大型太阳能热水工程的技术利用
【大型太阳能热水工程的技术利用】
大型太阳能热水工程控制系统设计:太阳能工程热利用是新兴的产业，是现代控制技术和最新太阳能热利用技术相结合的产物。大型太阳能热水工程能够在更大规模和应用领域中发挥绿色能源的突出特点。
太阳能工程热利用是新兴的产业，是现代控制技术和最新太阳能热利用技术相结合的产物。与家用太阳能热水器相比，大型太阳能热水工程能够在更大规模和应用领域中发挥绿色能源的突出特点。随着太阳热水器系统的不断发展，超大采光面积、大吨位储水箱的大型太阳能热水工程有着越来越多的使用。目前市场上大型太阳能热水工程的控制系统大部分只具有温度和水位显示功能，而且分段显示，对温度的控制即使具有辅助加热功能。由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。以单片机为核心的控制器，对水位实现连续测量。采用DS12C887实时时钟，根据用水时段和天气状况，实现自动上水控制和自动电辅助加热，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示，而且具有时间设定、温度设定与控制功能。
1 系统总体设计
系统以AT89C51单片机为核心，辅以水位水温采集控制系统，充分利用太阳能进行加热，同时考虑到太阳能的间歇性自动不给进行能源转换，有效地启动一种辅助能源进行加热，通过智能控制达到全天候不间断地提供热水。控制系统主要完成温度测量与显示、水位测量与显示、自动电辅助加热、自动进水等功能。上位机对整个系统的运行状态进行监测。
2 系统硬件设计
2.1 水位检测电路
测量水位有很多种方法，例如电容式、浮球式和静压式等。目前浮球式液位检测应用较多，分段显示水位有一定的局限性。根据水位与压力的关系，采用测量压力间接测量水位的方法，可以实现水位的连续测量。
系统选择DX100T系列传感器中的陶瓷芯体传感器，测温范围0～120℃，基本满足太阳能热水器水温测量的要求。电源电压为9 V，输出值为27 mV。由于采样值是模拟量，需经过放大和A/D转换后才能输入单片机，放大倍数约为185倍。
2.2 水温检测检测电路
水温传感器选择美国Dallas半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20，与传统的热敏电阻等测温元件相比，能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。该传感器直接输出数字量，可以直接与单片机的I/O口相连。
2.3 自动上水控制电路
系统采用交流电磁阀控制上水。当传感器检测到水位低于设定值时，单片机发出控制信号，驱动继电器得电，电磁阀打开，水箱开始进水;当压力传感器检测到液位达到设定液位时，单片机关闭控制信号，继电器失电，电磁阀关闭。
单片机输出经过光控晶闸管MOC3061进行隔离，又经一级双向晶闸管KS驱动后，加在双向晶闸管的控制级上，控制双向晶闸管的导通，进而控制上水。
2.4 辅助加热控制电路
当热水用量较大或天气不好时，可以启用辅助加热来提供热水。在太阳能系统中，继电器输出是实现蓄水箱辅助加热的手段。对继电器控制的安全有效是能安全地对蓄水箱进行辅助加热的保证。通过IIL117光电隔离器，使晶体管9013导通，控制继电器工作，从而控制电加热。
2.5 时钟与显示控制
为了实现清晨上水以及热水器24 h供应热水的目的，控制系统必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准时间。在软件设计上则要实时的读出当前时间，同设定时间比较，以决定系统的工作状态。该系统采用美国Dallas半导体公司的时钟芯片DS12C887。该系统需要显示水位水温以及时间，因此系统采用4位的LED显示，静态工作方式。
3 系统软件设计
控制系统的软件设计使用C高级语言编写的，采用模块化结构设计，整个软件设计共有5部分，分别是：主程序、数据采集A/D转换程序、控制子程序、键盘判断子程序及显示子程序。
【太阳能热水工程验收之分项工程验收】
1、分项工程验收宜根据工程施工特点分期进行。
2、对影响工程安全和系统性能的工序，必须在本工序验收合格后才能进入下一道工序的施工。这些工序包括以下部分：
在屋面太阳能热水系统施工前，进行屋面防水工程的验收;
在贮水箱就位前，进行贮水箱承重和固定基座的验收;
在太阳能集热器支架就位前，进行支架承重和固定基座的验收;
在建筑管道井封口前，进行预留管路的验收;
太阳能热水系统电气预留管线的验收;
在贮水箱进行保温前，进行贮水箱检漏的验收;
在系统管路保温前，进行管路水压试验;
在隐蔽工程隐蔽前，进行施工质量验收。
从太阳能热水系统取出的热水应符合国家现行标准《城市供水水质标准》CJ/T206的规定。
系统调试合格后，应进行性能检验。
太阳能热水器需要长年在室外工作，所以安装使用时，要把楼房高低、当地水源、屋顶状况等条件考虑周全，下面是太阳能热水器在不同条件下的应用。 一、大城市高楼用户 大城市高楼区距顶层7～8层的居民使用太阳能热水器时，由于安装所需管路太长，可以使用分体
【太阳能热水器不同环境下的应用】
太阳能热水器需要长年在室外工作，所以安装使用时，要把楼房高低、当地水源、屋顶状况等条件考虑周全，下面是太阳能热水器在不同条件下的应用。
一、大城市高楼用户
大城市高楼区距顶层7～8层的居民使用太阳能热水器时，由于安装所需管路太长，可以使用分体式太阳能热水器。但是由于管线要穿越卧室、客厅，便需要对管线进行遮盖装饰处理。相对于中小型城市低楼层来讲，特大城市的高楼区对太阳能热水器的产品性能、安装技术等提出了更高的要求。同时，太阳能安装在楼顶上，参差不齐，势必影响市容市貌，与物业管理和市容环境也难以保持一种和谐的关系。
二、水源不便地区
水源不便可分为下列情况：其一是没有自来水。这些地区一般都有压水井，使用太阳能热水器时可以借助水泵上水。另外增设一个辅助水箱，与热水器同一高度或稍高一些，用以储存凉水，以便洗浴时调节水温。在北方地区夏日井水较凉，太阳能热水器里热水的温度稍低于自来水地区亦属正常。其二是定时供水。定时供水区可以安装一个带浮球阀的凉水箱，与热水器同一高度或稍高一些，连接上下水嘴，这样供水时便可以自动上满水。其三是水压小。水压小自来水就不能进入太阳能热水器里，这时可以借助家用微型水泵上水。其四是水里有泥沙(这种水质一般出自流沙层井水)。带泥沙的水进入热水器后，泥沙沉积在真空管内或水箱里，影响太阳能热水器的热效率和容水量，所以须借助一个辅助水箱将泥沙沉淀后再上水，或者选用粗滤功能的净水器也可以达到去除泥沙的目的。
三、尖顶房用户
现在市场上有专为尖顶房设计的跨脊式的太阳能热水器，有阳台的尖顶楼房可以安装分体式太阳能热水器，不仅完全能达到普通太阳能热水器的使用效果，而且增加了智能设计，操作简单。
四、农村和中小城镇
中小城镇楼层不高，遮挡物少，管线易布置，是使用太阳能热水器的最好地区。农村空气好，水质纯，比较适合太阳能热水器的使用，而且农村居民极重视与房屋有关设施的添置。随着生活水平的提高，富裕的农民追求文明舒适的生活方式，太阳能热水器恰恰满足了这种要求。尤其是农村家庭妇女，辛勤劳作，更需要每天用热水器洗澡、洗衣、做饭。在新农村建设的热潮中，太阳能不失为小康文明生活的重要标志。
五、豪华别墅
如今，拥有私家车和豪华别墅的人越来越多，他们对太阳能热水器的容水量、外观、运行性能和辅助功能等提出了更高的要求，以满足一日多人次的冲浪浴、盆浴、洗衣、洗涮、温水冲车等其他生活用水。在外观设计上，太阳能热水器可做到与别墅的完美结合;在智能上，实现了水位水温显示、自动上水、自动加热、事故自我诊断等功能;在使用上，具有水量大、安全可靠、全天候24小时热水供应的现代生活方式。拥有者得到的不仅是舒适的享受，也感受到了一种健康的绿色文明。
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