一种两用节能控制家用太阳能热水器限度地合理利用太阳能和电能

本实用新型专利技术是一种两用节能控制家用太阳能热水器。储水箱上方设有循环水箱。进水管与循环水箱连接。水管设置在储水箱的底部。循环水箱内设有水位传感器、温度传感器、电加热器，对循环水箱内的水进行加热。收集器通过管道与循环水箱串联，照度传感器安装在收集器上。出水管上装有电磁阀，控制进出水，控制器的采集系统与各传感器的输出相连，控制器与电磁阀和电加热器的输入相连。通过单片机等设备对热水器的水温、水位、日照度、时间等信息进行检测，并进行逻辑运算，控制电热水器和电磁阀的工作状态，确保仅在需要热水且没有阳光的情况下。使用电热水器，保证人们正常的热水。 （*该技术于 2016 年到期，可免费使用*）

下载所有详细的技术数据

【技术实现步骤总结】

该技术是对现有太阳能热水器的改进，提供了一种两用节能控制的家用太阳能热水器，最大限度地合理利用太阳能和电能，属于热水器控制装置

技术介绍

目前市场上有功能更好的太阳能热水器和电热水器。接通温控电源后，水箱水温24小时内即可满足使用要求。工作原理是当水温低于设定温度时太阳能热水器控制器的连接，即使在阳光照射的情况下，电暖器也会随时启动，造成能源浪费。如果断电、阴天或夜间，水箱内的水温永远达不到设定值，达不到使用要求，使用极为不便。因此，上述热水器的特点是要么耗能，要么不方便。

技术实现思路

该技术提供了一种两用节能控制的家用太阳能热水器。控制器能及时自动检测热水器水温、水箱水位、阳光照度等信息，控制电加热器和电磁阀的工作状态，解决存在的问题家用两用太阳能热水器节能与使用不便的矛盾。该技术的技术方案如下：在储水箱上方设置循环水箱，通过管道连接，进水管与循环水箱连接，水管设置在储水箱底部。储水箱，水位传感器和温度传感器分别安装在两个水箱中。循环水箱内还有电加热器，用于加热循环水箱内的水。集热器通过管道与循环水箱串联。照度传感器安装在集热器上，感受太阳的照度，以及循环水箱的进出水量。水管上装有电磁阀，控制进出水，控制器的采集系统与各传感器的输出相连，控制器的控制输出与电磁阀的输入和电子加热器。控制器包括微控制器、A/D转换器、模拟开关、显示器、时钟芯片、显示器、设置按钮、驱动电路、温度传感器I、温度传感器II、水位传感器I、水位传感器II、照度传感器和记忆锁中继;其中温度传感器I、温度传感器II、水位传感器I、水位传感器II、照度传感器5路传感器信号通过模拟开关和A/ D转换器，以及模拟开关的选通控制线连接到单片机的地址线。单片机对采集到的数据进行计算，从I/O口输出3路开关信号，通过驱动电路进行放大。 单片机系统包括两个重要模块，一个是时钟模块，一个是非易失性数据存储模块，通过总线与单片机连接；显示屏、按键和单片机也通过总线连接。

当阳光照射达到一定强度时，循环水箱内的水和集热器内的水通过加热微循环达到设定温度，温度传感器测量循环水箱内的水温设定值后，控制器控制电磁阀打开，使循环水箱中的热水流入储水箱，然后控制电磁阀打开，使循环水箱充满自来水。这样，只要循环水箱中的水被太阳加热到设定温度，储水箱就会储存所有被太阳加热的热水。因此，在设计储水箱容积时，可在日照最长时将循环水箱加热至设定温度。以设定温度的次数为基准。例如，每天日照时间为8小时，循环水箱加热到设定温度的时间为2小时，则储水箱容积应选择为循环水箱容积的4倍。 当用户需要使用热水时，只需打开水管的热水龙头即可。遇到阴雨天，集热器不会或很少吸收热能，循环水箱中的水也不会加热到要求的水温。这时就必须要求控制器控制电热水器工作，而控制要求不仅要节约用电，还要使电热水器及时工作，满足用户对热水的需求。控制器工作流程及原理 控制器工作前，用户可通过按键和显示屏设置每日出水时间、所需水温等参数，并设置时钟芯片确定的时间与北京同步时间。以上参数将长期保存在单片机的非易失性随机存取存储器中，可通过键盘随时更改。控制器上电后，控制器将按照程序工作。首先，计时时钟运行。当时钟提前到设定的出水时间时，控制器将采集温度传感器 I、温度传感器 II、照度传感器和水位传感器。一、水位传感器二的输出数据，分别测量循环水箱内水的温度和水位、阳光照度、储水箱内的温度和水位。

其次，使用单片机，根据采集到的数据结果，按照一定的规律数学模型计算电加热器控制结果，即电加热器的通断状态S和通电状态。时间Δt。然后控制器根据计算结果控制电加热器的工作状态，使热水器循环水箱内的水温被加热，保证在用水期间水温达到设定温度。当循环水箱内的水温达到设定值时，控制器控制电磁阀Ⅱ打开，使循环水箱内的热水流入储水箱。待热水全部流完后，控制器关闭电磁阀Ⅱ，然后再次打开电磁阀Ⅰ，将循环水箱注满自来水，关闭电磁阀Ⅰ直至满。控制器在预先设定的出水时间通过温度和照度传感器读取水箱内的水温数据和照度数据。计算后，若计算结果显示达到最晚出水时间时水温能达到所需温度，经多次确认后，关闭加热器，延迟到下一次用水时间，重复上述过程；如果计算结果显示达到最后一次用水时间时水温达不到要求的温度，经过多次确认后，开启电加热器。 ，然后在延迟ΔT后关闭电加热器，继续延迟到下一个水时间，然后重复上述过程。至此，控制器以24小时为一个循环控制周期对太阳能电热水器进行循环控制。该技术的积极作用是通过单片机和照度传感器、水位传感器、温度传感器等太阳能热水器控制器的连接，并通过计算机进行逻辑运算，然后根据运算结果控制电加热。加热器和电磁阀的工作状态可以保证电加热器只在需要热水且没有阳光的情况下使用，保证人们正常使用热水。

利用储水箱储存能量，集热器收集的热量可以以热水的形式储存，从而延长热水的使用时间。解决了家用两用太阳能热水器节能与使用不便的矛盾，使两用家用太阳能热水器在满足用户用水需求的情况下，最大限度地节约电能。附图说明图。图1是技术结构示意图。如图。图2是技术控制器电路的示意框图。如图。图3是本技术的工艺流程图。具体实施方式如图1所示。如图1所示，在集热器2的旁边安装有照度传感器1，用于感测太阳光的照度。循环水箱6内装有水位传感器4、、温度传感器5和电加热器7。循环水箱6的进出水管由电磁阀8和电磁铁控制。阀门14控制进水和出水。储水槽15设置在循环水槽6的下方，还设置有水位传感器13、和温度传感器12。控制器10的采集系统与各个传感器的输出相连，控制器10的控制输出与电磁阀和电加热器的输入相连。参见图2，控制器电路包括微控制器、A/D转换器、模拟开关、显示器、时钟芯片、显示器、设置按钮、驱动电路、温度传感器I、温度传感器II、水位传感器I、水位传感器II、照度传感器和记忆保持继电器；其中，温度传感器I、温度传感器II、水位传感器I、水位传感器II、照度传感器的5路输入信号通过模拟开关和A/连接到单片机的信号端。 D 转换器。开关的门控线与单片机的3位地址线相连。五个传感器信号均为电压信号。 5个输入信号包括1个温度信号、2个水位信号和1个光照信号。

5路输入信号接模拟开关，模拟开关的选通控制线接单片机的3位地址线，可编码如下。地址线为000时，温度传感器I被选通；地址线为001时，照度传感器被选通；当地址线为010时，水位传感器I被选通；地址线为011时，温度传感器II被选通；当地址线为 100 时，水位传感器 II 选择通过。单片机选择要采集的通道后，通过A/D转换将模拟量转换为8位二进制数字量，存储在单片机的存储器中，A/D转换与单片机通过总线连接。单片机根据采集到的数据进行计算，从I/O口输出3路开关信号，通过驱动电路进行放大。单片机系统包括两个重要的模块，一个是时钟模块，一个是时钟模块。

【技术保护点】

一种两用节能控制家用太阳能热水器，其特征在于：储水箱上方设有循环水箱，通过管道连接，进水管与循环水箱连接。 ，水管设置在储水箱的底部，两个水箱的循环水箱内分别安装有水位传感器和温度传感器。循环水箱内还有电加热器，用于加热循环水箱内的水。集热器通过管道与循环水箱串联。进出水管上装有电磁阀控制进出水，控制器的信号采集系统与各传感器的输出相连，控制器的控制输出与电磁阀的输入相连阀门和电加热器。

【技术特点总结】

【专利技术属性】

技术研发人员：侯仁英，

申请人（专利权）：侯仁英，

类型：实用新型

国家省市：42[中国|湖北]

下载所有详细的技术数据我是该专利的所有者