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摘 要：每逢进入冬季，我国北方大部分城镇均采用统一的供热管道进行供暖，其中大部分居民小区及企事业单位仍采用水暖。在此过程中，消耗了大量的不可再生能源，由于不同居民或单位对室温需求不同，但用户不能自行控制供暖温度，所以在温度过高情况下，只能通過开窗等方式降低室温，造成不必要的浪费。目前，市面上对于水暖供暖的控制仅停留在机械化和半智能化的水平，没有达到智能化。本装置的研究立足于实现供暖控制的智能化，用户可根据需要自行调整室温，终端设备将根据采集信息自动进行处理，从而既方便了用户又节省了资源。
关键词：自动控制节能电磁阀红外 不可再生能源 设备
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0001-02
目前，关于可调温式暖气管的研究还比较少见，主要有三种—— 分别是通过刷卡、红外遥控或红外监测装置控制供暖阀门开关。其中，第一种是通过刷卡来控制暖气的开和关—— 刷卡便打开暖气阀门，不刷卡便关闭暖气阀门；第二种是通过类似于电视遥控器的红外遥控装置控制暖气设备的开和关；第三种是通过红外检测装置在室内一定范围内检测是否有人活动，如果有，则打开供暖阀门，否则关闭。上述前两种装置并不能根据用户的需要和实际的室温，实现供热管道内温度的调控，也达不到节能减排的目的，第三种装置在一定程度上实现了减少供热系统能量浪费的目的，但是并不能调节室内供热管道内的水温。整体来看，以上三种供暖控制方式均没有实现智能调温的功能，也没有真正达到人机互动。
本文所设计装置立足实现由用户根据自身喜好和实际需要，在供热系统允许的温度范围内，通过红外遥控设定温度，系统根据所设置的温度，自动调节装置中阀门的开与闭，以使得室温稳定在所设定的温度附近—— 不仅能够满足用户自身的需求，也可以在不引起居民生活不适的前提下尽可能的避免能源的浪费。
1 技术方案
1.1 可控温暖气管装置模块组成及各自作用
系统由三大模块组成（如图1所示），分别为电源模块、mcu模块、电磁阀及其驱动电路模块。电源模块包括5 V稳压模块、24 V直流电源模块。其中24 V直流电源模块直接由24 V低压电源提供，并向两个电磁阀供电；5 V稳压模块由24 V直流电源接入LM2940稳压电路实现，并向单片机最小系统供电。mcu模块组成设备有：ats89c52单片机最小系、DS18B20数字温度传感器、12864液晶显示器、红外控制设备。其中ds18b20为一款精度高、功能强大的数字温度传感器，在本系统中其主要作用为实时采集室内温度t1，并将数据传送至单片机系统进行处理；红外控制设备接收用户设定的温度值t2，并将接收数据传送至单片机；ats89c51单片机最小系统主要包括时钟电路和复位电路，在本系统中的主要作用为接收并处理温度信息，通过对比t1与t2的值，根据预先设定的程序流程产生相应动作，从而控制电磁阀的开启与关；12864液晶显示器为一款带有汉字字库的液晶显示器，主要用来显示室内温度信息，实现人机交流。电磁阀及其驱动电路模块由两个常开型电磁阀及其驱动电路组成，用于响应相应指令，控制暖气片中水流的通断。
1.2 设备工作流程
用户根据12864液晶显示屏所示室内温度信息及自身感觉冷暖情况，通过红外遥控器设定所需室温，单片机接收到温度信息后与数字温度传感器传输的温度信息进行对比，并进行相应的处理，输出相应指令控制电磁阀的通断。单片机程序流程图如图2所示。
1.3 用户操作使用方法
利用温度传感器实时测取室内温度，人们通过液晶显示屏实时看到室内温度，若室内温度不合适，可使用红外遥控设置自己偏好的室温。红外线接收器先接收遥控发出的红外信号，红外信号接着被传送到单片机控制模块，经过单片机的处理之后，将决定暖气片的进水端电磁阀与出水端电磁阀的开与闭。室内温度高于所设置的温度时，进、出水端电磁阀均自行关闭，暖气管中的水将通过三通接头改变流动方向，绕过暖气片流动。待到室内温度低于设定温度一定值时进、出水端电磁阀再一同打开，从而实现了暖气管实时控温的智能化。
2 实用性论述
经查阅相关资料[5]，对于一间长4 m，宽4 m，高3 m的卧室，其通过长200 cm，高150 cm的窗户和宽80 cm，高230 cm的门以及墙面向外散热功率为1850 W。假设暖气片散热功率为2000 w，室温维持在25 ℃，可知此时室内空气密度为1.1691 kg/m3，空气比热容为Cv=0.71125 kJ/（kggk）。将高温水对电磁阀氧化等因素考虑在内，经计算得：电磁阀在无故障情况下可连续使用2～3年。根据实际，每年暖气使用时间一般为4个月，因此得电磁阀使用年限为4～5年。
经分析得：电磁阀在一定程度上在此具有实用性。其可以在使用期间节省大量不必要的能源，而购买这部分能源的费用远超电磁阀本身。
3 结语
通过对本装置仿真实验，其可以达到预期的效果，温度控制精度为1 ℃。与其他相关装置相比，在满足用户需求的同时，还能节省能源，提高能源的利用效率，具有一定实用性。
参考文献
[1] 苏岭，柳泉冰，汪映，等.脉宽调制保持电磁阀驱动参数的研究[J].西安交通大学学报，2005（7）.
[2] 杨丙聪，许忠仁，刘晓峰.基于AT89S52单片机的智能温度控制器的设计[J].测控技术，2007（10）.
[3] 杨万超.51单片机温度控制系统设计[J].黑龙江科技信息，2009（29）.
[4] 李广荣，郑萍.利用单片机改进电磁阀驱动[J].电子产品世界，2003（22）.
[5] 景江红，兰中秋.浅谈水暖暖气片的设计[J].山西建筑，2009，35（1）.
关键词：自动控制节能电磁阀红外 不可再生能源 设备
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0001-02
目前，关于可调温式暖气管的研究还比较少见，主要有三种—— 分别是通过刷卡、红外遥控或红外监测装置控制供暖阀门开关。其中，第一种是通过刷卡来控制暖气的开和关—— 刷卡便打开暖气阀门，不刷卡便关闭暖气阀门；第二种是通过类似于电视遥控器的红外遥控装置控制暖气设备的开和关；第三种是通过红外检测装置在室内一定范围内检测是否有人活动，如果有，则打开供暖阀门，否则关闭。上述前两种装置并不能根据用户的需要和实际的室温，实现供热管道内温度的调控，也达不到节能减排的目的，第三种装置在一定程度上实现了减少供热系统能量浪费的目的，但是并不能调节室内供热管道内的水温。整体来看，以上三种供暖控制方式均没有实现智能调温的功能，也没有真正达到人机互动。
本文所设计装置立足实现由用户根据自身喜好和实际需要，在供热系统允许的温度范围内，通过红外遥控设定温度，系统根据所设置的温度，自动调节装置中阀门的开与闭，以使得室温稳定在所设定的温度附近—— 不仅能够满足用户自身的需求，也可以在不引起居民生活不适的前提下尽可能的避免能源的浪费。
1 技术方案
1.1 可控温暖气管装置模块组成及各自作用
系统由三大模块组成（如图1所示），分别为电源模块、mcu模块、电磁阀及其驱动电路模块。电源模块包括5 V稳压模块、24 V直流电源模块。其中24 V直流电源模块直接由24 V低压电源提供，并向两个电磁阀供电；5 V稳压模块由24 V直流电源接入LM2940稳压电路实现，并向单片机最小系统供电。mcu模块组成设备有：ats89c52单片机最小系、DS18B20数字温度传感器、12864液晶显示器、红外控制设备。其中ds18b20为一款精度高、功能强大的数字温度传感器，在本系统中其主要作用为实时采集室内温度t1，并将数据传送至单片机系统进行处理；红外控制设备接收用户设定的温度值t2，并将接收数据传送至单片机；ats89c51单片机最小系统主要包括时钟电路和复位电路，在本系统中的主要作用为接收并处理温度信息，通过对比t1与t2的值，根据预先设定的程序流程产生相应动作，从而控制电磁阀的开启与关；12864液晶显示器为一款带有汉字字库的液晶显示器，主要用来显示室内温度信息，实现人机交流。电磁阀及其驱动电路模块由两个常开型电磁阀及其驱动电路组成，用于响应相应指令，控制暖气片中水流的通断。
1.2 设备工作流程
用户根据12864液晶显示屏所示室内温度信息及自身感觉冷暖情况，通过红外遥控器设定所需室温，单片机接收到温度信息后与数字温度传感器传输的温度信息进行对比，并进行相应的处理，输出相应指令控制电磁阀的通断。单片机程序流程图如图2所示。
1.3 用户操作使用方法
利用温度传感器实时测取室内温度，人们通过液晶显示屏实时看到室内温度，若室内温度不合适，可使用红外遥控设置自己偏好的室温。红外线接收器先接收遥控发出的红外信号，红外信号接着被传送到单片机控制模块，经过单片机的处理之后，将决定暖气片的进水端电磁阀与出水端电磁阀的开与闭。室内温度高于所设置的温度时，进、出水端电磁阀均自行关闭，暖气管中的水将通过三通接头改变流动方向，绕过暖气片流动。待到室内温度低于设定温度一定值时进、出水端电磁阀再一同打开，从而实现了暖气管实时控温的智能化。
2 实用性论述
经查阅相关资料[5]，对于一间长4 m，宽4 m，高3 m的卧室，其通过长200 cm，高150 cm的窗户和宽80 cm，高230 cm的门以及墙面向外散热功率为1850 W。假设暖气片散热功率为2000 w，室温维持在25 ℃，可知此时室内空气密度为1.1691 kg/m3，空气比热容为Cv=0.71125 kJ/（kggk）。将高温水对电磁阀氧化等因素考虑在内，经计算得：电磁阀在无故障情况下可连续使用2～3年。根据实际，每年暖气使用时间一般为4个月，因此得电磁阀使用年限为4～5年。
经分析得：电磁阀在一定程度上在此具有实用性。其可以在使用期间节省大量不必要的能源，而购买这部分能源的费用远超电磁阀本身。
3 结语
通过对本装置仿真实验，其可以达到预期的效果，温度控制精度为1 ℃。与其他相关装置相比，在满足用户需求的同时，还能节省能源，提高能源的利用效率，具有一定实用性。
参考文献
[1] 苏岭，柳泉冰，汪映，等.脉宽调制保持电磁阀驱动参数的研究[J].西安交通大学学报，2005（7）.
[2] 杨丙聪，许忠仁，刘晓峰.基于AT89S52单片机的智能温度控制器的设计[J].测控技术，2007（10）.
[3] 杨万超.51单片机温度控制系统设计[J].黑龙江科技信息，2009（29）.
[4] 李广荣，郑萍.利用单片机改进电磁阀驱动[J].电子产品世界，2003（22）.
[5] 景江红，兰中秋.浅谈水暖暖气片的设计[J].山西建筑，2009，35（1）.