太阳能及地源热泵机组联合供热控制器的制作方法

本实用新型涉及太阳能控制技术领域，尤其涉及一种太阳能及地源热泵机组联合供热控制器。

背景技术：

热泵作为一种环保节能型空调技术，热源的主要有空气源、水源、太阳能及地下土壤等，因此具有清洁、高效、节能等优点，但在我国某些地区（如北方地区）长期运行过程中由于季节冷热负荷的不平衡性，会产生地下温度场失衡的问题。而太阳能具有储量巨大和利用清洁的优点，但也存在着能量密度低，使用过程因太阳辐射照度随季节与昼夜的变化运行很不稳定等缺点。因此20世纪70年代开始，人们开始将太阳能集热器和地源热泵结合起来研究，经过国内外学者多年的试验与实测研究证明太阳能­地源热泵系统相比单一热源热泵，具有更多优点，并在国内外逐渐得到重视。

太阳能与地热能的组合具有很好的互补性。太阳能的加入可以弥补热负荷需求大的时候地源热泵制热量不足、效率低的缺陷，地热能的加入可以克服太阳能热泵受天气影响严重的缺点，使运行更稳定；太阳能热泵在天气情况好的季节（夏季）供热量较大，但是需热量较小，天气情况差的季节（冬季）供热量较小，但是需热量较大，而地源热泵由于土壤温度常年稳定，其供需热量规律恰好相反。对于地源热泵，由于太阳能的加入，可以实现间歇运行，使土壤温度在日间得到一定程度的恢复，从而提高土壤源热泵的COP；对于太阳能热泵，由于地热能的加入使得系统在阴雨天及夜间仍能够在适宜的低温热源温度下运行，同时还可省去或减小蓄热水箱的容量或辅助热源的大小。

目前，地源热泵系统在长期使用过程中会从地下过多地取热或向地下过多地散热，造成地下温度场的波动，从而造成蒸发器、冷凝器内水温的变化，从而影响机组的COP值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种太阳能及地源热泵机组联合供热控制器，能够对太阳能热水循环、地下水循环的集热器进、出口温度，热泵机组冷冻水循环出口温度和机组冷冻水循环的出温度进行监测，并自动计算，使太阳能集热系统与地源热泵系统互相匹配，实现现场稳定供热。本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种太阳能及地源热泵机组联合供热控制器，其特征在于:包括温度采集模块、单片机、供电模块以及继电器输出模块；

所述温度采集模块包括多路选通器、多个温度传感器、放大器以及模数转换模块；

所述多个温度传感器将温度信号传送给所述多路选通器，所述多路选通器通过所述放大器将温度信号传送模数转换模块，所述模数转换模块将转换的数字温度信号传送给所述单片机；

所述单片机接收所述数字温度信号，并控制所述继电器输出模块工作；

所述继电器输出模块用于控制阀门及水泵的启停；

所述供电模块用于对单片机以及温度采集模块、继电器输出模块供电。

优选地，所述单片机还与看门狗芯片以及通讯电路连接。

优选地，在所述继电器输出模块与所述单片机之间连接有74LS273触发器。

优选地，所述放大器采用LM358N放大器以及AD620AN放大器。

优选地，所述模数转换模块采用TLC2543芯片及其光电耦合器。

本实用新型的有益效果是: 相对于现有技术，本装置结构简单，能耗低，安全性高，该控制器能够对太阳能热水循环、地下水循环的集热器进、出口温度，热泵机组冷冻水循环出口温度和机组冷冻水循环的出温度进行监测，并自动计算，使太阳能集热系统与地源热泵系统互相匹配，实现现场稳定供热。本实用新型控制器采用PLC作为控制核心，用上下位机相配合，能够实现供热模式的自动切换，大大提高对温度控制的快速性和准确性，有利于能源的高效利用。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型中温度采集模块的电路原理图；

图3 为本实用新型中放大器以及模数转换模块的电路原理图；

图4为本实用新型中单片机及其外围电路的电路原理图；

图5为本实用新型中通讯模块的电路原理图；

图6为本实用新型中看门狗芯片及其外围电路的电路原理图；

图7为本实用新型中继电器输出模块的电路原理图；

图8为本实用新型中供电模块的电路原理图；

图9为本实用新型的整体电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1和图9所示，一种太阳能及地源热泵机组联合供热控制器，包括温度采集模块、单片机、供电模块以及继电器输出模块；所述温度采集模块包括多路选通器、多个温度传感器、放大器以及模数转换模块；所述多个温度传感器将温度信号传送给所述多路选通器，所述多路选通器通过所述放大器将温度信号传送模数转换模块，所述模数转换模块将转换的数字温度信号传送给所述单片机；所述单片机接收所述数字温度信号，并控制所述继电器输出模块工作；所述继电器输出模块用于控制阀门及水泵的启停；所述供电模块用于对单片机以及温度采集模块、继电器输出模块供电。该控制器通过温度采集模块能够对太阳能热水循环、地下水循环的集热器进、出口温度，热泵机组冷冻水循环出口温度和机组冷冻水循环的出温度进行监测，并通过多路选通器、放大器及其模数转换模块传送给单片机中，单片机通过自动计算，使太阳能集热系统与地源热泵系统互相匹配，实现现场稳定供热。

如图6所示，所述单片机还与看门狗芯片以及通讯电路连接。看门狗芯片采用MAX691A芯片，MAX691是美国MAXIM公司生产的微处理器监控电路。由于技术先进，功能完整，精度较高，该电路在自动控制、自动测量及便携产品等领域得到广泛应用。

如图7所示，在所述继电器输出模块与所述单片机之间连接有74LS273触发器。74LS273是一种带清除功能的8D触发器， 1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器,地址锁存器。

D0～D7：出入；Q0~Q7：输出；第一脚WR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；CP（CLK）：触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0~D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0~D7的数据不变。

如图3所示，所述放大器采用LM358N放大器以及AD620AN放大器。LM358里面包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。AD620为一个低成本,高精度的单片仪器放大器,为8脚SOIC塑封外形。AD620的单片结构和激光晶体调整,允许电路元件紧密匹配和跟踪,从而保证电路固有的高性能。AD620为三运放集成的仪表放大器结构,为保护增益控制的高精度,其输入端的三极管提供简单的差分双极输入,并采用β工艺获得更低的输入偏置电流,通过输入级内部运放的反馈,保持输入三极管的集电极电流恒定,并使输入电压加到外部增益控制电阻RG上。

如图3所示，所述模数转换模块采用TLC2543芯片及其光电耦合器。TLC2543是11通道12位串行A/D转换器。光电耦合器能够使前端和负载完全隔离，增加安全性，减小电路干扰

本装置结构简单，能耗低，安全性高，该控制器能够对太阳能热水循环、地下水循环的集热器进、出口温度，热泵机组冷冻水循环出口温度和机组冷冻水循环的出温度进行监测，并自动计算，使太阳能集热系统与地源热泵系统互相匹配，实现现场稳定供热。本实用新型控制器采用PLC作为控制核心，用上下位机相配合，能够实现供热模式的自动切换，大大提高对温度控制的快速性和准确性，有利于能源的高效利用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。