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智能家用集中供暖节能控制器 李佳威 郑州大学建筑学院 摘要：智能家用集中供暖节能控制器利用自动控制技术，将节能措施与热计量功能融为一体，从 以人为本的角度提出了一种新的节能理念和方法，使集中供暖用户既可以通过控制器设定、调整 并与配套设备共同完成对室内温度的自动控制和远程控制，又可以随时了解室内温度、总的热消 耗量，达到了有效节约能源的目的。 关键词：集中供暖 节能 自动控制 一、问题的提出 集中供暖具有管理方便、热源效率高、环境污染小等许多优点。但也存在很多问题，最突出 的是节能与收费的问题。因为供暖是按面积收取的，不是按采暖量，再加上没有一种装置自动控 制供热管道、自动调节室内温度，人工开启、关闭阀门又过于麻烦，所以大多采取开窗通风的方 式来降低室内温度，使热能白白浪费掉了；还有，白天大多数家庭成员或是上班，或是上学，家 里没人，但暖气还照常开着，也浪费了很多能源。浪费热能，其实就是浪费了用于供暖的煤炭资 源。 我们萌发了研究、开发智能家用集中供暖节能控制器的想法，即利用自动控制原理调节暖气 的供热量，解决上班、家中无人及室温过高时暖气的热能浪费问题。这样不仅能为家庭节省取暖 费用，也能为国家节约很多煤炭资源。 二、智能家用集中供暖节能控制器的工作原理 1.结构与功能 智能家用集中供暖节能控制器主要由主控制器、数字式温度传感器、远传水表（流量传感器）、 电磁阀等组成，主控制器内部由MCU 控制芯片、显示器、存储器、按键及电源等部分组成，控制 器结构组成框图如图1 所示。 各部分结构组成与功能如下： ①主控制器部分： 主控制器由MCU 控制器、传感器接口、显示器、按键、数据存储器、配套电源等组成。温度 传感器接口承担与温度传感器18B20 的连接任务。显示器1602A 承担各种信息的显示任务。按键 电路承担各种控制状态的设定和各种数据的输入任务。数据存储器负责保存各种控制状态的设定 信息和各种数据，要求在断电状态下数 据不丢失，所以采用非易失性 EEPROM24C04。 ②热量表及其传感器部分 为了使用户能够及时掌握热量的使 用情况，我们设计了住户热量表计量功 能，传感器安装在每户家庭集中供暖管 道的进出口，包括流量传感器、供水管 道温度传感器、回水管道温度传感器， 通过测量流量及进、出温度，把数据送 入主控制器进行计算，得到所需要的各 种数据。 瞬时流量q1 : 0.0001 3 0.0001 3 3.6 3 m m m q1 ∆t ( S ) 1 ( h ) ∆t ( h ) ∆ × t 3600 Δt :时间，单位:S； 瞬时温度分为瞬时供水温度和瞬时回供水温度 t 1 q q dt ∫ 1 t 0 累计热量值计算公式如下： t 1 t 1 Q q ∆hdt ρq