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气候补偿器

阅读：512发布：2020-05-13

IPRDB可以提供气候补偿器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种气候补偿器，包括控制芯片、DC24V开关电源、DC-DC变换电路、触摸屏、RS232通信电路、RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路，所述DC-DC变换电路的输入端与DC24V开关电源的输出端连接，该DC-DC变换电路提供直流电源，所述触摸屏通过RS232通信电路与控制芯片连接，所述RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路均与控制芯片连接。实现调节热源输出与供暖用户负荷之间供需平衡的目的。，下面是气候补偿器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种气候补偿器，其特征在于，包括控制芯片、DC24V开关电源、DC-DC变换电路、触摸屏、RS232通信电路、RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路，所述DC-DC变换电路的输入端与DC24V开关电源的输出端连接，该DC-DC变换电路提供直流电源，所述触摸屏通过RS232通信电路与控制芯片连接，所述RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路均与控制芯片连接。

2.根据权利要求1所述的气候补偿器，其特征在于，所述RS485通信电路为4路，所述模拟量输入电路为4路，所述线性隔离模拟量输入电路为5路，所述PWM模拟量输出电路为

3路。

3.根据权利要求1或2所述的气候补偿器，其特征在于，所述DC-DC变化换电路包括

24V-5V变换电路和24V-3.3V变换电路。

4.根据权利要求1或2所述的气候补偿器，其特征在于，所述24V-5V变换电路包括TPS54331芯片，该TPS54331芯片的输入端VIN管脚上串联稳压二极管D2和可调电阻，所述稳压二极管D2的阴极与可调电阻连接，且该TPS54331芯片的输入端VIN管脚和地间串联稳压二极管D3，该稳压二极管D3的阴极与TPS54331芯片的VIN管脚连接，且稳压二极管D3的两端分别并联电容C5、电容C4以及电阻R2与电阻R4组成的串联电路，所述TPS54331芯片的输出端PH管脚与电感L1的一端串联，且在电感L1与PH管脚间的节点和地之间串联稳压二极管D1，该稳压二极管D1的阳极串联接地，电容C2和电容C3并联组成的电路与电感L1的另一端串联。

5.根据权利要求4所述的气候补偿器，其特征在于，所述模拟量输入电路包括HCNR201芯片，HCNR201芯片的输入端上连接运放器U4，该运放器U4的反相输入端与地间串联二极管电路D6，该二极管电路D6包括两个二极管，其中一个二极管的阴极和另一个二极管的阳极连接，且该运放器U4的反相输入端与地间还串联电容C20，且电容C21和电阻R15分别于电容C20并联。

说明书全文

气候补偿器

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种气候补偿器。

背景技术

[0002] 供热采暖，是维护东北地区冬季生产、生活各项活动正常运转的必备条件，关系广大居民的切身利益和社会稳定的大局。在现有工人体制难以为继、新旧供热体制转型刚刚起步之时，如何提高节能水平和采暖效率是各级政府和供热单位所普遍关心的重要问题。现有的传热方式是热力设备长期处于低负荷状态下运行，因为热力设备选型时，是根据最冷天气条件下的最大热负荷情况下选定的，热力设备不能随时调节自身的热输出，导致锅炉供热远大于实际需求，楼宇用户房间过热现象非常普遍，造成了巨大的能源浪费。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种气候补偿器，以实现调节热源输出与供暖用户负荷之间供需平衡的优点。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种气候补偿器，包括控制芯片、DC24V开关电源、DC-DC变换电路、触摸屏、RS232通信电路、RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路，所述DC-DC变换电路的输入端与DC24V开关电源的输出端连接，该DC-DC变换电路提供直流电源，所述触摸屏通过RS232通信电路与控制芯片连接，所述RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路均与控制芯片连接。

[0005] 优选的，所述RS485通信电路为4路，所述模拟量输入电路为4路，所述线性隔离模拟量输入电路为5路，所述PWM模拟量输出电路为3路。

[0006] 优选的，所述DC-DC变化换电路包括24V-5V变换电路和24V-3.3V变换电路。

[0007] 优选的，所述24V-5V变换电路包括TPS54331芯片，该TPS54331芯片的输入端VIN管脚上串联稳压二极管D2和可调电阻，所述稳压二极管D2的阴极与可调电阻连接，且该TPS54331芯片的输入端VIN管脚和地间串联稳压二极管D3，该稳压二极管D3的阴极与TPS54331芯片的VIN管脚连接，且稳压二极管D3的两端分别并联电容C5、电容C4以及电阻R2与电阻R4组成的串联电路，所述TPS54331芯片的输出端PH管脚与电感L1的一端串联，且在电感L1与PH管脚间的节点和地之间串联稳压二极管D1，该稳压二极管D1的阳极串联接地，电容C2和电容C3并联组成的电路与电感L1的另一端串联。

[0008] 优选的，所述模拟量输入电路包括HCNR201芯片，HCNR201芯片的输入端上连接运放器U4，该运放器U4的反相输入端与地间串联二极管电路D6，该二极管电路D6包括两个二极管，其中一个二极管的阴极和另一个二极管的阳极连接，且该运放器U4的反相输入端与地间还串联电容C20，且电容C21和电阻R15分别于电容C20并联。

[0009] 本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的技术方案，通过设计一种气候补偿器能准确、及时的对供水温度进行调节，将气候补偿器安装在锅炉房、换热站或化热机组上，能够使热源输出根据室外温度和供暖供回水温度的变化动态调节，实现按需求供热，避免发生用户室温过高的现象，造成能耗增加，最重要的是，能够根据用户需求设定不同时间段的室温，根据不同时段的曲线设定，自动调整供暖输出水平。以达到调节热源输出与供暖用户负荷之间供需平衡的目的。

[0010] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0011] 图1为本发明实施例所述的气候补偿器以及其使用的原理框图；图2为本发明实施例所述的气候补偿器组成的供热系统的构造示意图；
图3至图5为本发明实施例所述的气候补偿器的控制芯片的电子电路图；
图6至图9为本发明实施例所述的气候补偿器的DC-DC变换电路电子电路图；
图10至图13为本发明实施例所述的气候补偿器的模拟量输入电路电子电路图；
图14至图18为本发明实施例所述的气候补偿器的线性隔离模拟量输入电路电子电路图；
图19为本发明实施例所述的气候补偿器中JTAG编程下载电路的电子电路图；
图20为本发明实施例所述的气候补偿器中PDI电路的电子电路图；
图21为本发明实施例所述的气候补偿器中EEPROM电路的电子电路图；
图22为本发明实施例所述的气候补偿器中RTC实时时钟电路的电子电路图；
图23至图24为本发明实施例所述的气候补偿器中RS485通信电路的电子电路图；
图25为本发明实施例所述的气候补偿器中RS232通信电路的电子电路图；
图26至图29为本发明实施例所述的气候补偿器PWM模拟量输出电路的电子电路图。

具体实施方式

[0012] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0013] 如图1所示，一种气候补偿器，包括控制芯片、DC24V开关电源、DC-DC变换电路、触摸屏、RS232通信电路、RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路，DC-DC变换电路的输入端与DC24V开关电源的输出端连接，该DC-DC变换电路提供直流电源，触摸屏通过RS232通信电路与控制芯片连接，RS485通信电路、线性隔离模拟量输入电路、RTC实时时钟电路、模拟量输入电路和PWM模拟量输出电路均与控制芯片连接。

[0014] 优选的，RS485通信电路为4路，模拟量输入电路为4路，线性隔离模拟量输入电路为5路，PWM模拟量输出电路为3路。

[0015] 优选的，DC-DC变化换电路包括24V-5V变换电路和24V-3.3V变换电路。

[0016] 优选的，24V-5V变换电路包括TPS54331芯片，该TPS54331芯片的输入端VIN管脚上串联稳压二极管D2和可调电阻，稳压二极管D2的阴极与可调电阻连接，且该TPS54331芯片的输入端VIN管脚和地间串联稳压二极管D3，该稳压二极管D3的阴极与TPS54331芯片的VIN管脚连接，且稳压二极管D3的两端分别并联电容C5、电容C4以及电阻R2与电阻R4组成的串联电路，TPS54331芯片的输出端PH管脚与电感L1的一端串联，且在电感L1与PH管脚间的节点和地之间串联稳压二极管D1，该稳压二极管D1的阳极串联接地，电容C2和电容C3并联组成的电路与电感L1的另一端串联。

[0017] 优选的，模拟量输入电路包括HCNR201芯片，HCNR201芯片的输入端上连接运放器U4，该运放器U4的反相输入端与地间串联二极管电路D6，该二极管电路D6包括两个二极管，其中一个二极管的阴极和另一个二极管的阳极连接，且该运放器U4的反相输入端与地间还串联电容C20，且电容C21和电阻R15分别于电容C20并联。HCNR201芯片为高线性模拟光电耦合器。线性光耦隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。

[0018] 且RTC实时时钟电路采用RX8025芯片，RX8025芯片上分别连接电容C37、电容C34、二极管D11、二极管D13、电阻R43和电阻R44，且二极管D11的阴极与电容C34的一端连接，二极管D13的阴极与电容C37的一端连接，电阻R43和电阻R44分别于二极管D13的阳极连接。

[0019] 开关电源为整套控制单元供电。模拟量输入电路采集一次网和二次网供回水温度、室外温湿度、远程电动调节阀及循环泵反馈信号，PWM模拟量输出电路控制远程电动调节阀及循环泵信号输出，控制器通过RS485通信电路采集一次网和二次网压力数据并通过RS232通信电路传递给人机界面，以便于人机界面对楼宇供暖的整体数据显示及控制。

[0020] 其控制策略全部由控制器完成，人机界面能够显示实时数据、本地操作、参数设置、实时曲线、历史曲线和报表查询功能。

[0021] 气候补偿器的设计是将与天气有关的工艺过程自动化补偿相应调节量，达到节能或者提高产品质量的目的。

[0022] 如图2所示为利用本发明技术方案公开的气候补偿器建立的供热系统，在采用热计量的供热系统中，有效利用自由热，按照室内采暖的实际需求，对供热系统的供热量进行有效的调节，将有利于供热的节能。气候补偿器可以根据室外气候的温度变化，用户设定的不同时间段的室内温度要求，按照设定的曲线自动控制供水温度，实现供热系统供水温度—室外温度的自动气候补偿；另外还可以通过室内温度传感器，根据室温调节供水温度，实现室温补偿的同时，还具有限定最低回水温度的功能。

[0023] 当室外气候放生变化时，布置在建筑室外的温度传感器将室外温度信息传递给气候补偿器，气候补偿器根据其中固有的不同情况下的调节关系曲线，输出调节信号到三通阀，改变供回水混合比例，使其输出水温符合调节曲线。

[0024] 同时，在整个供热系统中，针对阀门开合大小而导致的管道压力的变化，提供压力时事变化曲线，便于整体管网压力平衡。

[0025] 综上所述，本发明的技术方案还具有以下特点，因一次网整体供热能力是不变的，而使用气候补偿仪的供热系统的供热能力是可变的，用可变量的热力系统为建筑物冬季采暖是科学的，即不管热负荷如何变化，房间温度是恒定的，这样，既达到节能减排目的，又提供舒适的采暖效果。

[0026] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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