CN103822380B - 一种能控制集热系统出水温度的控制系统 - Google Patents

一种能控制集热系统出水温度的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够按照时段日照特点变更集热系统出水温度设定的太阳能热水控制系统。系统由ARM单片机、数据存储器、温度传感器和水泵组成，系统中ARM单片机与数据存储器、温度传感器及定温进水水泵连接，数据存储器保存各季节的起始日期、各季节每天的强弱日照时间结点以及各时间点对应的集热系统的出水水温，系统的温度传感器测量集热系统出水口水温，通过比较存储的出水温度值和传感器测量的出水口温度值来控制定温进水泵工作状态。本发明通过提供一种记录各季节日照强度时间点及对应的集热系统的出水水温定义的方式，达到变更太阳能集热系统不同时刻的出水温度定义的目的，从而最大限度利用太阳能。

Description

一种能控制集热系统出水温度的控制系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能热泵中央热水系统的集热板出水水温控制的控制系统，具体涉及一种能够按照时段日照特点变更集热系统出水温度的太阳能热水控制装置及其对应的控制方法。
背景技术
目前太阳能热泵中央热水系统从太阳能集热系统中获得热水的方法主要是：太阳能热水系统的集热系统的出水口安装有水温传感器，集热系统吸收太阳能辐射后，集热系统内水温上升，当集热系统中的水温达到设定的温度时太阳能热泵中央热水系统发出控制指令，循环泵将冷水输入集热系统中，注入的冷水将集热系统中原有的热水压入给用户供水的保温水箱中。当前的太阳能中央热泵热水系统对集热系统的出水水温基本都采用固定温度值，以保证恒定温度值的热水送入供水的保温水箱，部分控制系统允许设置一个出水水温值达到对出水水温加以调整的目的。
以上系统在实际应用中均缺乏对各地各季节的日照特点加以判定，这对于日照不足和日照充足的情况都不利于系统最有效获得太阳能能量。在日照不足的环境中，集热系统太阳能辐射获得的能量与散热损失的能量达到平衡时，集热系统往往还无法将水温加热到指定温度，无法将集热系统获得低于指定出水温度的水送入用户供水的保温水箱，即系统无法获得太阳能辐射产生的热水；而在日照充足的环境中，原本可以加热到更高温度的热水也只能在指定的出水水温值被送入保温水箱。因此，无法实现太阳能利用率最大化。本专利提供了一种通过判断季节日照特点变更太阳能集热系统出水温度的太阳能中央热泵热水控制装置和对应的控制方法可以解决了上述问题提高太阳能利用率。
发明内容
本发明的目的是使太阳能中央热泵热水系统的集热系统出水水温可以根据各地各季节太阳能的产热量特点调节集热系统的出水水温，从而使系统具有太阳能利用率最大化的控制特性。
为了实现上述发明的目的，本发明的设计技术方案是：系统由ARM单片机、数据存储器、温度传感器和水泵组成，系统中ARM单片机与数据存储器、温度传感器及定温进水水泵连接，数据存储器保存各季节的起始日期、各季节每天的强弱日照时间结点以及各时间点对应的集热系统的出水水温，系统的温度传感器测量集热系统出水口水温，通过比较存储的出水温度值和传感器测量的出水口温度值来控制定温进水泵工作状态。数据存储器中保存着系统默认的各时间段对应的集热系统出水水温，同时允许系统之外的上位机根据各地各季节特点修改控制时间点及对应的集热系统出水水温。
系统中ARM单片机判断系统之外的上位机是否有发送修改设置数据存储器的设定值信息，如果有修改则转向执行修改并替换存储器中的设置值，否则单片机读取存储器中当前时间对应的出水口水温的设置值和集热系统出水口的温度值；系统将获得的出水口水温和出水水温设置作比较，如果获得的出水口水温大于读取的出水水温设置，则启动定温进水水泵，否则上位机发送修改设置数据：为了保证系统不会出现不停地开停定温进水水泵的现象，本系统中采用与出水口水温设置值减3℃的值进行比较，延长进水水泵的使用寿命。
实施效果
本发明实施的有益效果是：利用本系统可以结合不同的地域的各季节太阳能特点来设置集热板的出水温度，从而达到尽可能最大化利用太阳能系统提供的热量的目的。
附图说明
图1 装置结构框图；
图2 装置实际应用结构图；
图3 数据存储结构及初始值表；
图4 本发明所述的装置的工作流程图。
具体实施方式
为了更详细的描述本发明，下面结合附图作进一步说明。
图1是本发明的装置结构框图，101是ARM单片机，102是数据存储器（用于存储日期、时间和温度阈值），103是温度传感器，104是水泵；
图2是装置实际应用结构图，201是集热系统，202是保温水箱，203是定温进水泵，204是进冷水泵，205是集热系统出水口温度传感器，206是定温进水管，207是进冷水管；
图3是数据存储结构及初始值表，该表所定义的初始值存储于装置的数据存储器中，定义的初始值可以通过上位机根据各地各季节的实际特点加以修改。
图4是本发明的工作流程图，为了便于进一步理解本发明结合图4对本发明的控制方法做具体描述
步骤401：判断上位机是否有发送修改设置数据存储器的设定值信息，如果有修改则转向执行402，否则执行403；
步骤402：修改并替换存储器中的设置值；
步骤403：单片机读取存储器中当前时间对应的出水口水温的设置值；
步骤404：单片机读取集热系统出水口的温度值；
步骤405：将步骤404获得的出水口水温和步骤403读取的出水水温设置作比较，如果404获得的出水口水温大于步骤403读取的出水水温设置则执行406，否则回到401；
步骤406：启动定温进水水泵；
步骤407：为了保证系统不会出现不停地开停定温进水水泵的现象，在本步骤中采用与出水口水温设置值减3℃的值进行比较，如果低于该值则执行步骤408，否则继续执行步骤407；
步骤408：关停定温进水水泵。

Claims (1)

1.一种能控制集热系统出水温度的控制系统，其特征是系统由ARM单片机，数据存储器，温度传感器和水泵构成；系统中ARM单片机与数据存储器、温度传感器及定温进水水泵连接；系统通过比较存储的出水温度值和传感器测量的出水口温度值来控制定温进水泵工作状态；
所述的数据存储器用于存储日期、时间和温度阈值；
所述的控制系统，通过ARM单片机判断系统之外的上位机是否有发送修改设置数据存储器的设定值信息，如果有修改则转向执行修改并替换存储器中的设置值，否则单片机读取存储器中当前时间对应的出水口水温的设置值和集热系统出水口的温度值；系统将获得的出水口水温和出水水温设置作比较，如果获得的出水口水温大于读取的出水水温设置，则启动定温进水水泵，否则上位机发送修改设置数据：为了保证系统不会出现不停地开停定温进水水泵的现象，本系统中采用与出水口水温设置值减3℃的值进行比较，延长进水水泵的使用寿命。
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