集中供暖系统
集中供暖系统的设计与实现
李迎春
(西安通信学院通信电子技术,陕西省西安市710106)
【摘 要】 介绍了集中供暖系统的设计与实现过程,该系统具有节约能源、减少环境污染、改善人民生活质量、便于用户调节控制热能等方面的优点。详细分析了系统各组成部分(控制器、温控电路、声控电路、热控电路、关气预报电路等)的工作原理及电路的设计思路,并给出主要参数的计算。
关键词:集中供暖,功率开关,节能控制,热控电路
中图分类号:TP273.5
0 引 言
随着人们对热能需求量的增加,集中供暖的优越性越发突现出来。随之而来的一个问题是,由于传统的福利型集中供暖管理存在某些弊端,造成的能源浪费逐渐增加,导致供暖系统热效率低。其主要原因是:缺少有效的调节设备,导致热能浪费;热网不平衡使网内近端用户室内温度过高,而远端用户室内温度达不到标准。如何适应用户需求,使设计更科学、合理,在全国仍在探讨之中。鉴于此种情况,针对集中供暖系统的监测和控制问题,力图解决调温、用量调解、定时延时自动关闭、选时段供暖、声光报警等问题,使用户应用一些集中供暖系统监测与控制的调节设备,以便于用户进行有效的节能。
2 单元电路设计
2.1 数据采集电路
数据采集包括室内温度采集、声音采集和热传感电路。温度采集电路的组成如图2所示。R11是负温度系数的热敏电阻,在温度较低时,运放输出高电平,控制功率开关集成电路。C11的作用是电源滤波。
图2 室温采集电路
1 系统组成
集中供暖系统主要由控制器、关气预报电路、电磁
阀门、温控电路、声控电路、热控电路、延时电路和电源电路等组成。其电路框图如图1所示。
声音采集电路如图3所示。当有声音时,由微音
器M接收后,经运放电路放大,再经过二极管整流滤波后,输出高电平到控制电路。
图3 声音采集电路
图1 集中供暖系统总体框图
该系统具有如下功能:
a)来暖气时,阀门自动打开,室内开始预热。b)无人或有人离开时,阀门延时0.5h后自动关闭。
c)有人时,室内自动恒温控制,且室温可调。
热传感电路的原理与室温采集电路相同,不同的是热敏电阻阀门之前,当热水到来时,输出一个正脉冲到控制电路MC14060引脚12。2.2 延时与控制电路
延时电路由MC14060完成。MC14060是带振荡器的14级二进制串行计数器,其功能真值表见表1。
表1 MC14060功能真值表
收稿日期:2005202216
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它的引脚9、10、11外接R31、C31,可构成振荡器,其振荡周期T为:
T=2.2R31C31
MC14060引脚1、2、7为高电平时才产生振荡。在经
过2T/2+2T/2≈22.5min后,引脚1、2方能同时为正,D33、D34截止,振荡受控于引脚7。引脚7高电
4
平时振荡,低电平时停振,其间歇周期为:2T≈3.5s。这样就会在关气前大约7min发出关气报警。
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MC14060在开机时输出端引脚3为低电平,经过14
2T/2后跳变为高电平,产生控制作用。D31起锁定作用,当引脚3输出高电平时导通,振荡器停振,保持引脚3高电平不变。引脚12起清零作用,每当该引脚正跳一次,电路重新开始计数。控制器由集成功率开关器件TWH8751等构成,它控制电磁阀的开与关。控制、选通与输出的逻辑关系如表2所示。选通具有优先处理功能,当选通引脚为高电平时,无论控制为何种状态,输出为关。只有当选通引脚为低电平时,控制方能起作用。
表2 TWH8751的功能表
选通端1
00
控制端ⅹ
01
输出端关关开
图4 延时与控制电路
3 结束语
集中供暖系统的监测与控制设计是根据目前集中
供暖存在的多方面问题而提出的,它将更好地满足用户的需求,使集中供暖的设计更科学、合理,使用有效的集中供暖调节设备,并能在节约和充分利用能源、保护环境方面起到良好的作用。由于采用全硬件电路设计,使设备的可靠性很高。
参 考 文 献
[1]钱 聪,等.电子线路分析与设计.西安:陕西人民出版
延时与控制电路如图4所示。其工作原理如下:
当来暖气时,首先是热传感电路翻转,在MC14060引脚12产生一个正脉冲,使延时电路清零并开始计数,MC14060引脚3输出低电压。TWH8751的选通引脚为低电平,故输出由①端控制。由于室内温度低,室温采集电路输出高电平,使电磁阀打开。当R31=
Ω,C31=0.1μF时,T=2.2R31C31=0.22s,则计数2M
结束的时间为2T/2=30min。如果室内无人,经0.5h后,MC14060引脚3输出高电平并通过D31自锁。如果在0.5h内一直未发出声音,在关气前某一时刻发出声、光告警。告警电路是多谐振荡器,只有在
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社,2002
[2]何希才.传感器及其应用.北京:国防工业出版社,2001[3]MC14060Databook.http://onsemi.com
DesignandImplementationofaCentralizedHeatingSystem
LiYingchun
(Xi’anCommunicationsCollegeElectronicTechnology,Xi’an710106,China)
【Abstract】 Thispaperintroducesthedesignandimplementationprocedureofacentralizedheating
system.Thesystemisprovidedwithenergysavingdevices,thusresultinginreducingenvironmentpollution,improvinglivingquality,andiseasytoadjustandcontroltheheatenergyetc.Thecomponents’operationprincipleanddesignmethodofsystem———controlcircuit,thermalcontrolcircuit,acousticcontrolcircuit,thermalcontrolcircuit,gasswitching2offannounciatorareanalyzedindetail.Theimportantparametersarecalculated.
Keywords:centralizedheating,powerswitch,energysavingcontrol,thermalcontrolcircuit
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