CN105258368A - 一种太阳能热水器控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能热水器控制系统，包括：蓄热水箱、集热器和控制器，蓄热水箱内设置有第一温度传感器、水位传感器、辅助电加热装置，进水管道上有设置补水阀门，供水管道上设置有供水水泵、单向阀门和水流开关，回水管道上设置有第二温度传感器和回水阀门；集热器的出热水管道上设置有第三温度传感器，进热水管道上设置有循环水泵。控制器接收温度传感器、水位传感器和水流开关采集的信号，可以实现对补水阀门、供水水泵、单向阀门、回水阀门、循环水泵的启停控制，对辅助电加热装置的通断控制，从而实现太阳能热水器自动补水、自动加热、辅助电加热、即开即热等功能。本发明能使用方便、控制精准、自动化程度高。

Description

一种太阳能热水器控制系统

技术领域：

本发明属于太阳能热水器技术领域，具体是涉及一种太阳能热水器控制系统。

背景技术：

在全球煤炭、石油、天然气资源日益枯竭下，能源危机的威胁日益加剧的时代背景下，寻找低廉、清洁、可持续的新能源已经成了人类发展的首要问题，太阳能因其清洁、量大、低廉收到人们的青睐，21世纪太阳能将成为全球的主要能源之一。太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用，其基本工作原理是利用温室原理把太阳能转变为热能，然后利用这些转换得到的热能实现对冷水的加热，即集热器内部覆盖了一层黑色的吸收体，当太阳光透过真空管玻璃进入密闭的集热器内部时，大部分能量杯集热器保存，然后沿肋片和管壁传递给吸热管内的冷水，冷水加热后变轻而上升，自动流入水箱上部，构成一个热虹吸系统，热水不断上移同时下循环管不断补充冷水，依照此过程周而复始，一段时间后蓄热水箱内的冷水就被加热到设定的温度。

太阳能热水器系统由太阳能热水器和太阳能热水器控制系统两个部分构成，太阳能热水器控制系统中，补水电磁阀提供的自来水通过控制阀控制仪灯送至太阳能热水器，从而实现热水器的自动化控制功能。但是现有的太阳能热水器控制系统存在温度检测精度低，温度、水位控制智能化程度不够，不能够实现太阳能热水器的自动温度控制。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于太阳能热水器的控制系统温度检测精度低，温度和水位控制智能化程度不够，不能实现太阳能热水器的自动温度控制，从而提出一种太阳能热水器控制系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种太阳能热水器控制系统，包括：

蓄热水箱，所述蓄热水箱的上端通过进水管道与自来水进水口连通，所述蓄热水箱的下端通过供水管道与用户出水口连接，所述蓄热水箱内设置有第一温度传感器和水位传感器，所述进水管道上设置有补水阀门，所述供水管道上依次设置有供水水泵、单向阀门和水流开关，所述供水管道与回水管道的第一端连通，所述回水管道的第二端与所述蓄热水箱连通，所述回水管道上设置有第二温度传感器和回水阀门。

集热器，所述集热器的第一端通过出热水管道与所述蓄热水箱连通，所述集热器的第二端通过进热水管道与所述蓄热水箱连通，所述出热水管道上设置有第三温度传感器，所述进热水管道上设置有循环水泵。

控制器，所述控制器的输入端分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述水位传感器、所述水流开关连接；所述控制器的输出端分别与所述补水阀门、所述供水水泵、所述单向阀门、所述回水阀门、所述循环水泵连接。

作为上述技术方案的优选，所述蓄热水箱内还设置有辅助电加热装置，所述辅助电加热装置与所述控制器的输出端连接；

作为上述技术方案的优选，所述控制器的输出端与所述补水阀门之间设置有第一继电器，与所述供水水泵之间设置有第二继电器、与所述单向阀门之间设置有第三继电器、与所述回水阀门之间设置有第四继电器、与所述循环水泵之间设置有第五继电器，与所述辅助电加热装置之间设置有第六继电器。

作为上述技术方案的优选，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器采用单线数字温度传感器。

作为上述技术方案的优选，所述水位传感器采用电导式液位传感器。

作为上述技术方案的优选，所述辅助电加热装置采用电阻丝。

作为上述技术方案的优选，所述控制器还连接有液晶显示器和键盘。

本发明的有益效果在于：其通过控制器接收第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、水位传感器和水流开关采集的信号，可以实现对补水阀门、供水水泵、单向阀门、回水阀门、循环水泵的启停控制，对辅助电加热装置的通断控制，从而实现太阳能热水器自动补水、自动加热、辅助电加热、即开即热等功能，满足各种情况下用户的热水需求。本发明能够高效地利用太阳能热水器中的热水，使用方便、控制精准、自动化程度高。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的太阳能热水器控制系统结构示意图；

图2为本发明一个实施例的控制器硬件连接结构示意图；

图3为本发明一个实施例的太阳能热水器回水系统示意图。

图中符号说明：

1-蓄热水箱，2-进水管道，3-自来水进水口，4-供水管道，5-用户出水口，6-第一温度传感器，7-水位传感器，8-补水阀门，9-供水水泵，10-单向阀门，11-水流开关，12-回水管道，13-第二温度传感器，14-回水阀门，15-集热器，16-出热水管道，17-进热水管道，18-第三温度传感器，19-循环水泵，20-控制器，21-辅助电加热装置，22-第一继电器，23-第二继电器，24-第三继电器，25-第四继电器，26-第五继电器，27-第六继电器。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的太阳能热水器控制系统，包括：蓄热水箱1、集热器15、控制器20。

所述蓄热水箱1的上端通过进水管道2与自来水进水口3连通，所述蓄热水箱1的下端通过供水管道4与用户出水口5连接，所述蓄热水箱1内设置有第一温度传感器6和水位传感器7，本实施例中，所述第一温度传感器6选取采用单线数字温度传感器DS18B20，具有很高的抗干扰能力和测温精度以及过温报警等附加功能，所述水位传感器7采用电导式液位传感器，具有较高的精度和可靠性，工作时通过电极与液体的接触阻抗，使电极与控制电路连通，并产生电流信号，最后控制电路把该信号转换后输出，完成了水位信息的检测。所述进水管道2上设置有补水阀门8，所述供水管道4上依次设置有供水水泵9、单向阀门10和水流开关11，通过安装在供水管道4上的水流开关采集用户用水信号，其具有灵敏度高、耐久性强等优点，水流开关通过检测管路中有无流水量来控制电路断开或闭合，当供水管道4的水量大于0.75升每分钟时，传感器内部的磁芯在水流的作用下产生位移并带动磁源产生磁控作用，使水流开关输出高电平信号，该信号经功率放大后实现控制外部执行部件的目的。所述供水管道4与回水管道12的第一端连通，所述回水管道12的第二端与所述蓄热水箱1连通，所述回水管道12上设置有第二温度传感器13和回水阀门14，所述第二温度传感器13也采用单线数字温度传感器DS18B20。所述蓄热水箱1内还设置有辅助电加热装置21，所述辅助电加热装置21与所述控制器20的输出端连接，所述辅助电加热装置21采用电阻丝，在太阳能不足时对蓄热水箱1中的水进行加热。

所述集热器15的第一端通过出热水管道16与所述蓄热水箱1连通，所述集热器15的第二端通过进热水管道17与所述蓄热水箱1连通，所述出热水管道16上设置有第三温度传感器18，所述第三温度传感器18也采用单线数字温度传感器DS18B20，所述进热水管道17上设置有循环水泵19。

如图2所示，所述控制器20即主控芯片的输入端分别与所述第一温度传感器6、所述第二温度传感器13、所述第三温度传感器18、所述水位传感器7、所述水流开关11连接；所述控制器20即主控芯片的输出端分别与所述补水阀门8、所述供水水泵9、所述单向阀门10、所述回水阀门14、所述循环水泵19连接。所述控制器20的输出端与所述补水阀门8之间设置有第一继电器22，与所述供水水泵9之间设置有第二继电器23、与所述单向阀门10之间设置有第三继电器24、与所述回水阀门14之间设置有第四继电器25、与所述循环水泵19之间设置有第五继电器26，与所述辅助电加热装置21之间设置有第六继电器27。所述控制器20的输入端还还连接有键盘所述控制器20的输出端还连接有液晶显示器。本实施例中，在继电器和控制芯片之间设置有光电耦合电路，利用继电器的常开触点作为执行电路的电源开关，并采用光电耦合电路对继电器线圈的通断进行控制，减少执行部件电路对控制器电路的干扰。

工作原理：

控制器20接收第一温度传感器6、第二温度传感器13的信号，即实时采集了所述蓄热水箱1内的水温T1和所述集热器15的出热水管道16内的水温T2，若T2大于一定阈值，则控制器20通过控制第五继电器26使得所述循环水泵19打开，将集热器15和蓄热水箱中的水进行热循环。控制器20接收水位传感器7的信号实时采集所述蓄热水箱1内的水位，若水位低，则控制器20通过控制第一继电器，打开补水阀门8，让自来水进入所述蓄热水箱1中。如图3所示，控制器20接收水流开关11和第三温度传感器的信号实时采集水流信号和供水管道中的水温T3，当采集的水流信号显示用户出水口在用水时，则控制器通过控制第二继电器23和第三继电器24，打开供水水泵和9和单向阀门10，给用户提供热水；当采集的水流信号显示没有用水时，若水温T3小于一定阈值，则控制器20通过控制第四继电器25打开回水阀门14，使得供水管道中的冷水回流进蓄热水箱1内，蓄热水箱1内的热水进入供水管道，实现太阳能热水器即开即热的功能。在太阳能不足时，控制器20通过控制第六继电器27打开所述辅助电加热装置，对蓄热水箱1中的水进行加热。

本实施例所述的太阳能热水器控制系统，包括：蓄热水箱、集热器和控制器，蓄热水箱内设置有第一温度传感器、水位传感器、辅助电加热装置，进水管道上有设置补水阀门，供水管道上设置有供水水泵、单向阀门和水流开关，回水管道上设置有第二温度传感器和回水阀门；集热器的出热水管道上设置有第三温度传感器，进热水管道上设置有循环水泵。控制器接收温度传感器、水位传感器和水流开关采集的信号，可以实现对补水阀门、供水水泵、单向阀门、回水阀门、循环水泵的启停控制，对辅助电加热装置的通断控制，从而实现太阳能热水器自动补水、自动加热、辅助电加热、即开即热等功能。本系统能使用方便、控制精准、自动化程度高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种太阳能热水器控制系统，其特征在于，包括：

蓄热水箱(1)，所述蓄热水箱(1)的上端通过进水管道(2)与自来水进水口(3)连通，所述蓄热水箱(1)的下端通过供水管道(4)与用户出水口(5)连通，所述蓄热水箱(1)内设置有第一温度传感器(6)和水位传感器(7)，所述进水管道(2)上设置有补水阀门(8)，所述供水管道(4)上依次设置有供水水泵(9)、单向阀门(10)和水流开关(11)，所述供水管道(4)与回水管道(12)的第一端连通，所述回水管道(12)的第二端与所述蓄热水箱(1)连通，所述回水管道(12)上设置有第二温度传感器(13)和回水阀门(14)；

集热器(15)，所述集热器(15)的第一端通过出热水管道(16)与所述蓄热水箱(1)连通，所述集热器(15)的第二端通过进热水管道(17)与所述蓄热水箱(1)连通，所述出热水管道(16)上设置有第三温度传感器(18)，所述进热水管道(17)上设置有循环水泵(19)；

控制器(20)，所述控制器(20)的输入端分别与所述第一温度传感器(6)、所述第二温度传感器(13)、所述第三温度传感器(18)、所述水位传感器(7)、所述水流开关(11)连接；所述控制器(20)的输出端分别与所述补水阀门(8)、所述供水水泵(9)、所述单向阀门(10)、所述回水阀门(14)、所述循环水泵(19)连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述蓄热水箱(1)内还设置有辅助电加热装置(21)，所述辅助电加热装置(21)与所述控制器(20)的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述控制器(20)的输出端与所述补水阀门(8)之间设置有第一继电器(22)，与所述供水水泵(9)之间设置有第二继电器(23)、与所述单向阀门(10)之间设置有第三继电器(24)、与所述回水阀门(14)之间设置有第四继电器(25)、与所述循环水泵(19)之间设置有第五继电器(26)，与所述辅助电加热装置(21)之间设置有第六继电器(27)。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述第一温度传感器(6)、所述第二温度传感器(13)和所述第三温度传感器(18)采用单线数字温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述水位传感器(7)采用电导式液位传感器。

6.根据权利要求2所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述辅助电加热装置(21)采用电阻丝。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制系统，其特征在于：所述控制器(20)还连接有液晶显示器和键盘。