一种基于物联网的CPC太阳能供暖节能系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能利用领域，具体而言，涉及一种基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统。

背景技术：

我国北方地区大规模推行清洁供暖，太阳能是很好的清洁供暖方式，但是大部分太阳能集热器由于防冻效果较差，致使在冬季寒冷天气下，极容易出现爆管冻管的状况，导致太阳能冬季不能正常工作。需要使用一种新型太阳能集热器，既能适应北方地区的天气气候，又能充分利用太阳能，同时可以在寒冷天气下稳定运行，具有优越的防冻性能。

用户在使用过程中，为了实现节能，经常要调整供暖水温，使白天供暖温度低一些，以控制太阳能通过储热的方式将热量储存到晚上使用，或者遇到周末用户不使用的情况，也需要进行调整。如此一来，频繁去机房调整温度浪费大量人力，需要一种远程检测控制模式，方便在移动终端上操作控制。

用户在使用过程中，机房需要配置专人每天到现场进行巡检，这样会浪费很多的人力，一旦发生人员不在岗的情况，就无法及时了解机房设备的运行状态以及是否有故障发生。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统，用以对cpc太阳能供暖设备进行远程控制、远程监控以及故障检测，并提高太阳能的利用率。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统，其包括：智能控制柜、cpc太阳能集热器、蓄热油水换热器、高位槽、油气分离器、膨胀水箱、空气源热泵、供暖循环泵、导热油循环泵、末端散热装置、供水温度传感器、回水温度传感器、室内温度传感器、cpc出口温度传感器、蓄热油水换热器出口温度传感器和磁翻板液位计，其中：

cpc太阳能集热器的一出口与蓄热油水换热器的一入口连接，蓄热油水换热器的一出口通过供暖循环泵与空气源热泵的入口连接，空气源热泵的出口与末端散热装置的入口连接，末端散热装置的出口与蓄热油水换热器的另一入口连接；

蓄热油水换热器的一入口与蓄热油水换热器的另一出口连接，再与油气分离器的一入口连接，油气分离器的一出口通过导热油循环泵与cpc太阳能集热器的一入口连接；

膨胀水箱设置在蓄热油水换热器的一出口和供暖循环泵的入口之间；

油气分离器的另一端口与高位槽连接，设置在高位槽上的磁翻板液位计实时读取高位槽的液位；

供水温度传感器、回水温度传感器分别设置在末端散热装置的入口和出口处；

蓄热油水换热器出口温度传感器设置在蓄热油水换热器的另一出口处；

高位槽、供暖循环泵、导热油循环泵、供水温度传感器、回水温度传感器、室内温度传感器、cpc出口温度传感器、蓄热油水换热器出口温度传感器和摄像头均与智能控制柜连接。

在本实用新型的一实施例中，智能控制柜还包括一gprs远程通讯模块，智能控制柜通过gprs远程通讯模块与一物联网数据中心连接。

在本实用新型的一实施例中，末端散热装置为散热器、暖气片或风机盘管。

在本实用新型的一实施例中，使用的导热介质为导热油。

在本实用新型的一实施例中，蓄热油水换热器利用304不锈钢无缝换热盘管进行换热。

在本实用新型的一实施例中，基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统还包括一与高位槽连接的注油泵。

本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统能够对cpc太阳能供暖设备进行远程控制、远程监控以及故障检测，无需专门配置人员按时巡检机房，从而降低人力成本，并提高太阳能的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统的示意图。

附图标记说明：1-智能控制柜；101-gprs远程通讯模块；2-cpc太阳能集热器；3-蓄热油水换热器；4-高位槽；5-油气分离器；6-膨胀水箱；7-空气源热泵；8-供暖循环泵；9-导热油循环泵；10-末端散热装置；11-供水温度传感器；12-回水温度传感器；13-室内温度传感器；14-cpc出口温度传感器；15-蓄热油水换热器出口温度传感器；16-磁翻板液位计；17-手持控制终端；18-摄像头；19-注油泵；20-物联网数据中心。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统的示意图，如图1所示，本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统，其包括：智能控制柜1、cpc太阳能集热器2、蓄热油水换热器3、高位槽4、油气分离器5、膨胀水箱6、空气源热泵7、供暖循环泵8、导热油循环泵9、末端散热装置10、供水温度传感器11、回水温度传感器12、室内温度传感器13、cpc出口温度传感器14、蓄热油水换热器出口温度传感器15和磁翻板液位计16，其中：

cpc太阳能集热器2的一出口与蓄热油水换热器3的一入口连接，蓄热油水换热器3的一出口通过供暖循环泵8与空气源热泵7的入口连接，空气源热泵7的出口与末端散热装置10的入口连接，末端散热装置10的出口与蓄热油水换热器3的另一入口连接；

蓄热油水换热器3的一入口与蓄热油水换热器3的另一出口连接，再与油气分离器5的一入口连接，油气分离器5的一出口通过导热油循环泵9与cpc太阳能集热器2的一入口连接；

膨胀水箱6设置在蓄热油水换热器3的一出口和供暖循环泵8的入口之间；

油气分离器5的另一端口与高位槽4连接，设置在高位槽4上的磁翻板液位计16实时读取高位槽4的液位；

供水温度传感器11、回水温度传感器12分别设置在末端散热装置10的入口和出口处；

蓄热油水换热器出口温度传感器15设置在蓄热油水换热器3的另一出口处；

高位槽4、供暖循环泵8、导热油循环泵9、供水温度传感器11、回水温度传感器12、室内温度传感器13、cpc出口温度传感器14、蓄热油水换热器出口温度传感器15和摄像头18均与智能控制柜1连接。

如图1所示，本实施例中，基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统还包括一与智能控制柜1远程连接的手持控制终端17，为了方便与手持控制终端17进行通讯，智能控制柜还1可以进一步包括一gprs远程通讯模块101，同时，智能控制柜1还可以通过gprs远程通讯模块101与一物联网数据中心20连接，以从物联网数据中心20实时获知现场情况并进行相应控制。

图1中的末端散热装置10例如可以为散热器、暖气片或风机盘管等常见的散热装置。

本实施例中，为了便于用户从远程获知现场的情况，基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统还包括至少一摄像头18(例如安装在机房或者屋顶)，至少一摄像头18与智能控制柜1连接，以供用户实时查看现场的视频或图像。

本实用新型使用的导热介质为导热油，本实施例中使用的导热油为hd310a导热油，其具有低温性能好的优点，能够在-40℃的环境中使用，适合在北方地区低温下使用，不会发生普通太阳能的冻管爆管现象。

图1中，蓄热油水换热器3利用304不锈钢无缝换热盘管进行换热，304不锈钢无缝换热盘管采用焊氩弧焊打底、电焊盖面的方式制造而成。

图1中，供水温度传感器11、回水温度传感器12、室内温度传感器13、cpc出口温度传感器14和蓄热油水换热器出口温度传感器15通过屏蔽信号线与智能控制柜1连接。

本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统还可以进一步包括一与高位槽4连接的注油泵19，以在高位槽4中的导热油液位较低时进行补油。

本实用新型中，空气源热泵7(还可以替换为锅炉等)、cpc太阳能集热器2用于获取热能，蓄热油水换热器3、供暖循环泵8、导热油循环泵9用于将空气源热泵7获取的热量、cpc太阳能集热器2获取的热量传输至末端散热器10中，以使室内温度升高，供水温度传感器11、回水温度传感器12、室内温度传感器13、cpc出口温度传感器14、蓄热油水换热器出口温度传感器15实时获取各部位温度，以便及时对系统的工作状态进行调整。

白天时，环境温度较高，热负荷相对较小，夜晚时，环境气温低，热负荷较大。因此，cpc太阳能集热器2于白天获取的热量一部分用于供热，另一部分储存在蓄热油水换热器3中，以供夜晚气温较低时室内供暖使用。本实施例中，当cpc太阳能集热器2与蓄热油水换热器出口温度传感器15之间的温差≥10℃时，智能控制柜控制导热油循环泵9开启，以将将高温导热油循环到cpc太阳能集热器2中进行油水换热。当cpc太阳能集热器2与蓄热油水换热器出口温度传感器15之间的温差≤3℃时，智能控制柜控制导热油循环泵9关闭，以此往复，实现导热油循环泵9的节能运行。

当需要停机检查或发生故障需要停机检修时，可以通过手持控制终端17或远程控制中心控制导热油循环泵9停机。

下面具体说明本实用新型的几种工作模式：

(一)供暖模式1：

供暖模式1为采用cpc太阳能集热器2进行供暖。

在太阳能辐射强度充足的情况下，通过智能控制柜1检测室内温度传感器13的温度，当房间温度达不到设定温度时，通过cpc太阳能集热器2吸收太阳能热量，利用太阳能加热导热油，通过导热油循环泵9将高温导热油输送到蓄热油水换热器3，通过蓄热油水换热器3内的不锈钢无缝换热盘管换热，将其内部的水加热，变成高温热水，高温热水通过供暖循环泵8输送到房间内，通过末端散热装置10的辐射传热，加热房间。

(二)供暖模式2：

供暖模式2为采用cpc太阳能集热器2供暖与蓄热油水换热器3蓄热相结合。

如果太阳能辐射强度充足，满足房间供暖需求，则通过智能控制柜1检测室内温度传感器13温度，当房间温度达不到设定温度时，通过cpc太阳能集热器2吸收太阳能热量，利用太阳能加热导热油，通过导热油循环泵9将高温导热油输送到蓄热油水换热器3，通过蓄热油水换热器3内的不锈钢无缝换热盘管换热，将其内部的水加热，变成高温热水，高温热水通过供暖循环泵8，输送到房间内，通过末端散热装置10的辐射传热，加热房间。同时太阳能的热量还很富裕，这时继续加热蓄能油水换热器3内部的热水，开始蓄能，将热量储存在蓄能油水换热器3内。

(三)供暖模式3：

供暖模式3为采用蓄热油水换热器3进行供暖。

夜里或者太阳能辐射强度不足时，通过智能控制柜1检测室内温度传感器13温度，当房间温度达不到设定温度时，这时优先使用蓄热油水换热器3内的高温热水，高温热水通过供暖循环泵8，输送到房间内，通过末端散热装置10的辐射传热，加热房间。

(四)供暖模式4：

供暖模式4为采用空气源热泵7单独供暖。

连续阴雨雪天时，通过智能控制柜1检测室内温度传感器13温度，当房间温度达不到设定温度时，同时检测供水温度传感器11、回水温度传感器12温度，当温度均达不到供暖需求时，这时开启空气源热泵7进行加热，低温水经过空气源热泵7时加热变成高温热水，再输送到房间内，通过末端散热装置10的辐射传热，加热房间。

以下说明本实用新型的监测情景：

(一)手持控制终端监测情景1：

当cpc太阳能集热器2发生故障漏油，或者机房热水管道发生漏水或者冻管的情况时，摄像头18通过智能控制柜1与gprs远程通讯模块101、物联网数据中心20相互连接，在手持控制终端17上进行实时查看，无需要爬到屋面上或者去机房查看，可以避免人爬屋面的危险性，同时可以远程查看。

(二)手持控制终端监测情景2：

当夜里或者节假日不需要供暖的情况下，通过手持控制终端17与物联网数据中心20、gprs远程通讯模块101、智能控制柜1相互连接，在手持控制终端17上进行进行操作，可以关闭供暖系统，达到节能的功能。

同样，在白天或者上班时间，需要开启供暖的情况下，通过手持控制终端17与物联网数据中心20、gprs远程通讯模块101、智能控制柜1相互连接，在手持控制终端17上进行进行操作，可以提前开启供暖系统，加热房间温度，提高舒适性。

综合上述说明可知，本实用新型中的管路连接、温度传感器的布置、设计均较为合理，能够较好的与智能控制柜1与手持控制终端17进行交互，进而实现本实用新型的节能运行与远程控制监测的功能。

本实用新型提供的基于物联网的cpc太阳能供暖节能系统能够对cpc太阳能供暖设备进行远程控制、远程监控以及故障检测，无需专门配置人员按时巡检机房，从而降低人力成本，并提高太阳能的利用率。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。