[發明專利]基于單片機控制的智能太陽能熱水器系統及控制方法

有效

• 申請號: 201810255987.X
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108489114B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 楊帆;張錫鑫;田文濤;董婷;王軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24S20/40
• 分類號: F24S20/40;F24S50/00;F24S80/00
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于單片機控制的智能太陽能熱水器系統及控制方法，包括供水端、用戶端以及單片機控制系統。通過在供水端設置熱水罐和冷水罐，在用戶端設置與出水端一一對應的一個或多個緩沖水箱。一方面，能夠將熱水罐中的熱水和冷水罐中的冷水先在緩沖水箱內進行混合調溫，然后再供應給出水端，使用戶能夠快速的或者穩定溫度的熱水，有效的避免了用戶使用時水溫劇烈波動；另一方面，也能夠滿足多用戶在不同環境下同時對不同溫度熱水的需求。而且還設置有單片機控制系統，能夠自動的對熱水罐水溫和水位、冷水罐水位以及緩沖水箱的水溫水位進行監控并調整，實現該太陽能熱水器的智能化控制，減少手動操作的頻率，簡化操作和使用的復雜性。

技術領域

本發明涉及一種太陽能熱水器，特別涉及一種基于單片機控制的智能太陽能熱水器系統及其控制方法。

背景技術

太陽能熱水器是將太陽光能轉化為熱能的加熱裝置，通過利用太陽照射將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。它具有節能、環保無污染、使用方便且成本較低等優點。

但是，目前的太陽能熱水器也存在一些缺陷。例如，使用效果受天氣、季節影響較大，雖然可以使用電加熱裝置輔助加熱，但是水溫仍舊不易調節。并且也難以同時滿足家庭對不同溫度熱水的需要。

針對太陽能熱水器存在的問題，技術人員也做過不少研究，并且也相應有一些研究成果。其中，專利CN104864614A提出了一種智能調節太陽能熱水器熱水溫度的方案，可以減少電加熱對能源的浪費，但并沒有考慮到不同用戶、不同環境下對不同溫度、不同用量熱水的需求。專利CN103836819A提出了一種以AT89C51單片機為基礎的太陽能熱水器智能管理系統，此發明以高精度的溫度傳感器來精確控制溫度，但缺陷在于同樣沒有考慮到快速達到用戶需求的溫度的熱水這一要求。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種基于單片機控制的智能太陽能熱水器系統及控制方法，該系統能夠迅速、準確的得到指定溫度的熱水，避免水溫的劇烈波動，并且能夠滿足多用戶在不同環境下同時對不同溫度熱水的需求。

技術方案：本發明所述的一種基于單片機控制的智能太陽能熱水器系統，包括供水端、用戶端以及單片機控制系統；所述供水端包括熱水罐、用于向熱水罐補水的第一補水閥、分別用于檢測熱水罐水溫和水位的第一水溫傳感器和第一水位傳感器、冷水罐、用于向冷水罐補水的第二補水閥、分別用于檢測冷水罐水溫和水位的第二水溫傳感器和第二水位傳感器；所述用戶端包括一個或多個出水端以及與出水端一一對應連接的緩沖水箱，所述緩沖水箱設置有用于連通熱水罐的熱水閥、用于連通冷水罐的冷水閥、分別用于檢測緩沖水箱的水溫和水位的第三溫度傳感器和第三水位傳感器；所述單片機控制系統包括主單片機以及與所述緩沖水箱一一對應設置的子單片機；所述主單片機與所述第一水溫傳感器、第一水位傳感器、第一補水閥、第二水溫傳感器、第二水位傳感器、第二補水閥以及子單片機連接，用以接收第一水位傳感器、第二水位傳感器、第一水溫傳感器以及第二水溫傳感器輸出的信號；主單片機將接收的信號傳輸給子單片機，并控制第一補水閥和第二補水閥的開閉以調整熱水罐和冷水罐的水位；所述子單片機與熱水閥、冷水閥、第三溫度傳感器以及第三水位傳感器連接，子單片機接收第三溫度傳感器和第三水位傳感器傳輸的信號，并結合主單片機傳輸的信號，對熱水閥和冷水閥進行控制，以實現調整緩沖水箱的水溫和水位。

其中，所述熱水罐還設置有輔助加熱電路，所述輔助加熱電路連接所述主單片機；當熱水罐內的水溫達不到設定最低溫度時，主單片機控制所述輔助加熱電路對熱水罐內的水溫進行加熱。

所述供水端還設置有用于監測太陽光照強度的感光電阻，所述感光電阻連接所述主單片機并將光照信號傳輸給主單片機，當太陽光照強度不足時，所述主單片機控制所述輔助加熱電路對熱水罐內的水溫進行加熱。

所述供水端還包括連通閥，所述連通閥連接在所述熱水罐和所述冷水罐之間用以將熱水罐內的水排入冷水罐。