一种太阳能热水器防冻监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能热水器防冻监控系统，包括水循环管道、辅助电加热器、太阳能发电板、控制盒、水循环控制电磁阀、蓄电池和逆变器，控制盒内设置有控制电路，控制电路包括ARM微控制器模块、电源模块、晶振电路模块、复位电路模块、数据存储电路模块、GPRS无线通信模块、GPRS天线、A/D转换器、信号预处理电路模块、水位传感器、按键操作电路模块、时钟电路模块、数字式环境温度传感器、数字式水温传感器、充放电控制电路、电磁阀驱动电路模块、水泵驱动电路模块和继电器。本发明专利技术结构简单，使用操作便捷，节能环保，能够有效防止太阳能热水器冻裂的问题出现，工作稳定性和可靠性高，实用性强，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能热水器防冻监控系统
本专利技术属于太阳能热水器防冻
，具体涉及一种太阳能热水器防冻监控系统。
技术介绍
太阳能(SolarEnergy)，一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是一种可再生能源，广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，生物质能，潮汐能、水的势能等等。太阳能利用的基本方式可分为光—热利用、光—电利用、光—化学利用、光—生物利用四类。在四类太阳能利用方式中，光—热转换的技术最成熟，产品也最多，成本相对较低。如：太阳能热水器、开水器、干燥器、太阳灶、太阳能温室、太阳房、太阳能海水淡化装置以及太阳能采暖和制冷器等。太阳能光热发电比光伏发电的太阳能转化效率较高，但应用还不普遍。在光热转换中，当前应用范围最广、技术最成熟、经济性最好的是太阳能热水器的应用。太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。吸热过程：太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。而平板式热水器，一般为分体式热水器，介质在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换(夹套或盘管)将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。循环管路：家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力(称为顶水)提供动力。而太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。顶水式使用过程：平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能热水器防冻监控系统，其结构简单，设计合理，使用操作便捷，节能环保，能够有效防止太阳能能热水器冻裂的问题出现，工作稳定性和可靠性高，实用性强，便于推广使用。为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用的技术方案是：一种太阳能热水器防冻监控系统，包括连接于所监控太阳能热水器的上水管下部端口和下水管下部端口之间的水循环管道、设置在所监控太阳能热水器的水箱内部的辅助电加热器、设置在所监控太阳能热水器旁侧的太阳能发电板和安装在所监控太阳能热水器外壁上的控制盒，所监控太阳能热水器的上水管上连接有上水泵，所述水循环管道上连接有水循环控制电磁阀，所述太阳能发电板的旁侧设置有用于存储太阳能发电板所发电能的蓄电池，所述蓄电池的输出端接有逆变器，所述控制盒内设置有控制电路，所述控制电路包括ARM微控制器模块和为所述控制电路中各用电模块供电的电源模块，以及与所述ARM微控制器模块相接的晶振电路模块、复位电路模块、用于存储数据的数据存储电路模块和用于通过GPRS网络与用户手机进行通信的GPRS无线通信模块，所述电源模块与所述蓄电池的输出端相接，所述GPRS无线通信模块上接有GPRS天线，所述ARM微控制器模块内部集成有A/D转换器，所述A/D转换器的输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块，所述信号预处理电路模块的输入端接有设置在所监控太阳能热水器的水箱内且用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水位进行实施检测的水位传感器，所述ARM微控制器模块的I/O输入端口上接有按键操作电路模块、用于为所述ARM微控制器模块提供实时时钟信号的时钟电路模块、用于对环境温度进行实时检测的数字式环境温度传感器和用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水温进行实时检测的数字式水温传感器，所述ARM微控制器模块的I/O输出端口上接有充放电控制电路、用于驱动所述水循环控制电磁阀的电磁阀驱动电路模块、用于驱动所述上水泵的水泵驱动电路模块和用于对所述辅助电加热器的通断电进行控制的继电器，所述充放电控制电路接在所述太阳能发电板与所述蓄电池之间，所述充放电控制电路上接有过充保护电路和过放保护电路，所述上水泵与所述水泵驱动电路模块的输出端相接，所述继电器接在所述逆变器与所述辅助电加热器之间；所述水位传感器，包括一浮球，所述浮球与一浮力支架的底部连接，所述浮力支架的顶部设有磁铁；所述浮力支架为中空结构，并且可相对滑动地套接于一主管的外侧；所述主管具有顶部开口的空腔，所述空腔内设置有一干簧管，所述干簧管通过电线与一控制终端连接；所述空腔的剩余空间填充有防水密封材料，所述主管的外壁设有用于与所述浮力支架的顶部相抵接触而止位的限位凸块；所述限位凸块上方的主管的外壁上设有螺纹，以及与所述螺纹对应的螺母，所述水位传感器通过所述限位凸块与所述螺母配合实现夹持固定。综上所述，本专利技术结构简单，设计合理，使用操作便捷，节能环保，能够有效防止太阳能能热水器冻裂的问题出现，工作稳定性和可靠性高，实用性强，便于推广使用。附图说明图1为本专利技术的电路原理框图。图2为水位传感器的具体结构。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括连接于所监控太阳能热水器的上水管下部端口和下水管下部端口之间的水循环管道、设置在所监控太阳能热水器的水箱内部的辅助电加热器1、设置在所监控太阳能热水器旁侧的太阳能发电板2和安装在所监控太阳能热水器外壁上的控制盒，所监控太阳能热水器的上水管上连接有上水泵3，所述水循环管道上连接有水循环控制电磁阀4，所述太阳能发电板2的旁侧设置有用于存储太阳能发电板2所发电能的蓄电池5，所述蓄电池5的输出端接有逆变器6，所述控制盒内设置有控制电路，所述控制电路包括ARM微控制器模块7和为所述控制电路中各用电模块供电的电源模块8，以及与所述ARM微控制器模块7相接的晶振电路模块9、复位电路模块10、用于存储数据的数据存储电路模块11和用于通过GPRS网络12与用户手机13进行通信的GPRS无线通信模块14，所述电源模块8与所述蓄电池5的输出端相接，所述GPRS无线通信模块14上接有GPRS天线15，所述ARM微控制器模块7内部集成有A/D转换器16，所述A/D转换器16的输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块17，所述信号预处理电路模块17的输入端接有设置在所监控太阳能热水器的水箱内且用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水位进行实施检测的水位传感器18，所述ARM微控制器模块7的I/O输入端口上接有按键操作电路模块19、用于为所述ARM微控制器模块7提供实时时钟信号的时钟电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热水器防冻监控系统，其特征在于：包括连接于所监控太阳能热水器的上水管下部端口和下水管下部端口之间的水循环管道、设置在所监控太阳能热水器的水箱内部的辅助电加热器(1)、设置在所监控太阳能热水器旁侧的太阳能发电板(2)和安装在所监控太阳能热水器外壁上的控制盒，所监控太阳能热水器的上水管上连接有上水泵(3)，所述水循环管道上连接有水循环控制电磁阀(4)，所述太阳能发电板(2)的旁侧设置有用于存储太阳能发电板(2)所发电能的蓄电池(5)，所述蓄电池(5)的输出端接有逆变器(6)，所述控制盒内设置有控制电路，所述控制电路包括ARM微控制器模块(7)和为所述控制电路中各用电模块供电的电源模块(8)，以及与所述ARM微控制器模块(7)相接的晶振电路模块(9)、复位电路模块(10)、用于存储数据的数据存储电路模块(11)和用于通过GPRS网络(12)与用户手机(13)进行通信的GPRS无线通信模块(14)，所述电源模块(8)与所述蓄电池(5)的输出端相接，所述GPRS无线通信模块(14)上接有GPRS天线(15)，所述ARM微控制器模块(7)内部集成有A/D转换器(16)，所述A/D转换器(16)的输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块(17)，所述信号预处理电路模块(17)的输入端接有设置在所监控太阳能热水器的水箱内且用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水位进行实施检测的水位传感器(18)，所述ARM微控制器模块(7)的I/O输入端口上接有按键操作电路模块(19)、用于为所述ARM微控制器模块(7)提供实时时钟信号的时钟电路模块(20)、用于对环境温度进行实时检测的数字式环境温度传感器(21)和用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水温进行实时检测的数字式水温传感器(22)，所述ARM微控制器模块(7)的I/O输出端口上接有充放电控制电路(23)、用于驱动所述水循环控制电磁阀(4)的电磁阀驱动电路模块(24)、用于驱动所述上水泵(3)的水泵驱动电路模块(25)和用于对所述辅助电加热器(1)的通断电进行控制的继电器(26)，所述充放电控制电路(23)接在所述太阳能发电板(2)与所述蓄电池(5)之间，所述充放电控制电路(23)上接有过充保护电路(27)和过放保护电路(28)，所述上水泵(3)与所述水泵驱动电路模块(25)的输出端相接，所述继电器(26)接在所述逆变器(6)与所述辅助电加热器(1)之间；所述的水位传感器，包括一浮球(181)，所述浮球(181)与一浮力支架(182)的底部连接，所述浮力支架(182)的顶部设有磁铁(183)；所述浮力支架(182)为中空结构，并且可相对滑动地套接于一主管(185)的外侧；所述主管(185)具有顶部开口的空腔，所述空腔内设置有一干簧管(186)，所述干簧管(186)通过电线(187)与一控制终端(188)连接；所述空腔的剩余空间填充有防水密封材料，所述主管(185)的外壁设有用于与所述浮力支架(182)的顶部相抵接触而止位的限位凸块(1851)；所述限位凸块(1851)上方的主管(185)的外壁上设有螺纹(1853)，以及与所述螺纹(1853)对应的螺母(1854)，所述水位传感器通过所述限位凸块(1851)与所述螺母(1854)配合实现夹持固定。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热水器防冻监控系统，其特征在于：包括连接于所监控太阳能热水器的上水管下部端口和下水管下部端口之间的水循环管道、设置在所监控太阳能热水器的水箱内部的辅助电加热器(1)、设置在所监控太阳能热水器旁侧的太阳能发电板(2)和安装在所监控太阳能热水器外壁上的控制盒，所监控太阳能热水器的上水管上连接有上水泵(3)，所述水循环管道上连接有水循环控制电磁阀(4)，所述太阳能发电板(2)的旁侧设置有用于存储太阳能发电板(2)所发电能的蓄电池(5)，所述蓄电池(5)的输出端接有逆变器(6)，所述控制盒内设置有控制电路，所述控制电路包括ARM微控制器模块(7)和为所述控制电路中各用电模块供电的电源模块(8)，以及与所述ARM微控制器模块(7)相接的晶振电路模块(9)、复位电路模块(10)、用于存储数据的数据存储电路模块(11)和用于通过GPRS网络(12)与用户手机(13)进行通信的GPRS无线通信模块(14)，所述电源模块(8)与所述蓄电池(5)的输出端相接，所述GPRS无线通信模块(14)上接有GPRS天线(15)，所述ARM微控制器模块(7)内部集成有A/D转换器(16)，所述A/D转换器(16)的输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块(17)，所述信号预处理电路模块(17)的输入端接有设置在所监控太阳能热水器的水箱内且用于对所监控太阳能热水器的水箱内的水位进行实施检测的水位传感器(18)，所述ARM微控制器模块(7)的I/O输入端口上接有按键操作电路模块(19)、用于为所述ARM微控制器模块(7)提供实时时钟信号的时钟电路模块(20)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：严明剑，
申请(专利权)人：青岛世纪星语通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37