[发明专利]智能控制太阳能热水系统

说明书

智能控制太阳能热水系统，特别是由电源电路、控制电路、执行系统构成的智能控制太阳能热水系统，由控制电路自动控制执行系统，24小时提供由太阳能加热的热水。本发明执行系统是太阳能集热执行系统、补水执行系统、热水供应执行系统，受到控制电路的自动控制或者执行系统是太阳能集热执行系统、回水循环执行系统、辅助加热循环执行系统、补水执行系统、热水供应执行系统，受到控制电路的自动控制。

技术领域

本发明涉及基于芯片或工业控制器进行智能控制工业厂房、商业写字楼、民用住宅使用的太阳能集中供热水系统。

背景技术

太阳能是清洁能源，世界各国都在积极发展，在光热应用技术领域，因太阳辐射到达地球表面的能流密度比较低，以及一年中太阳的位置(高度和方位)不断变化，使得固定安装的采光装置难以达到最佳的太阳能采集效果。

为了提高单位面积上采集阳光的全天或全年累积得到热能的水平，采用阳光接收面装置固定不动，以及所配套的固定式反光镜来增加受光靶面上的辐射强度，是本发明智能控制的技术基础之一，本发明基于中国实用新型专利CN202254383U技术，或者传统的太阳能热水技术提出智能控制技术方案。本发明智能控制的技术基础，还基于全天24小时供热水，集中供应的热水使采取智能水表付费模式实施有效控制；本发明是具备防冻、防过热、防雷击和故障自动报警功能控制的太阳能热水系统。

发明内容

本发明鉴于上述问题的存在，其目的在于提供一种集成化、自动化、智能化的控制技术方案，使得太阳能热水系统的控制难点得到解决，对于楼层高、户型小、户数多，屋面安装太阳能集热器空间有限的问题，热水收费高于常规热源制备热水收费标准的问题，一并得到有效解决。

解决方法是：采用太阳能集中供热水系统形式和固定镜面聚光太阳能技术，解决太阳能集热器安装空间有限问题。对于建设小区项目户数多、居住者行为差异大，用户使用热水在时间和用水量上均存在着较大差异。本发明太阳能集中供热水系统的热水使用具有较大的共享性优势，通过热水同日使用率的调节，集热器面积配置数量相应得到了减少。

同时，本发明采用了固定镜面聚光太阳能技术，通过聚光的反光装置将集热器周边太阳辐照量向集热器表面做汇集，使得在有限空间内布置的集热器较传统布置形式获取更多的太阳能量。

通过对太阳能集热器和热水总干管、热水总回管供应两个系统分别采用了科学设计和控制方法，实现太阳能热水系统的吨热水成本，与采用常规热源加热吨热水成本比较，达到显著降低的目标。

本发明太阳能集中供热水系统形式及运行控制方案是：本系统主要由太阳能集热蓄热系统、冷水补水系统、热水供给系统、控制系统四部分构成。

本发明太阳能集中供热水系统原理是，采用温差循环控制技术，当集热器温度1与太阳能蓄热水箱4温度之差≥8℃，太阳能集热循环泵6运行；温差＜3℃，集热循环泵6停止运行。在集热循环泵为非运行工况时，集热系统中存水全部回流至蓄热水箱，集热系统排空，实现系统防冻。

本发明冷水补水系统控制原理是(1)最低水位控制，根据系统日热水实际用量，设置蓄热水箱的最低水位WL、中间水位WM以及最高水位WH。当水箱实际水位低于WL时，控制器指令补水电磁阀启动，向水箱补充冷水；当水箱水位达到WL后，停止补水。(2)定温补水控制，控制器设定蓄热水箱的水温为恒定温度。当水箱内实际水温高于恒定温度时，补水电磁阀启动，向水箱补充冷水。至实际水温恢复到恒定温度或水位达到最高水位WH时，停止补冷水。本发明常规热源补热控制原理是，为了确保供水温度始终满足洗浴和使用要求，系统采用以蓄热水箱水温作为常规热源设备是否补热及以补热量多少的控制方案。当蓄热水箱水位未达到中间水位或者水箱温度低于设定温度时，控制系统启动辅助热源循环泵及常规热源装置，包括但不限于燃气壁挂炉或者电热水器或者热泵进行加热，提升水箱温度，同时带动定温补水功能进行补水。当水箱水位达到中间水位且水箱温度达到设定温度时，控制系统关停辅助热源和热源循环泵，在保证供水水量的同时，最少使用常规加热热源，将水箱的更多空间留给太阳能集热系统。