[發(fā)明專利]一種能控制集熱系統(tǒng)出水溫度的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410088795.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103822380A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧宇;管立偉;龔忠友;蔡聲鎮(zhèn);許小泉;陳宏敏
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: F24J2/40
• 分類號: F24J2/40;F24H9/20
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能熱泵中央熱水系統(tǒng)的集熱板出水水溫控制的控制系統(tǒng)，具體涉及一種能夠按照時段日照特點變更集熱系統(tǒng)出水溫度的太陽能熱水控制裝置及其對應(yīng)的控制方法。

背景技術(shù)

目前太陽能熱泵中央熱水系統(tǒng)從太陽能集熱系統(tǒng)中獲得熱水的方法主要是：太陽能熱水系統(tǒng)的集熱系統(tǒng)的出水口安裝有水溫傳感器，集熱系統(tǒng)吸收太陽能輻射后，集熱系統(tǒng)內(nèi)水溫上升，當集熱系統(tǒng)中的水溫達到設(shè)定的溫度時太陽能熱泵中央熱水系統(tǒng)發(fā)出控制指令，循環(huán)泵將冷水輸入集熱系統(tǒng)中，注入的冷水將集熱系統(tǒng)中原有的熱水壓入給用戶供水的保溫水箱中。當前的太陽能中央熱泵熱水系統(tǒng)對集熱系統(tǒng)的出水水溫基本都采用固定溫度值，以保證恒定溫度值的熱水送入供水的保溫水箱，部分控制系統(tǒng)允許設(shè)置一個出水水溫值達到對出水水溫加以調(diào)整的目的。

以上系統(tǒng)在實際應(yīng)用中均缺乏對各地各季節(jié)的日照特點加以判定，這對于日照不足和日照充足的情況都不利于系統(tǒng)最有效獲得太陽能能量。在日照不足的環(huán)境中，集熱系統(tǒng)太陽能輻射獲得的能量與散熱損失的能量達到平衡時，集熱系統(tǒng)往往還無法將水溫加熱到指定溫度，無法將集熱系統(tǒng)獲得低于指定出水溫度的水送入用戶供水的保溫水箱，即系統(tǒng)無法獲得太陽能輻射產(chǎn)生的熱水；而在日照充足的環(huán)境中，原本可以加熱到更高溫度的熱水也只能在指定的出水水溫值被送入保溫水箱。因此，無法實現(xiàn)太陽能利用率最大化。本專利提供了一種通過判斷季節(jié)日照特點變更太陽能集熱系統(tǒng)出水溫度的太陽能中央熱泵熱水控制裝置和對應(yīng)的控制方法可以解決了上述問題提高太陽能利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是使太陽能中央熱泵熱水系統(tǒng)的集熱系統(tǒng)出水水溫可以根據(jù)各地各季節(jié)太陽能的產(chǎn)熱量特點調(diào)節(jié)集熱系統(tǒng)的出水水溫，從而使系統(tǒng)具有太陽能利用率最大化的控制特性。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明的設(shè)計技術(shù)方案是：系統(tǒng)由ARM單片機、數(shù)據(jù)存儲器、溫度傳感器和水泵組成，系統(tǒng)中ARM單片機與數(shù)據(jù)存儲器、溫度傳感器及定溫進水水泵連接，數(shù)據(jù)存儲器保存各季節(jié)的起始日期、各季節(jié)每天的強弱日照時間結(jié)點以及各時間點對應(yīng)的集熱系統(tǒng)的出水水溫，系統(tǒng)的溫度傳感器測量集熱系統(tǒng)出水口水溫，通過比較存儲的出水溫度值和傳感器測量的出水口溫度值來控制定溫進水泵工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)存儲器中保存著系統(tǒng)默認的各時間段對應(yīng)的集熱系統(tǒng)出水水溫，同時允許系統(tǒng)之外的上位機根據(jù)各地各季節(jié)特點修改控制時間點及對應(yīng)的集熱系統(tǒng)出水水溫。

系統(tǒng)中ARM單片機判斷系統(tǒng)之外的上位機是否有發(fā)送修改設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器的設(shè)定值信息，如果有修改則轉(zhuǎn)向執(zhí)行修改并替換存儲器中的設(shè)置值，否則單片機讀取存儲器中當前時間對應(yīng)的出水口水溫的設(shè)置值和集熱系統(tǒng)出水口的溫度值；系統(tǒng)將獲得的出水口水溫和出水水溫設(shè)置作比較，如果獲得的出水口水溫大于讀取的出水水溫設(shè)置，則啟動定溫進水水泵，否則上位機發(fā)送修改設(shè)置數(shù)據(jù)：為了保證系統(tǒng)不會出現(xiàn)不停地開停定溫進水水泵的現(xiàn)象，本系統(tǒng)中采用與出水口水溫設(shè)置值減3℃的值進行比較，延長進水水泵的使用壽命。

實施效果

本發(fā)明實施的有益效果是：利用本系統(tǒng)可以結(jié)合不同的地域的各季節(jié)太陽能特點來設(shè)置集熱板的出水溫度，從而達到盡可能最大化利用太陽能系統(tǒng)提供的熱量的目的。

附圖說明

圖1?裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖2?裝置實際應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖；

圖3?數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)及初始值表；

圖4?本發(fā)明所述的裝置的工作流程圖。

具體實施方式

為了更詳細的描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖作進一步說明。

圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)框圖，101是ARM單片機，102是數(shù)據(jù)存儲器（用于存儲日期、時間和溫度閾值），103是溫度傳感器，104是水泵；

圖2是裝置實際應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖，201是集熱系統(tǒng)，202是保溫水箱，203是定溫進水泵，204是進冷水泵，205是集熱系統(tǒng)出水口溫度傳感器，206是定溫進水管，207是進冷水管；

圖3是數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)及初始值表，該表所定義的初始值存儲于裝置的數(shù)據(jù)存儲器中，定義的初始值可以通過上位機根據(jù)各地各季節(jié)的實際特點加以修改。

圖4是本發(fā)明的工作流程圖，為了便于進一步理解本發(fā)明結(jié)合圖4對本發(fā)明的控制方法做具體描述

步驟401：判斷上位機是否有發(fā)送修改設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器的設(shè)定值信息，如果有修改則轉(zhuǎn)向執(zhí)行402，否則執(zhí)行403；

步驟402：修改并替換存儲器中的設(shè)置值；

步驟403：單片機讀取存儲器中當前時間對應(yīng)的出水口水溫的設(shè)置值；

步驟404：單片機讀取集熱系統(tǒng)出水口的溫度值；