黃黎斌， 彭 瑾

(1.上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，上海 201411；2.安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603)

太陽(yáng)能熱水器在倡導(dǎo)建設(shè)綠色和諧地球的今天，是集節(jié)能環(huán)保實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)于一身的電器。但是普通的太陽(yáng)能熱水器基本放置在樓房的屋頂,從樓頂?shù)匠鏊堫^這一段距離較長(zhǎng),管道中存了大量水,北方的冬季空氣比較寒冷,管道中的水溫普遍較低。當(dāng)人們用熱水時(shí),通常要將管道中的水排掉,出水龍頭距離樓房頂部距離越遠(yuǎn),需要排掉的冷水就越多,因而不可避免會(huì)造成浪費(fèi)水資源。針對(duì)這一問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)出了為集中供熱水的太陽(yáng)能工程及別墅型太陽(yáng)能熱水器專門開(kāi)發(fā)研究的智能型控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有參數(shù)可以人工調(diào)節(jié)、到達(dá)合適溫度自動(dòng)聲光報(bào)警、水充分利用等特點(diǎn)。安全可靠、成本低廉、節(jié)水效果顯著，具有很高的推廣價(jià)值。

1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、溫度測(cè)量模塊、電磁閥控制模塊、按鍵模塊、儲(chǔ)水箱、抽水泵等組成。細(xì)化成下面幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)：

(1)超大LED集成顯示。能顯示集熱器溫度、保溫溫度、管道溫度、保溫水位、恒溫水箱溫度、恒溫水箱水位、低溫溫度、北京時(shí)間及工作狀態(tài)。

(2)水位控制和定時(shí)控制設(shè)計(jì)。當(dāng)水箱水位降至進(jìn)水位時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)上水，加水至設(shè)定的上限水位自動(dòng)停水。水位上下限可任意設(shè)定；同時(shí)，也可以設(shè)定三次定時(shí)上水功能，時(shí)間可在00：00～24：00之間任意設(shè)定。

(3)溫控加熱和定時(shí)加熱設(shè)計(jì)。用戶可根據(jù)自己所需要的功能，來(lái)設(shè)定電加熱溫度上下限。

(4)自動(dòng)控制熱交換泵。熱交換循環(huán)泵為溫差循環(huán)控制，溫差循環(huán)時(shí)，啟動(dòng)循環(huán)泵。當(dāng)兩邊溫度接近時(shí)(至設(shè)定的溫差下限)，關(guān)閉循環(huán)泵。

(5)自動(dòng)控制增壓泵。當(dāng)水壓不夠無(wú)法上水需要裝增壓泵時(shí)，電腦可以自動(dòng)控制增壓泵工作(增壓泵和電磁閥同步)。

(6)自動(dòng)控制管道循環(huán)泵。有3種工作方式，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其中1種：時(shí)控循環(huán)、溫控循環(huán)和溫差循環(huán)。

(7)恒溫出水控制。當(dāng)水箱溫度≥恒溫出水啟動(dòng)溫度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)恒溫出水泵到恒溫水箱里，水箱溫度≤恒溫出水停止溫度，(溫控出水啟動(dòng)溫度-溫控出水停止溫差)，自動(dòng)停止出水泵。

(8)自動(dòng)/手動(dòng)切換設(shè)計(jì)。用戶可根據(jù)實(shí)際需要，在許可的狀態(tài)下，隨時(shí)通過(guò)手動(dòng)工作，進(jìn)行加水、加溫、熱交換、管道循環(huán)的啟動(dòng)或關(guān)閉。

(9)溫控上水。當(dāng)溫控上水顯示時(shí)，溫控上水功能開(kāi)啟。當(dāng)集熱器溫度再高于水箱溫度時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入溫差循環(huán)模式。

(10)防凍保護(hù)設(shè)計(jì)。防凍探頭裝在集熱器的進(jìn)水口，當(dāng)防凍探頭溫度低于5℃開(kāi)始熱循環(huán)，到8℃停止熱循環(huán)。把保溫水箱的熱水循環(huán)到集熱器以保證集熱器及熱循環(huán)管道凍壞。在北方最好伴熱帶和防凍功能同時(shí)開(kāi)啟，確保萬(wàn)無(wú)一失保護(hù)。

(11)系統(tǒng)復(fù)位。用戶對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改后，如果出現(xiàn)功能不正常，可以按住“復(fù)位/保存”鍵3s后待HF顯示全亮?xí)r放開(kāi)，即恢復(fù)出廠設(shè)置，以后主機(jī)按基本功能運(yùn)行。

2 技術(shù)參數(shù)

技術(shù)參數(shù)如下：主機(jī)消耗功率:<5W (不含電加熱、水泵、電磁閥)；工作電壓：AC220V/380V ±10% 50Hz；電磁閥參數(shù):AC220；測(cè)溫精度：±2℃；

測(cè)溫范圍：0～99℃；水位分檔：5檔；控制電加熱功率：(根據(jù)客戶要求來(lái)訂)；熱交換泵功率一般：≤ 1500W； 管道循環(huán)泵功率一般：≤1500W；漏電動(dòng)作電流≤30mA/0.1s。

3 工程安裝簡(jiǎn)圖與控制柜接線圖

雙水箱中間有恒溫出水泵的安裝圖如圖1所示，單水箱控制安裝圖如圖2所示，雙水箱中間沒(méi)有循環(huán)泵安裝圖如圖3所示，工程柜接線圖如圖4所示。

圖1 雙水箱中間有恒溫出水泵的安裝圖

圖2 單水箱控制安裝圖

圖3 雙水箱中間沒(méi)有循環(huán)泵安裝圖

圖4 工程柜接線圖

4 使用效果

在海拔高度不超過(guò)2000m，控制器室內(nèi)工作溫度-10℃～50℃，空氣相對(duì)濕度大于90%，無(wú)腐蝕氣體的條件下，該系統(tǒng)能滿足1棟樓3層共24戶夏季所有熱水供應(yīng)，冬季陽(yáng)光弱時(shí)，配合少量用電量也可滿足用戶熱水需求。在滿足用戶要求的前提下，真正達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、工作穩(wěn)定、性能可靠、操作簡(jiǎn)單，可以滿足需求的同時(shí)，有效節(jié)約能源，減少浪費(fèi)。