CN103062832A - 一种太阳能采暖控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能采暖控制系统，包括水暖管、保温水箱、太阳能集热器、温度检测模块、DSP控制模块和供暖执行模块；太阳能集热器分别连接至保温水箱的加温出水口和加温送水口，水暖管分别连接至保温水箱的供暖送水口和供暖出水口；保温水箱加温送水口与太阳能集热器之间设置第一水泵，保温水箱供暖出水口与水暖管之间设置第二水泵，保温水箱内设置加热器；温度检测模块用于检测水温并将水温转换成电压信号输出至DSP控制模块。DSP控制模块用于根据温度检测模块检测到的水温控制供暖执行机构模块。供暖执行模块用于接收DSP控制模块发出的信号并执行动作。采用太阳能作为主要的供暖能源，能够保障室内温度并且能够大幅度节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及采暖控制技术领域，具体涉及一种太阳能采暖控制系统及方法。
背景技术
目前，电网在城市以及乡村覆盖广泛，但由于成本以及安全等原因，不可能在处处都实现电网覆盖。在电网不易到达的地区，比如高速公路检测点以及在偏僻地区的环境监测站等，一般上都是采用燃油发电机或是便携式电源来进行供暖。燃油发电机作为能源进行供暖，这种供暖方式即浪费资源又对环境有害；而便携式电源又不可能提供非常大的能量来进行供暖，而若采用清洁能源来供暖，既环保又安全。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能采暖控制系统及方法。
本发明的技术方案是：
一种太阳能采暖控制系统，包括水暖管和保温水箱，还包括太阳能集热器、温度检测模块、DSP控制模块和供暖执行模块；
所述太阳能集热器与保温水箱连接，保温水箱与水暖管连接；
所述保温水箱设置有供暖送水口、供暖出水口、加温出水口和加温送水口；
太阳能集热器通过管路连接至保温水箱的加温出水口，水暖管通过管路连接至保温水箱的供暖送水口，水暖管通过管路连接至保温水箱的供暖出水口，保温水箱的加温送水口通过管路连接至太阳能集热器；
所述保温水箱加温送水口与太阳能集热器之间的管路中设置第一水泵，保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中设置第二水泵，保温水箱内设置加热器；
所述温度检测模块用于检测水温并将水温转换成电压信号输出至DSP控制模块；
所述DSP控制模块用于根据温度检测模块检测到的水温控制供暖执行机构模块；
所述供暖执行模块用于接收DSP控制模块发出的控制供暖执行机构模块的信号并执行动作。
所述温度采集模块包括温度变送器和输入保护电路，温度变送器的输出端连接输入保护电路的输入端，输入保护电路的输出端连接至DSP控制模块。
所述温度采集模块有三个，分别是第一温度采集模块、第二温度采集模块和第三温度采集模块，太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中设置第一温度采集模块，水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中设置第二温度采集模块，保温水箱供暖出水口与水暖 管之间的管路中设置第三温度采集模块。
所述第三温度采集模块是用于测量水暖管回水温度的装置。
所述供暖执行模块包括光电耦合器、驱动电路和电磁继电器；
光电耦合器的输入端连接至DSP控制模块，光电耦合器的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接电磁继电器。
所述供暖执行模块有三个，分别是第一供暖执行模块、第二供暖执行模块和第三供暖执行模块，第一供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第一供暖执行模块的输出端连接第一水泵，第二供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第二供暖执行模块的输出端连接加热器，第三供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第三供暖执行模块的输出端连接第二水泵。
采用所述的太阳能采暖控制系统进行太阳能采暖控制的方法，包括以下步骤：
步骤1：系统处于保温水箱加热水温工作状态，即太阳能集热器和保温水箱内的加热器共同加热；
步骤2：第一温度采集模块和第二温度采集模块实时检测水温，并将检测到的水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
第一温度采集模块采集太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温，第二温度采集模块采集水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温；
步骤3：DSP控制模块判断太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温和水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温之差是否大于10℃，是则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：启动第一供暖执行模块，第一供暖执行模块驱动第一水泵工作，进行加热循环，即太阳能集热器中的已加热的水经加温出水口送至保温水箱，保温水箱的冷水经加温送水口送至太阳能集热器，并执行步骤6；
步骤5：判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃，是则控制第二供暖执行模块关闭保温水箱内的加热器并执行步骤7；否则控制第二供暖执行模块开启保温水箱内的加热器继续加热，重新判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃；
步骤6：判断是否完成一次加热循环即到达一次加热循环设定时间，是则控制第一供暖执行模块关闭第一水泵，并执行步骤5；否则继续加热；
步骤7：关闭第一温度采集模块和第二温度采集模块，停止保温水箱水温加热工作；
步骤8：系统进入供暖循环工作状态，开启第三温度采集模块，实时检测保温水箱供暖 出水口与水暖管之间的管路中的水温并将水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
步骤9：DSP控制模块控制第三供暖执行模块驱动第二水泵工作，进行供暖循环，即保温水箱中的已加热的水经供暖送水口送至水暖管，水暖管中的冷水经供暖出水口送至保温水箱，并执行步骤10；
步骤10：判断是否完成一次供暖循环，即到达一次供暖循环设定时间，是则控制第三供暖执行模块关闭第二水泵，并执行步骤11；否则继续供暖；
步骤11：判断保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中的水温是否小于40℃，是则结束供暖循环工作，返回步骤1；否则执行步骤8。
有益效果：
本系统采用太阳能作为主要的供暖能源，在能源有限的情况下，能够保障室内温度并且能够大幅度节省能源。同时利用太阳能这种清洁无污染的可再生资源，能够保护环境，节约能源。将加热器作为辅助供暖能源，在无阳光的情况或是多云的情况，可以作为辅助加热设备，保障了供暖。本发明中有加热和供暖两个循环工作状态，两个工作状态独立并通过DSP控制系统进行交互，能够大幅度保障供暖与加热。
附图说明
图1是本发明的具体实施方式的太阳能采暖控制系统的结构框图；
图2是本发明的具体实施方式的温度采集模块电路原理图；
图3是本发明的具体实施方式的温度变送器的负载电压曲线图；
图4是本发明的具体实施方式的热电阻三线制温度变送器安装接线图；
图5是本发明的具体实施方式的温度采集模块采集的原始数据与实验数据曲线，(a)为原始数据曲线图，(b)为实验数据曲线图，(c)为原始数据与实验数据拟合曲线图；
图6是本发明的具体实施方式的TMS320F2812引脚图；
图7是本发明的具体实施方式的光电耦合器中光耦单元电路原理图；
图8是本发明的具体实施方式的驱动电路与电磁继电器的电路连接示意图；
图9是本发明的具体实施方式的TLP521-4型光电耦合器电路原理图；
图10是本发明的具体实施方式的ULN2003型达林顿陈列示意图；
图11是本发明的具体实施方式的HH52P-12V电磁继电器电路原理图；
图12是本发明的具体实施方式的TMS320F2812控制流程图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本实施方式的太阳能采暖控制系统，包括水暖管3和保温水箱2，还包括 太阳能集热器1、温度检测模块、DSP控制模块4和供暖执行模块；
保温水箱2设置有供暖送水口、供暖出水口、加温出水口和加温送水口；
太阳能集热器1分别通过管路连接至保温水箱2的加温出水口和加温送水口，水暖管3分别通过管路连接至保温水箱2的供暖送水口和供暖出水口；
保温水箱2的加温送水口与太阳能集热器1之间的管路中设置第一水泵8，保温水箱2的供暖出水口与水暖管3之间的管路中设置第二水泵9，保温水箱2内设置加热器13；
温度检测模块用于检测水温并将水温转换成电压信号输出至DSP控制模块4；
DSP控制模块4用于根据温度检测模块检测到的水温控制供暖执行机构模块；
供暖执行模块用于接收DSP控制模块4发出的控制供暖执行机构模块的信号并执行动作。
温度采集模块包括温度变送器和输入保护电路，温度变送器的输出端连接输入保护电路的输入端，输入保护电路的输出端连接至DSP控制模块。
本实施方式中，温度变送器采用上海科迪公司生产的SBWZ-248一体化温度变送器，测温范围为-100∶200℃。SBWZ热电阻温度变送器是DDZ-S系列仪表中的现场安装式温度变送单元，它采用二线传送方式(两根导线作为电源输入，信号输出的公用传输线)。将热电偶、热电阻信号变换成输入电信号或被测温度或成线性的4:20mA的输出信号，温度变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构，作为新一代测温仪表可广泛应用于冶金、石油化工、电力、轻工、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。
温度变送器特点如下：
采用环氧树脂密封结构，因此抗震、耐温，适合在恶劣现场环境中安装使用；
现场安装于热电阻、热电偶的接线盒内，直接输出4:20mA，这样既省去较贵的补偿导线费用，又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力；
精度高、功耗低、使用环境温度范围宽、工作稳定可靠；
量程可调，并具有线性化较正功能，热电偶温度变送器具有冷端自动补偿功能；
应用面广，既可与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可作为功能模块安装入检测设备中。
主要技术指标如下：
输入：热电阻Pt100；
输出：在量程范围内输出4:20mA直流信号可与热电阻温度计的输出电阻信号成线性，可与热电阻温度计的输入温度信号成线性；可与热电偶输入的毫伏信号成线性，也可与热电偶温度计的输入温度信号成线性；
基本误差：±0.5％；
传送方式：二线制；
温度变送器工作电源电压最低12V，最高35V，额定工作电压24V；
负载：极限负二载电阻计算公式：RL(max)＝50×(Vmm-12)，即24V时负载电阻可在0∶600Ω范围内选用，额定负载250Ω，温度变送器的负载电压曲线如图3所示；注：量程可调式变送器，改变量程时零点与满度需反复调试；电偶型变送器在调试前须预热30分钟；
环境温度影响≤0.05/1℃；
正常工作环境，具体是：
环境温度-25℃∶80℃
相对湿度5％∶95％
机械振动f≤55Hz振幅＜0.15mm；
热电阻三线制温度变送器安装接线如图4所示。
如图2所示，输入保护电路中，3V稳压管DW1确保输入电压不会大于3V；运算放大器A1采用UA741CN作电压跟随器，起缓冲、隔离、提高带载能力的作用，对后端的电阻、电容起滤波作用。
温度采集模块由温度变送器采集水温，24V电源对温度变送器供电，±12V电源对输入保护电路中的UA741CN供电，对温度采集模块在实际测量中的应用的数据进行分析，采集到的数据如表1所示，
表1 实际测量中采集的数据
根据实际测量中采集的数据进行直线拟合并进行误差分析，如图5所示，(a)为原始数据曲线图，(b)为实验数据曲线图，(c)为原始数据与实验数据拟合曲线图；按照理论，输入和输出应该是完全线性关系，由于测温时在读取温度计温度值时可能出现误差，而读取电压表示数时温度已经变化等原因，导致输出不是完全线性关系，但是误差较小，在接受的范围，不影响判定输出为线性关系。
温度采集模块有三个，分别是第一温度采集模块5、第二温度采集模块6和第三温度采集模块7，太阳能集热器1与保温水箱2的加温出水口之间的管路中设置第一温度采集模块5，水暖管3与保温水箱2的供暖送水口之间的管路中设置第二温度采集模块6，保温水箱2的供暖出水口与水暖管3之间的管路中设置第三温度采集模块7，用于测量水暖管3的回水温度。
DSP控制模块4采用型号为TMS320F2812的DSP处理器，电源供电采用24V，12V，5V多电压供电，由于DSP处理器TMS320F2812的A/D输入信号要求小于3.3V，为了避免DSP处理器被烧坏，由温度采集模块中的输入保护电路对DSP处理器进行过压保护。SBWZ-248一体化温度变送器的额定负载250Ω，为了保护DSP处理器，将负载电阻分成100Ω和150Ω串联，采集100Ω电阻上的电压，其理论电压范围为0.4V∶2V。
TMS320F2812DSP处理器是一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。该芯片指令系统最高可在150MHz主频下工作，并带有18K×16位0等待周期片上SRAM和128K×16位片上FLASH。其片上外设主要包括2×8路12位ADC(最快80ns转换时间)、2路SCI、1路SPI、1路McBSP、1路eCAN等，并带有两个事件管理模块(EVA、EVB)，分别包括6路PWM/CMP、2路QEP、3路CAP、2路16位定时器(或T×PWM/T×CMP)。另外，该器件还有3个独立的32位CPU定时器，以及多达56个独立编程的GPIO引脚，可外扩大于1M×16位程序和数据存储器。TMS320F2812采用哈佛总线结构，具有密码保护机制，可进行双16×16乘加和32×32乘加操作，因而可兼顾控制和快速运算的双重功能。如图6为TMS320F2812引脚图。
TMS320F2812的ADC模块是一个12位分辨率的、具有流水线结构的模数转换器。它具有16个通道，可以配置为2个独立的8通道模块，也可以级联成一个16通道的模块。TMS320F2812的ADC模块框图所示。2812具有2个序列发生器SEQ1和SEQ2分别对应于2个独立的8通道模块，当ADC级联成一个16通道的模块时，SEQ1和SEQ2也级联成一个16状态的序列发生器SEQ。对于每个序列发生器，一旦转换结束，已选择采样的通道值就会被保存到各个通道的结果寄存器中去。
TMS320F2812ADC模块的功能，如表2所示。
表2 TMS320F2812 ADC模块功能表
TMS320F2812 ADC模块转换结果，如表3所示。
模拟输入0V～3V：(后四位无效)
表3 TMS320F2812 ADC转换结果表
DSP控制模块4的工作原理是：将TMS320F2812的ADCINA0(引脚174)，ADCINA1(引脚173)，ADCINA2(引脚172)引脚分别与第一温度检测模块5的ADCIN，第二温度检测模块6的ADCIN，第三温度检测模块7的ADCIN引脚相连接，并将第一温度检测模块5、第二温度检测模块6、第三温度检测模块7的GND都与TMS320F2812的ADC模拟地VSSA1(引脚15)引脚相连，从而获得采集到的温度相应的电压信号。通过TMS320F2812控制，将相应执 行动作通过GPIOB0-PWM7(引脚45)，GPIOB1-PWM8(引脚46)，GPIOB2-PWM9(引脚47)三个GPIO引脚分别输出到第一供暖执行模块10，第二供暖执行模块11与第三供暖执行模块12执行相应动作。
供暖执行模块包括光电耦合器、驱动电路和电磁继电器，光电耦合器的输入端连接至DSP控制模块，光电耦合器的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接电磁继电器。
供暖执行模块有三个，分别是第一供暖执行模块10、第二供暖执行模块11和第三供暖执行模块12，第一供暖执行模块10的输入端连接DSP控制模块4，第一供暖执行模块10的输出端连接第一水泵8，第二供暖执行模块11的输入端连接DSP控制模块4，第二供暖执行模块11的输出端连接加热器13，第三供暖执行模块12的输入端连接DSP控制模块4，第三供暖执行模块12的输出端连接第二水泵9。
光电耦合器采用了Toshiba公司生产的TLP521-4型光电耦合器，电路如图9所示。光电耦合器以光为媒介传输电信号。功能是使电信号输入与输出完全隔离，需要时可以使电信号通过隔离层的传送方式。
TLP521-4型光电耦合器参数如下：
固态延迟；
4个独立光耦单元，光耦单元的电路原理如图7所示；
集电极-发射极电压：55V(最小值)；
电流传输比：50％(最小值)；
隔离电压：2500Vrms；
正向电流：50mA(极限值)；
总功耗：150mW；
符合UL标准；
DIP-16封装；
最高结温：125℃；
工作温度：-55℃～+100℃。
本实施方式中，驱动电路与电磁继电器的连接如图8所示，其中驱动电路采用友达电子公司的ULN2003型达林顿陈列，如图10所示，用于驱动电磁继电器，K1、K2均为电磁继电器。
ULN2003的每一对达林顿管都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA，9脚可以悬空。
电磁继电器采用欧姆龙公司的HH52P-12V电磁继电器，电路如图11所示。电磁继电器是利用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压(水泵，加热器)。HH52P电磁继电器参数如表4所示。
表4 HH52P电磁继电器参数表
通过电磁继电器参数，确定得线圈额定功率(DC)≤0.9W，于是输入电压直流12V时，线圈电流≤0.075mA。
电磁继电器包括铁芯、线圈、衔铁和触点簧片。在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。
供暖执行模块工作原理是：若DSP_IO输入高电平，则TLP521-4型光电耦合器1，2，16，15引脚的光电耦合器连通，15引脚输出12V高电平到ULN20031引脚，从而ULN200316脚输出低电平到继电器输入的一端，与电磁继电器另一输入段构成12V电势差，继电器闭 合从而带动负载(水泵、加热器)；
若DSP_IO输入低电平，则TLP521-4型光电耦合器1，2，16，15引脚的光电耦合器断开，15引脚输出低电平到ULN2003 1引脚，从而ULN2003 16脚输出12V高电平到继电器输入的一端，与电磁继电器另一输入段不构成电势差，继电器断开，不驱动负载(水泵、加热器)。
采用所述的太阳能采暖控制系统进行太阳能采暖控制的方法，包括以下步骤：
步骤1：系统处于保温水箱加热水温工作状态，即太阳能集热器和保温水箱内的加热器共同加热；
步骤2：第一温度采集模块和第二温度采集模块实时检测水温，并将检测到的水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
第一温度采集模块采集太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温，第二温度采集模块采集水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温；
步骤3：DSP控制模块判断太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温和水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温之差是否大于10℃，是则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：启动第一供暖执行模块，第一供暖执行模块驱动第一水泵工作，进行加热循环，即太阳能集热器中的已加热的水经加温出水口送至保温水箱，保温水箱的冷水经加温送水口送至太阳能集热器，并执行步骤6；
步骤5：判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃，是则控制第二供暖执行模块关闭保温水箱内的加热器并执行步骤7；否则控制第二供暖执行模块开启保温水箱内的加热器继续加热5分钟，重新判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃；
步骤6：判断是否完成一次加热循环即到达一次加热循环设定时间，是则控制第一供暖执行模块关闭第一水泵，并执行步骤5；否则继续加热；
步骤7：关闭第一温度采集模块和第二温度采集模块，停止保温水箱水温加热工作；
步骤8：系统进入供暖循环工作状态，开启第三温度采集模块，实时检测保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中的水温并将水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
步骤9：DSP控制模块控制第三供暖执行模块驱动第二水泵工作，进行供暖循环，即保温水箱中的已加热的水经供暖送水口送至水暖管，水暖管中的冷水经供暖出水口送至保温水箱，并执行步骤10；
步骤10：判断是否完成一次供暖循环，即到达一次供暖循环设定时间，是则控制第三供暖执行模块关闭第二水泵，并执行步骤11；否则继续供暖；
步骤11：判断保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中的水温是否小于40℃，是则结束供暖循环工作，返回步骤1；否则执行步骤8。
Claims (8)
1.一种太阳能采暖控制系统，包括水暖管和保温水箱，其特征在于：还包括太阳能集热器、温度检测模块、DSP控制模块和供暖执行模块；
所述保温水箱设置有供暖送水口、供暖出水口、加温出水口和加温送水口；
太阳能集热器分别通过管路连接至保温水箱的加温出水口和加温送水口，水暖管分别通过管路连接至保温水箱的供暖送水口和供暖出水口；
所述保温水箱加温送水口与太阳能集热器之间的管路中设置第一水泵，保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中设置第二水泵，保温水箱内设置加热器；
所述温度采集模块有三个，分别是第一温度采集模块、第二温度采集模块和第三温度采集模块，太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中设置第一温度采集模块，水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中设置第二温度采集模块，保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中设置第三温度采集模块；
所述供暖执行模块有三个，分别是第一供暖执行模块、第二供暖执行模块和第三供暖执行模块，第一供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第一供暖执行模块的输出端连接第一水泵，第二供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第二供暖执行模块的输出端连接加热器，第三供暖执行模块的输入端连接DSP控制模块，第三供暖执行模块的输出端连接第二水泵。
2.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述温度检测模块用于检测水温并将水温转换成电压信号输出至DSP控制模块。
3.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述DSP控制模块用于根据温度检测模块检测到的水温控制供暖执行机构模块。
4.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述供暖执行模块用于接收DSP控制模块发出的控制供暖执行机构模块的信号并执行动作。
5.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述温度采集模块包括温度变送器和输入保护电路，温度变送器的输出端连接输入保护电路的输入端，输入保护电路的输出端连接至DSP控制模块。
6.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述供暖执行模块包括光电耦合器、驱动电路和电磁继电器；
光电耦合器的输入端连接至DSP控制模块，光电耦合器的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接电磁继电器。
7.根据权利要求1所述的太阳能采暖控制系统，其特征在于：所述第三温度采集模块是用于测量水暖管回水温度的装置。
8.采用权利要求1所述的太阳能采暖控制系统进行太阳能采暖控制的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：系统处于保温水箱加热水温工作状态，即太阳能集热器和保温水箱内的加热器共同加热；
步骤2：第一温度采集模块和第二温度采集模块实时检测水温，并将检测到的水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
第一温度采集模块采集太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温，第二温度采集模块采集水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温；
步骤3：DSP控制模块判断太阳能集热器与保温水箱的加温出水口之间的管路中的水温和水暖管与保温水箱供暖送水口之间的管路中的水温之差是否大于10℃，是则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：启动第一供暖执行模块，第一供暖执行模块驱动第一水泵工作，进行加热循环，即太阳能集热器中的已加热的水经加温出水口送至保温水箱，保温水箱的冷水经加温送水口送至太阳能集热器，并执行步骤6；
步骤5：判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃，是则控制第二供暖执行模块关闭保温水箱内的加热器并执行步骤7；否则控制第二供暖执行模块开启保温水箱内的加热器继续加热几分钟，重新判断保温水箱供暖送水口与水暖管之间的管路中的水温是否大于50℃；
步骤6：判断是否完成一次加热循环即到达一次加热循环设定时间，是则控制第一供暖执行模块关闭第一水泵，并执行步骤5；否则继续加热；
步骤7：关闭第一温度采集模块和第二温度采集模块，停止保温水箱水温加热工作；
步骤8：系统进入供暖循环工作状态，开启第三温度采集模块，实时检测保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中的水温并将水温信号转换为电压信号传输至DSP控制模块；
步骤9：DSP控制模块控制第三供暖执行模块驱动第二水泵工作，进行供暖循环，即保温水箱中的已加热的水经供暖送水口送至水暖管，水暖管中的冷水经供暖出水口送至保温水箱，并执行步骤10；
步骤10：判断是否完成一次供暖循环，即到达一次供暖循环设定时间，是则控制第三供暖执行模块关闭第二水泵，并执行步骤11；否则继续供暖；
步骤11：判断保温水箱供暖出水口与水暖管之间的管路中的水温是否小于40℃，是则结束供暖循环工作，返回步骤1；否则执行步骤8。
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|---|---|---|---|---|
| CN104034056A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 施亦龙 | 新型分体式家用太阳能热水器控制系统 |
| CN104034053A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 李群玉 | 太阳能热水器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201028810Y (zh) * | 2007-02-14 | 2008-02-27 | 江苏桑夏太阳能产业有限公司 | 分体式承压太阳能热水系统 |
| CN201141709Y (zh) * | 2007-11-27 | 2008-10-29 | 北京市太阳能研究所有限公司 | 一种太阳能温度分层水箱 |
| KR20090055188A (ko) * | 2007-11-28 | 2009-06-02 | 주식회사 경동네트웍 | 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치 |
| CN101893274A (zh) * | 2009-05-21 | 2010-11-24 | 张家顺 | 智能化太阳能供热系统 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201028810Y (zh) * | 2007-02-14 | 2008-02-27 | 江苏桑夏太阳能产业有限公司 | 分体式承压太阳能热水系统 |
| CN201141709Y (zh) * | 2007-11-27 | 2008-10-29 | 北京市太阳能研究所有限公司 | 一种太阳能温度分层水箱 |
| KR20090055188A (ko) * | 2007-11-28 | 2009-06-02 | 주식회사 경동네트웍 | 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치 |
| CN101893274A (zh) * | 2009-05-21 | 2010-11-24 | 张家顺 | 智能化太阳能供热系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104034056A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 施亦龙 | 新型分体式家用太阳能热水器控制系统 |
| CN104034053A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 李群玉 | 太阳能热水器 |
| CN104034056B (zh) * | 2014-06-17 | 2015-05-06 | 施亦龙 | 新型分体式家用太阳能热水器控制系统 |
| CN104034053B (zh) * | 2014-06-17 | 2015-09-02 | 李群玉 | 太阳能热水器 |
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