基于分体空调的用能管理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源与节能技术领域，具体涉及一种基于分体空调用能管理装置。
【背景技术】
[0002]夏热、寒冬季节，分体空调的制冷、制热给人们带来了舒适的温度环境。据权威部门统计，空调约占建筑用电的一半以上，而分体空调是整个建筑尤其是办公建筑的耗电“大户”。同时，现实生活和工作中，使用分体空调经常会出现以下不合理用能情景:(1)未达到夏日或冬天使用的环境温度条件过早、不合理地进行使用；(2)非使用时仅关室内机未切断电源而产生的待机能耗；(3)夏天空调温度设定过低、冬天空调温度设定过高，导致超负荷运行既增加电能，又影响使用寿命；(4)人长时间离开房间后不关机、不断电仍保持运行状态浪费电能；(5)频繁开关分体空调，使空调耗电增多还可能引发压缩机损毁，等等。
[0003]如何使分体空调既能满足人们的生活和工作需要，又能节约电能提高能效，可采用多种方法以消除分体空调不合理的用能行为，降低电能消耗以控制在合理的范围主要有:(I)选择高能效的分体空调；(2)选择合理的安装位置；(3)通过管理手段；(4)通过技术手段。其中，管理与技术两种手段成为主要的控制手段。但是，为解决分体空调不合理用能，采用如对分体空调用电计量、核定用电定额超额加价收费、拉电等管理手段，并不完全解决存在的问题。因此，节能技术手段是解决分体空调不合理用能的重要和有效途径。目前，国内外针对分体空调采用的节能技术手段主要有:依据设定的可使用分体空调的场景温度与环境温度比较进行使用控制；依据设定的时段对分体空调运行定时断电进行待机控制；依据控制系统下发命令对联网的分体空调远程干预，进行开关、断电或温度设置修改等控制；依据设定的温度调节限对分体空调进行空调温度设置控制等。
[0004]国内目前所推出的针对分体空调节能控制的产品通常为智能插座，具备以上一种或多种控制方法组合的节能技术，如哈尔滨新中新电子股份有限公司的电能计量智能插座，通过插座中的电能计量装置计量插座的输出电能，由插座中的读卡装置提供的卡中信息，控制插座电源、分体空调的通断，它是一个通用插座，申请专利号:CN02132593.6 ;力创的LCDG-MB110-16智能插座产品只有电能计量功能；代表性的产品有FT-JJ3320型单相暗装智能插座，具有远程网络控制、红外遥控，使受控设备进行待机状态，不对用能进行计量及切断电源控制，因此不能节省待机能耗。上述产品有的只能独立使用，有的可以组网，组网通信的方式单一通常采用无线方式，并且节能控制方面存在诸多不足，如供电通断控制仅解决分体空调关机，但室内机需通过遥控器开机；具有遥控功能的只能进行压缩机待机与运行控制，不能解决待机能耗；具有计量功能的只能通过管理手段进行节能等。
[0005]因此。目前还没有一种产品能同时解决分体空调的待机能耗、可联网由人工下发远程命令控制开关机和替代遥控器设置空调温度、可设定不同的空调使用季节温度阀值控制适时使用、可根据温度设定启动分体空调制冷或制热状态(待机/运行)、可根据时段或课程表进行定时开机关机控制、可对分体空调用能进行计量和用能费用结算以及接入能源管理系统上传空调用电分项数据为管理节能提供依据、具有双绞线或无线或电力线组网通信，安装方便只需替换原供电插座等。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是以新颖的节能技术和控制方法，解决现有产品的不足，提供一种具有监测电压、电流、功率、功率因数、环境温度和电能计量、高精度日历时钟，并依据设定的环境温度阀值、时段或远程命令进行自动送电或断电控制，依据设定的温度调节限度进行温度设置控制，根据设定的温度控制室外机的待机与运行，以及基于Lonworks双绞线、无线、电力载波通信的联网接入等组成的分体空调电子化、网络型用能管理装置。
[0007]本实用新型采取的技术方案是:一种基于分体空调的用能管理装置，包括收发器控制模块，以及分别与所述收发器控制模块相互连接的供电电源模块、用电计量模块、通讯模块、数据存储及实时时钟模块、继电器输出控制电路、红外收发电路、温度测量电路；所述用电计量模块包括电压电流取样电路和电量采集模块，电压电流取样电路输出端与电量采集模块输入端连接，电量采集模块输出端与收发器控制模块连接；所述通讯模块包括Lonworks双绞线收发器、无线智能收发器和电力载波收发器，Lonworks双绞线收发器、无线智能收发器和电力载波收发器分别与收发器控制模块连接，所述无线智能收发器包括编解码单元和无线射频模块，编解码单元一端连接收发器控制模块、另一端连接无线射频模块。
[0008]进一步的，所述电力载波收发器包括微处理器、外部存储器接口电路、信号输出放大电路、前置滤波电路和信号耦合电路，所述信号输出放大电路包含自动增益控制电路和功率放大电路，信号输出放大电路输入端连接微处理器，输出端连接信号耦合电路；所述前置滤波电路输入端连接信号耦合电路，输出端连接微处理器。
[0009]所述信号耦合电路通过电容C41和耦合变压器T2的一次侧组成高通滤波器，对载波通信信号进行处理，同时变压器T2起到一个隔离作用，变压器T2的另一侧中一端连接电容C42的一端，另一端接地，电容C42的另一端分别连接二极管D41的阳极和二极管D42的阴极，二极管D41的阴极连接电源和电容C43的正极，电容C43的负极和二极管D42的阳极接地。
[0010]所述前置滤波电路包括依次相互串联的电容Cl、电容C2、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电容C4 ;电容C2和电阻R2相互连接的一端同时还连接电阻Rl的一端，电阻Rl另一端接地；电阻R2和电阻R3相互连接的一端同时还连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；电阻R3、电阻R5相互连接的一端同时还连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接两个相互并联的二极管，两个二极管一个阳极与电阻R4连接、另一个阴极与电阻R4连接，未与电阻R4连接的另一端接地。
[0011]优选的，所述供电电源模块采用LD03-10B12开关电源模块提供DC12V电压，采用78M05稳压芯片输出DC5V电压，采用ASM1117-3.3稳压芯片输出DC3.3V电压。
[0012]进一步的，所述电压电流取样电路包括电压采样电路和电流采样电路；所述电压采样电路采用电阻分压方式采样，包括依次相互串联的电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12，电阻R12另一端与由相互并联的电阻和电容所构成的抗混叠滤波器连接；所述电流采样电路采用电流互感器CTl隔离输入方式，电流互感器CTl输出端中的一端分别与电阻R18和R39的一端连接，另一端分别与电阻R19和R40的一端连接，电阻R18和R19的另一端分别连接电容C16和C17 —端，电阻R39、R40和电容C16、C17的另一端接地。
[0013]优选的，所述电量采集模块采用单相多功能计量芯片ATT7053A，其CFl引脚配置为有功电能脉冲输出引脚，经光耦隔离输出，用于有功电能脉冲输出测量。
[0014]进一步的，所述数据存储及实时时钟模块由数据存储电路和高精度时钟电路组成，其采用带时钟的铁电存储器，用于存放电能信息，红外解码信息，及其他重要的数据，同时外接纽扣电池用于掉电时保持正常工作。
[0015]优选的，所述收发器控制模块采用FT5000或Neuron5000作为控制器，所述编解码单元选用ARM或FPGA芯片，所述无线射频模块选用具用RS232通信接口的无线模块，所述温度测量电路中采用DS18B20温度传感器；所述继电器输出控制电路选用60A触电切换能力的磁保持继电器。
[0016]本实用新型的有益效果是:通讯质量安全可靠，速率高；能够实时测量分体空调的用能、负荷、电能质量以及环境温度等数据，对分体空调进行远程开/关控制、时段自动开/关控制、压缩机运行/待机自动控制、温度调节控制，解决现有分体空调用能效率不高，用能不合理的问题。同时AC220V工作电压，无需配备专用电源；对分体空调工况监测报警、电能质量异常报警、用能超出定额计划报警；适合办公楼、公共建筑、学校、医院等在大量使用分体式空调场合，对分体空调进行统一的管理和控制，达到节能减排的目的；具有Lonworks双绞线、无线、电力载波多种通讯接口，可根据实际情况和需求选择合适的通讯接口，降低施工成本和难度。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的原理结构框图。
[0018]图2是无线智能收发器的电路原理图。
[0019]图3是电力载波收发器原理结构图。
[0020]图4是电力载波收发器CPU最小系统原理图。
[0021]图