空调温度控制系统设计Word文档格式.docx
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关键词:
空调温度控制系统;
温控电动阀;
单片机
Air-conditioningTemperatureControlSystemDesign
Abstract
Air-conditioningtemperaturecontrolhasbeendependedonelectricvalve,electricvalvecanbeusedwithmatchingThermostatrealizeheatingventilationandairconditioningsystemsinhotandcoldwatercontrolswitch.BecausemanyofChina'
sindustrialwatercontainingCa2+,Mg2+,Coo2-suchasthehardwaterionsinhighconcentrationsinthetemperatureoftheair-conditioningpipesvulnerabletoscaling,resultingintheearlystageofelectricalfailuredamagedvalve.Inaddition,itisalsooftenusedinplaceofthree-speedfancoilthermostattemperaturecontrolforelectricvalve,whichisadjustedbymanuallyswitchthefanspeedtoachievethethermostatcannotbeautomatictemperaturecontrol,whichinevitablyoccurswhenlow-loadtemperatureovershootcausedbythewasteofenergy.
Thedesignofair-conditioningtemperaturecontrolsystem,firstofallthroughthetemperaturesensorDS18B20collectionofairtemperature,thetemperaturewillbecollectedtothesingle-chipsignaltransmissionAT89C51,controlledbythesingle-chipdisplay,andcomparethecollectedtemperatureandsettemperatureisline,andthendrivetheheatingorairconditioningtocooltheairtodealwithprocedures,whichsimulatethetemperaturecontrolunitforairconditioningwork.
Keywords:
Air-conditioningtemperaturecontrolsystem;
Temperature-controlledelectricvalve;
Single-chip
第一章引言
一.1前言
中央空调房间的温度控制过去一直依赖温控电动阀,电动阀可与温控器配套使用,实现对供暖通风和空调系统中冷热水的开关控制。
根据我们多年来对电动阀使用情况的调查,真正能正常使用至设计寿命的电动阀极少,大多数在1~3年内就已失效,这是因为我国的工业水质很多是含Ca2+、Mg2+、Coo2-等离子浓度很高的硬水,在温度变化的空调管道中极易结垢,造成电动阀早期即失效损坏。
本文是以DS18B20为采集器、AT89C51为处理器、空调机相应电路为执行器来完成设计任务提出的温度控制要求。
设计一个空调机的温度控制系统,在该系统中,首先通过温度传感器对空气进行温度采集,将采集到的温度信号传输给单片机,由单片机控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动空调机的加热或降温系统对空气进行处理,从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。
一.2空调的工作原理
空调制热、制冷主要是移动热量。
空调分为室内和室外两个部分,制热时,将室外的热量移到室内;
制冷时,将室内的热量移至室外。
空调制热、制冷的原理,是利用氟利昂冷凝液化放热,蒸发气化吸热的特性,以提高、降低室内空气的温度。
空调制冷时,气体氟利昂被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室外机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时热量向大气释放。
液体氟利昂经节流装置减压,进入室内机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室内空气的热量,从而达到降低室内温度的目的。
成为气体的氟利昂再次进入压缩机开始下一个循环。
图1.1空调制冷原理图
空调制热时,气体氟利昂被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时将室内空气加热,从而达到提高室内温度的目的。
液体氟利昂经节流装置减压,进入室外机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷)。
图1.2空调制热原理图
通过以上氟利昂的液化和气化的过程,热量在蒸发器处吸取,转移到冷凝器处释放,从而实现热量的转移,达到制热、制冷的目的。
一.3空调的发展史
在19世纪,美国的奥利维尔、约翰·
戈里,法国的费迪南,瑞士的拉乌尔·
皮克泰和德国的卡尔·
冯·
林德等人先后发现了空气压缩制冷的原理,并发明了以乙醚、二氧化硫、氨等为制冷剂的冷冻机,用于制冰机和食品冷藏库、冷藏船等,虽然当时还没人用上述发明制造建筑物的空气调节设备,但已为空调器的诞生准备了技术基础。
1881年7月,美国总统菲尔德在华盛顿车站遇刺爱重伤,时值盛夏,闷热难耐,病床上的总统生命垂危。
医生提出,只有降低室温才能为总统实施手术,挽救他的生命,美国政府把研制室内降温设备任务交给了工程师谢多。
谢多曾在矿山工作过,接触过当时应用还不广泛的制冷设备,了解空气压缩制冷的原理,于是他用工业制冷用的空气压缩机成功地使总统病房的温度从37℃降到了25℃。
虽然这还不是产品化的空调器,但人们一般认为谢多是世界上第一台空调器的发明者。
1902年,美国的发明家威利斯·
开利在研究中发现,人体的冷热感觉不仅与温度有关,而且与空气中的湿度有密切关系。
同样的温度,在湿度高时就感到热,而湿度低时就感到凉爽。
用冰使空气降温,空气中所含的水蒸气因冷却而呈饱和状态,凝结成水,即使温度又升高,也因空气干燥而使身体感到凉爽。
同年,威利斯·
开利最先取得了“空气调节机”专利,并创办了开利公司,开始制造调节温度与湿度的空调设备。
20世纪初,建筑物内装置空气调节设备还仅被认为是在热天里保持室内凉爽的一种方法,随着技术的改进,空气调节器已是维持空气温度、控制湿度,除去空气中的灰尘、花粉及其它微粒以保持空气流通的设备。
中央空调系统可使100层办公大楼变得凉爽或温暖,小型空调器可使单个房间温度宜人。
一.4空调的发展趋势
市场需求是决定空调发展的主要动力,根据目前的市场需求来看,在空调技术方面有两大主流方向:
一为变频技术,一为健康技术。
变频空调是目前空调消费的流行趋势,它与一般空调相比,有着高性能运转、舒适静音、节能环保、能耗低的显著特点,它的出现改善了人们的生活质量。
“变频空调”采用了比较先进的技术,启动时电压较小,可在低电压和低温条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳或冬天室外温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。
由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制热要求。
健康空调的发展历史为:
最早是吸污材料,90年代光触媒、冷触媒已经逐渐被淘汰,2000年后,除尘、除垢显得很重要,2004年进入第三阶段,以杀菌、除菌为主导的健康空调技术替代原先技术,而成为市场主流,也使得市场上很多伪健康空调开始出现,各种健康技术也浮出水面,但技术水平差参不齐。
这个时候,空调的光波技术横空出世,成为健康空调的主流技术,但以光波技术为代表的企业并不多,只有格兰仕独树光波健康技术大旗,光波技术在我国应用时间较短,市场声音较小,但光波技术是目前市场上最为成熟的健康技术,也代表了行业的发展方向与趋势。
一.5总结
影响人的舒适与健康最为直接的因素就是建筑室内环境。
我们运用中央空调技术创造了美好的建筑室内环境,同时却使室外自然环境遭到破坏。
CFC制冷剂正在破坏保护人类生存的大气臭氧层,大量耗费的能源正在使可供利用的自然资源走向枯竭,大气、水和土壤正在受到污染,就连夏季空调排出的热也造成“热岛”现象,恶化了所处的城市环境。
为了贯彻可持续发展战略,建筑与空调未来的发展必须坚持“绿色建筑”和“绿色空调”的方向。
所谓“绿色建筑”就是指能为建筑中的人提供健康、舒适、安全、方便的室内环境,而又不损害周边、区域乃至全球环境,充分开发利用可再生资源和高效利用自然资源的建筑,当然符合这种条件的空调才能称之为“绿色空调”。
“绿色空调”是中央空调发展的必然方向。
“世界绿色建筑委员会”已宣告成立,总部设在澳大利亚,为推动全世界“绿色建筑”与“绿色空调”起了重大作用。
中国的“绿色建筑”已在北京、深圳和哈尔滨等地展开。
北京的“世界财富中心”大厦的绿色建筑,已通过美国认证标准的认证,这将是在21世纪之处出现在中国大地上的最具影响力的“绿色建筑”与“绿色空调”。
第二章总体方案设计和选择
二.1总体方案设计
二.1.1方案一
选用AT89C51单片机为中央处理器,通过温度传感器DS18B20对空气进行温度采集,将采集到的温度信号传输给单片机,由单片机控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动空调机的加热或降温系统对空气进行处理,从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。
在整个设计中,涉及到温度检测电路、驱动控制电路、显示电路、键盘电路以及电源的设计等电路。
其中单片机的控制程序是起到各个电路之间的相互协调,控制各个电路正常工作的至关重要的作用。
其方框图如下:
图2.1方案一框图
控制简单,思路清晰,各单元模块的相互衔接较简单,同时成本低廉,用的各种器件都是常用器件,更具有使用性。
二.1.2方案二
该方案是以空调专用单片机uPD75028GC为核心部件,该单片机除了含有写入空调器专用程序外,还包含有
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