—种用于电采暖温度混合控制的系统
技术领域
[0001] 本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种用于电采暖温度混合控制的系统。背景技术
[0002]目前，所用的温度控制器都采用模拟温度传感器作为现场温度采集，模拟温度传感器精度比较低，长时间使用时老化比较快，标定比较麻烦，这样在使用时无法对温度进行精确控制。在输出负载方面大多数温度控制器都无法加载比较大的功率，无法做到大功率的安全输出。针对电采暖环境的温度控制，普通温度控制器都是单一的温度控制，不能对清洁能源电能做到很好的节能控制。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种用于电采暖温度混合控制的系统，旨在解决在现有电采暖环境的温度控制领域中，采用模拟温度传感器现场采集温度时，精度比较低，长时间使用时老化比较快，标定比较繁琐，温度控制器都无法加载比较大的功率，无法做到大功率的安全输出，同时温度控制器一半是单一的温度控制，不能对清洁能源电能做到很好的节能控制的问题。
[0004] 本发明是这样实现的，一种用于电采暖温度混合控制的系统，该系统包括：
[0005] 用于采集电采暖环境中的温度信号，并对所采集的温度信号进行输出的温度采集模块；
[0006] 与所述温度采集模块，用于接收所述温度采集模块输出的温度信号，当检测到电采暖环境中的温度值超过所设定的上下限温度阈值后，输出报警信号，并根据电采暖环境中的温度输出相应的温度控制信号的智能温度控制器；
[0007] 与所述智能温度控制器相连接，用于接收所述智能温度控制器输出的温度控制信号，对电采暖环境中的温度进行调节的温度调节模块；
[0008] 与所述智能温度控制器相连接，用于接收所述智能温度控制器输出的报警信号，并进行报警的报警模块。
[0009] 进一步，该系统还包括：
[0010] 与所述智能温度控制器相连接，用于接收所述智能温度控制器输出的温度信号，并对电采暖环境中的温度进行实时显示的温度显示模块。
[0011] 进一步，所述智能温度控制器通过以MODBUS通讯协议与所述温度采集模块、报警模块及温度显示模块进行通讯。
[0012] 进一步，所述智能温度控制器设置有零线N端口、火线L端口、7A电流输出端口、30A电流输出端口、外置传感器端口、通信端口 ；
[0013] 220V交流电源通过漏电保护器与所述智能温度控制器的零线N端口、火线L端口相连接；
[0014] 所述温度采集模块采用数字温度传感器，所述数字温度传感器与所述智能温度控制器的外置传感器端口相连接；
[0015] 所述温度调节模块中设置有火坑发热电缆及地面发热电缆，所述火坑发热电缆与所述智能温度控制器的零线N端口及7A电流输出端口相连接，所述地面发热电缆与所述智能温度控制器的零线N端口及30A电流输出端口相连接。
[0016] 进一步，所述智能温度控制器的具体实现电路连接是：LCP1114开发板AS的6脚及29脚接3. 3V电源，33引脚接地，4脚、5脚外接晶振电路。
[0017] 进一步，所述温度调节模块的具体实现电路连接是：芯片Ul的I引脚一部分接电容C6，一部分经电阻R4接二极管D2，一部分并联发光二极管Dl和三极管Ql接回4引脚；芯片Ul的6引脚接电阻R5的一端，R5的另一端将电容C7与电阻R3并接再串接入引脚4 ；芯片Ul的5引脚经电阻R6接入二极管D2de另一端。
[0018] 进一步，所述温度采集模块的具体实现电路连接是：三极管Q29的基极B部分接电阻R27的一端，电阻R27另一端接LCP1114的I引脚P2.0 口，发射极E直接接地；三极管A30的发射极E直接接地，基极B部分与A29的集电极C相连接经电阻R29后接5V电源，集电极C经电阻R28接入A22的3引脚；按同样的接法接入三极管A31与A32，三极管A31的基极B部分接电阻R30的一端，电阻R30另一端接LCPl114的32引脚。
[0019] 进一步，所述报警模块的具体实现电路连接是：三极管A33的基极B部分经电阻A26接入LCP1114的7引脚，发射极E直接接地，集电极C经电阻A25串接发光二极管U24接5V电源；三极管A34的基极B部分经电阻R33接入LCPl114的24引脚，发射极E直接接地，集电极C串接蜂鸣器接5V电源。
[0020] 本发明提供的用于电采暖温度混合控制的系统，温度采集模块采集电采暖环境中的温度信号，当智能温度控制器检测到电采暖环境中的温度值超过所设定的上下限温度阈值后，输出报警信号，并根据电采暖环境中的温度输出相应的温度控制信号，温度调节模块根据接收到的温度控制信号，对电采暖环境中的温度进行自动调节，报警模块根据接收到的报警信号进行报警提示，数字温度传感器现场采集温度的精度高，使用寿命长，标定简单易行，智能温度控制器可加载比较大的负荷功率，做到了大功率的安全输出，实现了对清洁能源电能的节能控制，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
附图说明
[0021] 图1是本发明实施例提供的用于电采暖温度混合控制的系统的结构框图；
[0022] 图2是本发明实施例提供的用于电采暖温度混合控制的系统的结构连接示意图；
[0023] 图3是本发明实施例提供的用于电采暖温度混合控制的系统的电路连接图；
[0024] 图4是本发明实施例提供的电采暖温度混合控制的系统的实际运行曲线图；
[0025]图5是本发明实施例提供的电采暖温度混合控制的系统在农村实际使用的状态曲线图。
[0026] 图中：11、温度采集模块；111、数字温度传感器；12、智能温度控制器；121、零线N端口 ；122、火线L端口 ；123、7A电流输出端口 ；124、30A电流输出端口 ；125、外置传感器端口 ；126、通信端口 ；13、温度调节模块；131、火坑发热电缆；132、地面发热电缆；14、报警模块；15、温度显示模块；16、220V交流电源；17、漏电保护器。具体实施方式
[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028] 图1示出了本发明实施例提供的用于电采暖温度混合控制的系统的结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0029] 该系统包括：
[0030]用于采集电采暖环境中的温度信号，并对所采集的温度信号进行输出的温度采集丰旲块11 ;
[0031] 与温度采集模块11，用于接收温度采集模块11输出的温度信号，当检测到电采暖环境中的温度值超过所设定的上下限温度阈值后，输出报警信号，并根据电采暖环境中的温度输出相应的温度控制信号的智能温度控制器12 ；
[0032] 与智能温度控制器12相连接，用于接收智能温度控制器12输出的温度控制信号，对电采暖环境中的温度进行调节的温度调节模块13 ；
[0033] 与智能温度控制器12相连接，用于接收智能温度控制器12输出的报警信号，并进行报警的报警模块14。
[0034] 在本发明实施例中，该系统还包括：
[0035] 与智能温度控制器12相连接，用于接收智能温度控制器12输出的温度信号，并对电采暖环境中的温度进行实时显示的温度显示模块15。
[0036] 在本发明实施例中，智能温度控制器12通过以MODBUS通讯协议与温度采集模块
11、报警模块14及温度显示模块15进行通讯。
[0037] 如图2所示，在本发明实施例中，智能温度控制器12设置有零线N端口 121、火线L端口 122、7A电流输出端口 123、30A电流输出端口 124、外置传感器端口 125、通信端口 126 ；
[0038] 220V交流电源16通过漏电保护器17与智能温度控制器12的零线N端口 121、火线L端口 122相连接；
[0039] 温度采集模块11采用数字温度传感器111，数字温度传感器111与智能温度控制器12的外置传感器端口 125相连接；
[0040] 温度调节模块13中设置有火坑发热电缆131及地面发热电缆132，火坑发热电缆131与智能温度控制器12的零线N端口 121及7A电流输出端口 123相连接，地面发热电缆132与智能温度控制器12的零线N端口 121及30A电流输出端口 124相连接。
[0041] 如图3所示，在本发明实施例中，智能温度控制器12的具体实现电路连接是：LCPl114开发板AS的6脚及29脚接3. 3V电源，33引脚接地，4脚、5脚外接晶振电路。
[0042] 在本发明实施例中，温度调节模块13的具体实现电路连接是：芯片Ul的I引脚一部分接电容C6，一部分经电阻R4接二极管D2，一部分并联发光二极管Dl和三极管Ql接回4引脚；芯片Ul的6引脚接电阻R5的一端，R5的另一端将电容C7与电阻R3并接再串接入引脚4 ;芯片Ul的5引脚经电阻R6接入二极管D2de另一端。
[0043] 在本发明实施例中，温度采集模块11的具体实现电路连接是：三极管Q29的基极B部分接电阻R27的一端，电阻R27另一端接LCPl114的I引脚P2.0 口，发射极E直接接地；三极管A30的发射极E直接接地，基极B部分与A29的集电极C相连接经电阻R29后接5V电源，集电极C经电阻R28接入A22的3引脚；按同样的接法接入三极管A31与A32，三极管A31的基极B部分接电阻R30的一端，电阻R30另一端接LCP1114的32引脚。
[0044] 在本发明实施例中，报警模块14的具体实现电路连接是:三极管A33的基极B部分经电阻A26接入LCPl114的7引脚，发射极E直接接地，集电极C经电阻A25串接发光二极管U24接5V电源；三极管A34的基极B部分经电阻R33接入LCP1114的24引脚，发射极E直接接地，集电极C串接蜂鸣器接5V电源。
[0045] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0046] 该系统主要分为智能温度控制器12、温度采集模块11、温度调节模块13和报警模块14、温度显示模块15四个部分，智能温度控制器12通过以MODBUS通讯协议与温度采集模块11、报警模块14及温度显示模块15进行通讯。
[0047] 智能温度控制器12用于接收信息、显示信息、快速处理接收的信息，并根据采集的温度及时作出相应的动作，以控制温度。
[0048] 温度采集模块11用于负责温度信息的接收、处理和发送。
[0049] 温度显示模块15用于显示采集到的温度。
[0050] 报警模块14检测所测量的温度是否超出所规定的上下限。
[0051] 智能温度控制器12的具体连接是:LCP1114开发板A8的6脚及29脚接3.3V电源，33引脚接地，4脚5脚外接晶振电路。
[0052] 温度调节模块13的具体连接是:芯片Ul的I引脚一部分接电容C6，一部分经电阻R4接二极管D2，一部分并联发光二极管Dl和三极管Ql接回4引脚；Ul的6引脚接电阻R5的一端，R5的另一端将电容C7与电阻R3并接再串接入引脚4 ; UI的5引脚经电阻R6接入二极管D2de另一端。
[0053] 温度采集模块11的具体连接是:三极管Q29的基极B部分接电阻R27的一端，电阻R27另一端接LCP1114的I引脚P2.0 口，发射极E直接接地；三极管A30的发射极E直接接地，基极B部分与A29的集电极C相连接经电阻R29后接5V电源，集电极C经电阻R28接入A22的3引脚；按同样的接法接入三极管A31与A32，三极管A31的基极B部分接电阻R30的一端，电阻R30另一端接LCPl114的32引脚。
[0054] 报警模块14的具体连接是:三极管A33的基极B部分经电阻A26接入LCPl 114的7引脚，发射极E直接接地，集电极C经电阻A25串接发光二极管U24接5V电源；三极管A34的基极B部分经电阻R33接入LCP1114的24引脚，发射极E直接接地，集电极C串接蜂鸣器接5V电源。
[0055] 智能温度控制器12根据用户设定的电暖炕温度采用大差控制方式，将电暖炕的加热温差放大到4度，更加有效的节能，并将人们的睡觉层控制在恒温状态下，实际运行的曲线如图4所示。
[0056] 电暖炕控制温度与人体感知舒适度对应表:
[0057]
年龄 Γ¥ ΓΊ1
o-1 Trc Trc Tvc Trc
[0058] 电采暖温度混合控制的系统在农村实际使用的状态曲线如图5所示。
[0059] 实际使用过程中外部环境参数，室外环境温度为-3V〜2°C，电暖炕功率为850W，地面功率为1500W，整个房间面积为18.3平方米。
[0060] 在室外环境温度为-3V〜2°C下，室内温度控制从早7点到晚上7点，控制温度在
11.5°C〜13°c，实际加热时间为4小时30分钟。电暖炕工作时间为晚上7点到第二天早7点，加热总共工作时间为3小时40分钟。一天地面耗电量为:6.75度，电暖炕耗电量为:
3.12度，一天一个房间总计用电量为:9.87度。室内的温度可以根据用户的现实要求控制高一些，这时相应的费用会有所增加。
[0061] 人对温度的微小变化是不太敏感的，一般房间温度变化3°C时人体不会感觉到，在该电采暖温度混合控制的系统中，地面的储热体作为一个热源慢慢散出热量，智能温度控制器12改变传统的1°C温差的温度控制模式，将温差放大到1.5°C，这样有效的将地面中存储的热量释放到空间中，整个北京电地暖公司的加热间隔时间会比较长一些，发热电缆的热效率比较高，热能传导到水泥储热体中也很快，这样对系统加热时间也比较短，有效的达到节约电能的目的。
[0062] 本发明实施例提供的用于电采暖温度混合控制的系统，温度采集模块11采集电采暖环境中的温度信号，当智能温度控制器12检测到电采暖环境中的温度值超过所设定的上下限温度阈值后，输出报警信号，并根据电采暖环境中的温度输出相应的温度控制信号，温度调节模块13根据接收到的温度控制信号，对电采暖环境中的温度进行自动调节，报警模块14根据接收到的报警信号进行报警提示，数字温度传感器111现场采集温度的精度高，使用寿命长，标定简单易行，智能温度控制器12可加载比较大的负荷功率，做到了大功率的安全输出，实现了对清洁能源电能的节能控制，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
[0063] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
