專利名稱：一種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能控制系統(tǒng)。具體的說，是涉及一種主要用于太陽能集熱供熱的節(jié)能優(yōu)化電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
學(xué)校、小區(qū)、酒店以及運(yùn)動(dòng)場等場所，都需要提供熱水。而太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)，以其環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)正越來越受到人們的重視。但由于季節(jié)性和地域性的原因，太陽能集熱并不能完全符合人們的要求，所以一般的太陽能都會(huì)配備電加熱系統(tǒng)一起運(yùn)行。但是經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，目前的太陽能供熱系統(tǒng)不能識別用戶的用水量，往往盲目投入電加熱，有時(shí)候產(chǎn)生了大量的熱水沒有用戶使用，也就是說由于不知道該何時(shí)投入電加熱、電加熱時(shí)間、電加熱溫度以及如何實(shí)現(xiàn)電加熱與太陽能集熱器之間循環(huán)的自動(dòng)控制等措施，導(dǎo)致有大量的電能被浪費(fèi)掉，在冬季尤甚。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)，利用該種供熱系統(tǒng)不但能夠充分利用太陽能，而且具有靈活的控制方式，一方面可大大節(jié)約電能，而另一方面又可提高供應(yīng)熱水的溫度和穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)，包括一個(gè)具有溫度傳感器的太陽能集熱器、熱水水箱和冷水水箱、熱水箱水泵、冷水箱水泵，此外，所述供熱系統(tǒng)還包括一臺采用單片機(jī)的控制器、一臺帶有小齒輪的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、大齒輪盤以及帶有軸承的底座；所述大齒輪盤與小齒輪相嚙合，大齒輪盤固定在底座的軸承上，所述大齒輪盤的中心固定有一根空心鋼管，所述太陽能集熱器固定在大齒輪盤上，上、下水管線由空心鋼管引出；所述熱水箱水泵連接在太陽能集熱器的出水管與熱水水箱之間，冷水箱水泵連接在太陽能集熱器的上水管與冷水水箱之間；在所述熱水水箱中設(shè)有熱水箱液位傳感器，在所述冷水水箱中設(shè)有冷水箱液位傳感器。所述控制器由與單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)緩沖電路、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘芯片、上行水泵驅(qū)動(dòng)電路、下行水泵驅(qū)動(dòng)電路以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；所述溫度傳感器、熱水箱液位傳感器和冷水箱液位傳感器輸出的采樣信號經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖電路處理后分別對應(yīng)輸入到所述控制器內(nèi)單片機(jī)的采樣信號輸入端。本實(shí)用新型具有如下有益效果:本系統(tǒng)在屋面設(shè)置太陽能集熱器，在設(shè)備間設(shè)置儲熱水箱、電加熱鍋爐和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。日常應(yīng)用時(shí)，按照時(shí)鐘芯片上的時(shí)鐘判斷太陽所在的方向，在控制器的控制作用下，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)大齒輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得太陽能太陽能集熱器的感光面能夠隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，由此使得太陽能得到充分利用。此外，由于設(shè)置了溫度傳感器、熱水箱液位傳感器和冷水箱液位傳感器以及冷、熱水箱水泵，因此可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)采用溫差循環(huán)與定溫出水的工作方式對太陽能水箱中的水不斷加熱。當(dāng)需要補(bǔ)水時(shí)，系統(tǒng)冷水箱水泵進(jìn)行補(bǔ)水，將水補(bǔ)充到設(shè)定水位時(shí)停止；當(dāng)太陽能水溫不足時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)電輔助加熱，將水溫加熱到設(shè)定溫度時(shí)停止。另外，控制器能夠根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)在內(nèi)置程序的作用下獲得詳細(xì)歷史數(shù)據(jù)，從而判斷出大致的熱水使用量和時(shí)間段的對應(yīng)關(guān)系，從而來控制何時(shí)供水、何時(shí)進(jìn)行電加熱以及何時(shí)進(jìn)行循環(huán)等，具有可有效節(jié)約電能、智能控制、人機(jī)交互和成本低廉的特點(diǎn)。


:圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型所述控制器的構(gòu)成原理框圖。圖中1-太陽能集熱器，2-空心鋼管，3-大齒輪盤，4-旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，5-小齒輪，6_控制器，7-熱水箱液位傳感器，8-熱水箱水泵，9-冷水箱水泵，10-冷水水箱，11-冷水箱液位傳感器，12-底座。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:由圖1所示，該種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)，包括一個(gè)具有溫度傳感器的太陽能集熱器1、熱水水箱和冷水水箱IO、熱水箱水泵8、冷水箱水泵9，此外，所述供熱系統(tǒng)還包括一臺采用單片機(jī)的控制器6、一臺帶有小齒輪5的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)4、大齒輪盤3以及帶有軸承的底座12。所述大齒輪盤3與小齒輪5相嚙合，大齒輪盤3固定在底座12的軸承上，所述大齒輪盤3的中心固定有一根空心鋼管2，所述太陽能集熱器I固定在大齒輪盤3上，上、下水管線由空心鋼管2引出；所述熱水箱水泵8連接在太陽能集熱器的出水管與熱水水箱之間，冷水箱水泵9連接在太陽能集熱器的上水管與冷水水箱之間；在所述熱水水箱中設(shè)有熱水箱液位傳感器7，在所述冷水水箱中設(shè)有冷水箱液位傳感器11。所述控制器6由與單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)緩沖電路、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘芯片、上行水泵驅(qū)動(dòng)電路、下行水泵驅(qū)動(dòng)電路以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；所述溫度傳感器、熱水箱液位傳感器7和冷水箱液位傳感器11輸出的采樣信號經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖電路處理后分別對應(yīng)輸入到所述控制器6內(nèi)單片機(jī)的采樣信號輸入端。為了分析本專利所述方案的實(shí)際效果，對系統(tǒng)改造前、初期改造后、終期改造后三個(gè)階段的供水溫度和電能消耗情況進(jìn)行了抽樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，改造前由于原系統(tǒng)在冬季幾乎全靠電加熱，致使供水溫度低，電能消耗大。初期改造后，太陽能的感光面可以自動(dòng)調(diào)整，減小原有太陽能加熱控制的啟動(dòng)溫差，利用太陽能和電鍋爐同時(shí)加熱，有效提高了供水溫度，同時(shí)減少了電能消耗。終期改造后，實(shí)施了最終控制方案，根據(jù)第二天的用水量確定當(dāng)天的上水量，改變以往總是近乎上滿整罐的處理方式，可進(jìn)一步提高供水溫度。同時(shí)通過設(shè)定程序，采取跟蹤目標(biāo)水溫曲線的溫度控制方式，改變了以往選定目標(biāo)水溫為恒值的處理方式，有效實(shí)現(xiàn)了“太陽能加熱為主，電鍋爐加熱為輔”的控制目標(biāo)，達(dá)到了進(jìn)一步節(jié)能的目的。綜上所述，本控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)自控控制，同時(shí)還可以由上位機(jī)的組態(tài)控制軟件進(jìn)行顯示并記錄歷史數(shù)據(jù)，便于采用經(jīng)驗(yàn)值。例如夏季設(shè)置為15°C，冬季設(shè)置為10°C。同時(shí)每晚的儲水罐的水位設(shè)定值值由第二天的用水量決定。例如經(jīng)過上位機(jī)記錄的詳細(xì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析用水量再統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定:每周日、周三、周四晚儲罐的設(shè)定水位為90%，每周一、周二、周五、周六晚儲罐的設(shè)定水位為60%。
權(quán)利要求1.一種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)，包括一個(gè)具有溫度傳感器的太陽能集熱器(I)、熱水水箱和冷水水箱(10)、熱水箱水泵(8)、冷水箱水泵(9)，其特征在于: 所述供熱系統(tǒng)還包括一臺采用單片機(jī)的控制器(6)、一臺帶有小齒輪(5)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(4)、大齒輪盤(3)以及帶有軸承的底座(12);所述大齒輪盤(3)與小齒輪(5)相嚙合,大齒輪盤(3)固定在底座(12)的軸承上，所述大齒輪盤(3)的中心固定有一根空心鋼管(2)，所述太陽能集熱器(I)固定在大齒輪盤(3)上，上、下水管線由空心鋼管(2)引出；所述熱水箱水泵(8)連接在太陽能集熱器的出水管與熱水水箱之間，冷水箱水泵(9)連接在太陽能集熱器的上水管與冷水水箱之間；在所述熱水水箱中設(shè)有熱水箱液位傳感器(7)，在所述冷水水箱中設(shè)有冷水箱液位傳感器(11); 所述控制器(6)由與單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)緩沖電路、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘芯片、上行水泵驅(qū)動(dòng)電路、下行水泵驅(qū)動(dòng)電路以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；所述溫度傳感器、熱水箱液位傳感器(7)和冷水箱液位傳感器(11)輸出的采樣信號經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖電路處理后分別對應(yīng)輸入到所述控制器(6)內(nèi)單片機(jī)的采樣信號輸入端。
專利摘要一種具有節(jié)能效果的太陽能集熱供熱系統(tǒng)，主要為了解決現(xiàn)有的太陽能供熱系統(tǒng)存在的利用率低并且能耗較高的問題。其特征在于系統(tǒng)包括控制器、帶有小齒輪的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、大齒輪盤以及底座；大齒輪盤與小齒輪相嚙合，太陽能集熱器固定在大齒輪盤上，管線由空心鋼管引出；熱水箱中有熱水箱液位傳感器，冷水箱中有冷水箱液位傳感器；控制器內(nèi)有與單片機(jī)連接的時(shí)鐘芯片、上行水泵驅(qū)動(dòng)電路、下行水泵驅(qū)動(dòng)電路以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；溫度傳感器、熱水箱液位傳感器和冷水箱液位傳感器輸出的采樣信號分別輸入到控制器內(nèi)單片機(jī)的采樣信號輸入端。利用本種供熱系統(tǒng)能夠充分利用太陽能、控制方式靈活，可大大節(jié)約電能、提高了供應(yīng)熱水的溫度以及穩(wěn)定性。
文檔編號F24J2/46GK202993581SQ20132001561
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月13日
發(fā)明者劉素娟, 包天悅, 曹雪 申請人:東北石油大學(xué)