高校供暖質(zhì)量的好壞直接影響教學、 科研工作的順利開展，但是目前高校供暖普遍存在一些不到位的問題，本文主要研究高校樓宇供暖智能控制系統(tǒng)的工作原理。

　　《當代建設》以宣傳黨和國家關于城鄉(xiāng)建設的方針政策、全方位地反映和探討當代城鄉(xiāng)規(guī)劃建設、管理的動態(tài)及建設改革趨勢為己任，力求以廣大讀者喜聞樂見的形式，謳歌現(xiàn)實、針砭時弊，從而成為一份集求實性、學術性、可讀性、社會性于一身的綜合性刊物。

　　針對目前高校供暖面積分布廣，管理難度大，系統(tǒng)能耗高等特點，研制開發(fā)了一套高校樓宇供暖智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由控制器、溫度傳感器、電動調(diào)節(jié)閥、局域網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。通過校園局域網(wǎng)實現(xiàn)了校園供暖集中監(jiān)控，采用溫差控制方式調(diào)節(jié)各樓供暖溫度，利用不同的供暖模式實行分樓分時段供暖。

　　前言

　　高校是我國教育和科研的重要場所，隨著我國高等教育事業(yè)的快速發(fā)展，北方高校校園供暖面積迅猛增長， 不僅造成能源的大量消耗，而且也給校園供暖管理增加了困難，尤其是教學樓、辦公樓、實驗樓和學生宿舍樓等不同用途的樓宇，顯然在不同時段供暖需求不同，如果共用一套供暖系統(tǒng)，樓內(nèi)缺少有效的調(diào)控手段，只能實行同一溫度供暖，因而會造成較大能源浪費。在此前提下，本文研制了一套高校樓宇供暖智能控制系統(tǒng)，旨在為校園供暖節(jié)能管理提供一種新途徑。

　　1 高校樓宇供暖智能控制系統(tǒng)原理

　　該供暖節(jié)能控制系統(tǒng)主要由控制器、電動調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器和局域網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。溫度傳感器對進回水管道內(nèi)水溫以及室內(nèi)外溫度進行采集，再由控制器對采集到的溫度進行分析和處理并通過局域網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)上傳到監(jiān)控中心，同時控制器還能根據(jù)自身編好的程序自動調(diào)節(jié)各電動閥門的開度，從而改變進入對應樓宇的供水流量，在保證不供暖需要的樓宇得到及時供暖的同時避免了熱能的不必要浪費。監(jiān)控中心通過控制器上傳的信息可以有效的監(jiān)測各個樓宇的供暖情況，以便在供暖出現(xiàn)故障的情況下能得到及時維修。另外在供暖不能智能開啟的時候，監(jiān)控中心可以手動發(fā)出強制開閥命令，是該樓宇閥門全部打開，保證在故障狀態(tài)下樓宇的正常供暖。

　　2 高校樓宇智能控制系統(tǒng)設計

　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點為：

　　1) 在各個樓宇的每個回水管道中都增設一個電動調(diào)節(jié)閥，以實現(xiàn)對各個樓宇供暖的單獨控制。

　　2) 在每個電動調(diào)節(jié)閥附近安裝室內(nèi)外溫度傳感器以及進回水溫度傳感器，采集各個樓宇的時段供暖情況以便及時控制供暖。

　　3) 在每個電動調(diào)節(jié)閥附近安裝一個控制器對傳感器采集的信息進行處理，并結(jié)合該樓宇當前時段的供暖需要進行智能調(diào)節(jié)電動閥開度。

　　4) 將每個控制器通過局域網(wǎng)連接到控制中心，以便隨時監(jiān)控各個樓宇的供暖情況。

　　2.2 控制器的設計

　　控制器中單片機選用AT89C55，可完成供暖系統(tǒng)的溫度采集、智能調(diào)溫、數(shù)據(jù)存儲和顯示等控制。在系統(tǒng)中設置了時鐘電路，采用芯片PCF8563顯示系統(tǒng)日期和時間。為增強系統(tǒng)運行的可靠性和安全性，設置了外部存儲器，采用X5045記憶存儲元件，保證系統(tǒng)運行參數(shù)不會因斷電而丟失。為方便現(xiàn)場參數(shù)設定和查看，還設置了鍵盤和液晶顯示電路，循環(huán)顯示供水溫度、回水溫度、閥門開度、日期和設定參數(shù)。其中，最主要的部分是溫度采集電路與閥門控制電路這兩部分。

　　現(xiàn)場控制器采用溫差控制法控制閥門開度。首先單片機讀取時鐘芯片中的當前時間信息，判斷當前時間處于哪一個時段，提取數(shù)據(jù)存儲器中前一天相同時段的閥門開度，將此開度信息輸出給電動調(diào)節(jié)閥門控制電路。然后單片機采集進回水溫度計算得到實際溫差，比較實際溫差與設定溫差的大小，若實際溫差大于設定溫差則說明供水流量不足應增大閥門開度，若實際溫差小于設定溫差，則說明供水流量過大，應減小閥門開度。根據(jù)溫差的差值相應增大或減小閥門開度，改變相應的百分比調(diào)整進入樓宇的供水流量實現(xiàn)熱能的充分利用和供暖效果的最優(yōu)化。

　　除此之外，考慮到高校供暖的特殊性，在系統(tǒng)的控制流程中加入了一個節(jié)假日最低供暖模式。通過讀取時鐘芯片中的日期，判斷當前日期是否處于節(jié)假日，如果處于節(jié)假日則將閥門開度控制為大于等于一個最小值，在確保管道不會被凍裂的同時最大限度地節(jié)能。

　　3 智能控制系統(tǒng)應用效果

　　隨機提取安裝有本系統(tǒng)教學樓中控制器上傳的數(shù)據(jù)，對本系統(tǒng)的智能控制功能進行評估。為了讓讀者能更清楚的了解效果，將所得數(shù)據(jù)繪制成一個曲線圖，如圖3所示。

　　1) 電動調(diào)節(jié)閥在22：30全部關閉，閉閥節(jié)能。5：00閥門打開對教室供暖，使室內(nèi)溫度在8：00上課時能達到正常供暖要求。中午休息期間進入低溫供暖模式，下午14：00以后正常供暖。

　　2) 在室外溫度較高的情況下能夠自動調(diào)節(jié)閥門開度，是室內(nèi)溫度保持在18℃左右，使得在氣溫較高時能適當減小閥門開度，保持正常供暖的前提下有效節(jié)約能源。

　　一天需要正常供暖時段室內(nèi)溫度都保持在18℃左右，而閥門開度則根據(jù)當前具體情況進行智能調(diào)節(jié)，在保證正常供暖的前提下，節(jié)約大量能源。

　　4 結(jié)論

　　通過實測得到，該系統(tǒng)在保證正常供暖的前提下，可節(jié)約能源20%。并且該系統(tǒng)具有局域網(wǎng)監(jiān)測功能，能更好的保證用戶的供暖需求，提高用戶的供暖質(zhì)量，具有較大的實用價值。

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