一种具有节能效果的太阳能集热供热系统技术方案

一种具有节能效果的太阳能集热供热系统，主要为了解决现有的太阳能供热系统存在的利用率低并且能耗较高的问题。其特征在于：系统包括控制器、带有小齿轮的旋转电动机、大齿轮盘以及底座；大齿轮盘与小齿轮相啮合，太阳能集热器固定在大齿轮盘上，管线由空心钢管引出；热水箱中有热水箱液位传感器，冷水箱中有冷水箱液位传感器；控制器内有与单片机连接的时钟芯片、上行水泵驱动电路、下行水泵驱动电路以及旋转电机驱动电路；温度传感器、热水箱液位传感器和冷水箱液位传感器输出的采样信号分别输入到控制器内单片机的采样信号输入端。利用本种供热系统能够充分利用太阳能、控制方式灵活，可大大节约电能、提高了供应热水的温度以及稳定性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种节能控制系统。具体的说，是涉及一种主要用于太阳能集热供热的节能优化电气控制系统。
技术介绍
学校、小区、酒店以及运动场等场所，都需要提供热水。而太阳能热水供应系统，以其环保、节能的特点正越来越受到人们的重视。但由于季节性和地域性的原因，太阳能集热并不能完全符合人们的要求，所以一般的太阳能都会配备电加热系统一起运行。但是经过长时间的运行后发现，目前的太阳能供热系统不能识别用户的用水量，往往盲目投入电加热，有时候产生了大量的热水没有用户使用，也就是说由于不知道该何时投入电加热、电加热时间、电加热温度以及如何实现电加热与太阳能集热器之间循环的自动控制等措施，导致有大量的电能被浪费掉，在冬季尤甚。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本技术提供一种具有节能效果的太阳能集热供热系统，利用该种供热系统不但能够充分利用太阳能，而且具有灵活的控制方式，一方面可大大节约电能，而另一方面又可提高供应热水的温度和稳定性。本技术的技术方案是:该种具有节能效果的太阳能集热供热系统，包括一个具有温度传感器的太阳能集热器、热水水箱和冷水水箱、热水箱水泵、冷水箱水泵，此外，所述供热系统还包括一台采用单片机的控制器、一台带有小齿轮的旋转电动机、大齿轮盘以及带有轴承的底座；所述大齿轮盘与小齿轮相啮合，大齿轮盘固定在底座的轴承上，所述大齿轮盘的中心固定有一根空心钢管，所述太阳能集热器固定在大齿轮盘上，上、下水管线由空心钢管引出；所述热水箱水泵连接在太阳能集热器的出水管与热水水箱之间，冷水箱水泵连接在太阳能集热器的上水管与冷水水箱之间；在所述热水水箱中设有热水箱液位传感器，在所述冷水水箱中设有冷水箱液位传感器。所述控制器由与单片机连接的数据缓冲电路、数据存储器、时钟芯片、上行水泵驱动电路、下行水泵驱动电路以及旋转电机驱动电路构成；所述温度传感器、热水箱液位传感器和冷水箱液位传感器输出的采样信号经过数据缓冲电路处理后分别对应输入到所述控制器内单片机的采样信号输入端。本技术具有如下有益效果:本系统在屋面设置太阳能集热器，在设备间设置储热水箱、电加热锅炉和自动控制系统等。日常应用时，按照时钟芯片上的时钟判断太阳所在的方向，在控制器的控制作用下，旋转电动机会驱动小齿轮带动大齿轮盘转动，从而使得太阳能太阳能集热器的感光面能够随之转动，由此使得太阳能得到充分利用。此外，由于设置了温度传感器、热水箱液位传感器和冷水箱液位传感器以及冷、热水箱水泵，因此可以在系统运行时采用温差循环与定温出水的工作方式对太阳能水箱中的水不断加热。当需要补水时，系统冷水箱水泵进行补水，将水补充到设定水位时停止；当太阳能水温不足时，系统自动启动电辅助加热，将水温加热到设定温度时停止。另外，控制器能够根据存储的数据在内置程序的作用下获得详细历史数据，从而判断出大致的热水使用量和时间段的对应关系，从而来控制何时供水、何时进行电加热以及何时进行循环等，具有可有效节约电能、智能控制、人机交互和成本低廉的特点。附图说明:图1是本技术的结构示意图。图2是本技术所述控制器的构成原理框图。图中1-太阳能集热器，2-空心钢管，3-大齿轮盘，4-旋转电动机，5-小齿轮，6_控制器，7-热水箱液位传感器，8-热水箱水泵，9-冷水箱水泵，10-冷水水箱，11-冷水箱液位传感器，12-底座。具体实施方式:以下结合附图对本技术作进一步说明:由图1所示，该种具有节能效果的太阳能集热供热系统，包括一个具有温度传感器的太阳能集热器1、热水水箱和冷水水箱IO、热水箱水泵8、冷水箱水泵9，此外，所述供热系统还包括一台采用单片机的控制器6、一台带有小齿轮5的旋转电动机4、大齿轮盘3以及带有轴承的底座12。所述大齿轮盘3与小齿轮5相啮合，大齿轮盘3固定在底座12的轴承上，所述大齿轮盘3的中心固定有一根空心钢管2，所述太阳能集热器I固定在大齿轮盘3上，上、下水管线由空心钢管2引出；所述热水箱水泵8连接在太阳能集热器的出水管与热水水箱之间，冷水箱水泵9连接在太阳能集热器的上水管与冷水水箱之间；在所述热水水箱中设有热水箱液位传感器7，在所述冷水水箱中设有冷水箱液位传感器11。所述控制器6由与单片机连接的数据缓冲电路、数据存储器、时钟芯片、上行水泵驱动电路、下行水泵驱动电路以及旋转电机驱动电路构成；所述温度传感器、热水箱液位传感器7和冷水箱液位传感器11输出的采样信号经过数据缓冲电路处理后分别对应输入到所述控制器6内单片机的采样信号输入端。为了分析本专利所述方案的实际效果，对系统改造前、初期改造后、终期改造后三个阶段的供水温度和电能消耗情况进行了抽样统计结果表明，改造前由于原系统在冬季几乎全靠电加热，致使供水温度低，电能消耗大。初期改造后，太阳能的感光面可以自动调整，减小原有太阳能加热控制的启动温差，利用太阳能和电锅炉同时加热，有效提高了供水温度，同时减少了电能消耗。终期改造后，实施了最终控制方案，根据第二天的用水量确定当天的上水量，改变以往总是近乎上满整罐的处理方式，可进一步提高供水温度。同时通过设定程序，采取跟踪目标水温曲线的温度控制方式，改变了以往选定目标水温为恒值的处理方式，有效实现了“太阳能加热为主，电锅炉加热为辅”的控制目标，达到了进一步节能的目的。综上所述，本控制系统不仅可以实现自控控制，同时还可以由上位机的组态控制软件进行显示并记录历史数据，便于采用经验值。例如夏季设置为15°C，冬季设置为10°C。同时每晚的储水罐的水位设定值值由第二天的用水量决定。例如经过上位机记录的详细历史数据进行分析用水量再统计结果确定:每周日、周三、周四晚储罐的设定水位为90%，每周一、周二、周五、周六晚储罐的设定水位为60%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有节能效果的太阳能集热供热系统，包括一个具有温度传感器的太阳能集热器（1）、热水水箱和冷水水箱（10）、热水箱水泵（8）、冷水箱水泵（9），其特征在于：所述供热系统还包括一台采用单片机的控制器（6）、一台带有小齿轮（5）的旋转电动机（4）、大齿轮盘（3）以及带有轴承的底座（12）；所述大齿轮盘（3）与小齿轮（5）相啮合，大齿轮盘（3）固定在底座（12）的轴承上，所述大齿轮盘（3）的中心固定有一根空心钢管（2），所述太阳能集热器（1）固定在大齿轮盘（3）上，上、下水管线由空心钢管（2）引出；所述热水箱水泵（8）连接在太阳能集热器的出水管与热水水箱之间，冷水箱水泵（9）连接在太阳能集热器的上水管与冷水水箱之间；在所述热水水箱中设有热水箱液位传感器（7），在所述冷水水箱中设有冷水箱液位传感器（11）；所述控制器（6）由与单片机连接的数据缓冲电路、数据存储器、时钟芯片、上行水泵驱动电路、下行水泵驱动电路以及旋转电机驱动电路构成；所述温度传感器、热水箱液位传感器（7）和冷水箱液位传感器（11）输出的采样信号经过数据缓冲电路处理后分别对应输入到所述控制器（6）内单片机的采样信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种具有节能效果的太阳能集热供热系统，包括一个具有温度传感器的太阳能集热器(I)、热水水箱和冷水水箱(10)、热水箱水泵(8)、冷水箱水泵(9)，其特征在于: 所述供热系统还包括一台采用单片机的控制器(6)、一台带有小齿轮(5)的旋转电动机(4)、大齿轮盘(3)以及带有轴承的底座(12);所述大齿轮盘(3)与小齿轮(5)相啮合,大齿轮盘(3)固定在底座(12)的轴承上，所述大齿轮盘(3)的中心固定有一根空心钢管(2)，所述太阳能集热器(I)固定在大齿轮盘(3)上，上、下水管线由空心钢管(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘素娟，包天悦，曹雪，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：实用新型
国别省市：