专利名称：一种太阳能地板辐射采暖计算机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利属于计算机应用领域，是利用太阳能通过地板辐射的方式进行房
间采暖的计算机控制装置。
背景技术：
太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的绿色可再生能源，在建筑采暖领域发挥了 巨大的作用。但是，由于受到昼夜、季节、经纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、 云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐射既是间断的，又是极不稳定的，这给太 阳能的大规模应用增加了难度。太阳能采暖是将分散的太阳能通过集热器转化成热能，(例 如平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能热管等吸收太阳能的收集设备)并对冷水进 行加热，再输送到发热末端(例如地板采暖系统、散热器系统等)为房间采暖提供热能。 因此如何针对太阳能不稳定的特性设计太阳能采暖控制装置具有十分重要的意义。
发明内容针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种太阳能地板辐射采 暖计算机控制装置，该装置将计算机与PLC技术相结合，利用先进合理的控制方法，解决了 太阳能采暖系统波动性影响的问题，确保了房间恒温供暖。该系统不受天气，环境的影响， 实现了建筑采暖的最佳控制。 为实现以上目的，本发明采取如下技术解决方案 —种太阳能地板辐射采暖计算机控制装置，其特征在于，该装置至少包括上位机
PC和下位机PLC，其特征在于，所述的上位机PC—端通过以太网与下位机PLC—端连接，用
于监控水温，水位，水流量，控制现场设备，自动预警；下位机PLC另一端通过线缆分别与温
度传感器，流量传感器，液位传感器，电磁阀，调节阀，供水泵、换热器以及辅助加热设备连
接，用于对各设备数据的接收，存储，传输并按照控制要求对现场设备进行控制。 所述的温度传感器，水位传感器，流量传感器，用于检测各个测点的温度，水位和流量。 所述电磁阀，用于通断管道内水的流通。 所述的调节阀，根据流量传感器流量信号，利用下位机PLC调用模糊PID调节规则 库，输出控制信号，调节暖供水流量。 所述供水泵，根据控制要求，开启或关闭向管道内供水。 所述的换热器，用于进行热量交换，将蓄热水箱的高温水通过热量交换，转化成为 符合供暖要求的水温。 所述的辅助加热设备，是燃气炉、电加热炉或者热泵。 本实用新型的太阳能地板辐射采暖计算机控制装置，利用上位机PC监控水温，水 位，流量，控制现场设备，及时预警，描绘趋势，可在自动与手动状态下相互切换，具有操作 方便，易于维护的特点。该系统利用PLC技术，采用模糊PID控制方法控制调节阀开度，实现采暖流量的快速、精确控制，从而满足采暖供水温度要求，摆脱了气候波动性的影响，实 现全天候恒温供暖，对于节约常规能源，发展新能源技术具有重要意义。
图1是本实用新型的计算机控制系统原理图。 图2是本实用新型的计算机控制系统通讯系统原理框图。 图3是本实用新型的计算机控制系统控制流程图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式图1为本实用新型的计算机控制系统原理图，其控制工作原理如下温度传感器2 测量集热器1入口水温，温度传感器3测量集热器1出口水温，温度传感器18测量辅助加 热设备15出口水温，温度传感器24测量蓄热水箱21出水口水温，温度传感器28测量蓄热 水箱21底部水温，温度传感器36测量采暖回水温度，温度传感器35测量采暖供水温度，温 度传感器38测量室内温度。水位传感器10测量补水箱9水位，测点为低位水位7，高位水 位8，水位传感器23测量蓄热水箱21水位，测点为高位水位27 ;流量传感器32测量粗调 节31调节后的管内水流量，流量传感器34测量细调节阀33后的管内水流量。太阳能地板 辐射采暖计算机控制系统主要实现定温上水、温差集热、定温供暖、辅助供暖、防冻保护功 能，具体过程如下 定温上水初次上水时，电磁阀16打开，经过软化装置11软化过的自来水13进入 补水箱9，水位传感器10测得达到高位水位8后，电磁阀16关闭，同时打开电磁阀5，供水 泵6启动，冷水进入集热器1。当传感器3测得集热器1出口温度达到设定值A(同时与蓄 热水箱21底部传感器28测得水温温差达到AT)，电磁阀22打开，此时系统内的冷水将集 热器l内热水顶入蓄热水箱21中，当集热器l出口温度达到设定值B时(同时与蓄热水箱 21底部传感器28测得水温温差达到A T》，电磁阀5、22关闭，供水泵6停止，系统停止上 水，确保蓄热水箱21内只有达到温度的热水。当补水箱9水位达到低位水位7后，电磁阀 16打开向补水箱中注入新水，再按照上述上水过程继续上水，蓄热水箱21的水满后通过溢 流管20流入补水箱9，水位传感器10测得补水箱达高水位8，水位传感器23检测蓄热水箱 21水位也达高水位27后，关闭电磁阀16，以后电磁阀除非人工操作再不打开。 温差集热集热器1出口水温达到设定温度A且与蓄热水箱21底部水温温差达到 AT，电磁阀22打开，推动集热器内水循环回到蓄热水箱21内，当集热器1出口温度达到设 定值B且与蓄热水箱21底部水温温差达到AI\时，电磁阀5、22关闭，供水泵6停止，保证 系统自动最高效率、最大化采集太阳能量。 定温供暖当温度传感器24测得蓄热水箱21出口水温达到设定值C，且温度传感 器38测得蓄室内温度低于F值时，电磁阀25打开供水泵26开启，热水从蓄热水箱21内进 入热交换器29进行热量交换，交换后的热水由供水泵30把热水注入地板辐射管网37，同时 粗流量调节阀31和细流量调节阀33利用PLC调用自整定模糊PID调节规则库，输出控制 信号，智能调节开度改变采暖供水流量，流量传感器32、34实时检测调节后的供暖水流量， 使得温度传感器35测的供水温度达设定值G。同时，当温度传感器24测得蓄热水箱21出
4口水温小于或等于温度传感器36测的回水温，关闭电磁阀25供水泵26和热交换器29，系 统停止供暖。 辅助供暖由于气候变化，当温度传感器24测得蓄热水箱21出口水温低于或等于 温度传感器35测得采暖供水温度时，电磁阀12打开，上水泵14启动，冷水从补水箱9注入 到辅助加热设备15，开启辅助加热设备15。当温度传感器18测得辅助加热设备15出口水 温达到设定值D时，电磁阀17打开，供水泵19启动，将热水注入到蓄热水箱21内，热水注 入完后关闭电磁阀17，供水泵19辅助加热设备15停止。 防冻保护当传感器2测得集热器1入口水温低于设定值E时，系统进入防冻状态 并报警，电磁阀4打开，电磁阀5关闭，将集热器1内的水依靠水位落差排入到补水箱，起到 防冻保护的目的。 图2是本实用新型的太阳能地板辐射采暖计算机控制系统通讯系统原理框图。上 位机PC网与下位机PLC连接，通过以太网方式进行通信，下位机PLC与底层温度传感器、液 位传感器、流量传感器、电磁阀、调节阀、上水泵、辅助加热设备、换热器连接。传感器把采集 的信息通过下位机PLC传递给上位机，并由上位机发出控制信号对现场电磁阀、调节阀、上 水泵、辅助加热设备、换热器进行控制。 图3是本实用新型的太阳能地板辐射采暖计算机控制系统控制流程图，系统按照 该控制流程运行，实现定温上水、温差集热、定温供暖、辅助供暖、防冻保护功能，从而保证 恒温供暖。 本实用新型的太阳能地板辐射采暖计算机控制系统，利用上位机PC监控水温，水 位，流量，控制现场设备，及时预警，描绘趋势，可在自动与手动状态下相互切换，具有操作 方便，易于维护的特点。该系统利用PLC技术，采用模糊PID控制方法控制调节阀开度，实 现采暖流量的快速、精确控制，从而满足采暖供水温度要求，摆脱了气候波动性的影响，实 现全天候恒温供暖，对于节约常规能源，发展新能源技术具有重要意义。
权利要求一种太阳能地板辐射采暖计算机控制装置，其特征在于，该装置至少包括上位机PC和下位机PLC，其特征在于，所述的上位机PC一端通过太以网与下位机PLC一端连接，下位机PLC另一端通过线缆分别与温度传感器，流量传感器，液位传感器，电磁阀，调节阀，供水泵、换热器以及辅助加热设备连接，用于对各设备数据的接收，存储，传输并按照控制要求对现场设备进行控制。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的辅助加热设备是燃气炉或电加热炉。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能地板辐射采暖计算机控制装置，其特征在于，该装置至少包括上位机PC和下位机PLC，其特征在于，所述的上位机PC一端通过太以网与下位机PLC一端连接，用于监控水温，水位，水流量，控制现场设备，自动预警；下位机PLC另一端通过线缆分别与温度传感器，流量传感器，液位传感器，电磁阀，调节阀，供水泵、换热器以及辅助加热设备连接，用于对各设备数据的接收，存储，传输并按照控制要求对现场设备进行控制。本实用新型的太阳能地板辐射采暖计算机控制装置，操作方便，易于维护，采暖流量的快速、精确控制，摆脱了气候波动性的影响，实现全天候恒温供暖，对于节约常规能源，发展新能源技术具有重要意义。
文档编号F24D19/10GK201448931SQ20092003301
公开日2010年5月5日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者于军琪, 刘艳峰, 吴辉, 王登甲 申请人:西安建筑科技大学