散熱器恒溫控制器，又稱溫度控制閥，安裝在住宅和公共建筑的加熱散熱器上。溫度控制閥可根據(jù)用戶的不同要求設(shè)置室溫，其溫度部分不斷感受室溫，并根據(jù)當(dāng)前的熱需求自動(dòng)調(diào)節(jié)熱量供應(yīng)，防止室溫過(guò)熱。
   溫度控制閥的使用可以有效地節(jié)約能源，降低加熱成本。加熱系統(tǒng)是根據(jù)統(tǒng)計(jì)的最低室外溫度所需的最大熱負(fù)荷計(jì)算的，但溫度控制閥的設(shè)計(jì)溫度只在寒冷季節(jié)出現(xiàn)幾天，這意味著加熱系統(tǒng)只在整個(gè)加熱季節(jié)滿負(fù)荷運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，保證室溫所需的熱負(fù)荷遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，熱負(fù)荷也在不斷變化。溫度控制閥可以在不受氣候條件影響的情況下自動(dòng)保持準(zhǔn)確的室溫。每個(gè)房間安裝一個(gè)溫度控制閥，可以充分利用陽(yáng)光、照明設(shè)施、機(jī)械和人體散發(fā)的免費(fèi)熱能，達(dá)到節(jié)能的效果。
   1 基于PIC16F873A溫控閥控制系統(tǒng)
   本系統(tǒng)的核心是低功耗，工作電壓寬，工作電流和休眠電流小PIC核心可以適應(yīng)電池電壓的顯著變化，充分發(fā)揮電池的電能。由于室內(nèi)溫度變化的延遲，為了更好地節(jié)省電池的消耗，系統(tǒng)每隔10次min收集一次溫度，由內(nèi)部看門(mén)狗實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。溫度傳感器采用市場(chǎng)上流行的一線總線傳感器DS18B20，經(jīng)過(guò)精密儀器測(cè)量在10~溫度誤差在40范圍內(nèi)±0.125°C內(nèi)部。因?yàn)槿藢?duì)溫差的感官能力是2°C因此，它極大地滿足了溫度測(cè)量精度的要求?？刂破鞑僮骱?jiǎn)單，只有添加和減少按鈕，每次設(shè)置，溫度相應(yīng)增加或減少0.5°C。收集當(dāng)前溫度后，當(dāng)室溫降低設(shè)定溫度≤-0.3°C當(dāng)室溫降至設(shè)定溫度大于0時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)；.3°C當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)。如果溫度傳感器出現(xiàn)故障或電池電壓過(guò)低，溫度控制器顯示Err，并打開(kāi)閥門(mén)。
   1.1 硬件設(shè)計(jì)
   硬件包括溫度控制器和微型電動(dòng)球閥。前者使用PIC16F873A外接作為主控制器DS18B20溫度傳感器采用4節(jié)5號(hào)干電池作為電源，具體原理如圖1所示。后者電動(dòng)球閥為三線系統(tǒng)，分紅、綠色和黑色。當(dāng)紅線和黑線連接到電源時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，5V在電源狀態(tài)下需要5~7s工作電流為100mA靜態(tài)電流約20mA；當(dāng)綠線和黑線連接電源時(shí)，閥門(mén)打開(kāi)，具體原理圖如圖2所示。

   1.2 軟件設(shè)計(jì)
   主程序每10min收集一次室溫，根據(jù)與設(shè)定溫度的比較和當(dāng)前閥門(mén)的狀態(tài)，確定閥門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。動(dòng)作結(jié)束后，單片機(jī)進(jìn)入休眠狀態(tài)。同時(shí)，當(dāng)按鈕發(fā)生時(shí)，調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序，設(shè)定溫度，并重置計(jì)時(shí)。具體的主程序流程和中斷程序流程如圖3所示。

   2 性能評(píng)價(jià)與優(yōu)勢(shì)
   傳統(tǒng)的恒溫控制閥結(jié)構(gòu)包括恒溫傳感器和溫度控制閥體兩部分，其中內(nèi)置恒溫傳感器有溫度傳感器袋。當(dāng)室溫升高時(shí)，溫度傳感器袋中的特殊液體轉(zhuǎn)化為氣體，溫度傳感器袋中的氣體壓力升高。由此產(chǎn)生的壓力將閥桿向下推，關(guān)閉小水流。相反，當(dāng)室溫下降時(shí)，波紋管收縮，閥桿恢復(fù)到打開(kāi)位置。這種溫度傳感液體的物理變化調(diào)節(jié)了閥桿的上下，以保持溫度恒定。它有以下缺點(diǎn)：閥阻力大，嚴(yán)重影響加熱平衡；易損壞、堵塞，不能直觀顯示室內(nèi)溫度；受陽(yáng)光等外部因素影響較大。
   相比之下，該系統(tǒng)具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，如下。
   1)超低功耗，休眠電流<18A，電壓工作范圍為3.7~7V。
   2)測(cè)溫精度高，分辨率0.0625，在10~40°C測(cè)溫誤差在±0.125°C以內(nèi)。
   3)閥體內(nèi)部為銅軸和塑料結(jié)構(gòu)，不生銹，動(dòng)力為2N•m，不易堵塞。
   4)控制精度高，不受外界因素影響，閥門(mén)動(dòng)作精度高±0.3°C；閥門(mén)阻力小到可以忽略不計(jì)。
   5)操作方便，只有加鍵和減鍵才能直觀顯示室內(nèi)溫度，設(shè)定溫度和閥門(mén)狀態(tài)。
   6)安全，系統(tǒng)動(dòng)力能源由4節(jié)5號(hào)干電池提供，與市電隔離，無(wú)安全隱患。
   7)人性化，當(dāng)電池電量過(guò)低或傳感器損壞時(shí)，溫度控制器提示錯(cuò)誤，閥門(mén)打開(kāi)，看門(mén)狗技術(shù)自動(dòng)重啟，確保熱可靠性。
   3 結(jié)語(yǔ)
   基于PIC16F873A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了溫度控制閥的低功耗設(shè)計(jì)，并提供了硬件原理圖和軟件流程圖?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行效果表明，系統(tǒng)滿足了溫度控制的精度要求，能耗低，達(dá)到了控制溫度、有效節(jié)能的目的。