1、引言
隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)居住環(huán)境、生活質(zhì)量的要求也在不斷地提高。中央空調(diào)在民用住宅、商用大廈、高檔寫字樓及多功能的綜合性大樓中也被廣泛采用。而采用按冷/熱量計(jì)費(fèi)的方式,無疑會(huì)為用戶提供一個(gè)公正、合理、科學(xué)的收費(fèi)依據(jù);另外還可以建立用戶的經(jīng)濟(jì)利益與使用能耗的直接聯(lián)系,從根本上增強(qiáng)用戶的節(jié)能意識(shí),最大幅度地減少能源的浪費(fèi)。本文就是基于這種計(jì)費(fèi)方式,對(duì)分戶能量計(jì)量表的結(jié)構(gòu)、功能及管理軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。
2、 中央空調(diào)控制系統(tǒng)原理
2.1能量計(jì)費(fèi)公式
Q=∫0tQmΔhdt
Q----釋放的冷/熱量,KJ
Qm----流經(jīng)能量表的液體質(zhì)量流量,Kg/s
Δh----熱交換器中入口溫度與出口溫度對(duì)應(yīng)的液體的比焓值差,KJ/Kg
t----時(shí)間,s
2.2控制系統(tǒng)
在中央空調(diào)控制系統(tǒng)中用到兩個(gè)溫度傳感器和一個(gè)流量傳感器。將溫度傳感器分別安裝在熱交換器回路的供水管和回水管上,將流量傳感器安裝在熱交換回路的入口或出口管道上,當(dāng)流量傳感器發(fā)出流量信號(hào)時(shí),配對(duì)溫度傳感器給出入口和出口的溫度信號(hào),能量計(jì)量表通過自動(dòng)連續(xù)采集流量和溫度信號(hào),經(jīng)過計(jì)算顯示出載冷液體從入口至出口所釋放的能量值。
3 能量計(jì)量表組成
3.1硬件結(jié)構(gòu)
3.1.1單片機(jī)
選用89S52芯片,它是一種低功耗、高性能CMOS 8 位微控制器,使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。為本系統(tǒng)提供了高靈活、超有效的解決方案。
3.1.2顯示電路
選用DM-162液晶顯示模塊,它是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器,這里采用常用的2行16個(gè)字的方式編程,可循環(huán)顯示當(dāng)前時(shí)間,室內(nèi)溫度,設(shè)定溫度,消耗能量,應(yīng)繳費(fèi)用,IC卡數(shù)據(jù)以及報(bào)警信息等。
3.1.3時(shí)鐘和信號(hào)采集電路
時(shí)鐘/日歷電路可計(jì)算2100年之前的秒/分/時(shí)/日/日期/星期/月/年,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地顯示時(shí)間,而且每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整;在掉電狀況下也能持續(xù)顯示。
信號(hào)采集電路先由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采集經(jīng)溫度傳感器和流量傳感器傳送的模擬信號(hào),再分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),采樣頻率默認(rèn)為5ms,也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。其中溫度傳感器采用Pt100鉑電阻作為感溫元件,測(cè)量供水和回水溫度,25℃時(shí)為1.6KΩ;流量傳感器采用機(jī)械式流量計(jì),測(cè)量回路的冷媒流量。通過信號(hào)采集電路所轉(zhuǎn)換的電平信號(hào),可為中央空調(diào)計(jì)費(fèi)提供原始依據(jù)。
3.1.4 計(jì)費(fèi)電路
溫度傳感器送來的溫度信號(hào)取差放大后,經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路變換成與被測(cè)溫差成比例的電脈沖頻率信號(hào)后傳送給單片機(jī)。單片機(jī)通過PID算法計(jì)算出用戶所消耗的能量,再經(jīng)過通信電路,接受上位機(jī)的查詢。
3.1.5 IC卡管理
IC卡在管理部門交費(fèi)管理,它由寫卡器和讀卡器組成。寫卡器由管理部門收費(fèi)寫卡,讀卡器由單片機(jī)識(shí)別,并存儲(chǔ)IC卡數(shù)據(jù);單片機(jī)可自動(dòng)根據(jù)所計(jì)算Q值,遞減存儲(chǔ)數(shù)據(jù);當(dāng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為0時(shí),單片機(jī)指示電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉,末端空調(diào)器停止工作,并顯示報(bào)警信號(hào)。
3.1.6看門狗電路
看門狗采用MAX813芯片,它不僅具有掉電保護(hù)作用,而且可在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛的情況下,使控制器能夠自動(dòng)恢復(fù)工作,從而得以可靠、安全地運(yùn)行。容-源-電-子-網(wǎng)-為你提供技術(shù)支持
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