CN218511008U - 一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，它包括装置壳体，所述装置本体由上壳体和下壳体组成，其中在上壳体上设置有显示屏，在显示屏的一侧设置有手动控制按钮，在下壳体的上表面上布置有上下两块区域，其中靠近上壳体的一块区域分别设置有第一外部接线口，在下方区域上设置有第二外部接线口和自动控制按钮，并在下壳体内部与上表面之间安装有处理芯片。本实用新型具有结构简单，使用操作方便，功能多样，实用性高，使用寿命长等诸多优点。

Description

一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，属于监控装置技术领域。

背景技术

太阳能与空气源热泵互补供热是近年来兴起的一种新型供热供暖方式，这种系统完美结合了可再生能源利用的两种形式—太阳能热利用和热泵利用。一部分产品侧重于控制，主要是保证整套太阳能与空气源热泵能够正常运行，提供供热供水，但是这类产品参数精度不高，对于准确分析系统性能有一定的局限性，误差相对较大；另外一类产品则是监测产品，这类产品不提供系统控制，只对太阳能与空气源热泵系统进行运行参数采集，虽然采集的参数精度高，准确性高，但是这类产品无法控制系统配件的开关，实用性不高。综上，要实现对一套太阳能与空气源热泵互补供热这类新型的系统在保证正常运行的情况下，并展开系统科学的研究，进行系统性能分析，已调整和改进系统的控制方案和运行方案，达到更高水平的节能，并为新的系统设计提供设计依据，为此设计一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，来将太阳能与空气源热泵互补供热的控制和监测完美结合起来，来填补市场的空白，并为科学的研究提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题而设计的一种结构简单，使用操作方便，节能高效，功能多样，实用性高，使用寿命长的太阳能与空气源热泵互补供热监控装置。

本实用新型是通过如下的技术方案予以实现的：一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，它包括装置壳体，所述装置本体由上壳体和下壳体组成，其中在上壳体上设置有显示屏，在显示屏的一侧设置有手动控制按钮，在下壳体的上表面上布置有上下两块区域，其中靠近上壳体的一块区域分别设置有第一外部接线口，在下方区域上设置有第二外部接线口和自动控制按钮，并在下壳体内部与上表面之间安装有处理芯片。

作为优选：所述第一外部接线口为弱电连接口，第二外部接线口为强电连接口，在下壳体内设置有一块呈T字型的隔离板，该隔离板将上下两块区域以及处理芯片和上表面之间隔开呈3个区域，相互之间可以隔离强电和弱电以及对处理芯片的保护，所述处理芯片的左右两侧分别设置各一块电池，通过电池给处理芯片进行供电。

作为优选：所述处理芯片上设置有MCU、高精度采集模块、自动控制模块、手动控制模块、强电控制模块、弱电采集模块、电源模块，其中强电控制模块和弱电采集模块分别连接至第二外部接线口和第一外部接线口，电源模块的一端连接至强电控制模块和弱电采集模块，另一端连接至电池端，持续给处理芯片供电，所述高精度采集模块设置在弱电控制模块的一侧，自动控制模块连接至自动控制按钮，手动控制模块至手动控制按钮。

作为优选：所述第一外部接线口和第二外部接线口分别连接至其它数据接口，通过强电控制模块和弱电采集模块将数据接收进来，该强电控制模块和弱电采集模块与高精度采集模块连接将数据进行A/D转化后发送给MCU，MCU发送信号给自动控制模块进行自动控制，所述手动控制模块将数据调整后发送给MCU，MCU收到信号后将信号传送给自动控制模块进行自动控制，并将所有数据通过显示屏进行显示，所述弱电连接口还设置有USB充电接口，可持续给电池进行充电，所述强电接口还设置有电源接口，可直接连接至电池中给予充电。

作为优选：所述第二外部接线口可连接传感器、水泵、电磁阀，第一外部接线口可连接USB、信号输出线、type-c。

本实用新型相比于现有产品和技术，对比控制器系统，增加了高精度数据采集模块，通过增加采集参数通道数量，提高采集参数的精度和准确度，丰富采集参数类型，对于大型的太阳能与空气源热泵互补供热系统，在不增加额外成本的前提下，也同样满足工程需求，将整个系统的部件和参数全部控制和采集；对比检测监测仪系统，本实用新型增加了输出控制模块，可以根据采集的参数数值，通过控制芯片控制系统动作部件启停，使得系统在满足人民需求的前提下，以更节能的方式运行。本实用新型具有结构简单，使用操作方便，功能多样，实用性高，节能高效，使用寿命长等诸多优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A向示意图。

图3是本实用新型中处理芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：如图1-2所示，一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，它包括装置本体1，所述装置本体1由上壳体2和下壳体3组成，其中在上壳体2上设置有显示屏4，在显示屏4的一侧设置有手动控制按钮5，在下壳体3的上表面上布置有上下两块区域6，其中靠近上壳体2的一块区域分别设置有第一外部接线口8，在下方区域上设置有第二外部接线口7和自动控制按钮9，并在下壳体3内部与上表面之间安装有处理芯片10。

本实用新型采用五线电阻触摸屏作为显示屏，可配备USB接口，附以鼠标操作。使用触摸屏进行操作，一方面符合人们的操作习惯，在近些年大规模普及智能手机和平板电脑的基础上，如今人们已经习惯使用触摸屏进行一系列的电子设备操作；另一方面，使用触摸屏操作，属于可视操作，可以看到我已经操作了什么，将要操作哪一步，并且可以直接输入目标值和目标动作，克服了按键式操作的复杂性和不可视性；再一方面，触摸屏操作，操作界面上的文字和图标、输入框，可以直接表达意思，即使没有说明书，我们也可以直接知道每一个动作的意义，这样就解决了目前市面上数码管结合按键的操作模式的最大弊端—需要定义一系列的数字和字母符合来表达意思，然后通过繁琐的按键操作才能达到目的。

显示屏采用触摸屏可以根据工程的规模和采集参数、系统复杂程度，自己选配触摸屏的尺寸，在一个界面上设置多个操作动作和多个参数的显示，还可以设置多页面操作和显示的模式，更详尽的显示系统参数和更精细的控制系统。

所述第一外部接线口8为弱电连接口，第二外部接线口7为强电连接口，在下壳体3内设置有一块呈T字型的隔离板11，该隔离板11将上下两块区域6以及处理芯片10和上表面之间隔开成3个区域，相互之间可以隔离强电和弱电以及对处理芯片10具有保护作用。所述处理芯片10的左右两侧分别设置各一块电池20，通过电池20给处理芯片10进行供电。

如图3所示，所述处理芯片10上设置有MCU12、高精度采集模块13、自动控制模块14、手动控制模块15、强电控制模块16、弱电采集模块17、电源模块18，其中强电控制模块16和弱电采集模块17分别连接至第二外部接线口7和第一外部接线口8，电源模块18的一端连接至强电控制模块16和弱电采集模块17，另一端连接至电池20端，持续给处理芯片10供电，所述高精度采集模块13设置在弱电控制模块16的一侧，自动控制模块14连接至自动控制按钮9，手动控制模块15至手动控制按钮5。

本实用新型将手动控制操作和自动控制操作相结合，以及将操作和显示按照参数类型结合起来，在同一个页面内，同一类参数和这类参数的控制按钮设置在一起，根据参数的情况，可以及时手动控制太阳能和热泵互补系统。

所述第一外部接线口8和第二外部接线口7分别连接至其他数据接口，通过强电控制模块16和弱电采集模块17将数据接收进来，该强电控制模块16和弱电采集模块17与高精度采集模块13连接将数据进行A/D转化后发送给MCU12，MCU12发送信号给自动控制模块14进行自动控制，所述手动控制模块15将数据调整后发送给MCU12，MCU12收到信号后将信号传送给自动控制模块14进行自动控制，并将所有数据通过显示屏4进行显示，所述弱电连接口还设置有USB充电接口21，可持续给电池20进行充电，所述强电连接口还设置有电源接口22，可直接连接至电池20中给予充电。

所述第二外部接线口7可连接传感器、水泵、电磁阀，第一外部接线口8可连接USB、信号输出线、type-c，也可以设置有多个预留口。

本实用新型中设置的高精度数据采集模块，通过RS232/485连接到触摸屏数据接口，使用24Bit模数转换，可以将采集的参数保留到小数点后三位，大大提高数据的精度和准确度。此外，本模块不仅可以集成各类温度信号，还集成直流电流电压信号，包括0-10A、0-5V、0-45mV、0-20mA、4-20mA等，涵盖目前市面上所有传感器的信号类型，可兼容所有传感器。

本实用新型的硬件操作部分包括4/8路I/O输出接口、继电器、交流接触器，进而控制系统内的电磁阀、转动电机、循环水泵、热泵系统供电等动作，通过控制芯片发出指令，触摸屏的I/O输出接口形成直流电压值，一般为12V或者24V的直流电压，此直流电压可以控制继电器或者交流接触器的吸合和断开，通过继电器和交流接触器，完成电磁阀的开关、循环泵的启停、热泵机组的供能、太阳能系统的控温和补能、给用户供能等各类功能的实现。、

具体实施例

本实用新型中的外部接线口主要是接线端子，实现将传感器、水泵、电磁阀等系统配件与本监控系统连接起来。本实用新型分为强电接线区域和弱电接线区域，并进行屏蔽隔离，避免强电的电磁干扰影响传感器采集的准确性，对弱电部分形成干扰。不论强电接线模块还是弱电接线模块，都按照电工电气的要求，依次按通道号进行标记和标注，避免现场接线错误，对本实用新型的产品和系统设备造成损害。

本实用新型通过总结太阳能系统运行的特性和防护条件，结合监测的参数，可实现自动控制，也可手动控制系统。控制功能实现供应满足使用条件的热水和热能，在太阳能系统供能充足的情况下，不启动热泵机组，优先使用太阳能系统供能；当在阴天或者天气寒冷的条件下，太阳能系统不能满足供能需求时，通过对采集参数进行控制逻辑的运算，自动启动热泵机组，补充太阳能系统的不足。此外，考虑太阳能的不稳定性和太阳能系统的特性，设计加入太阳能系统的防高温保护措施和冬季的防冻措施，使整套太阳能与热泵互补系统能够在设定的条件下安全运行，延长系统寿命，减少系统损坏和维修。

具体工作过程如下：

显示屏和自动控制模块连接，是双向通讯，根据从高精度采集模块读取的参数，结合控制逻辑，显示屏向自动控制模块发送指令，控制自动控制模块各通道的通断，进而控制整个太阳能与空气源热泵系统的自动运行；自动控制模块根据自身的通断情况，向显示屏反馈一个0或者1的状态指令，显示屏显示自动控制模块各支路的状态。

高精度采集模块和弱电采集模块连接，为单向通讯，弱电采集模块采集的各种参数，包括温度、环境风速、环境温湿度、太阳辐照度、系统流量、系统电量等参数，发送至高精度采集模块，高精度采集模块接收后，进行A/D转换，根据接收到的来自显示屏的指令，将数据发送至显示屏。

自动控制模块和强电控制模块连接，为单向连接，自动控制模块向强电控制模块提供电源，自动控制模块的各个支路的通断，决定强电控制模块是否有电源供电；自动控制模块接通，则强电控制模块相应支路供电，系统设备工作；自动控制模块断开，则强电控制模块相应支路断开，系统设备停止工作。

手动控制模块和自动控制模块连接，为单向连接，手动控制模块向自动控制模块提供控制指令，手动控制模块的各个支路的通断，决定自动控制模块是否有电源供电；手动控制模块接通，则自动控制模块相应支路接通供电，强电控制模块相应支路的系统设备工作；手动控制模块断开，则自动控制模块相应支路断开供电，强电控制模块相应支路的系统设备停止工作。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，它包括装置壳体，其特征在于：所述装置本体由上壳体和下壳体组成，其中在上壳体上设置有显示屏，在显示屏的一侧设置有手动控制按钮，在下壳体的上表面上布置有上下两块区域，其中靠近上壳体的一块区域分别设置有第一外部接线口，在下方区域上设置有第二外部接线口和自动控制按钮，并在下壳体内部与上表面之间安装有处理芯片。

2.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，其特征在于：所述第一外部接线口为弱电连接口，第二外部接线口为强电连接口，在下壳体内设置有一块呈T字型的隔离板，该隔离板将上下两块区域以及处理芯片和上表面之间隔开呈3个区域，相互之间可以隔离强电和弱电以及对处理芯片的保护，所述处理芯片的左右两侧分别设置各一块电池，通过电池给处理芯片进行供电。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，其特征在于：所述处理芯片上设置有MCU、高精度采集模块、自动控制模块、手动控制模块、强电控制模块、弱电采集模块、电源模块，其中强电控制模块和弱电采集模块分别连接至第二外部接线口和第一外部接线口，电源模块的一端连接至强电控制模块和弱电采集模块，另一端连接至电池端，持续给处理芯片供电，所述高精度采集模块设置在弱电控制模块的一侧，自动控制模块连接至自动控制按钮，手动控制模块至手动控制按钮。

4.根据权利要求3所述的太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，其特征在于：所述第一外部接线口和第二外部接线口分别连接至其它数据接口，通过强电控制模块和弱电采集模块将数据接收进来，该强电控制模块和弱电采集模块与高精度采集模块连接将数据进行A/D转化后发送给MCU，MCU发送信号给自动控制模块进行自动控制，所述手动控制模块将数据调整后发送给MCU，MCU收到信号后将信号传送给自动控制模块进行自动控制，并将所有数据通过显示屏进行显示，弱电连接口还设置有USB充电接口，可持续给电池进行充电，所述强电接口还设置有电源接口，可直接连接至电池中给予充电。

5.根据权利要求3所述的太阳能与空气源热泵互补供热监控装置，其特征在于：所述第二外部接线口可连接传感器、水泵、电磁阀，第一外部接线口可连接USB、信号输出线、type-c。

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