CN110017526A - 一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法 - Google Patents

一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电辅助供暖系统，调温循环系统与太阳能热水器连通，电辅助加热装置设置在太阳能热水器的水箱内，太阳能水位传感器设置在太阳能热水器的水箱内，补水管路上设置补水电磁阀，温度控制系统分别与调温循环系统、太阳能电加热系统、电辅助加热装置、补水电磁阀、蓄电池电量检测装置、太阳能水位传感器电性连接。还涉及一种太阳能电辅助供暖系统的控制方法。本发明的有益效果：节省能源，减少污染；可自动调温自动上水，减少人工操作节省人力；调温水箱储存温度过高的水进行备用，可作为夜晚阴雨天气对太阳能热水器做温度补充不浪费热量；长时间阴雨天气可采用太阳能电加热系统继续供暖，当蓄电池电量不足时，可用电加热进行补充。

Description

一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种供暖系统，尤其涉及一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越多的取暖设施走进我们的日常生活，现有取暖设施多采用电、煤炭、天然气等作为能源，但是电、煤炭、天然气等属于不可再生资源，且需要一定的设备转化取用才能获得，成本高，而且其消耗后的产物对环境也存在很大的污染。太阳能逐渐成为现代应用的新能源。近年来也有部分居民家中采用了太阳能取暖装置，但遇到阴雨天气时，供暖效果不尽人意。目前，申请号为：CN201611104665.2的专利，公开的技术构造是包括太阳能热水器、管路调、室内供水管路、散热器、温度控制器。该太阳能电辅助供暖系统不能在太阳能不足的情况下进行持续性的供热，但是该装置无法自动降温和自动补水，温度过高也会造成不适感，太阳能热水器内水过少会造成供暖效果也不佳的问题；长时间阴雨天气无法持续供热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法，解决上述技术背景中的问题。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：
一种太阳能电辅助供暖系统，包括太阳能热水器1、太阳能电加热系统2、室内用水系统3、室内供暖系统4和补水管路5，太阳能热水器1通过管路与室内用水系统3和室内供暖系统4连通，所述太阳能电加热系统2包括太阳能电池板21、蓄电池22和电加热装置23，电加热装置23位于太阳能热水器1的水箱内，太阳能热水器1与补水管路5连接，还包括调温循环系统6、温度控制系统7、电辅助加热装置8、蓄电池电量检测装置9和太阳能水位传感器10，调温循环系统6与太阳能热水器1连通，电辅助加热装置8设置在太阳能热水器1的水箱内，太阳能水位传感器10设置在太阳能热水器1的水箱内，所述补水管路5上设置补水电磁阀51，温度控制系统7分别与调温循环系统6、太阳能电加热系统2、电辅助加热装置8、补水电磁阀51、蓄电池电量检测装置9、太阳能水位传感器10电性连接。
所述调温循环系统6包括调温水箱61、调温管A62、调温管B63、电磁阀A64、电磁阀Ｂ65、调温泵Ａ66、调温泵Ｂ67和调温水位传感器，调温水箱61左右两端分别通过调温管A62、调温管B63与太阳能热水器1左右两端连通，调温管A62上设置电磁阀A64和调温泵Ａ66，调温管B63上设置电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，调温水位传感器设置在调温水箱61内。
所述调温水箱61为保温水箱。
所述温度控制系统7包括太阳能热水器水箱温度传感器71、调温水箱温度传感器72和控制器73，太阳能热水器水箱温度传感器71设置在太阳能热水器1水箱内，调温水箱温度传感器72设置在调温水箱61内，太阳能热水器水箱温度传感器71、调温水箱温度传感器72均与控制器73电性连接，控制器73分别与电磁阀A64、电磁阀Ｂ65、调温泵Ａ66、调温泵Ｂ67、补水电磁阀51、太阳能电加热系统2、电辅助加热装置8、太阳能水位传感器9、调温水位传感器电性连接。
所述太阳能热水器1与室内供暖系统3之间的管路上设置循环水泵11。
一种太阳能电辅助供暖系统的控制方法，包括以下控制方法：
a、预设温度，将预设太阳能热水器1水箱内水温温度范围，预设太阳能热水器1最低水位读入控制器73；
b、降温调节，太阳能热水器水箱温度传感器71检测太阳能热水器1内温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温进行对比，高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，同时调温水位传感器将水位信号传送给控制器73，调温水箱61内有水，调温水箱温度传感器72将检测到的调温水箱61内水温传递送给控制器73，控制器73将调温水箱61内水温与预设的太阳能热水器1水箱内水温进行对比，调温水箱61内水温低于预设太阳能热水器1水箱内水温时，控制器73输出信号打开电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1与调温水箱61的水循环，当调温水箱61内温度与太阳能热水器1水箱内水温相等且低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67；如果混合后高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，此时控制器73输出信号打开电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51，关闭电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1内的水通过调温泵Ａ66的作用流入调温水箱61，补水电磁阀51打开太阳能热水器1内补入凉水，降低太阳能热水器1水箱内的温度，太阳能热水器水箱温度传感器71检测温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温温度进行对比，低于预设太阳能热水器1水箱内水温温度最低值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51；如果检测到调温水箱61内没有水，则控制器73输出信号仅打开电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51进行降温；
c、升温调节，太阳能热水器水箱温度传感器71检测太阳能热水器1内温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温进行对比，低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最低值，同时检测到调节水箱61内有水，且温度高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值时，控制器73打开电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1与调温水箱61的水循环，当调温水箱61内温度与太阳能热水器1水箱内温度相等且高于预设太阳能热水器1水箱水温的最低值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67；如果混合后低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最低值，太阳能电加热系统2工作，对太阳内热水器1内的水进行加热，当太阳能热水器1的水温高于预设太阳能热水器1水箱水温的最高值，太阳能电加热系统2停止工作；如果检测到蓄电池22电量不足，则直接打开电辅助加热装置8进行加热；如果检测到调温水箱61内没有水，或者有水但温度过低，则控制器直接打开太阳能电加热系统2进行加热；
d、补水：太阳能水位传感器10检测到太阳能热水器1内水箱内水位信号传给控制器73，控制器73将水位信号与预设水位相对比，小于预设值，同时检测调温水箱61内是否有水，如果有水控制器73控制打开电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，将调温水箱61内的水输送到太阳能热水器1中，当太阳能热水器1满，或者调温水箱61内的水没有时，控制器73关闭电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，若水位依然低于预设水位，控制器73打开补水电磁阀51进行补水；如果未检测到调节水箱61内的水，则控制器73直接控制打开补水电磁阀51进行补水。
本发明的工作原理：权利要求中对现有技术的改造在于硬件部分和控制方法，同时所涉及的控制器控制程序属于本领域技术人员利用现有计算机程序开发平台和熟知的编程方法可以容易实现其功能的简单程序，或者属于已知计算机程序的常规的、适应性的应用，不属于对控制器程序本身提出的改变。调温水箱可暂时储存温度过高的水，进行备用，可作为夜晚、阴雨天气对太阳能热水器内的水作为温度补充，不浪费热量，可对太阳能热水器内的水温自动进行调节，进而自动调节室温；可自动补充水。
本发明的有益效果在于：节省能源，减少污染；供热系统可自动调温、自动上水，减少人工操作，节省人力，提高生活质量，增加舒适感；调温水箱可暂时储存温度过高的水，进行备用，可作为夜晚、阴雨天气对太阳能热水器内的水作为温度补充，不浪费热量；长时间阴雨天气可采用太阳能电加热系统继续供暖，当太阳能电加热系统电量不足时，可用电加热进行补充。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1-太阳能热水器、2-太阳能电加热系统、21-太阳能电池板、22-蓄电池、23-电加热装置、3-室内用水系统、4-室内供暖系统、5-补水管路、51-补水电磁阀、6-调温循环系统、61-调温水箱、62-调温管A、63-调温管B、64-电磁阀A、65-电磁阀Ｂ、66-调温泵Ａ、67-调温泵Ｂ、7-温度控制系统、71-太阳能热水器水箱温度传感器、72-调温水箱温度传感器、73-控制器、8-电辅助加热装置、9-蓄电池电量检测装置、10-太阳能水位传感器。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
参照图1，本具体实施方式所述的一种太阳能电辅助供暖系统，包括太阳能热水器1、太阳能电加热系统2、室内用水系统3、室内供暖系统4和补水管路5，太阳能热水器1通过管路与室内用水系统3和室内供暖系统4连通，所述太阳能电加热系统2包括太阳能电池板21、蓄电池22和电加热装置23，电加热装置23位于太阳能热水器1的水箱内，太阳能热水器1与补水管路5连接，还包括调温循环系统6、温度控制系统7、电辅助加热装置8、蓄电池电量检测装置9和太阳能水位传感器10，调温循环系统6与太阳能热水器1连通，电辅助加热装置8设置在太阳能热水器1的水箱内，太阳能水位传感器10设置在太阳能热水器1的水箱内，所述补水管路5上设置补水电磁阀51，温度控制系统7分别与调温循环系统6、太阳能电加热系统2、电辅助加热装置8、补水电磁阀51、蓄电池电量检测装置9、太阳能水位传感器10电性连接。
所述调温循环系统6包括调温水箱61、调温管A62、调温管B63、电磁阀A64、电磁阀Ｂ65、调温泵Ａ66、调温泵Ｂ67和调温水位传感器，调温水箱61左右两端分别通过调温管A62、调温管B63与太阳能热水器1左右两端连通，调温管A62上设置电磁阀A64和调温泵Ａ66，调温管B63上设置电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，调温水位传感器设置在调温水箱61内。
所述调温水箱61为保温水箱。
所述温度控制系统7包括太阳能热水器水箱温度传感器71、调温水箱温度传感器72和控制器73，太阳能热水器水箱温度传感器71设置在太阳能热水器1水箱内，调温水箱温度传感器72设置在调温水箱61内，太阳能热水器水箱温度传感器71、调温水箱温度传感器72均与控制器73电性连接，控制器73分别与电磁阀A64、电磁阀Ｂ65、调温泵Ａ66、调温泵Ｂ67、补水电磁阀51、太阳能电加热系统2、电辅助加热装置8、太阳能水位传感器9、调温水位传感器电性连接。
所述太阳能热水器1与室内供暖系统3之间的管路上设置循环水泵11。
一种太阳能电辅助供暖系统的控制方法，包括以下控制方法：
a、预设温度，将预设太阳能热水器1水箱内水温温度范围，预设太阳能热水器1最低水位读入控制器73；
b、降温调节，太阳能热水器水箱温度传感器71检测太阳能热水器1内温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温进行对比，高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，同时调温水位传感器将水位信号传送给控制器73，调温水箱61内有水，调温水箱温度传感器72将检测到的调温水箱61内水温传递送给控制器73，控制器73将调温水箱61内水温与预设的太阳能热水器1水箱内水温进行对比，调温水箱61内水温低于预设太阳能热水器1水箱内水温时，控制器73输出信号打开电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1与调温水箱61的水循环，当调温水箱61内温度与太阳能热水器1水箱内水温相等且低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67；如果混合后高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值，此时控制器73输出信号打开电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51，关闭电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1内的水通过调温泵Ａ66的作用流入调温水箱61，补水电磁阀51打开太阳能热水器1内补入凉水，降低太阳能热水器1水箱内的温度，太阳能热水器水箱温度传感器71检测温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温温度进行对比，低于预设太阳能热水器1水箱内水温温度最低值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51；如果检测到调温水箱61内没有水，则控制器73输出信号仅打开电磁阀A64、调温泵Ａ66和补水电磁阀51进行降温；
c、升温调节，太阳能热水器水箱温度传感器71检测太阳能热水器1内温度，将信号传给控制器73，控制器73将温度信号与预设太阳能热水器1水箱内水温进行对比，低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最低值，同时检测到调节水箱61内有水，且温度高于预设太阳能热水器1水箱内水温的最高值时，控制器73打开电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，太阳能热水器1与调温水箱61的水循环，当调温水箱61内温度与太阳能热水器1水箱内温度相等且高于预设太阳能热水器1水箱水温的最低值，控制器73输出信号关闭电磁阀A64、调温泵Ａ66、电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67；如果混合后低于预设太阳能热水器1水箱内水温的最低值，太阳能电加热系统2工作，对太阳内热水器1内的水进行加热，当太阳能热水器1的水温高于预设太阳能热水器1水箱水温的最高值，太阳能电加热系统2停止工作；如果检测到蓄电池22电量不足，则直接打开电辅助加热装置8进行加热；如果检测到调温水箱61内没有水，或者有水但温度过低，则控制器直接打开太阳能电加热系统2进行加热；
d、补水：太阳能水位传感器10检测到太阳能热水器1内水箱内水位信号传给控制器73，控制器73将水位信号与预设水位相对比，小于预设值，同时检测调温水箱61内是否有水，如果有水控制器73控制打开电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，将调温水箱61内的水输送到太阳能热水器1中，当太阳能热水器1满，或者调温水箱61内的水没有时，控制器73关闭电磁阀Ｂ65和调温泵Ｂ67，若水位依然低于预设水位，控制器73打开补水电磁阀51进行补水；如果未检测到调节水箱61内的水，则控制器73直接控制打开补水电磁阀51进行补水。
本具体实施方式的工作原理：权利要求中对现有技术的改造在于硬件部分和控制方法，同时所涉及的控制器控制程序属于本领域技术人员利用现有计算机程序开发平台和熟知的编程方法可以容易实现其功能的简单程序，或者属于已知计算机程序的常规的、适应性的应用，不属于对控制器程序本身提出的改变。调温水箱可暂时储存温度过高的水，进行备用，可作为夜晚、阴雨天气对太阳能热水器内的水作为温度补充，不浪费热量，可对太阳能热水器内的水温自动进行调节，进而自动调节室温；可自动补充水。
本具体实施方式的有益效果在于：节省能源，减少污染；供热系统可自动调温、自动上水，减少人工操作，节省人力，提高生活质量，增加舒适感；调温水箱可暂时储存温度过高的水，进行备用，可作为夜晚、阴雨天气对太阳能热水器内的水作为温度补充，不浪费热量；长时间阴雨天气可采用太阳能电加热系统继续供暖，当太阳能电加热系统电量不足时，可用电加热进行补充。
本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种太阳能电辅助供暖系统，其特征在于：包括太阳能热水器（1）、太阳能电加热系统（2）、室内用水系统（3）、室内供暖系统（4）和补水管路（5），太阳能热水器（1）通过管路与室内用水系统（3）和室内供暖系统（4）连通，所述太阳能电加热系统（2）包括太阳能电池板（21）、蓄电池（22）和电加热装置（23），电加热装置（23）位于太阳能热水器（1）的水箱内，太阳能热水器（1）与补水管路（5）连接，还包括调温循环系统（6）、温度控制系统（7）、电辅助加热装置（8）、蓄电池电量检测装置（9）和太阳能水位传感器（10），调温循环系统（6）与太阳能热水器（1）连通，电辅助加热装置（8）设置在太阳能热水器（1）的水箱内，太阳能水位传感器（10）设置在太阳能热水器（1）的水箱内，所述补水管路（5）上设置补水电磁阀（51），温度控制系统（7）分别与调温循环系统（6）、太阳能电加热系统（2）、电辅助加热装置（8）、补水电磁阀（51）、蓄电池电量检测装置（9）、太阳能水位传感器（10）电性连接。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电辅助供暖系统,其特征在于：所述调温循环系统（6）包括调温水箱（61）、调温管A（62）、调温管B（63）、电磁阀A（64）、电磁阀Ｂ（65）、调温泵Ａ（66）、调温泵Ｂ（67）和调温水位传感器，调温水箱（61）左右两端分别通过调温管A（62）、调温管B（63）与太阳能热水器（1）左右两端连通，调温管A（62）上设置电磁阀A（64）和调温泵Ａ（66），调温管B（63）上设置电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），调温水位传感器设置在调温水箱（61）内。
3.如权利要求2所述的一种太阳能电辅助供暖系统,其特征在于：所述温度控制系统（7）包括太阳能热水器水箱温度传感器（71）、调温水箱温度传感器（72）和控制器（73），太阳能热水器水箱温度传感器（71）设置在太阳能热水器（1）水箱内，调温水箱温度传感器（72）设置在调温水箱（61）内，太阳能热水器水箱温度传感器（71）、调温水箱温度传感器（72）均与控制器（73）电性连接，控制器（73）分别与电磁阀A（64）、电磁阀Ｂ（65）、调温泵Ａ（66）、调温泵Ｂ（67）、补水电磁阀（51）、太阳能电加热系统（2）、电辅助加热装置（8）、太阳能水位传感器（9）、调温水位传感器电性连接。
4.如权利要求1所述的一种太阳能电辅助供暖系统,其特征在于：所述太阳能热水器（1）与室内供暖系统（3）之间的管路上设置循环水泵（11）。
5.一种太阳能电辅助供暖系统的控制方法，包括以下控制方法：
a、预设温度，将预设太阳能热水器（1）水箱内水温温度范围，预设太阳能热水器（1）最低水位读入控制器（73）；
b、降温调节，太阳能热水器水箱温度传感器（71）检测太阳能热水器（1）内温度，将信号传给控制器（73），控制器（73）将温度信号与预设太阳能热水器（1）水箱内水温进行对比，高于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最高值，同时调温水位传感器将水位信号传送给控制器（73），调温水箱（61）内有水，调温水箱温度传感器（72）将检测到的调温水箱（61）内水温传递送给控制器（73），控制器（73）将调温水箱（61）内水温与预设的太阳能热水器（1）水箱内水温进行对比，调温水箱（61）内水温低于预设太阳能热水器（1）水箱内水温时，控制器（73）输出信号打开电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）、电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），太阳能热水器（1）与调温水箱（61）的水循环，当调温水箱（61）内温度与太阳能热水器（1）水箱内水温相等且低于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最高值，控制器（73）输出信号关闭电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）、电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67）；如果混合后高于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最高值，此时控制器（73）输出信号打开电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）和补水电磁阀（51），关闭电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），太阳能热水器（1）内的水通过调温泵Ａ（66）的作用流入调温水箱（61），补水电磁阀（51）打开太阳能热水器（1）内补入凉水，降低太阳能热水器（1）水箱内的温度，太阳能热水器水箱温度传感器（71）检测温度，将信号传给控制器（73），控制器（73）将温度信号与预设太阳能热水器（1）水箱内水温温度进行对比，低于预设太阳能热水器（1）水箱内水温温度最低值，控制器（73）输出信号关闭电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）和补水电磁阀（51）；如果检测到调温水箱（61）内没有水，则控制器（73）输出信号仅打开电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）和补水电磁阀（51）进行降温；
c、升温调节，太阳能热水器水箱温度传感器（71）检测太阳能热水器（1）内温度，将信号传给控制器（73），控制器（73）将温度信号与预设太阳能热水器（1）水箱内水温进行对比，低于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最低值，同时检测到调节水箱（61）内有水，且温度高于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最高值时，控制器（73）打开电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）、电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），太阳能热水器（1）与调温水箱（61）的水循环，当调温水箱（61）内温度与太阳能热水器（1）水箱内温度相等且高于预设太阳能热水器（1）水箱水温的最低值，控制器（73）输出信号关闭电磁阀A（64）、调温泵Ａ（66）、电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67）；如果混合后低于预设太阳能热水器（1）水箱内水温的最低值，太阳能电加热系统（2）工作，对太阳内热水器（1）内的水进行加热，当太阳能热水器（1）的水温高于预设太阳能热水器（1）水箱水温的最高值，太阳能电加热系统（2）停止工作；如果检测到蓄电池（22）电量不足，则直接打开电辅助加热装置（8）进行加热；如果检测到调温水箱（61）内没有水，或者有水但温度过低，则控制器直接打开太阳能电加热系统（2）进行加热；
d、补水：太阳能水位传感器（10）检测到太阳能热水器（1）内水箱内水位信号传给控制器（73），控制器（73）将水位信号与预设水位相对比，小于预设值，同时检测调温水箱（61）内是否有水，如果有水控制器（73）控制打开电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），将调温水箱（61）内的水输送到太阳能热水器（1）中，当太阳能热水器（1）满，或者调温水箱（61）内的水没有时，控制器（73）关闭电磁阀Ｂ（65）和调温泵Ｂ（67），若水位依然低于预设水位，控制器（73）打开补水电磁阀（51）进行补水；如果未检测到调节水箱（61）内的水，则控制器（73）直接控制打开补水电磁阀（51）进行补水。
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