取出，传感器SNCG的性能与SWCG的性能完全相同，温度/电压转换方式同上面所描述的完全一样。其中，WWT和NWT是用于修正传感器SWCG和SNCG的差值，电容器C1、C4、C5是用于稳定传感器的工作点，避免受到干扰。

温度限定部分：由电位器WDXD和电阻R4、R1串联组成，然后与电源并联，信号从R1与R4之间取出，通过电位器WDXD的旋转，可使R4和R1之间对电源的电压发生变化。

比较放大电路部分：比较电路是由U1A和U1B组成，U1A的正输入端输入一路由传感器SWCG所产生的温度/电压信号；U1B的正输入端输入另一路由传感器SNCG所产生的温度/电压信号，U1A和U1B的负输入端连接在一起输入由电位器WDXD所设定的电压信号，比较电路是这样工作的，当U1A、U1B的负输入端电压一定时，U1A的正输入端电压大于负输入端电压时，U1A的输出端输出高电平，当U1A的正输入端输入电压小于负输入端的电压时，U1A的输出端输出低电平；同理，当U1B的正输入端的输入电压大于负输入端的电压时，U1B的输出端输出高电平，当U1B的正输入端输入的电压小于负输入端的电压时，U1B的输出端输出低电平。

执行开关部分：由继电器J1、二极管D1、D2、三极管Q1、Q2组成，它的控制过程是这样的，当SWCG检测到的温度比SNCG检测的温度高而且大于WDXD所设定的温度时U1A输出的高电平通过输出限流电阻R5和二极管D2加到Q1的基极，从而使Q1得到正偏电压饱和导通，由于继电器J1线圈的一端与整流的输出的正端相连，另一端与Q2的集电极相连，Q2饱和导通后，则继电器J1得到电压而吸合，通过继电器J1的常开(常闭)触点来控制空调，排风扇或其他设备的运行和停止。例如，可将继电器J1的常开触点串接在空调或排风扇的供电回路上，便可控制这些设备的启动和停止，当SNCG检测到的温度大于SWCG所检测到的温度同时又高于WDXD所设定的温度时U1B的输出端输出的高电平通过输出限流电阻R6加到Q2的基极，从而使Q2得到正偏电压而饱和导通，由于Q2的集电极与U1A的输出限流电阻R5相连，Q2的饱和导通使U1A的输出被旁路，所以，这个时候无论SWCG所检测到的温度高低都不会使继电器J1吸合。

请参照图2，本实用新型的另一实施例为：它还具有脉宽调制电路、以对设备进行循环时间控制，是由型号为555的时基集成电路U2、电阻R7、R10、二极管D4、D5、电位器ZKB和电容E1构成的脉冲宽度调制器。它是这样工作的：首先电源电压通过R7和D4、电位器ZKB向电容器E1充电，当E1上的电压达到电源电压的2/3时U2的引脚7对电源的负极导通，于是，E1上的电压通过电位器ZKB、二极管D5和电阻R10、U2的引脚7对地放电，当E1上的电压降低到电源电压的1/3时，U2的引脚7对电源负极截止，放电中断，充电的过程有开始，当E1上的电压再次上升到电源电压的2/3时，U2的引脚7又开始导通，放电过程又开始，整个过程只要不断电就会一直循环下去。电位器ZKB可以调节充电和放电的速度，当电位器滑向左边时，左边电阻变小，右边电阻变大，充电时间变短而放电时间变长，在电位器ZKB滑向右边时，右边电阻变小，左边电阻变大，充电时间变长而放电时间变短，由于电位器ZKB的总电阻不会变化，因而，只是E1充电和放电的时间比例发生变化，充电放电时间总和不改变。例如：充电5分钟放电30分钟或充电10分钟放电25分钟。在E1充电时，U2的输出端引脚3输出高电平，在E1放电时，U2的输出端引脚3输出低电平。这里的D4、D5的引入是为了提高循环周期的时间精度和拓宽时间可调比例的范围。脉宽调制电路对开关执行电路的控制过程是这样的，时间循环的输出信号由U2的引脚3输出通过限流电阻R9加到Q1的基极，U2的输出端引脚3输出高电平时，继电器J1就吸合，输出低电平时继电器J1就释放。

请参照图2，本装置还可装有电路选通开关GNXZ，GNXZ可以是机械开关，也可以是电子开关或遥控开关，当开关GNXZ置于选通端2时，三端稳压块U3的引脚3输出的正电压加在三极管Q1的基极，Q1导通使继电器J1的线圈得电，继电器J1的触点动作处于常开或常闭状态，当开关GNXZ置于选通端3时，本装置不工作，当开关GNXZ置于选通端4时温度比较控制电路不工作，脉宽调制电路工作。当开关GNXZ置于选通端5时，温度比较控制电路工作，脉宽调制电路不工作，当开关GNXZ置于选通端6时，温度比较控制电路和脉宽调制电路同时工作。

Claims (4)

1.一种利于节能的空调、排风扇控制装置，具有电源电路、开关执行电路，其特征在于：该装置上设置有温度比较控制电路，该温度比较控制电路具有两组运算放大器(U1A)、(U1B)，温度的检测、比较、设定由该两组运算放大器和连接于其正、负输入端的温度传感器(SWCG)、(SNCG)、电位器(WDXD)共同完成，该温度比较控制电路的结构为：电位器(WDXD)一端接正电位，另一端串联电阻(R4)、(R1)后接地电位；温度传感器(SWCG)一端接正电位，另一端串联电位器(WWT)、电阻(R3)后接地电位；温度传感器(SNCG)一端接正电位，另一端串联电位器(NWT)、电阻(R2)后接地电位；运算放大器(U1A)的正输入端跨接在温度传感器(SWCG)和电位器(WWT)之间，运算放大器(U1B)的正输入端跨接在温度传感器(SNCG)和电位器(NWT)之间，运算放大器(U1A)、(U1B)的负输入端都跨接在电位器(WDXD)与电阻(R1)之间；

开关执行电路由继电器(J1)、三极管(Q1)、(Q2)构成，继电器(J1)的线圈一端接电源电路的正输出端，(J1)的线圈的另一端接三极管(Q1)的集电极，三极管(Q1)的发射极接地电位，运算放大器(U1A)的输出端经电阻(R5)，二极管(D2)与三极管(Q1)的基极连接；运算放大器(U1B)的输出端经电阻(R6)与三极管(Q2)的基极连接，(Q2)的发射极接地电位，(Q2)的集电极跨接在电阻(R5)和二极管(D2)之间。

2.根据权利要求1所述的利于节能的空调、排风扇控制装置，其特征在于：所述电源电路由变压器(B)、二极管(D6)、(D7)、(D8)、(D9)构成，二极管(D6)、(D7)、(D8)、(D9)连接成桥式整流电路，变压器(B)的初级绕组接外电源，变压器(B)的次级绕组接该桥式整流电路的输入端，该桥式整流电路的正输出端接三端稳压块(U3)的引脚1，三端稳压块(U3)输出端引脚3与温度比较控制电路的正电位连接。

3.根据权利要求1所述的利于节能的空调、排风扇控制装置，其特征在于：该装置上还设置有脉宽调制电路，该脉宽调制电路由时基电路(U2)和外围阻容元件构成，通过与(U2)相连接的电位器(ZKB)的调整，使脉宽调制电路输出高、低电平的时间比例改变，该脉宽调制电路的结构为：(U2)的电源正端引脚8和复位端引脚4都接正电位，(U2)的放电端引脚7经电阻(R7)接正电位，(U2)的放电端引脚7还经过电阻(R10)、二极管(D5)、电位器(ZKB)、二极管(D4)、电阻(R7)接正电位，电位器(ZKB)的滑动端经电容(E1)接地电位，(U2)的触发端引脚2和阀值端引脚6都跨接在电位器(ZKB)与电容(E1)之间；(U2)的输出端引脚3与开关执行电路中的三极管(Q1)的基极连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的利于节能的空调、排风扇控制装置，其特征在于：该装置还具有电路选通开关(GNXZ)，该开关(GNXZ)的固定端(1)与三端稳压块(U3)的引脚3连接；该开关(GNXZ)的一个选通端(5)与温度比较控制电路的正电位连接；该开关(GNXZ)的另一个选通端(4)与脉宽调制电路的正电位连接；该开关(GNXZ)的另一个选通端(2)经二极管(D3)、电阻(R8)与三极管(Q1)的基极连接，该开关(GNXZ)的另一个选通端(3)悬空，该开关(GNXZ)的再一个选通端(6)一路经二极管(D10)与脉宽调制电路的正电位连接，另一路经二极管(D11)与温度比较控制电路的正电位连接。

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