基于分?jǐn)偹惴ǖ臒o線供熱計量裝置的設(shè)計與實現(xiàn)
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【摘要】：目前,建筑節(jié)能已經(jīng)被國家列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。在建筑能耗的構(gòu)成中,供熱系統(tǒng)能耗是非常重要的組成部分。良好的供熱計量模式將有助于建筑節(jié)能的推廣,但我國現(xiàn)有的供熱計量模式都普遍存在熱費計量不公平、室溫不能自動調(diào)節(jié)、設(shè)備運行故障率高等問題,使得分戶計量技術(shù)難以推廣,阻礙了建筑節(jié)能的推進進程。 本文基于上述問題對現(xiàn)有供熱計量模式進行研究,具體分析了現(xiàn)有計量模式的不足之處,研究和開發(fā)了一種基于分?jǐn)偹惴ǖ臒o線供熱計量裝置。本文設(shè)計的供熱計量裝置能夠公平、準(zhǔn)確、可靠地計量和分?jǐn)傆脩舨膳療崃�；無線的通信方式使得用戶更加方便地調(diào)控室內(nèi)溫度；優(yōu)化的室溫控制略明顯改善了溫控效果,提高了供暖舒適度；基于通斷時間面積法的計量方式提高了用戶節(jié)能的參與度,促進了建筑節(jié)能。本文主要內(nèi)容包括供熱計量裝置的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、分?jǐn)偹惴ê头謹(jǐn)倲?shù)據(jù)的分析研究以及系統(tǒng)的可靠性和優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)了整套裝置在供熱計量系統(tǒng)中的應(yīng)用。 本文首先介紹了基于分?jǐn)偹惴ǖ臒o線供熱計量裝置的硬件設(shè)計。整套供熱計量裝置包括室溫控制器、通斷控制器和集抄器,本文著重介紹了室溫控制器和通斷控制器的硬件設(shè)計。主要硬件模塊包括MCU核心模塊、電源模塊、無線通信模塊、總線通信模塊、LCD/LED顯示模塊、電機驅(qū)動模塊、按鍵模塊、溫度檢測模塊。硬件設(shè)計過程中綜合考慮了芯片選型、模塊電路設(shè)計以及PCB板設(shè)計等方面的因素,設(shè)計完成后對硬件電路進行了充分的測試,為溫控和計量提供了可靠的硬件基礎(chǔ)。 其次,進行了供熱計量裝置的軟件設(shè)計。介紹了軟件設(shè)計的層次架構(gòu)、基于有限狀態(tài)機切換的裸機編程以及設(shè)備模塊的管理機制,對軟件的通信協(xié)議進行了簡單地說明,以程序流程圖和狀態(tài)切換圖的形式給出了室溫控制器和通斷控制器的應(yīng)用程序設(shè)計。 再次,介紹了基于通斷時間面積法的分?jǐn)偹惴�。詳�?xì)闡釋了分?jǐn)偹惴ǖ脑砼c實現(xiàn)、分?jǐn)傆嬎阒械漠惓Ｇ闆r以及解決方案；對分?jǐn)偹惴ㄟM行了性能評估,包括分?jǐn)傊芷趯Ψ謹(jǐn)偨Y(jié)果的影響、異常情況下不同分?jǐn)偡桨笇Ψ謹(jǐn)偨Y(jié)果的影響、不同位置用戶采暖熱量對比以及用戶自身供暖情況與熱量分?jǐn)倢Ρ取?最后,介紹了提高系統(tǒng)和部分模塊可靠性的設(shè)計和優(yōu)化方法。可靠性設(shè)計主要從設(shè)備運行穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)存儲可靠性等方面進行了介紹。優(yōu)化設(shè)計主要針對的是室溫控制器調(diào)節(jié)溫度的控制策略以及管網(wǎng)水力工況的調(diào)控。優(yōu)化和可靠性設(shè)計提升了系統(tǒng)的整體性能,使得整個溫控和計量更加實用、準(zhǔn)確、可靠。 本文設(shè)計的無線供熱計量裝置以及其依據(jù)的通斷時間面積法的熱計量模式符合供熱系統(tǒng)對節(jié)能的要求,實現(xiàn)了用戶對于室溫的自主控制,降低了系統(tǒng)安裝和維護的成本,為供熱部門提供了準(zhǔn)確可靠的熱計量數(shù)據(jù),在提高能效的同時兼顧了供熱系統(tǒng)中各方面的利益,具有廣闊的市場前景。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU833.1
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，本文編號：1263249
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