小户型室内通风与温度自动化控制系统研究

作     者：孙丰鑫 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王安敏

授予年度：2012年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：通风 温度 ATmega16 传感器 FLUENT 

摘      要：随着我国城市化进程的加快，大量人员涌入城市，住房问题日益尖锐。在这种情况下小户型住房成了当前中低收入人群的最佳选择。但由于房型限制，导致正常自然通风无法进行;同时由于空调的使用和普及使室内的新风量无法达到要求，使室内污染物无法排出，致使室内空气质量恶化，严重威胁人们的身体健康和正常生活。 本课题通过控制室内的通风和温度，从而营造安全的室内空气质量环境和舒适的热环境，以满足人们对室内空气质量和温度的要求。在分析了住宅通风和温度控制的相关方法和要求的基础上，建立了基于单片机的室内环境控制系统，并运用FLUENT软件对室内不同情况下的二氧化碳浓度场和温度场进行了模拟。主要研究工作如下： （1）确定了室内通风的实现方式和温度的调节方法。室内通风通过结合双向流系统，采用置换通风模式来实现。温度则是通过安装在通风管路内的半导体制冷片和PTC发热片以及安装在暖通管路上的电控调节阀进行调节。 （2）搭建了以ATmega16为控制核心的系统电路，通过温度传感器DS18B20和二氧化碳传感器MG811进行数据的检测，并设计了相关元器件的外围电路，以保证电路的顺利运行。 （3）以AVR Studio和CVAVR作为软件开发平台进行C语言编程，编写驱动程序和控制程序。主要有系统总体主程序，各元器件的驱动程序和控制程序。 （4）使用流体仿真软件FLUENT对室内环境进行模拟仿真。使用GAMBIT绘制室内几何模型。通过改变边界参数模拟了不同情况下室内二氧化碳浓度场和温度场的变化情况，并运用这些数据对系统的控制参数进行指导，对优化设计方案和减少设计调试成本都有重要意义。