CN111023585A - 一种太阳能全天候加热控制*** - Google Patents

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肖凯
管石君
沈春
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ANHUI CHUNSHENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
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    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • F24S20/40—Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
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Abstract

本发明公开了一种太阳能全天候加热控制***，包括：太阳能集热模块、太阳能储能模块、太阳能加热模块、信号采集处理模块。本发明在原有太阳热水器上增加一套由太阳能光伏电池板供电的电加热***，太阳能热水器集成太阳能光伏发电，不仅充分利用了光伏发电自加热，实现全天候24小时热水供应，同时充分利用了太阳能热水器的物理空间，保障了太阳能热水器在天气不好或是夜晚的时候水箱温度依然能够达到正常使用的标准，提升当前太阳能储热***的效率。

Description

一种太阳能全天候加热控制***
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，尤其涉及一种太阳能全天候加热控制***。
背景技术
随着社会的发展，人民生活的水平不断提高，对生活质量、生活环境的要求也越来越高，太阳能热水器行业竞争越来越激烈，大多数太阳能热水器企业都推出新产品，在技术方面或领域方面都有不断的创新改进。当前家用太阳能热水器存在热效率低、季节性差异大、不能全天候储热等，同时国内早期太阳能热水器使用也到了更新换代的时间，因此，亟需开发一种能够更高效的利用太阳能，保证全天候热水供应的太阳能加热控制***。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种太阳能全天候加热控制***。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种太阳能全天候加热控制***，包括：太阳能集热模块、太阳能储能模块、太阳能加热模块、信号采集处理模块；
所述太阳能集热模块用于收集太阳能转化为电能，作为除太阳能之外第二个辅助加热能源；
所述太阳能储能模块用于储存利用太阳能集热模块所发的电；
所述太阳能加热模块用于对水箱内的水进行加热；
所述信号采集处理模块用于对各信号采集的传感器获取到的信息及上述三种模块进行调节控制。
进一步的，所述太阳能集热模块由光伏电池板组成。
进一步的，所述太阳能储能模块由锂电池组成。
进一步的，所述太阳能加热模块由直流低压加热管组成。
进一步的，所述信号采集处理模块由温度传感器、水位传感器、电压传感器、电流传感器、控制***组成。
所述太阳能加热模块采用12V直流电压控制。
所述控制***硬件采用双面印制的PCB线路板，并做有防水、耐高温保护。
所述控制***软件在程序编写中对电源的输入输出加入电流保护、电压保护。
本发明的优点是：
本发明在原有太阳热水器上增加一套由太阳能光伏电池板供电的电加热***，太阳能热水器集成太阳能光伏发电，不仅充分利用了光伏发电自加热，实现全天候24小时热水供应，同时充分利用了太阳能热水器的物理空间，保障了太阳能热水器在天气不好或是夜晚的时候水箱温度依然能够达到正常使用的标准，提升当前太阳能储热***的效率。
附图说明
图1所示为本发明太阳能全天候加热控制***的结构示意图。
图2所示为本发明实施例中太阳能电池板组件LE检测。
图3所示为本发明实施例中使用加热管从30℃加热到40℃所需要时间。
图4所示为本发明实施例中利用光伏电池板连续试验温度变化。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
请参见图1，一种太阳能全天候加热控制***，包括：太阳能集热模块、太阳能储能模块、太阳能加热模块、信号采集处理模块；
所述太阳能集热模块用于收集太阳能转化为电能，作为除太阳能之外第二个辅助加热能源；
所述太阳能储能模块用于储存利用太阳能集热模块所发的电；
所述太阳能加热模块用于对水箱内的水进行加热；
所述信号采集处理模块用于对各信号采集的传感器获取到的信息及上述三种模块进行调节控制。
所述太阳能集热模块由光伏电池板组成。
所述太阳能储能模块由锂电池组成。
所述太阳能加热模块由直流低压加热管组成。
所述信号采集处理模块由温度传感器、水位传感器、电压传感器、电流传感器、控制***组成。
所述太阳能加热模块采用12V直流电压控制。
所述控制***硬件采用双面印制的PCB线路板，并做有防水、耐高温保护。
所述控制***软件在程序编写中对电源的输入输出加入电流保护、电压保护。
本发明太阳能全天候加热控制***是在原有太阳热水器上增加一套由太阳能光伏电池板供电的电加热***，原来的太阳能热水器在有阳光的情况下效果都可以正常使用，但是在天气不好或是夜晚的时候水箱温度不但不会上升温度还会下降就会影响正常使用，本发明***用以改善了这一现象。
本***所用材料及设备如表1、2所示：
表1太阳能全天候加热控制***使用材料
名称 型号 数量 生产厂家
光伏电池板 100W 2 合肥中南光电有限公司
锂电池 15A 1 扬州市天承光电科技有限公司
控制*** CS-01 1 自制
直流低压加热管 70W 10*120 1 上海兴益横河
温度传感器 PT100 1 海盐县超博太阳能自控阀门厂
水位传感器 0.3M 1 海盐县超博太阳能自控阀门厂
安装支架 自制 2 自制
表2太阳能全天候加热控制***使用设备
设备名称 生产厂商
太阳能能效检测*** 徐州三科电气有限公司
耐压检测仪 杭州威博科技有限公司
接地电阻检测仪 杭州威博科技有限公司
功率检测仪 杭州威博科技有限公司
电能质量检测仪 武汉国测华能电气有限公司
其中，光伏电池板的详细参数如下：
Figure RE-GDA0002398244630000031
Figure RE-GDA0002398244630000041
太阳能光伏电池板组件功率检测如表3所示：
表3太阳能光伏电池板组件功率检测
Figure RE-GDA0002398244630000042
LE检测如图2所示，由图可见，电池板无隐裂无黑斑。
其中，锂电池采用12V/15A锂电池作为储能器，储能器一次充满后可够连续使用5-6小时，在130升水试验如表4所示：
表4太阳能储能模块中锂电池工作参数
Figure RE-GDA0002398244630000043
Figure RE-GDA0002398244630000051
由上表可见，储能器中锂电池正常工作6小时05分，能够满足将130升水升至40℃的需求。
其中，直流低压加热管采用直流低压供电加热，本加热管安全性高，升温块，密封性好，安装方便，其具体参数如下：
Figure RE-GDA0002398244630000052
使用加热管从30℃加热到40℃所需要到时间如图3所示。
利用光伏电池板连续试验温度变化如图4所示。
对于阳能集热模块、太阳能储能模块、太阳能加热模块的综合利用，本控制***是采用集成控制，利用外部监控设备收集到的温度、水位、电压、电流等信号，在通过内部程序的分析从而实现自动控制。
***中监控的信号如表5所示：
表5***中监控信号
监控目标 监控类型 监控范围 信号类型
水箱 温度 0-100℃ 模拟量
水箱 水位 35cm 数字量
光伏电池板 电压 13-20V 电子
加热管 电流 4-8A 电子
锂电池 电压 10.5-13.3V 电子
***对这些信号进行采集与处理，从而对整个***进行控制。作为优选的实施例，当白天***中的电子器件感应到电池板开始产生电能，同时采集到水箱温度在40℃以下及水箱水位≥35％的时候，控制加热器的开关自动打开，利用电池板产生的电量给加热器供电，给水箱里的水加热，电池板所产生多出来的电量将会存储到储能器里，待以后使用。当***采集到水箱里的水温达到40℃以后，将会停止加热器加热，电池板所产生的电量将全部存储到储能器里待以后使用。在加热器加热过程中，检测到水位低于30％的时候，加热器也会停止加热功能，当水位从新回到30％上以后加热器才会从新开启。
本发明较佳的实施例设计，如在水温下降到35度的时候，利用电加热***对水箱内的水进行加热，加热到40度的时候停止加热，本加热***不是采用220V 市电供电方式使用，而是利用太阳能电池板所发的电，利用锂电池存储起来，采用的是12V的直流电压控制，使用安全。在太阳充足，水箱温度过低的时候，加热***会与太阳能的真空管同时对水箱内的水进行加热，当水箱温度加热到40 度时加热***会停止加热，会将所产生的电量全部存储在锂电池中，以便日后使用。
当晚上没有阳光水箱温度又低于35℃，水箱水位高于30％的时候，***就会利用储能器里的电能给加热器供电，使加热器给水箱里的水加热。当水箱温度上升到40度后，***就会停止加热。以控制储能器里电能的使用，防止浪费。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能全天候加热控制***，其特征在于，包括：太阳能集热模块、太阳能储能模块、太阳能加热模块、信号采集处理模块；
所述太阳能集热模块用于收集太阳能转化为电能，作为除太阳能之外第二个辅助加热能源；
所述太阳能储能模块用于储存利用太阳能集热模块所发的电；
所述太阳能加热模块用于对水箱内的水进行加热；
所述信号采集处理模块用于对各信号采集的传感器获取到的信息及上述三种模块进行调节控制。
2.根据权利要求1所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述太阳能集热模块由光伏电池板组成。
3.根据权利要求1所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述太阳能储能模块由锂电池组成。
4.根据权利要求1所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述太阳能加热模块由直流低压加热管组成。
5.根据权利要求1所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述信号采集处理模块由温度传感器、水位传感器、电压传感器、电流传感器、控制***组成。
6.根据权利要求1所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述太阳能加热模块采用12V直流电压控制。
7.根据权利要求5所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述控制***硬件采用双面印制的PCB线路板，并做有防水、耐高温保护。
8.根据权利要求5所述的太阳能全天候加热控制***，其特征在于，所述控制***软件在程序编写中对电源的输入输出加入电流保护、电压保护。
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