暖气片定时开关设计

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1、暖气片定时开关设计说明书摘要：应用555触发器集成电路与电磁继电器相连得到一定时电路，再将该定时电路与暖气片开关相连，从而实现暖气片的定时开关。本方案通过对电路元件参数的选取实现不同时间的定时，起到了节约能源的作用，提高了资源的利用率。关键词：555触发器电磁继电器滑动变阻器定时开关节能减排作品内容简介我们节能减排小组拟制作一个暖气片定时开关器，此开关由集成电路板与电磁继电器控制实现，集成电路板实现定时作用,电磁继电器则控制暖气片上的开关的动作。控制电路部分电容和继电器不消耗电能，因此只需要电池即可满足电路的正常工作，作用电路部分为了防止电路短路，故加入一指示灯，接在

2、220V家用电路上。人们在离开房间时关闭暖气并设定好暖气开关时间,暖气片上的开关就按照这个时间自动开启。在不影响人们正常生活的前提下避免了无人时候的暖气资源浪费，因而可以节约大量能源，起到节能减排的目的。1研制背景及意义2设计方案经过我们节能减排小组的讨论，我们设想了3种方案来实现暖气片的定时开关。第一种方案是利用红外线感应器控制暖气片开关，当有人进入室内时，红外线感应器就可以感应到并产生动作，控制暖气片使其打开，当人离开时，同理红外线感应器可控制暖气片开关使其关闭，但是此方案存在一定弊端无法克服（如暖气无法在人回到房间之前提前打开，无法识别人鱼动物的红外线）。第二种

3、方案是利用温度感应器控制暖气片开关，室内有人时，温度感应器能感应到而后控制暖气片打开，室内无人时，同理温度感应器控制暖气片关闭，但是本方案需要相当灵敏的温度感应器，而且水温和体温会对温度感应器产生误差影响，故存在弊端。第三种方案是利用触发器集成电路以及电磁继电器控制暖气片的开关，此方案误差较小，并且可以按照使用者的意愿自行设置开关开启的时间，效果良好，造价低廉。综上所诉，我们小组一致同意采用第三种方案。本方案可分为2个部分，一部分是控制电路，其由555触发器集成电路与电磁继电器连接组成，其作用是控制继电器的动作，进而控制暖气管道的启闭。另一部分是作用电路，它由开关及指

4、示灯与管道相连接，通过开关的开闭来控制管道的启闭，以此实现暖气的定时供应，从而提高能源利用率。2.1电气控制（1）简单介绍一下555触发器的功能。555触发器的电路引脚图如下：7图1555触发器引脚图555触发器各功能端的真值表：表1555触发器真值表由表可看出，S、R、MR的输入不一定是逻辑电平，也可以是模拟电平。（2）介绍下具体实现电路，本小组设计电路图如下：7图2工作电路图其原理是可归纳如下：（1）集成电路加9V电压，可通过电池实现，作用电路加220V交流电压，可直接连接在家用电路上。（2）集成电路是一片555触发器定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片

5、P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS吸合，电灯亮，暖气管道开通。（3）当需要关闭暖气管道时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS释放，电灯熄灭。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。此外，与滑动变阻器R1相连一计时器，通过对滑动变阻器R1的调节，使电容充电的时间不同，从而实现不同时间的定时。（4）当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第七脚导通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器吸合，电灯亮，

6、暖气管道导通，定时结束。2.2机械部分图3管道模型斜视图7图4管道模型正视图如上2图所示，暖气片侧面装有定时开关，当人离开时，将管道关闭并设定时间让其自动开启。（如平时家里白天有8小时无人在时，可设定暖气片7小时之后自动开启，以便能提前加热）定时开关局部放大图如下所示：图5定时开关局部放大图其样式为表盘式，上面刻有相应的时间，使用者可以根据自身需要旋转表盘指针来设定时间。操作简单方便，同时可以节省大量能源。1理论设计计算(1)经济效应分析：7（1）本定时开关由一触发器集成电路、滑动变阻器以及电磁继电器组成，估算其成本每一个约为30元。（2）暖气主要利用的是热能，就如同

7、用水，用电那样。热能是一种能量，根据传热理论公式：Q=C*M*(T2-T1)其中，Q为热能量，C为传热媒质的比热容，M为传热媒质的质量，T2、T1为传热媒质的终止温度与初始温度，其与温度差，传热媒质的比热容、质量成正比。而一般来讲，使用水为传热媒质。其质量可以用流量和时间的积来表示。假设传热介质的温度差设为一定值，比热容亦为一定值，因此热能消耗量仅与传热媒质的质量成正比，即与其流量和时间的乘积成正比，再假设媒质的流量为一定值，则热能消耗量与时间成正比。在未安装暖气片定时开关时，假设平均每天每户暖气开24小时，而在安装暖气片定时开关后平均每天每户暖气开