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大型太陽能熱水工程的技術利用


大型太陽能熱水工程的技術利用

【大型太陽能熱水工程的技術利用】

大型太陽能熱水工程控制系統設計:太陽能工程熱利用是新興的產業,是現代控制技術和最新太陽能熱利用技術相結合的產物。大型太陽能熱水工程能夠在更大規模和應用領域中發揮綠色能源的突出特點。

太陽能工程熱利用是新興的產業,是現代控制技術和最新太陽能熱利用技術相結合的產物。與家用太陽能熱水器相比,大型太陽能熱水工程能夠在更大規模和應用領域中發揮綠色能源的突出特點。隨著太陽熱水器系統的不斷發展,超大采光面積、大噸位儲水箱的大型太陽能熱水工程有著越來越多的使用。目前市場上大型太陽能熱水工程的控制系統大部分只具有溫度和水位顯示功能,而且分段顯示,對溫度的控制即使具有輔助加熱功能。由于加熱時間不能控制而產生過燒,從而浪費大量的電能。以單片機為核心的控制器,對水位實現連續測量。采用DS12C887實時時鐘,根據用水時段和天氣狀況,實現自動上水控制和自動電輔助加熱,不僅實現了時間、溫度和水位三種參數實時顯示,而且具有時間設定、溫度設定與控制功能。

1 系統總體設計

系統以AT89C51單片機為核心,輔以水位水溫采集控制系統,充分利用太陽能進行加熱,同時考慮到太陽能的間歇性自動不給進行能源轉換,有效地啟動一種輔助能源進行加熱,通過智能控制達到全天候不間斷地提供熱水。控制系統主要完成溫度測量與顯示、水位測量與顯示、自動電輔助加熱、自動進水等功能。上位機對整個系統的運行狀態進行監測。

2 系統硬件設計

2.1 水位檢測電路

測量水位有很多種方法,例如電容式、浮球式和靜壓式等。目前浮球式液位檢測應用較多,分段顯示水位有一定的局限性。根據水位與壓力的關系,采用測量壓力間接測量水位的方法,可以實現水位的連續測量。

系統選擇DX100T系列傳感器中的陶瓷芯體傳感器,測溫范圍0~120℃,基本滿足太陽能熱水器水溫測量的要求。電源電壓為9 V,輸出值為27 mV。由于采樣值是模擬量,需經過放大和A/D轉換后才能輸入單片機,放大倍數約為185倍。

2.2 水溫檢測檢測電路

水溫傳感器選擇美國Dallas半導體公司推出的一種改進型智能溫度傳感器DS18B20,與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比,能直接讀出被測溫度,并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9~12位的數字值讀數方式。該傳感器直接輸出數字量,可以直接與單片機的I/O口相連。

2.3 自動上水控制電路

系統采用交流電磁閥控制上水。當傳感器檢測到水位低于設定值時,單片機發出控制信號,驅動繼電器得電,電磁閥打開,水箱開始進水;當壓力傳感器檢測到液位達到設定液位時,單片機關閉控制信號,繼電器失電,電磁閥關閉。

單片機輸出經過光控晶閘管MOC3061進行隔離,又經一級雙向晶閘管KS驅動后,加在雙向晶閘管的控制級上,控制雙向晶閘管的導通,進而控制上水。

2.4 輔助加熱控制電路

當熱水用量較大或天氣不好時,可以啟用輔助加熱來提供熱水。在太陽能系統中,繼電器輸出是實現蓄水箱輔助加熱的手段。對繼電器控制的安全有效是能安全地對蓄水箱進行輔助加熱的保證。通過IIL117光電隔離器,使晶體管9013導通,控制繼電器工作,從而控制電加熱。

2.5 時鐘與顯示控制

為了實現清晨上水以及熱水器24 h供應熱水的目的,控制系統必須有一個實時時鐘來為系統提供準確的基準時間。在軟件設計上則要實時的讀出當前時間,同設定時間比較,以決定系統的工作狀態。該系統采用美國Dallas半導體公司的時鐘芯片DS12C887。該系統需要顯示水位水溫以及時間,因此系統采用4位的LED顯示,靜態工作方式。

3 系統軟件設計

控制系統的軟件設計使用C高級語言編寫的,采用模塊化結構設計,整個軟件設計共有5部分,分別是:主程序、數據采集A/D轉換程序、控制子程序、鍵盤判斷子程序及顯示子程序。

【太陽能熱水工程驗收之分項工程驗收】

1、分項工程驗收宜根據工程施工特點分期進行。

2、對影響工程安全和系統性能的工序,必須在本工序驗收合格后才能進入下一道工序的施工。這些工序包括以下部分:

在屋面太陽能熱水系統施工前,進行屋面防水工程的驗收;

在貯水箱就位前,進行貯水箱承重和固定基座的驗收;

在太陽能集熱器支架就位前,進行支架承重和固定基座的驗收;

在建筑管道井封口前,進行預留管路的驗收;

太陽能熱水系統電氣預留管線的驗收;

在貯水箱進行保溫前,進行貯水箱檢漏的驗收;

在系統管路保溫前,進行管路水壓試驗;

在隱蔽工程隱蔽前,進行施工質量驗收。

從太陽能熱水系統取出的熱水應符合國家現行標準《城市供水水質標準》CJ/T206的規定。

系統調試合格后,應進行性能檢驗。

太陽能熱水器需要長年在室外工作,所以安裝使用時,要把樓房高低、當地水源、屋頂狀況等條件考慮周全,下面是太陽能熱水器在不同條件下的應用。 一、大城市高樓用戶 大城市高樓區距頂層7~8層的居民使用太陽能熱水器時,由于安裝所需管路太長,可以使用分體

【太陽能熱水器不同環境下的應用】

太陽能熱水器需要長年在室外工作,所以安裝使用時,要把樓房高低、當地水源、屋頂狀況等條件考慮周全,下面是太陽能熱水器在不同條件下的應用。

一、大城市高樓用戶

大城市高樓區距頂層7~8層的居民使用太陽能熱水器時,由于安裝所需管路太長,可以使用分體式太陽能熱水器。但是由于管線要穿越臥室、客廳,便需要對管線進行遮蓋裝飾處理。相對于中小型城市低樓層來講,特大城市的高樓區對太陽能熱水器的產品性能、安裝技術等提出了更高的要求。同時,太陽能安裝在樓頂上,參差不齊,勢必影響市容市貌,與物業管理和市容環境也難以保持一種和諧的關系。

二、水源不便地區

水源不便可分為下列情況:其一是沒有自來水。這些地區一般都有壓水井,使用太陽能熱水器時可以借助水泵上水。另外增設一個輔助水箱,與熱水器同一高度或稍高一些,用以儲存涼水,以便洗浴時調節水溫。在北方地區夏日井水較涼,太陽能熱水器里熱水的溫度稍低于自來水地區亦屬正常。其二是定時供水。定時供水區可以安裝一個帶浮球閥的涼水箱,與熱水器同一高度或稍高一些,連接上下水嘴,這樣供水時便可以自動上滿水。其三是水壓小。水壓小自來水就不能進入太陽能熱水器里,這時可以借助家用微型水泵上水。其四是水里有泥沙(這種水質一般出自流沙層井水)。帶泥沙的水進入熱水器后,泥沙沉積在真空管內或水箱里,影響太陽能熱水器的熱效率和容水量,所以須借助一個輔助水箱將泥沙沉淀后再上水,或者選用粗濾功能的凈水器也可以達到去除泥沙的目的。

三、尖頂房用戶

現在市場上有專為尖頂房設計的跨脊式的太陽能熱水器,有陽臺的尖頂樓房可以安裝分體式太陽能熱水器,不僅完全能達到普通太陽能熱水器的使用效果,而且增加了智能設計,操作簡單。

四、農村和中小城鎮

中小城鎮樓層不高,遮擋物少,管線易布置,是使用太陽能熱水器的最好地區。農村空氣好,水質純,比較適合太陽能熱水器的使用,而且農村居民極重視與房屋有關設施的添置。隨著生活水平的提高,富裕的農民追求文明舒適的生活方式,太陽能熱水器恰恰滿足了這種要求。尤其是農村家庭婦女,辛勤勞作,更需要每天用熱水器洗澡、洗衣、做飯。在新農村建設的熱潮中,太陽能不失為小康文明生活的重要標志。

五、豪華別墅

如今,擁有私家車和豪華別墅的人越來越多,他們對太陽能熱水器的容水量、外觀、運行性能和輔助功能等提出了更高的要求,以滿足一日多人次的沖浪浴、盆浴、洗衣、洗涮、溫水沖車等其他生活用水。在外觀設計上,太陽能熱水器可做到與別墅的完美結合;在智能上,實現了水位水溫顯示、自動上水、自動加熱、事故自我診斷等功能;在使用上,具有水量大、安全可靠、全天候24小時熱水供應的現代生活方式。擁有者得到的不僅是舒適的享受,也感受到了一種健康的綠色文明。

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