專利名稱：一種用于教室的環(huán)境監(jiān)測和控制裝置的制作方法
—種用于教室的環(huán)境監(jiān)測和控制裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于校園建筑節(jié)能和高效運(yùn)營的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及教室內(nèi)空氣質(zhì)量、照 度控制、空調(diào)控制和能耗計(jì)量監(jiān)測的教室環(huán)境監(jiān)測和控制裝置。
背景技術(shù)：
建設(shè)節(jié)約型校園、生態(tài)校園和綠色校園是當(dāng)今建筑節(jié)能的一個(gè)重要分支，學(xué)校節(jié) 能監(jiān)管體系建設(shè)是教育部門、建設(shè)部門和環(huán)保部門共同關(guān)注的熱點(diǎn)。
學(xué)校教學(xué)任務(wù)繁重，教職工人數(shù)有限，缺少專業(yè)的節(jié)能管理工程技術(shù)人員，能源浪 費(fèi)和低效運(yùn)行問題亟待解決。目前已有一些控制產(chǎn)品在學(xué)校建筑中應(yīng)用推廣，例如室內(nèi)照 明燈具根據(jù)人員數(shù)量和室外照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)課程安排，設(shè)置燈具和空調(diào)設(shè)備的開啟 作息。夜間和節(jié)假日，自動(dòng)關(guān)閉照明、空調(diào)、電視、投影等用電設(shè)備等等。這些技術(shù)產(chǎn)品以節(jié) 能監(jiān)測為主，在滿足功能需求的情況下，采用通斷控制器減少待機(jī)電耗，其中照明設(shè)備的控 制更為普遍。
另一方面，學(xué)校以保障教學(xué)質(zhì)量為首要任務(wù)，教室內(nèi)空氣質(zhì)量和環(huán)境控制至關(guān)重 要。教室內(nèi)人員密集，同學(xué)們長期處于一個(gè)密閉的環(huán)境中，室內(nèi)的粉塵、呼出的污濁空氣等 降低了學(xué)習(xí)效率，甚至?xí)绊懲瑢W(xué)們的身體健康。通過改善室內(nèi)的采光條件、通風(fēng)條件，改 善教師的授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境，減輕學(xué)習(xí)過程中的身體負(fù)擔(dān)，有益于學(xué)生身心健康發(fā)展， 顯著提高教育質(zhì)量。
一些高端項(xiàng)目中，教室安裝了環(huán)境質(zhì)量控制和節(jié)能監(jiān)測兩套系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)完全 獨(dú)立，很難實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于教室的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和控制裝置。
本發(fā)明采集教室內(nèi)的人員數(shù)量、空氣溫度和濕度、二氧化碳濃度、照度等參數(shù)。根 據(jù)照度和人員數(shù)量綜合控制燈具開啟。根據(jù)空氣溫度和濕度，綜合控制空調(diào)末端的通斷。根 據(jù)二氧化碳濃度控制新風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。本裝置還采集用水量、用電量、用熱量和用冷量，實(shí)現(xiàn) 終端的用能計(jì)量。為了降低施工走線難度，減少對裝修的影響，本發(fā)明采用485總線和近距 離無線傳輸Zigbee兩種通訊傳輸方式。
一種用于教室的環(huán)境監(jiān)測和控制裝置，其特征在于包括觸摸屏面板(I)、可編程 控制器(2)、斷路器(3)、照度傳感器(4)、二氧化碳傳感器(5)、人數(shù)計(jì)數(shù)器(6)、溫濕度傳感 器(7)、繼電器(8)、燈具(9)、空調(diào)末端(10)、變頻控制器(11)、教室用新風(fēng)機(jī)(12)、智能電 表(13 )、冷熱量表(14 )、智能遠(yuǎn)傳水表(15 )和Z i gbee無線傳輸模塊(16 );空調(diào)末端(IO )包 括有空調(diào)末端調(diào)速風(fēng)機(jī)(10-1 )、空調(diào)末端水閥(10-2)；
觸摸屏面板(I)連接可編程控制器(2 )，可編程控制器(2 )連接照度傳感器(4 )、二 氧化碳傳感器(5 )、人數(shù)計(jì)數(shù)器(6 )和溫濕度傳感器(7 );可編程控制器(2 )通過Zigbee無線傳輸模塊(16 )連接智能電表(13 )、冷熱量表(14 )和智能遠(yuǎn)傳水表(15);
可編程控制器(2)通過斷路器(3)控制教室內(nèi)的總供電的通斷；
可編程控制器(2)通過斷路器(3)控制教室內(nèi)的總供電的通斷；然后再通過繼電 器(8)連接燈具(9)，還連接空調(diào)末端(10)、，還通過變頻控制器(11)控制教室用風(fēng)機(jī)(12)。
觸摸屏面板(I)預(yù)設(shè)了溫濕度、二氧化碳、照度等控制參數(shù)，可根據(jù)預(yù)設(shè)值自動(dòng)運(yùn) 行，也可以手動(dòng)運(yùn)行。
可編程控制器(2)通過有線方式采集照度傳感器(4)、二氧化碳傳感器(5)、人數(shù) 計(jì)數(shù)器(6)和溫濕度傳感器(7)的數(shù)據(jù)。
可編程控制器(2)通過Zigbee無線傳輸模塊(16)采集智能電表(13)、冷熱量表[14]和智能遠(yuǎn)傳水表(15)數(shù)據(jù)。
可編程控制器(2 )通過斷路器(3 )控制教室內(nèi)的總供電的通斷。
可編程控制器(2)通過繼電器(8)控制燈具(9)開啟數(shù)量。具體為根據(jù)計(jì)數(shù)傳感 器統(tǒng)計(jì)的人數(shù)，結(jié)合照度傳感器測量的采光效果，可編程控制器計(jì)算出目標(biāo)照度值，通過繼 電器控制照明燈具的開啟數(shù)量。
可編程控制器(2)調(diào)節(jié)空調(diào)末端(10)，空調(diào)末端調(diào)速風(fēng)機(jī)(10-1)可按照高速、中 速、低速和關(guān)閉四種模式工作，空調(diào)末端水閥(10-2)可通斷兩種模式工作。具體為根據(jù)計(jì) 數(shù)傳感器統(tǒng)計(jì)的人數(shù)，結(jié)合溫濕度傳感器測量的舒適度參數(shù)，可編程控制器計(jì)算出目標(biāo)溫 濕度值，通過空調(diào)控制面板，控制空調(diào)風(fēng)盤的風(fēng)速檔位和水流開關(guān)。
可編程控制器(2)通過變頻控制器(11)控制教室用風(fēng)機(jī)(12)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。具體為 根據(jù)計(jì)數(shù)傳感器統(tǒng)計(jì)的人數(shù)，結(jié)合二氧化碳濃度測量數(shù)據(jù)，可編程控制器計(jì)算出室內(nèi)新風(fēng) 量的需求，通過變頻控制器，調(diào)節(jié)教室新風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。
可編程控制器將測量的參數(shù)和通斷狀態(tài)傳輸給觸摸屏，通過觸摸屏進(jìn)行參數(shù)設(shè) 定、自動(dòng)控制，或者手動(dòng)控制。
本發(fā)明的有益效果(I)實(shí)現(xiàn)了教室多種環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，保證良好的學(xué)習(xí)環(huán)境； (2 )實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自動(dòng)控制，在無人狀態(tài)下，關(guān)斷用能設(shè)備；(3 )實(shí)現(xiàn)了教室內(nèi)照度、溫濕度 和二氧化碳濃度的控制，保證了室內(nèi)空氣質(zhì)量和舒適度；(4)實(shí)現(xiàn)了能耗的計(jì)量監(jiān)測，便于 能源管理；(5)綜合采用有線通訊和近距離無線傳輸，降低施工難度；(6)結(jié)構(gòu)緊湊，便于安 裝實(shí)施。


圖1為該教室環(huán)境監(jiān)測和控制裝置的連接示意圖。
圖中I觸摸屏面板；2可編程控制器；3斷路器；4照度傳感器；5 二氧化碳傳感 器；6.人數(shù)計(jì)數(shù)器；7溫濕度傳感器；8繼電器；9燈具；10空調(diào)末端；10-1空調(diào)末端調(diào)速風(fēng) 機(jī)；10-2空調(diào)末端水閥；11變頻控制器；12教室用新風(fēng)機(jī)；13智能電表；14冷熱量表；15智 能遠(yuǎn)傳水表；16Zigbee無線傳輸模塊。
具體實(shí)施方式
觸摸屏面板I與可編程控制器2相連，通過斷路器3控制教室內(nèi)總用電的供給。
可編程控制器2通過有線方式采集照度傳感器4、二氧化碳傳感器5、人數(shù)計(jì)數(shù)器6和溫濕度傳感器7的數(shù)據(jù)。
可編程控制器2通過Zigbee無線傳輸模塊16采集智能電表13、冷熱量表14和智 能遠(yuǎn)傳水表15的數(shù)據(jù)。
根據(jù)人數(shù)計(jì)數(shù)器6和照度傳感器4的讀數(shù)，觸摸屏面板I預(yù)設(shè)置了目標(biāo)照度值，可 編程控制器2通過繼電器8控制燈具9的開啟，達(dá)到目標(biāo)照度值的要求。
根據(jù)人數(shù)計(jì)數(shù)器6和溫濕度傳感器7的讀數(shù)，觸摸屏面板I預(yù)設(shè)置了目標(biāo)舒適度 要求，可編程控制器2調(diào)節(jié)空調(diào)末端10，空調(diào)末端調(diào)速風(fēng)機(jī)10-1按照高速、中速、低速或者 關(guān)閉四種模式工作，空調(diào)末端水閥10-2按照通斷兩種模式工作。
根據(jù)人數(shù)計(jì)數(shù)器6和二氧化碳傳感器5的讀數(shù)，觸摸屏面板I預(yù)設(shè)置了新風(fēng)量需 求，可編程控制器2通過變頻控制器11調(diào)節(jié)教室用新風(fēng)機(jī)的工作頻率。
權(quán)利要求
1.一種用于教室的環(huán)境監(jiān)測和控制裝置，其特征在于包括觸摸屏面板(I)、可編程控制器(2)、斷路器(3)、照度傳感器(4)、二氧化碳傳感器(5)、人數(shù)計(jì)數(shù)器(6)、溫濕度傳感器 (7)、繼電器(8)、燈具(9)、空調(diào)末端(10)、變頻控制器(11)、教室用新風(fēng)機(jī)(12)、智能電表 (13),冷熱量表(14)、智能遠(yuǎn)傳水表(15)和Zigbee無線傳輸模塊(16);空調(diào)末端(10)包括有空調(diào)末端調(diào)速風(fēng)機(jī)(10-1 )、空調(diào)末端水閥(10-2)；觸摸屏面板(I)連接可編程控制器(2 )，可編程控制器(2 )連接照度傳感器(4 )、二氧化碳傳感器(5)、人數(shù)計(jì)數(shù)器(6)和溫濕度傳感器(7);可編程控制器(2)通過Zigbee無線傳輸模塊(16 )連接智能電表(13 )、冷熱量表(14 )和智能遠(yuǎn)傳水表(15);可編程控制器(2 )通過斷路器(3 )控制教室內(nèi)的總供電的通斷；可編程控制器(2)通過斷路器(3)控制教室內(nèi)的總供電的通斷；然后再通過繼電器(8) 連接燈具(9 )，還連接空調(diào)末端(10 )、，還通過變頻控制器(11)控制教室用風(fēng)機(jī)(12)。
全文摘要
一種用于教室的環(huán)境監(jiān)測和控制裝置屬于校園建筑節(jié)能領(lǐng)域。其特征在于包括觸摸屏面板(1)、可編程控制器(2)、斷路器(3)、照度傳感器(4)、二氧化碳傳感器(5)、人數(shù)計(jì)數(shù)器(6)、溫濕度傳感器(7)、繼電器(8)、燈具(9)、空調(diào)末端(10)、變頻控制器(11)、教室用新風(fēng)機(jī)(12)、智能電表(13)、冷熱量表(14)、智能遠(yuǎn)傳水表(15)和Zigbee無線傳輸模塊(16)；本裝置采集教室的人員數(shù)量、空氣溫度和濕度、二氧化碳濃度、 照度等參數(shù)。根據(jù)照度和人員數(shù)量綜合控制燈具開啟。根據(jù)空氣溫度和濕度，綜合控制空調(diào)末端的通斷。根據(jù)二氧化碳濃度控制新風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。本裝置還采集用水量、用電量、用熱量和用冷量，實(shí)現(xiàn)終端的用能計(jì)量。
文檔編號G05B19/418GK103048974SQ20121058190
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者薛志峰, 張永寧 申請人:北京唯綠建筑節(jié)能科技有限公司