高校供暖質(zhì)量的好壞直接影響教學(xué)、 科研工作的順利開(kāi)展，但是目前高校供暖普遍存在一些不到位的問(wèn)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(dāng)代建設(shè)》以宣傳黨和國(guó)家關(guān)于城鄉(xiāng)建設(shè)的方針政策、全方位地反映和探討當(dāng)代城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、管理的動(dòng)態(tài)及建設(shè)改革趨勢(shì)為己任，力求以廣大讀者喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式，謳歌現(xiàn)實(shí)、針砭時(shí)弊，從而成為一份集求實(shí)性、學(xué)術(shù)性、可讀性、社會(huì)性于一身的綜合性刊物。

　　針對(duì)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(diǎn)，研制開(kāi)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(dòng)調(diào)節(jié)閥、局域網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。通過(guò)校園局域網(wǎng)實(shí)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(shí)行分樓分時(shí)段供暖。

　　前言

　　高校是我國(guó)教育和科研的重要場(chǎng)所，隨著我國(guó)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(zhǎng)， 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(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓和學(xué)生宿舍樓等不同用途的樓宇，顯然在不同時(shí)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(shí)行同一溫度供暖，因而會(huì)造成較大能源浪費(fèi)。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(dòng)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(duì)進(jìn)回水管道內(nèi)水溫以及室內(nèi)外溫度進(jìn)行采集，再由控制器對(duì)采集到的溫度進(jìn)行分析和處理并通過(guò)局域網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)上傳到監(jiān)控中心，同時(shí)控制器還能根據(jù)自身編好的程序自動(dòng)調(diào)節(jié)各電動(dòng)閥門的開(kāi)度，從而改變進(jìn)入對(duì)應(yīng)樓宇的供水流量，在保證不供暖需要的樓宇得到及時(shí)供暖的同時(shí)避免了熱能的不必要浪費(fèi)。監(jiān)控中心通過(guò)控制器上傳的信息可以有效的監(jiān)測(cè)各個(gè)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(shí)維修。另外在供暖不能智能開(kāi)啟的時(shí)候，監(jiān)控中心可以手動(dòng)發(fā)出強(qiáng)制開(kāi)閥命令，是該樓宇閥門全部打開(kāi)，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(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

　　1) 在各個(gè)樓宇的每個(gè)回水管道中都增設(shè)一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)樓宇供暖的單獨(dú)控制。

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

　　3) 在每個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥附近安裝一個(gè)控制器對(duì)傳感器采集的信息進(jìn)行處理，并結(jié)合該樓宇當(dāng)前時(shí)段的供暖需要進(jìn)行智能調(diào)節(jié)電動(dòng)閥開(kāi)度。

　　4) 將每個(gè)控制器通過(guò)局域網(wǎng)連接到控制中心，以便隨時(shí)監(jiān)控各個(gè)樓宇的供暖情況。

　　2.2 控制器的設(shè)計(jì)

　　控制器中單片機(jī)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(chǔ)和顯示等控制。在系統(tǒng)中設(shè)置了時(shí)鐘電路，采用芯片PCF8563顯示系統(tǒng)日期和時(shí)間。為增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，設(shè)置了外部存儲(chǔ)器，采用X5045記憶存儲(chǔ)元件，保證系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)不會(huì)因斷電而丟失。為方便現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)定和查看，還設(shè)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(kāi)度、日期和設(shè)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(chǎng)控制器采用溫差控制法控制閥門開(kāi)度。首先單片機(jī)讀取時(shí)鐘芯片中的當(dāng)前時(shí)間信息，判斷當(dāng)前時(shí)間處于哪一個(gè)時(shí)段，提取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中前一天相同時(shí)段的閥門開(kāi)度，將此開(kāi)度信息輸出給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門控制電路。然后單片機(jī)采集進(jìn)回水溫度計(jì)算得到實(shí)際溫差，比較實(shí)際溫差與設(shè)定溫差的大小，若實(shí)際溫差大于設(shè)定溫差則說(shuō)明供水流量不足應(yīng)增大閥門開(kāi)度，若實(shí)際溫差小于設(shè)定溫差，則說(shuō)明供水流量過(guò)大，應(yīng)減小閥門開(kāi)度。根據(jù)溫差的差值相應(yīng)增大或減小閥門開(kāi)度，改變相應(yīng)的百分比調(diào)整進(jìn)入樓宇的供水流量實(shí)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(gè)節(jié)假日最低供暖模式。通過(guò)讀取時(shí)鐘芯片中的日期，判斷當(dāng)前日期是否處于節(jié)假日，如果處于節(jié)假日則將閥門開(kāi)度控制為大于等于一個(gè)最小值，在確保管道不會(huì)被凍裂的同時(shí)最大限度地節(jié)能。

　　3 智能控制系統(tǒng)應(yīng)用效果

　　隨機(jī)提取安裝有本系統(tǒng)教學(xué)樓中控制器上傳的數(shù)據(jù)，對(duì)本系統(tǒng)的智能控制功能進(jìn)行評(píng)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(gè)曲線圖，如圖3所示。

　　1) 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在22：30全部關(guān)閉，閉閥節(jié)能。5：00閥門打開(kāi)對(duì)教室供暖，使室內(nèi)溫度在8：00上課時(shí)能達(dá)到正常供暖要求。中午休息期間進(jìn)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(dòng)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，是室內(nèi)溫度保持在18℃左右，使得在氣溫較高時(shí)能適當(dāng)減小閥門開(kāi)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(shí)段室內(nèi)溫度都保持在18℃左右，而閥門開(kāi)度則根據(jù)當(dāng)前具體情況進(jìn)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(guò)實(shí)測(cè)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(cè)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(shí)用價(jià)值。

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