CN103940125A - 智能循环太阳能防冻控制系统及该系统的控制方法 - Google Patents

智能循环太阳能防冻控制系统及该系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

智能循环太阳能防冻控制系统及该系统的控制方法,涉及太阳能系统室外集热环路防冻技术。它为了解决严寒地区太阳能热利用系统中室外管道易结冰的问题。本发明的第一控制器通过第一温度传感器和第二温度传感器采集的温度来控制第一电动阀门和第二电动阀门状态以及第一水泵的运行情况,进而控制旁通环路的运行,充分利用集热器的余热保证了室外管道内的液体温度处于较高水平,能够防止室外管道的结冰。与常规的太阳能防冻控措施相比,防冻液的浓度和用量在原来基础上减少至少50%,提高了整个系统的经济性。本发明适用于太阳能热利用系统的防冻。

Description

智能循环太阳能防冻控制系统及该系统的控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能系统室外集热环路防冻技术。
背景技术
[0002] 严寒地区冬季室外温度较低,太阳能系统室外集热环路容易出现结冰,并冻坏室外管路与设备,影响系统的正常使用。因此在使用太阳能系统时必须考虑防冻。在严寒地区通常采用真空管集热器代替平板集热器,以提高系统集热效率,减少热损失,并解决集热器夜间防冻的问题。但是仍然需要采取添加防冻液,设置电伴热带或排空等措施以解决管道结冰的问题。
[0003] 添加防冻液是一种常用的太阳能防冻方法,但是由于真空管集热器水容量比较大,需要添加的防冻液量也较大,严重影响了系统的经济性。目前防冻液浓度的选取尚没有明确的依据,实际工程中通常是保证所选取的防冻液浓度的冰点高于该地区最低室外空气温度,并有一定的安全余量。这种做法往往会导致所选取的防冻液浓度偏高,使得系统运行成本增加,降低系统集热效率。
[0004] 在严寒地区,当采用真空管集热器进行太阳能供热时,如何有效解决室外管路结冰的问题,如何在保证系统管路不结冰的前提下尽可能地降低所选取的防冻液浓度,提高系统的经济性成为严寒地区太阳能热利用时所面临的问题之一。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了解决严寒地区太阳能热利用系统中室外管道结冰的问题,提供一种智能循环太阳能防冻控制系统及该系统的控制方法。
[0006] 本发明所述的智能循环太阳能防冻控制系统,包括集热器1、换热器2、蓄热水箱
3、膨胀水箱6、第一水泵4、第一控制器7、第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一电动阀门Fl、第二电动阀门F2和单向阀门F3 ;
[0007] 集热器I的出口通过室外管道与第一电动阀门Fl的一端连通,膨胀水箱6与室外管道连通,第一电动阀门Fl的一端还同时与第二电动阀门F2的一端连通,第一电动阀门Fl的另一端与换热器2的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门F3的入口连通,单向阀门F3的出口同时与第一水泵4的一端和第二电动阀门F2的另一端连通,第一水泵4的另一端与集热器I的入口连通;
[0008] 第一温度传感器9设置在集热器I的出口处,用于采集集热器I出口的温度,所述第一温度传感器9的温度信号输出端与第一控制器7的第一温度信号输入端连接;
[0009] 第二温度传感器10设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器10的温度信号输出端与第一控制器7的第二温度信号输入端连接;
[0010] 第一控制器7的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵4的控制信号输入端,第一控制器7的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门Fl的控制信号输入端,第一控制器7的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门F2的控制信号输入端;[0011] 所述第一控制器7内嵌入有软件实现的数据采集和控制模块,所述控制模块包括:
[0012] 温度读取装置:用于每间隔时间Λ T1读取并存储第一温度传感器9发送的温度信号T1和第二温度传感器10发送的温度信号T2 ;
[0013] 第一判断装置:用于判断T2是否小于Ta,并在判断结果为是时启动第一控制装置,在判断结果为否时启动第三控制装置;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度;
[0014] 第一控制装置:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门Fl,发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门F2,发送第一水泵启动控制信号给第一水泵4 ;
[0015] 等待装置:用于维持第一控制器7的设定状态Λ T2时间;
[0016] 第二判断装置:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第三判断装置;所述Τ。为预先设定好的温度,且Τ。大于Ta ;
[0017] 第三判断装置:用于判断T2是否大于Tb,并在判断结果为是时启动第一控制装置;在判断结果为否时启动第二控制装置;
[0018] 第二控制装置:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高;
[0019] 第四判断装置:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第二控制装置;
[0020] 第三控制装置:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵4,并结束控制。
[0021] 本发明I所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法是基于下述系统实现的,所述系统包括集热器1、换热器2、蓄热水箱3、膨胀水箱6、第一水泵4、第一控制器7、第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一电动阀门Fl、第二电动阀门F2和单向阀门F3 ;
[0022] 集热器I的出口通过室外管道与第一电动阀门Fl的一端连通,膨胀水箱6与室外管道连通,第一电动阀门Fl的一端还同时与第二电动阀门F2的一端连通,第一电动阀门Fl的另一端与换热器2的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门F3的入口连通,单向阀门F3的出口同时与第一水泵4的一端和第二电动阀门F2的另一端连通,第一水泵4的另一端与集热器I的入口连通;
[0023] 第一温度传感器9设置在集热器I的出口处,用于采集集热器I出口的温度,所述第一温度传感器9的温度信号输出端与第一控制器7的第一温度信号输入端连接;
[0024] 第二温度传感器10设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器10的温度信号输出端与第一控制器7的第二温度信号输入端连接;
[0025] 第一控制器7的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵4的控制信号输入端,第一控制器7的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门Fl的控制信号输入端,第一控制器7的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门F2的控制信号输入端;
[0026] 所述方法是由嵌入在第一控制器7内的软件实现的,所述方法包括以下步骤:
[0027] 温度读取步骤:用于每间隔时间Λ T1读取并存储第一温度传感器9发送的温度信号T1和第二温度传感器10发送的温度信号T2 ;
[0028] 第一判断步骤:用于判断T2是否小于ΤΑ,并在判断结果为是时执行第一控制步骤,在判断结果为否时执行第三控制步骤;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度;[0029] 第一控制步骤:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门F1,发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门F2,发送第一水泵启动控制信号给第一水泵4,并在该步骤结束之后执行等待步骤;
[0030] 等待步骤:用于等待Λ T2时间,并在该步骤结束之后执行第二判断步骤;
[0031] 第二判断步骤:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第三判断步骤;所述Τ。大于Ta ;
[0032] 第三判断步骤:用于判断T2是否大于Tb,并在判断结果为是时执行第一控制步骤;在判断结果为否时执行第二控制步骤;
[0033] 第二控制步骤:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高,并在该步骤结束之后执行第四判断步骤;
[0034] 第四判断步骤:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第二控制步骤启动步骤;
[0035] 第三控制步骤:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵4,控制结束。
[0036] 本发明所述的智能循环太阳能防冻控制系统在常规太阳能集热环路的换热器2的两侧设置旁通环路,充分利用集热器I内的余热来防冻,同时可防止冻坏换热器2。第一控制器7通过第一温度传感器9和第二温度传感器10采集的温度来控制第一电动阀门Fl和第二电动阀门F2状态以及第一水泵4的运行情况,进而控制旁通环路的运行,保证了室外管道内的液体温度处于较高水平,能够防止室外管道的结冰。与常规的太阳能防冻控制系统相比,集热环路内防冻液浓度可降低为原来的50%,即防冻液用量可减少至原来用量的一半,提高了整个系统的经济性。
[0037] 本发明所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法通过采集温度信号并对温度信号进行判断,对第一电动阀门Fl和第二电动阀门F2状态以及第一水泵4进行控制,进而控制旁通环路的切换和运行,保证了室外管道内的液体温度处于较高水平,能够防止室外管道的结冰。与常规的太阳能防冻控制系统相比,室外管道内防冻液浓度可降低为原来的50%,即防冻液用量减少至原来用量的一半,提高了整个系统的经济性。
附图说明
[0038] 图1为实施方式一所述的智能循环太阳能防冻控制系统的原理框图;
[0039] 图2为实施方式七所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0040] 具体实施方式一:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述的智能循环太阳能防冻控制系统包括集热器1、换热器2、蓄热水箱3、膨胀水箱6、第一水泵4、第一控制器7、第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一电动阀门Fl、第二电动阀门F2和单向阀门F3 ;
[0041] 集热器I的出口通过室外管道与第一电动阀门Fl的一端连通,膨胀水箱6与室外管道连通,第一电动阀门Fl的一端还同时与第二电动阀门F2的一端连通,第一电动阀门Fl的另一端与换热器2的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门F3的入口连通,单向阀门F3的出口同时与第一水泵4的一端和第二电动阀门F2的另一端连通,第一水泵4的另一端与集热器I的入口连通;[0042] 第一温度传感器9设置在集热器I的出口处,用于采集集热器I出口的温度,所述第一温度传感器9的温度信号输出端与第一控制器7的第一温度信号输入端连接;
[0043] 第二温度传感器10设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器10的温度信号输出端与第一控制器7的第二温度信号输入端连接;
[0044] 第一控制器7的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵4的控制信号输入端,第一控制器7的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门Fl的控制信号输入端,第一控制器7的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门F2的控制信号输入端;
[0045] 所述第一控制器7内嵌入有软件实现的数据采集和控制模块,所述控制模块包括:
[0046] 温度读取装置:用于每间隔时间Λ T1读取并存储第一温度传感器9发送的温度信号T1和第二温度传感器10发送的温度信号T2 ;
[0047] 第一判断装置:用于判断T2是否小于Ta,并在判断结果为是时启动第一控制装置,在判断结果为否时启动第三控制装置;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度;
[0048] 第一控制装置:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门Fl,发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门F2,发送第一水泵启动控制信号给第一水泵4 ;
[0049] 等待装置:用于维持第一控制器7的设定状态Λ T2时间;
[0050] 第二判断装置:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第三判断装置;所述Τ。为预先设定好的温度,且Τ。大于Ta ;
[0051] 第三判断装置:用于判断T2是否大于Tb,并在判断结果为是时启动第一控制装置;在判断结果为否时启动第二控制装置;
[0052] 第二控制装置:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高;
[0053] 第四判断装置:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第二控制装置;
[0054] 第三控制装置:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵4,并结束控制。
[0055] 本实施方式中,第二温度传感器10设置在室外管道内易结冰的地方。所述的智能循环太阳能防冻控制系统充分利用真空管集热器I内的余热,在常规太阳能集热环路的换热器2的两侧设置旁通环路,通过控制旁通环路的运行保证管内液体温度处于较高水平,能够防止室外管道的结冰。
[0056] 夜间无太阳辐射时,集热环路处于静止状态,管路内液体温度很快降低,当第二温度传感器10测得的温度T2降低到设定温度ΤΑ(ΤΑ为管内液体冰点以上某一温度,一般取冰点以上3〜5°C)时,第一控制器7控制第一电动阀门Fl关闭、第二电动阀门F2开启,同时控制第一水泵4启动,由集热器1、第二电动阀门F2和第一水泵4所构成的旁通环路运行,集热器I内高温液体流向室外管道,同时室外管道内接近冰点的低温液体流回集热器I。运行一定时间后,第一控制器7控制第一水泵4停止运行,此时室外管道内液体温度T2处于较高水平。当温度T2再次降低到设定温度Ta时,重复上述循环。当集热器I出口处温度T1较低(如低于Ta)时,为了避免第一水泵4的频繁启停,旁通环路连续运行,只要室外管道内液体温度T2大于TB,则室外管道内液体不会出现结冰。
[0057] 极端天气条件下,当集热器I出口温度T1较低且T2接近溶液冰点温度Tb时,采用上述防冻策略有结冰的可能性,此时需要开启辅助防冻措施,辅助防冻措施可以选择蓄热水箱3内高温液体作为热源反补室外集热环路,该工况运行时间极短。
[0058] 上述智能循环太阳能防冻控制系统,充分利用了真空管集热器I内的余热,保证了整个室外管道内液体温度处于较高水平,避免了室外管路的结冰。当集热环路内液体为防冻液时,与常规的太阳能防冻控制系统相比,集热环路内防冻液浓度可降低为原来的50%,即防冻液用量可减少至原来用量的一半,提高了整个系统的经济性。
[0059] 此外,上述智能循环太阳能防冻控制系统能够使室外管道内液体温度高于室外环境温度15°C以上,因此对于室外环境温度在-10°C或以上的地区(大部分寒冷地区),完全可以用水来代替防冻液作为循环介质而保证室外管路不结冰,整个控制过程中,第一水泵运行时间很短,耗电量少,进一步提高了整个系统的经济性。
[0060] 具体实施方式二:结合图1说明本实施方式,本实施方式是对实施方式一所述的智能循环太阳能防冻控制系统的进一步限定,本实施方式中,所述的控制系统还包括第二水泵5、第二控制器8和第三温度传感器11 ;
[0061] 换热器2的另一条通道的一端与蓄热水箱3的入水口连通,所述通道的另一端与第二水泵5的出水口连通,所述第二水泵5的入水口与蓄热水箱3的出水口连通;
[0062] 第一温度传感器9的温度信号输出端与第二控制器8的第一温度信号输入端连接,第三温度传感器11设置在蓄热水箱3的出口处,用于采集蓄热水箱3出口的温度,所述第三温度传感器11的温度信号输出端与第二控制器8的第二温度信号输入端连接;第二控制器8的控制信号输出端连接第二水泵5的控制信号输入端,所述第二水泵5的控制信号输入端还同时连接第一控制器7的第二水泵控制信号输出端。
[0063] 本实施方式中的蓄热水箱3、第二水泵5和换热器2构成集热环路。白天有太阳辐射时,T1大于T3,当T1与T3的差值达到预先设定的温度差值(温度差值一般取5〜10°C)时,第二控制器8控制第一水泵4和第二水泵5同时启动,此时,第一电动阀门Fl开启,第二电动阀门F2关闭,集热器I内液体在集热器1、换热器2和第一水泵4构成的集热环路中流动,而蓄热水箱3内的水在第二水泵5、换热器2和蓄热水箱3构成的环路内流动,并在经过换热器2时,与集热环路中的高温液体进行换热,使蓄热水箱3内液体温度升高。
[0064] 在极端天气条件下,需要启动辅助防冻装置时,蓄热水箱3可用来实现热源反补。热源反补的原理为:第一控制器7控制第一电动阀门Fl开启、第二电动阀门F2关闭,第二控制器8控制第一水泵4和第二水泵5同时启动,集热器I内的低温液体通过换热器2与蓄热水箱3内的高温水进行热量交换,集热器I内的液体温度升高,起到室外管路防冻的作用,减小了防冻液的用量。
[0065] 具体实施方式三:本实施方式是对实施方式一或二所述的智能循环太阳能防冻控制系统的进一步限定,本实施方式中,所述的第一控制器7采用继电器实现。
[0066] 具体实施方式四:本实施方式是对实施方式二所述的智能循环太阳能防冻控制系统的进一步限定,本实施方式中,所述的第二控制器8采用继电器实现。
[0067] 具体实施方式五:本实施方式是对实施方式一或二所述的智能循环太阳能防冻控制系统的进一步限定,本实施方式中,所述的第二控制装置采用电伴热带或蓄热水箱3热源反补实现。
[0068] 具体实施方式六:本实施方式是对实施方式一所述的智能循环太阳能防冻控制系统的进一步限定,本实施方式中,所述的T。大于TA+3°C且小于Ta+5°C。
[0069] 具体实施方式七:结合图2说明本实施方式,本实施方式所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法是基于下述系统实现的,所述系统包括集热器1、换热器2、蓄热水箱3、膨胀水箱6、第一水泵4、第一控制器7、第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一电动阀门Fl、第二电动阀门F2和单向阀门F3 ;
[0070] 集热器I的出口通过室外管道与第一电动阀门Fl的一端连通,膨胀水箱6与室外管道连通,第一电动阀门Fl的一端还同时与第二电动阀门F2的一端连通,第一电动阀门Fl的另一端与换热器2的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门F3的入口连通,单向阀门F3的出口同时与第一水泵4的一端和第二电动阀门F2的另一端连通,第一水泵4的另一端与集热器I的入口连通;
[0071] 第一温度传感器9设置在集热器I的出口处,用于采集集热器I出口的温度,所述第一温度传感器9的温度信号输出端与第一控制器7的第一温度信号输入端连接;
[0072] 第二温度传感器10设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器10的温度信号输出端与第一控制器7的第二温度信号输入端连接;
[0073] 第一控制器7的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵4的控制信号输入端,第一控制器7的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门Fl的控制信号输入端,第一控制器7的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门F2的控制信号输入端;
[0074] 所述方法是由嵌入在第一控制器7内的软件实现的,所述方法包括以下步骤:
[0075] 温度读取步骤:用于每间隔时间Λ T1读取并存储第一温度传感器9发送的温度信号T1和第二温度传感器10发送的温度信号T2 ;
[0076] 第一判断步骤:用于判断T2是否小于ΤΑ,并在判断结果为是时执行第一控制步骤,在判断结果为否时执行第三控制步骤;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度;
[0077] 第一控制步骤:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门F1,发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门F2,发送第一水泵启动控制信号给第一水泵4,并在该步骤结束之后执行等待步骤;
[0078] 等待步骤:用于等待Λ T2时间,并在该步骤结束之后执行第二判断步骤;
[0079] 第二判断步骤:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第三判断步骤;所述Τ。大于Ta ;
[0080] 第三判断步骤:用于判断T2是否大于Tb,并在判断结果为是时执行第一控制步骤;在判断结果为否时执行第二控制步骤;
[0081] 第二控制步骤:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高,并在该步骤结束之后执行第四判断步骤;
[0082] 第四判断步骤:用于判断T1是否大于Τ。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第二控制步骤;
[0083] 第三控制步骤:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵4,控制结束。
[0084] 本实施方式中,第二温度传感器10设置在室外管道内易结冰的地方。所述的智能循环太阳能防冻控制系统,在白天集热结束时,第一电动阀门Fl开启,第二电动阀门F2关闭,第一水泵4不工作。随着夜间室外环境温度的降低,室外管道内液体温度T2逐渐降低,但是T1下降的速率明显低于T2。当温度T2降低到设定温度Ta (液体冰点以上某一温度值)时,关闭第一电动阀门F1,开启第二电动阀门F2,同时启动第一水泵4,集热器I内的液体在由集热器1、第二电动阀门F2和第一水泵4构成的旁通环路开始循环流动。循环流动过程中室外管道内的低温液体进入集热器1,集热器I内的高温液体流入室外管道,T2快速升高并接近!\。循环运行一定时间后(如10分钟),如果温度T1高于T。(Tc为预先设定好的温度,且Τ。大于ΤΑ),则关闭第一水泵4,旁通环路停止循环流动,第一电动阀门Fl和开启第二电动阀门F2的状态保持不变。当温度T2再次降低到设定温度Ta时,再次开启第一水泵4重复上述循环。控制系统只在必要时间歇循环防冻。
[0085] 如果室外环境温度比较低或受夜空辐射的影响比较大,集热器I的散热速率比较快,集热器I内液体温度下降明显。随着集热器I液体温度的不断降低和旁通循环运行次数的增加,当某一次循环运行结束时可能会出现T1CTc的情况,此时则需要再次判断温度T2是否大于Tb,如果Τ2>ΤΒ,则室外管道内液体处于循环流动时仍然不会出现结冰,此时系统处于连续循环防冻阶段。[0086] 在极端天气条件下,当连续运行一定时间后,如果出现Τ2〈ΤΒ,此时连续循环管内液体也可能会逐渐结冰,因此需要考虑其它防冻措施。辅助防冻措施可以选取电伴热带或者利用水箱热量反补室外管路。辅助防冻措施是为极端天气条件而设,运行时间极少,正常情况下室外管路系统防冻通过上述间歇循环或连续循环等智能循环控制系统来实现。
[0087] 上述控制方法充分利用了真空管集热器I内的余热,保证了整个室外管道内液体温度处于较高水平,避免了室外管路的结冰。当集热环路内液体为防冻液时,与普通的太阳能防冻控制系统相比,防冻液浓度可降低至少50%,即防冻液用量减少了至少50%,提高了整个系统的经济性。
[0088] 此外,上述智能循环太阳能防冻控制系统能够使室外管道内液体温度高于室外环境温度15°C以上,因此对于室外环境温度在-10°C或以上的地区(大部分寒冷地区),完全可以用水来代替防冻液作为循环介质而保证室外管路不结冰,整个控制过程中,水泵运行时间很短,耗电量少,进一步提高了整个系统的经济性。
[0089] 具体实施方式八:本实施方式是对实施方式七所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法的进一步限定,本实施方式中,第二控制步骤所述的外部热量来源为电伴热带或蓄热水箱3。
[0090] 具体实施方式九:本实施方式是对实施方式七所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法的进一步限定,本实施方式中,:所述的T。大于TA+3°C且小于Ta+5°C。

Claims (9)

1.智能循环太阳能防冻控制系统,包括集热器(1)、换热器(2)、蓄热水箱(3)和膨胀水箱(6),其特征在于:它还包括第一水泵(4)、第一控制器(7)、第一温度传感器(9)、第二温度传感器(10)、第一电动阀门(Fl)、第二电动阀门(F2)和单向阀门(F3); 集热器(1)的出口通过室外管道与第一电动阀门(Fl)的一端连通,膨胀水箱(6)与室外管道连通,第一电动阀门(Fl)的一端还同时与第二电动阀门(F2)的一端连通,第一电动阀门(Fl)的另一端与换热器(2)的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门(F3)的入口连通,单向阀门(F3)的出口同时与第一水泵(4)的一端和第二电动阀门(F2)的另一端连通,第一水泵(4)的另一端与集热器(1)的入口连通; 第一温度传感器(9 )设置在集热器(1)的出口处,用于采集集热器(1)出口的温度,所述第一温度传感器(9)的温度信号输出端与第一控制器(7)的第一温度信号输入端连接;第二温度传感器(10)设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器(10)的温度信号输出端与第一控制器(7)的第二温度信号输入端连接;第一控制器(7)的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵(4)的控制信号输入端,第一控制器(7)的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门(Fl)的控制信号输入端,第一控制器(7)的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门(F2)的控制信号输入端; 所述第一控制器(7)内嵌入有软件实现的数据采集和控制模块,所述控制模块包括:温度读取装置:用于每间隔时间AT1读取并存储第一温度传感器(9)发送的温度信号T1和第二温度传感器(10)发送的温度信号T2 ; 第一判断装置:用于判断1~2是否小于1\,并在判断结果为是时启动第一控制装置,在判断结果为否时启动第三控制装置;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度; 第一控制装置:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门(F1),发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门(F2),发送第一水泵启动控制信号给第一水泵(4); 等待装置:用于维持第一控制器(7)的设定状态AT2时间; 第二判断装置:用于判断1\是否大于T。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第三判断装置;所述T。为预先设定好的温度,且T。大于Ta ; 第三判断装置:用于判断1~2是否大于\,并在判断结果为是时启动第一控制装置;在判断结果为否时启动第二控制装置; 第二控制装置:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高; 第四判断装置:用于判断1\是否大于T。,并在判断结果为是时启动第三控制装置,在判断结果为否时启动第二控制装置; 第三控制装置:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵(4),并结束控制。
2.根据权利要求1所述的智能循环太阳能防冻控制系统,其特征在于:它还包括第二水泵(5 )、第二控制器(8 )和第三温度传感器(11); 换热器(2)的另一条通道的一端与蓄热水箱(3)的入水口连通,所述通道的另一端与第二水泵(5)的出水口连通,所述第二水泵(5)的入水口与蓄热水箱(3)的出水口连通; 第一温度传感器(9)的温度信号输出端与第二控制器(8)的第一温度信号输入端连接,第三温度传感器(11)设置在蓄热水箱(3)的出口处,用于采集蓄热水箱(3)出口的温度,所述第三温度传感器(11)的温度信号输出端与第二控制器(8)的第二温度信号输入端连接;第二控制器(8)的控制信号输出端同时连接第一水泵(4)的控制信号输入端和第二水泵(5)的控制信号输入端,所述第二水泵(5)的控制信号输入端还同时连接第一控制器(7)的第二水泵控制信号输出端。
3.根据权利要求1或2所述的智能循环太阳能防冻控制系统,其特征在于:所述的第一控制器(7)采用继电器实现。
4.根据权利要求2所述的智能循环太阳能防冻控制系统,其特征在于:所述的第二控制器(8)采用继电器实现。
5.根据权利要求1或2所述的智能循环太阳能防冻控制系统,其特征在于:所述的第二控制装置采用电伴热带或蓄热水箱(3)热源反补实现。
6.根据权利要求1所述的智能循环太阳能防冻控制系统,其特征在于:所述的T。大于Ta+3°C 且小于 Ta+5°C。
7.智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法,其特征在于:该方法是基于下述系统实现的,所述系统包括集热器(I)、换热器(2)、蓄热水箱(3)和膨胀水箱(6),其特征在于:它还包括第一水泵(4)、第一控制器(7)、第一温度传感器(9)、第二温度传感器(10)、第一电动阀门(Fl)、第二电动阀门(F2)和单向阀门(F3); 集热器(I)的出口通过室外管道与第一电动阀门(Fl)的一端连通,膨胀水箱(6)与室外管道连通,第一电动阀门(Fl)的一端还同时与第二电动阀门(F2)的一端连通,第一电动阀门(Fl)的另一端与换热器(2)的一条通道的一端连通,该通道的另一端与单向阀门(F3)的入口连通,单向阀门(F3)的出口同时与第一水泵(4)的一端和第二电动阀门(F2)的另一端连通,第一水泵(4)的另一端与集热器(I)的入口连通; 第一温度传感器(9 )设置在集热器(I)的出口处,用于采集集热器(I)出口的温度,所述第一温度传感器(9)的温度信号输出端与第一控制器(7)的第一温度信号输入端连接;第二温度传感器(10)设置在室外管道的内部,用于采集室外管道内部的液体温度,所述第二温度传感器(10)的温度信号输出端与第一控制器(7)的第二温度信号输入端连接;第一控制器(7)的第一水泵控制信号输出端连接第一水泵(4)的控制信号输入端,第一控制器(7)的第一阀门控制信号输出端连接第一电动阀门(Fl)的控制信号输入端,第一控制器(7)的第二阀门控制信号输出端连接第二电动阀门(F2)的控制信号输入端; 所述方法是由嵌入在第一控制器(7)内的软件实现的,所述方法包括以下步骤:温度读取步骤:用于每间隔时间AT1读取并存储第一温度传感器(9)发送的温度信号T1和第二温度传感器(10)发送的温度信号T2 ; 第一判断步骤:用于判断T2是否小于TA,并在判断结果为是时执行第一控制步骤,在判断结果为否时执行第三控制步骤;Ta和Tb均为预先设定好的温度,且Ta > TbS室外管道内液体的冰点温度; 第一控制步骤:用于发送第一电动阀门关闭控制信号给第一电动阀门(F1),发送第二电动阀门开启控制信号给第二电动阀门(F2),发送第一水泵启动控制信号给第一水泵(4),并在该步骤结束之后执行等待步骤; 等待步骤:用于等待AT2时间,并在该步骤结束之后执行第二判断步骤; 第二判断步骤:用于判断T1是否大于T。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第三判断步骤;所述T。大于Ta ; 第三判断步骤:用于判断T2是否大于Tb,并在判断结果为是时执行第一控制步骤;在判断结果为否时执行第二控制步骤; 第二控制步骤:用于利用外部热量使室外管道内部液体温度升高,并在该步骤结束之后执行第四判断步骤; 第四判断步骤:用于判断1\是否大于T。,并在判断结果为是时执行第三控制步骤,在判断结果为否时执行第二控制步骤; 第三控制步骤:用于发送第一水泵停止控制信号给第一水泵(4),控制结束。
8.根据权利要求7所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法,其特征在于:第二控制步骤所述的外部热量来源为电伴热带或蓄热水箱(3)。
9.根据权利要求7所述的智能循环太阳能防冻控制系统的控制方法,其特征在于:所述的Tc大于TA+3°C且小于TA+5°C。
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