用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，包括微控制單元模塊，微控制單元模塊的信號輸入端電連接有時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊、參數(shù)設(shè)定模塊和溫度傳感器模塊，微控制單元模塊的數(shù)據(jù)輸出端電連接有信號驅(qū)動模塊；在陽光充足的時(shí)候，太陽能采暖供熱系統(tǒng)所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時(shí)候，可使用蓄能器換熱裝置釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求；當(dāng)陽光充足后，在供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的控制下，又會自動轉(zhuǎn)換到太陽能制熱；本發(fā)明能夠?qū)⑻柲芎脱a(bǔ)充熱能很好地結(jié)合利用，為用戶提供持續(xù)的供熱；太陽能作為可再生資源，干凈環(huán)保。
【專利說明】用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能采暖供熱【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種太陽能采暖供熱系統(tǒng)中使用的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國廣大北方地區(qū)，采暖系統(tǒng)是一所建筑的必備設(shè)施，為建筑物配套供暖設(shè)施是開發(fā)商在建房之初就必須考慮的問題。但在我國已經(jīng)配套了集中供暖設(shè)施的建筑中，這些集中供暖設(shè)施所耗用的資源，基本上是不可再生且會帶來嚴(yán)重污染的煤。在我國能源日漸短缺、環(huán)境保護(hù)壓力日漸增大的時(shí)代背景下，這種以燃煤鍋爐為熱源設(shè)備的供暖方式正遭到越來越多的質(zhì)疑。而這，客觀上為太陽能和地?zé)崮艿惹鍧嵉目稍偕茉丛诔鞘泄┡袌錾蠎?yīng)用創(chuàng)造了難得的機(jī)會。目前，在替代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐的各種嘗試中，燃?xì)獠膳療崴疇t這種以相對環(huán)保卻不可再生的天然氣為熱源的供暖設(shè)備得到了很好的應(yīng)用。
[0003]作為無污染、易推廣的可再生能源，太陽能的開發(fā)利用受到各方重視。特別是在中國，政策支持給快速發(fā)展的中國太陽能產(chǎn)業(yè)再添一把“火”。近年來，為了緩解我國環(huán)境和能源壓力，國家和地方政府紛紛出臺了鼓勵利用太陽能熱水器應(yīng)用的法規(guī)和政策。目前，隨著低溫?zé)崴孛孑椛涔┡夹g(shù)和太陽能熱利用系統(tǒng)在采暖技術(shù)方面取得了重要突破，太陽能熱利用系統(tǒng)不僅可以為居民全年提供生活熱水，還可以在冬季為居民供暖。由此，一種太陽能熱利用系統(tǒng)一太陽能采暖供熱系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]這種太陽能采暖供熱系統(tǒng)的核心部件主要由太陽光集熱器、蓄能器水箱、吸收式空氣能熱泵等組成。其中太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置是該系統(tǒng)的電氣控制中的重要組成部分之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠控制太陽能與補(bǔ)充熱能合理轉(zhuǎn)換使用的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，太陽能采暖供熱系統(tǒng)包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補(bǔ)充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補(bǔ)充裝置均與供熱水箱連接；
[0007]包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器Ul，所述微型處理器電連接有時(shí)鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊；
[0008]所述微型處理器的信號輸入端電連接有時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊和參數(shù)設(shè)定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設(shè)置在所述供熱水箱內(nèi)的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數(shù)據(jù)輸出端電連接有控制所述熱力補(bǔ)充裝置工作的信號驅(qū)動模塊；還包括為供熱轉(zhuǎn)換控制裝置提供工作電壓的電源模塊。
[0009]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述微控制單兀模塊包括微型處理器Ul、Ul時(shí)鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、ClO以及外圍接口上拉電阻RO?R15、存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19和看門狗芯片U4 ;存儲器芯片U3為EEPROM，微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳電連接，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳與微型處理器Ul的12#腳電連接，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#?4#腳和7#腳均接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯(lián)在時(shí)鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#?8#腳以及32#?39#腳分別接上拉電阻RO?R15，電阻RO?R15的另一端全部并聯(lián)在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。
[0010]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2、時(shí)鐘晶振Y2和校準(zhǔn)電容C7、C8，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共地端相連，4#腳連接到公共地端，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。
[0011]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述參數(shù)設(shè)定模塊包括獨(dú)立的五個按鍵開關(guān)，五個所述按鍵開關(guān)的一端并聯(lián)在一起后與地相連，五個按鍵開關(guān)的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#?39#腳。
[0012]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述溫度傳感器模塊包括單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，所述單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。
[0013]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號驅(qū)動模塊包括電阻R23、三極管VT3、二極管VD5和繼電器RLY，電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到+12V電源上，三極管VT3的發(fā)射極連接公共地端，繼電器RLY的6#腳為動觸點(diǎn)，5#、4#腳為靜觸點(diǎn)。
[0014]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊為直流穩(wěn)壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl?VD4、集成穩(wěn)壓電路ICl、IC2和濾波電容Cl?C6 ;電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl?VD4整流橋的輸入端，VDl?VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩(wěn)壓集成電路ICl的1#腳，穩(wěn)壓集成電路ICl的3#腳即電源模塊的+12V輸出端連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩(wěn)壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳即電源模塊的Vee5V輸出端連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl?VD4整流橋的負(fù)極端以及濾波電容Cl?C6的負(fù)極共同連接到公共地端。
[0015]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述微控制單元模塊的數(shù)據(jù)輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作狀態(tài)的LED狀態(tài)指示模塊、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌谀K和顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作參數(shù)的LCD液晶顯示模塊。
[0016]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述LED狀態(tài)指示模塊包括發(fā)光二極管LEDl、LED2和電阻R16、R17，發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發(fā)光二極管LEDl正極連接電阻R16，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發(fā)光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接；
[0017]所述的IXD液晶顯示模塊包括IXD液晶顯示屏、背光驅(qū)動電阻R20?R22、三極管VTl、VT2和顯示屏亮度調(diào)整可變電阻PRl，IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調(diào)電阻PRl的一端后與地相連；IXD液晶顯示屏的2#腳連接可調(diào)電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調(diào)電阻PRl的滑動觸頭端；IXD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；IXD液晶顯示屏的10#?14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#?8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；LCD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅(qū)動電路的晶體三極管VT2的發(fā)射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發(fā)射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳。
[0018]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通信接口模塊為RS-485通信接口，包括RS-485收發(fā)芯片U5和外圍電阻R25、R26、R27，RS-485收發(fā)芯片U5的1#和4#腳對應(yīng)連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發(fā)芯片U5的2#、3#腳并聯(lián)后連接微型處理器Ul的28#腳，RS-485收發(fā)芯片U5的8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，RS-485收發(fā)芯片U5的6#和7#腳為通信輸入輸出端口，RS-485收發(fā)芯片U5的6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發(fā)芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發(fā)芯片U5的5#腳并接地。
[0019]由于采用了上述技術(shù)方案，用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，太陽能采暖供熱系統(tǒng)包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補(bǔ)充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補(bǔ)充裝置均與供熱水箱連接；包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器U1，所述微型處理器電連接有時(shí)鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊；所述微型處理器的信號輸入端電連接有時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊和參數(shù)設(shè)定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設(shè)置在所述供熱水箱內(nèi)的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數(shù)據(jù)輸出端電連接有控制所述熱力補(bǔ)充裝置工作的信號驅(qū)動模塊；還包括為供熱轉(zhuǎn)換控制裝置提供能量的電源模塊；在陽光充足的時(shí)候，太陽能采暖供熱系統(tǒng)所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時(shí)候，可使用蓄能器換熱裝置釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求，當(dāng)供熱水箱的溫度值低于設(shè)定的水溫轉(zhuǎn)換值時(shí)，微控制單元模塊根據(jù)溫度傳感器模塊的檢測數(shù)據(jù)向信號驅(qū)動模塊發(fā)出開啟熱力補(bǔ)充裝置的信號，熱力補(bǔ)充裝置為太陽能采暖供熱系統(tǒng)提供熱源；當(dāng)陽光充足后，在供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的控制下，又會自動轉(zhuǎn)換到太陽能制熱；本發(fā)明能夠?qū)⑻柲芎脱a(bǔ)充熱能很好地結(jié)合利用，為用戶提供持續(xù)的供熱；太陽能作為可再生資源，干凈環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:[0021 ] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的工作流程圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電氣原理圖；
[0024]圖中:1_微控制單元模塊；2_時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊；3_參數(shù)設(shè)定模塊；4_溫度傳感器模塊；5-/[目號驅(qū)動模塊；6_電源模塊；7_LED狀態(tài)指不模塊；8_IXD液晶顯不模塊；9_通彳目接口模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0026]如圖1所示，用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，太陽能采暖供熱系統(tǒng)包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補(bǔ)充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補(bǔ)充裝置均與供熱水箱連接；
[0027]包括微控制單元模塊I，所述微控制單元模塊I包括微型處理器，所述微型處理器電連接有時(shí)鐘晶振模塊、看門狗芯片、存儲器模塊和上拉電阻模塊；所述微控制單元模塊I的信號輸入端電連接有時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊2和設(shè)定蓄能器水溫極限值的參數(shù)設(shè)定模塊3，所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊2包括包括完成年、月、周、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片電連接有時(shí)鐘晶振模塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片通過外部接口為微型處理器提供日歷和時(shí)鐘；所述參數(shù)設(shè)定模塊3為安裝在供熱轉(zhuǎn)換控制裝置上的操作鍵盤，所述操作鍵盤設(shè)置有五個按鍵開關(guān)；所述微控制單元模塊I的信號輸入端還電連接有設(shè)置在所述供熱水箱內(nèi)的溫度傳感器模塊4，溫度傳感器模塊4實(shí)時(shí)檢測供熱水箱內(nèi)的溫度，所述溫度傳感器模塊4包括單總線數(shù)字溫度傳感器芯片；所述微控制單元模塊I的數(shù)據(jù)輸出端電連接有控制所述熱力補(bǔ)充裝置工作的信號驅(qū)動模塊5，所述信號驅(qū)動模塊5包括繼電器。所述電源模塊6包括與市電連連接的電源變壓器，所述電源變壓器的輸出端連接有整流橋，所述整流橋電連接有12V穩(wěn)壓輸出電路和5V穩(wěn)壓輸出電路；還包括為供熱轉(zhuǎn)換控制裝置提供工作電壓的電源模塊6。
[0028]所述微控制單元模塊I的數(shù)據(jù)輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作狀態(tài)的LED狀態(tài)指示模塊7，所述LED狀態(tài)指示模塊7兩個LED指示燈；所述微控制單元模塊I的數(shù)據(jù)輸出端還電連接有顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作參數(shù)的LCD液晶顯示模塊8，所述LCD液晶顯不|旲塊8包括LCD液晶顯不屏，所述LCD液晶顯不屏電連接有背光驅(qū)動電路和売度調(diào)節(jié)電路；所述微控制單元模塊I的數(shù)據(jù)輸出端還電連接有與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌谀K9，所述通信接口模塊9包括RS-485收發(fā)芯片，所述RS-485收發(fā)芯片電連接有與PC機(jī)連接的通信接口。
[0029]下面結(jié)合附圖3詳細(xì)的說明一下上述各部分的電氣連接原理圖:
[0030]如圖3所示,所述的IXD液晶顯示模塊8由IXD液晶顯示屏、背光驅(qū)動電阻R20?R22，三極管VT1、VT2，顯示屏亮度調(diào)整可變電阻PRl組成，其內(nèi)部電氣連接結(jié)構(gòu)為IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調(diào)電阻PRl的一端后與地相連；LCD液晶顯示屏的2#腳連接可調(diào)電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調(diào)電阻PRl的滑動觸頭端；IXD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；LCD液晶顯示屏的W#?14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#?8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；LCD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅(qū)動電路的晶體三極管VT2的發(fā)射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發(fā)射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳；該模塊的主要作用是:讓用戶能夠直觀的看到各項(xiàng)設(shè)定的功能參數(shù)以及運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，如:顯示時(shí)鐘實(shí)時(shí)走時(shí)時(shí)間、年月日周、設(shè)定的溫度轉(zhuǎn)換值、太陽能制熱總計(jì)運(yùn)行時(shí)間、熱力補(bǔ)充設(shè)備制熱的總計(jì)運(yùn)行時(shí)間、供熱水箱的當(dāng)前溫度值、制熱模式轉(zhuǎn)換的次數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)的日期時(shí)間等。
[0031]時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊2由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2、專用時(shí)鐘晶振Y2和校準(zhǔn)電容C7、C8組成，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的內(nèi)部電氣連接關(guān)系為1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共端相連，4#腳連接到公共端，5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。該模塊的主要功能是:完成年、月、周、日、時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)，通過外部接口(U2的5#、6#、7#腳)為微型處理器Ul提供準(zhǔn)確的日歷和時(shí)鐘。
[0032]微控制單元模塊I由微型處理器Ul (MCU)，MCU的時(shí)鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、C10以及外圍接口上拉電阻RO?R15，存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19，看門狗芯片U4組成，存儲器芯片U3為EEPR0M，微控制單元模塊I的內(nèi)部電氣連接關(guān)系為微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳連接在一起，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳接回到微型處理器Ul的12#腳，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#?4#、7#腳并聯(lián)在一起后接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯(lián)在時(shí)鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#?8#腳以及32#?39#腳分別接電阻RO?R15，電阻RO?R15的另一端全部并聯(lián)在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。該模塊是整個空調(diào)控制器的核心部分，是指揮中心和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的作用是存儲程序代碼和表格常數(shù)，完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，讀入和分析每條指令，根據(jù)指令的要求和性質(zhì)控制單片機(jī)各個部分執(zhí)行指令操作，并根據(jù)通信接口模塊9連接的遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)(PC)編入的VB程序軟件，發(fā)出指令信號，使微型處理器Ul各個部分及其外圍電路協(xié)調(diào)工作。
[0033]通信接口模塊9為RS-485通信接口，由RS-485收發(fā)芯片U5以及外圍電阻R25、R26、R27所組成，它是以半雙工方式工作，可以輸入操作命令和讀出實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，RS-485收發(fā)芯片U5的1#和4#腳對應(yīng)連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發(fā)芯片U5的2#、3#腳并聯(lián)后連接微型處理器Ul的28#腳，8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，6#和7#腳為通信輸入輸出端口，其中6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發(fā)芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發(fā)芯片U5的5#腳并接地。本模塊的作用是:實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例與外部計(jì)算機(jī)(PC機(jī))進(jìn)行串行通信，并在通信軟件的支持下，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離(數(shù)公里)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與外部的計(jì)算機(jī)(PC機(jī))聯(lián)網(wǎng)通信，通過外部的PC機(jī)顯示現(xiàn)場太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的所有信息和數(shù)據(jù)，并可通過PC機(jī)對現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行重新修改和設(shè)定，完成現(xiàn)場需要完成的各種操作工作。
[0034]LED狀態(tài)指示模塊7包括發(fā)光二極管LED1、LED2，電阻R16、R17等電器元件組成，其內(nèi)部連接關(guān)系為發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發(fā)光二極管LEDl正極連接電阻R16，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發(fā)光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接；本模塊的主要作用是完成本實(shí)施例是否正常運(yùn)行信號指示和制熱狀態(tài)的信號指示，當(dāng)本實(shí)施例正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)光二極管LEDl燈不斷閃爍，當(dāng)發(fā)光二極管LEDl燈不亮或長亮?xí)r，說明本實(shí)施例運(yùn)行出現(xiàn)問題。發(fā)光二極管LED2燈亮?xí)r，表明太陽能采暖供熱系統(tǒng)由太陽能制熱轉(zhuǎn)換為熱力補(bǔ)充設(shè)備制熱。
[0035]溫度傳感器模塊4包括單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。其主要作用是:用來測量供熱水箱里水的實(shí)際溫度，單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl可以直接將溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號(即提供9位二進(jìn)制數(shù)字)給微型處理器Ul處理，測溫分辨率可達(dá)0.06250C。
[0036]信號驅(qū)動模塊5由電阻R23，三極管VT3，二極管VD5和繼電器RLY組成，其電路連接關(guān)系為電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到電源的+12V上，三極管VT3的發(fā)射極連接公共點(diǎn)地端，繼電器RLY的5#、6#、4#腳是動開和動合觸頭，其中，6#腳為動觸點(diǎn)，5#、4#腳為靜觸點(diǎn)。這部分電路的主要作用是:在微型處理器Ul的指令控制下驅(qū)動繼電器RLY線圈的通斷，帶動繼電器RLY觸頭的吸合或斷開，通過RLY觸頭的接通或斷開，控制熱力補(bǔ)充設(shè)備中的電器的啟動或停止，從而控制太陽能采暖供熱系統(tǒng)由太陽能制熱轉(zhuǎn)換為熱力補(bǔ)充設(shè)備制熱的相互轉(zhuǎn)換。
[0037]參數(shù)設(shè)定模塊由獨(dú)立的五個按鍵開關(guān)所組成，五個按鍵開關(guān)的一端并聯(lián)在一起后與地(公共點(diǎn))相連，五個按鍵開關(guān)的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#?39#腳，其主要作用是用于設(shè)定時(shí)鐘的準(zhǔn)時(shí)走時(shí)時(shí)間和輸入溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和命令，操作鍵盤的每一個按鍵開關(guān)都被賦予了一個代碼，操作鍵盤形式為獨(dú)立鍵盤，通過操作鍵盤可完成對控制的數(shù)據(jù)查詢、查看、數(shù)據(jù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的修改等操作。
[0038]電源模塊6為直流穩(wěn)壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl?VD4，集成穩(wěn)壓電路IC1、IC2，濾波電容Cl?C6組成，其連接關(guān)系為電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl?VD4整流橋的輸入端，VDl?VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩(wěn)壓集成電路ICl的1#腳，穩(wěn)壓集成電路ICl的3#腳(電源的+12V端)連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩(wěn)壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳(電源的V。。端)連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl?VD4整流橋的負(fù)極端以及濾波電容Cl?C6的負(fù)極共同連接到公共地端。本部分的主要作用是:給各個電路提供一個不受電網(wǎng)電源波動影響的+12V和+5V穩(wěn)定直流電壓，確保本實(shí)施例及相關(guān)電路的可靠運(yùn)行。
[0039]在本實(shí)施例中，主要元器件選用:微型處理器Ul為AT89S52，IXD液晶顯示屏為LCD1602A，時(shí)鐘芯片U2為DS1302，溫度芯片Wl為DS18B20，存儲器芯片U3為AT24C02，看門狗芯片U4為MAX813L或MP813L，RS-485收發(fā)芯片U5為MAX485，集成穩(wěn)壓電路ICl為LM7812、集成穩(wěn)壓電路IC2為LM7805，晶體三極管VTl?VT4為9013，繼電器RLJ為5A、12V，晶體振蕩器Yl為11.0592MHz,晶體振蕩器Y2為32.768KHz。
[0040]如圖2所示，太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的微控制單元模塊I中設(shè)有程序軟件，程序主要包括:初始化程序、運(yùn)行程序、待機(jī)程序、IXD顯示程序、DS1302時(shí)鐘控制程序、DS18B20溫度控制程序、按鍵判斷執(zhí)行程序、設(shè)定的溫度值比較執(zhí)行程序、制熱模式轉(zhuǎn)換程序、數(shù)據(jù)信息查詢程序、復(fù)位出廠值程序、菜單主程序，其中菜單主程序包括A菜單處理程序/時(shí)鐘日歷時(shí)間菜單、B菜單處理程序/設(shè)定溫度菜單、C菜單處理程序/轉(zhuǎn)換信息查詢、D菜單處理程序/本機(jī)站號的設(shè)定，微控制單元模塊I中還設(shè)有定時(shí)器O中斷程序、查O?9字模地址子程序、處理溫度B⑶碼子程序、液晶屏的初始化子程序、延時(shí)子程序、寫指令代碼子程序、寫顯示數(shù)據(jù)子程序、讀顯示數(shù)據(jù)子程序、串行中斷服務(wù)程序、EEPROM子程序，這些程序?qū)崿F(xiàn)了太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的水溫溫度采集、數(shù)據(jù)處理、信息查詢、狀態(tài)顯示及參數(shù)設(shè)定等功能。
[0041]本實(shí)施例的工作過程如下所述:
[0042]太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置啟動后，主程序會自動進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，通信設(shè)置以及時(shí)鐘設(shè)置、溫度傳感器設(shè)置，也可以利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(PC機(jī))聯(lián)網(wǎng)通信，經(jīng)過通信接口模塊對溫度傳感器和單總線數(shù)字溫度傳感器芯片進(jìn)行通訊設(shè)置，并由單總線數(shù)字溫度傳感器芯片存儲其設(shè)定溫度值，隨后進(jìn)入LCD液晶顯示屏的設(shè)定及顯示，通過微控制單元模塊I中的程序運(yùn)行路線判斷，進(jìn)行溫度值的轉(zhuǎn)換、計(jì)算和比較，若水箱溫度值低于設(shè)定溫度值，經(jīng)制熱模式轉(zhuǎn)換程序控制，由太陽能制熱轉(zhuǎn)換為熱力補(bǔ)充設(shè)備制熱，并記錄(存儲)制熱轉(zhuǎn)換時(shí)的日期和時(shí)間，直到返回太陽能制熱并存儲該次轉(zhuǎn)換的次數(shù)和累計(jì)時(shí)間。若要對日期時(shí)間的修改以及對溫度參數(shù)的重新設(shè)置，或要進(jìn)行對數(shù)據(jù)的查詢、恢復(fù)出廠值參數(shù)等操作，都可通過操作鍵盤設(shè)置來完成。
[0043]本實(shí)施例在使用過程中，解決了在陽光充足的時(shí)候，太陽能采暖系統(tǒng)供暖所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時(shí)候，可使用蓄能器釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求。當(dāng)供熱水箱溫度的溫度值低于設(shè)定的水溫轉(zhuǎn)換值時(shí)，太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置便會自動啟動系統(tǒng)中的熱力補(bǔ)充設(shè)備(利用空氣能制熱設(shè)備制熱)，繼續(xù)維持太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱。當(dāng)陽光充足后，在太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置的控制下，又會自動轉(zhuǎn)換到太陽能制熱。因此，在陽光充足的時(shí)候，太陽能采暖系統(tǒng)供暖所耗用的能源幾乎全部是太陽能和空氣能，因此節(jié)能和減排效果非常明顯。
[0044]另外，當(dāng)由太陽能制熱轉(zhuǎn)換為熱力補(bǔ)充設(shè)備制熱時(shí)，太陽能采暖供熱系統(tǒng)供熱轉(zhuǎn)換控制裝置中的時(shí)鐘模塊便會記錄下該時(shí)刻的日期時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分)和持續(xù)時(shí)間以及轉(zhuǎn)換累加次數(shù)，以便工作人員進(jìn)行查詢。[0045]本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，太陽能采暖供熱系統(tǒng)包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補(bǔ)充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補(bǔ)充裝置均與供熱水箱連接； 其特征在于:包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器U1，所述微型處理器電連接有時(shí)鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊； 所述微型處理器的信號輸入端電連接有時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊和參數(shù)設(shè)定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設(shè)置在所述供熱水箱內(nèi)的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數(shù)據(jù)輸出端電連接有控制所述熱力補(bǔ)充裝置工作的信號驅(qū)動模塊；還包括為供熱轉(zhuǎn)換控制裝置提供工作電壓的電源模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述微控制單元模塊包括微型處理器Ul、Ul時(shí)鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、ClO以及外圍接口上拉電阻RO-R15、存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19和看門狗芯片U4 ;存儲器芯片U3為EEPROM，微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳電連接，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳與微型處理器Ul的12#腳電連接，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#-4#腳和7#腳均接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯(lián)在時(shí)鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#-8#腳以及32#-39#腳分別接上拉電阻RO-R15，電阻RO-R15的另一端全部并聯(lián)在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采`暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)模塊包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2、時(shí)鐘晶振Y2和校準(zhǔn)電容C7、C8，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共地端相連，4#腳連接到公共地端，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。
4.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述參數(shù)設(shè)定模塊包括獨(dú)立的五個按鍵開關(guān)，五個所述按鍵開關(guān)的一端并聯(lián)在一起后與地相連，五個按鍵開關(guān)的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#-39#腳。
5.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述溫度傳感器模塊包括單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，所述單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數(shù)字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。
6.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述信號驅(qū)動模塊包括電阻R23、三極管VT3、二極管VD5和繼電器RLY，電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到+12V電源上，三極管VT3的發(fā)射極連接公共地端，繼電器RLY的6#腳為動觸點(diǎn)，5#、4#腳為靜觸點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述電源模塊為直流穩(wěn)壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl-VD4、集成穩(wěn)壓電路ICUIC2和濾波電容Cl-C6 ;電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl-VD4整流橋的輸入端，VDl-VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩(wěn)壓集成電路ICl的1#腳，穩(wěn)壓集成電路ICl的3#腳即電源模塊的+12V輸出端連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩(wěn)壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳即電源模塊的VCC5V輸出端連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl-VD4整流橋的負(fù)極端以及濾波電容Cl-C6的負(fù)極共同連接到公共地端。
8.如權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述微控制單元模塊的數(shù)據(jù)輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作狀態(tài)的LED狀態(tài)指示模塊、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌谀K和顯示太陽能采暖供熱系統(tǒng)工作參數(shù)的LCD液晶顯示模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于: 所述LED狀態(tài)指示模塊包括發(fā)光二極管LED1、LED2和電阻R16、R17，發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發(fā)光二極管LEDl正極連接電阻R16，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發(fā)光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接； 所述的IXD液晶顯示模塊包括IXD液晶顯示屏、背光驅(qū)動電阻R20-R22、三極管VT1、VT2和顯示屏亮度調(diào)整可變電阻PR1，IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調(diào)電阻PRl的一端后與地相連；IXD液晶顯示屏的2#腳連接可調(diào)電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調(diào)電阻PRl的 滑動觸頭端；LCD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；IXD液晶顯示屏的10#-14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#-8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；IXD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅(qū)動電路的晶體三極管VT2的發(fā)射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發(fā)射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳。
10.如權(quán)利要求8所述的用于太陽能采暖供熱系統(tǒng)的供熱轉(zhuǎn)換控制裝置，其特征在于:所述通信接口模塊為RS-485通信接口，包括RS-485收發(fā)芯片U5和外圍電阻R25、R26、R27，RS-485收發(fā)芯片U5的1#和4#腳對應(yīng)連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發(fā)芯片U5的2#、3#腳并聯(lián)后連接微型處理器Ul的28#腳，RS-485收發(fā)芯片U5的8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，RS-485收發(fā)芯片U5的6#和7#腳為通信輸入輸出端口，RS-485收發(fā)芯片U5的6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發(fā)芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發(fā)芯片U5的5#腳并接地。
【文檔編號】F24D19/10GK103453581SQ201310400148
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】劉利軍, 程寧 申請人:程寧