[发明专利]基于PID控制器的蒸汽热水机组

说明书

技术领域

    本发明主要涉及太阳能供水领域，尤其涉及一种基于PID控制器的蒸汽热水机组。

背景技术

太阳能系统在不同季节、不同天气情况下，由于气温、光照时间等原因，热水温度相差悬殊，在夏天，因为气温高、光照时间长，太阳能水可以达到沸腾状态，而在阴雨雪和寒冷天气下，太阳能的作用明显削弱，甚至需要采取外部防冻加热措施。因此，太阳能热水难以做到恒温供热。 

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种将太阳能工程水(或其它热源水)进行精细温控连续调节的自动化恒温装置，解决太阳能热水恒温供热的基于PID控制器的蒸汽热水机组。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于PID控制器的蒸汽热水机组，包括有太阳能供水系统，其特征在于：还包括有恒温水箱、PID控制器，恒温水箱中设有蒸汽盘管，恒温水箱的侧壁上的上、下部分别开有一个通孔作为蒸汽进口、疏水口，蒸汽盘管的首尾两端分别穿过蒸汽进口、疏水口伸在恒温水箱外，蒸汽盘管的首端安装有一个电动调节阀一，蒸汽盘管的尾端安装有一个自由浮球式疏水阀；恒温水箱的顶部的左右两端分别开有一个通孔作为太阳能水进口、恒温水出口，太阳能水进口、恒温水出口分别外接有太阳能水进水管、恒温水出水管，恒温水出口处设有一个温度传感器，太阳能水进水管的侧壁上开有一个小孔作为自来水进口，自来水管道通过自来水进口插入太阳能水进水管内，并延伸一段自来水管道使其与太阳能进水管同心同向，自来水管道末端缩口加装有一个喷嘴，自来水管道的首端安装有电动调节阀二，所述的温度传感器的信号输出端接入PID控制器的信号输入端，PID控制器的控制信号输出端接入电动调节阀一、电动调节阀二的控制端。

所述的恒温水箱的底部设有一个排污口。

所述的蒸汽盘管采用螺旋盘管或蛇形盘管。

所述的恒温水箱采用不锈钢材质。

本发明的原理是：

本发明用来解决太阳能热水恒温供热，采用的外部热源为蒸汽，自来水的引入是为了降低夏天太阳能水超温的问题。在自来水进口和蒸汽进口分别安装了电动调节阀二、电动调节阀一，通过装置热水出口高灵敏度高精度温度传感器在线检测，及时将输出信号传输至PID控制器，PID控制器同时控制自来水是否需要补入及蒸汽是否需要补偿加热，并根据温度信号自动调整电动调节阀一、二的开启度，以调节自来水的补入量或蒸汽给入量，达到恒温出水的目的。

在自来水末端缩口加装喷嘴，补入的自来水通过引射作用与太阳能水充分混合均匀，引射口出口延伸一段管道使太阳能热水与自来水进一步混合均匀，再进入装置内更进一步混合，以确保出水温度得到稳定控制。

蒸汽加热是在装置内进行的，采取螺旋盘管或蛇形盘管间接加热方法，蒸汽自上而下经过装置内蒸汽盘管，在蒸汽盘管末端安装了自由浮球式疏水阀，将蒸汽冷凝水疏出。由于蒸汽在盘管内自上而下的流动，在蒸汽推动和自身重力作用下，凝结水迅速推移至自由浮球式疏水阀排出，盘管内不会积攒凝结水，保证了盘管有效换热面稳定在设计指标上不会减小。

本发明的优点是：

    1）本发明将太阳能出水温度较高需要减温和供水温度不足需要加热两种状态，合二为一，实现同时控制；

    2）自由浮球式疏水阀的使用，能够及时有效将蒸汽冷凝水排出，还可以满足微压蒸汽和微量蒸汽两种不利工作条件下的可靠工作，因此，本发明在蒸汽压力0.01MPa的极端情况下仍能可靠运行。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的控制系统的示意图。

具体实施方式