一种太阳能热水系统节能控制器的制造方法

文档序号:8593846阅读:360来源:国知局
一种太阳能热水系统节能控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能热水系统节能控制器,主要用于太阳能热水工程现场的监测、控制以及数据上传存储与分析,是一种运行高效、功能齐全的太阳能热水系统控制器。
【背景技术】
[0002]太阳能作为无污染的清洁绿色能源,是实现“节能减排”的有效手段,随着政府对节能减排的重视程度日渐上升,以及鼓励太阳能热利用发展的政策相继出台,使得太阳能热水系统工程市场得到了迅速地发展。
[0003]太阳能热水工程要远比家用太阳能热水器复杂,对系统运行的稳定性、可靠性要求很高,并且需要对系统中出现的故障问题及时进行维护与处理。同时在能源日趋紧张的今天,更加需要充分利用好太阳能以减少辅助能源的投入,这对控制器的性能提出了较高的要求,因此具有一款人机交互简便、控制方法优异、节能效果显著的太阳能控制器显得尤为重要。目前,国内的大部分太阳能热水系统控制器出现了界面不友好、操作不简易、控制不精良、维护不方便、适用领域狭小、节能效果不明显等缺点,难以得到广大用户的认可。

【发明内容】

[0004]针对现有太阳能热水系统控制器存在的不足,本实用新型利用新的技术研制一种应用于国内太阳能热水工程市场且集温度测量、液位测量、太阳能辐照度测量、用户参数设置、运行状态显示、控制状态输出、数据存储、历史数据查询与上传功能于一体的节能控制器,从而有效地解决太阳能热水系统现存的控制问题。
[0005]一种太阳能热水系统节能控制器,包括主控制板、液晶显示操作板、温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器;所述的主控制板采用SPI总线的方式与液晶显示操作板相连接,温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器分别与主控制板上相应的传感器接口相连接。
[0006]所述的主控制板包括微处理器模块、通信模块、模拟量采集模块、开关量输出模块、电源模块、外部FLASH存储模块;
[0007]微处理器模块通过普通1 口分别与模拟量采集模块、通信模块、开关量输出模块;通过SPI总线与外部FLASH存储模块,电源模块给各个模块供电。
[0008]液晶显示操作板包括LED指示灯、与主控制板连接的接口、液晶显示屏和输入模块,所述的输入模块、液晶显示屏、LED指示灯分别通过与主控制板连接的接口与主控制板连接。
[0009]本实用新型采用专为低功耗设计的32位微处理器和24位高精度的AD转换器,选用低功耗的芯片和特有的优化控制方法,与现有的控制器相比,具有速度快、效率高、功耗低等特点;对多路温度、液位的同时测量,能够保证实时同步性;控制器中加入太阳能辅助度的测量为控制方法提供了预测,能够以最大限度地利用太阳能集热;控制器能够自动完成各传感器信号采集,并根据环境温度、太阳能辐照度以及用户设置的目标温度和液位,自动控制冷水补水量和辅助能源的开启时间,以最大限度利用太阳能集热,达到节能的目的;液晶显示屏带有屏保显示功能,节约了电能的消耗;USB通讯接口与上位机的监控分析软件相连,可以进行实时监测、控制与分析;控制器界面友好,设置简单,操作方便,符号清晰,能够自动控制冷水补水量和辅助能源的开启时间;并且在上传数据时进入相应的界面,提示当前的操作。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0011]图2为本实用新型中主控制板的模块示意图。
[0012]图3为本实用新型中液晶显示操作板的模块示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0014]如图1所示,一种太阳能热水系统节能控制器,包括主控制板1、液晶显示操作板2、温度传感器3、液位传感器4、太阳能辐照度传感器5 ;主控制板I采用SPI总线的方式与液晶显示操作板2相连接,主控制板I实现所有的控制功能,液晶显示操作板2负责系统运行状态的显示、系统参数设置、与主控制板间通信;各个测量传感器与主控制板I上的传感器接口相连接,包括温度传感器3、液位传感器4、太阳能辐照度传感器5 ;温度传感器3采用NTC热敏电阻,完成多路温度的测量;液位传感器4采用压力式液位传感器,完成多路液位的测量;太阳能辐照度传感器5完成太阳能辐照度的测量。
[0015]如图2所示本实用新型中主控制板包括微处理器模块1-1、通信模块1-3、模拟量采集模块1-2、开关量输出模块1-4、电源模块1-5、外部FLASH存储模块1_6。微处理器模块1-1分别与模拟量采集模块1-2、通信模块1-3、开关量输出模块1-4、电源模块1-5、外部FLASH存储模块1-6相连接;微处理器模块1-1通过1 口向开关量输出模块1_4输出开关量控制信号,向通信模块1-3发送数据及运行状态信息,接收模拟量采集模块1-2的数据输入,接收通信模块1-3的用户参数设置,接收电源模块1-5的电源输入,通过SPI总线与外部FLASH存储模块1-6进行数据的存储与读取。
[0016]所述微处理器模块1-1使用32位低功耗微处理器芯片和电阻、电容、晶振共同构成最小系统,完成数据提取与存储、数据分析与计算、控制策略的运行与处理,将得到的运行状态通过通信模块送到液晶显示操作板实时显示,送到开关量输出模块用于信号的输出控制,同时将接收到的测量数据和运行的状态信息通过通信模块发送给上位机做进一步的处理;能够接收用户设置的参数,从而实现人机交互;能够处理多种异步操作、中断与异堂巾O
[0017]所述模拟量采集模块1-2,采用多路高精度24位增益可控采集芯片,用磁珠进行模数隔离,该模块使用温度传感器分别对热水系统中的环境温度、集热器出口温度、热水回水温度、水箱温度进行测量,使用液位传感器对水箱液位进行测量,使用太阳能辐照度传感器对太阳能辐照度进行测量,将测量信号转换为标准电流或电压信号,再经过AD转换器转化为数字信号,最终传输给微处理器模块进行处理。
[0018]所述通信模块1-3,实现主控制板与液晶显示操作板间的信息传递,同时包含USB接口,将USB作为虚拟串口进行通信,该模块实现主控制板与液晶显示操作板间的信息交流,实现与上位机的通信,将测量得到的数据与系统运行的各种状态上传到上位机进行存储与查询以及进行更复杂的处理。
[0019]所述开关量输出模块1-4,采用多路继电器输出,该模块将微处理器运行的开关量控制信号进行输出,以此来控制热水系统中各种泵与阀门的启停。
[0020]所述电源模块1-5,采用三端稳压芯片及相应由电阻电容构成的电源滤波网络,采用外接适配器供电的方式为控制器进行供电。
[0021]所述外部FLASH存储模块1_6,基于SPI总线的通信方式与微处理器模块1_1相连接,用来存储测量数据、运行的状态信息和用户的设置参数。
[0022]如图3所示本实用新型中液晶显示操作板包括LED指示灯1、与主控制板连接的接口 2、液晶显示屏3、和输入模块,所述的输入模块上设有操作按钮4、操作按钮5、操作按钮6、操作按钮7。操作按钮4、5、6、7通过与主控制板连接的接口 2与主控制板进行通信。
[0023]所述LED指示灯I用于标示控制器是否开启。
[0024]所述与主控制板连接的接口 2实现液晶显示操作板与主控制板的相互间通信。
[0025]所述液晶显示屏3用于显示测量数据、系统运行状态信息、系统设置参数,该模块接收来自主控制板的控制信号,将这些控制信号进行解析处理,并驱动显示屏输出系统运行状态信息,包括热水系统管路循环图、环境温度、集热器出口温度、水箱温度、热水回水温度、水箱液位、太阳能辐照度、集热器循环泵运行状态、热水供水泵运行状态、冷水补水阀开关状态、回水电磁阀开关状态、辅助能源运行状态;显示屏还具有屏保功能,节约控制器的电能损耗。
[0026]所述操作按钮中左键4用于在用户参数设置中向前选择或者对参数值进行减I操作;右键7用于在用户参数设置中向后选择或者对参数值进行加I操作;设置键5用于对控制器中各项用户参数的设定;左右翻页键6用于切换不同的显示页面。用户能够通过它随时进行系统参数的设置,调整控制器的工作状态,使控制器工作在用户期望的状态,包括集热循环水泵控制参数设置、热水供水温度和时间设置、热水回水温度和时间设置、水箱温度和液位设置、辅助能源启动设置、冷水补水液位控制设置、用户目标温度和液位设置。
[0027]启动控制器时,其处于热水系统管路循环图界面,LED指示灯开始闪烁,表明此时控制器处于运行状态。操作左右翻页键可以切换不同的页面,可以显示的页面有热水系统管路循环图、系统运行状态信息界面、用户参数设置界面、历史数据查询界面、帮助界面。热水系统管路循环图能够清晰地查看到热水系统的整体架构;系统运行状态信息界面能够看到系统的运行情况;用户参数设置界面可以通过设置键来完成相应参数的设置;历史数据查询界面可以查看历史数据信息;帮助界面可以查看如何操作控制器的详细信息。
【主权项】
1.一种太阳能热水系统节能控制器,包括主控制板、液晶显示操作板、温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器;其特征在于:所述的主控制板采用SPI总线的方式与液晶显示操作板相连接,温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器分别与主控制板上相应的传感器接口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水系统节能控制器,其特征在于:所述的主控制板包括微处理器模块、通信模块、模拟量采集模块、开关量输出模块、电源模块、外部FLASH存储模块; 微处理器模块通过普通1 口分别与模拟量采集模块、通信模块、开关量输出模块;通过SPI总线与外部FLASH存储模块,电源模块给各个模块供电。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水系统节能控制器,其特征在于:液晶显示操作板包括LED指示灯、与主控制板连接的接口、液晶显示屏和输入模块,所述的输入模块、液晶显示屏、LED指示灯分别通过与主控制板连接的接口与主控制板连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能热水系统节能控制器,包括主控制板、液晶显示操作板、温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器;所述的主控制板采用SPI总线的方式与液晶显示操作板相连接,温度传感器、液位传感器、太阳能辐照度传感器分别与主控制板上相应的传感器接口相连接。本实用新型具有速度快、效率高、功耗低等特点;对多路温度、液位的同时测量,能够保证实时同步性。
【IPC分类】F24J2-40
【公开号】CN204301339
【申请号】CN201420691844
【发明人】黄国辉, 韩欣科, 赖晓勇, 黄春涛, 刘志强
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月18日
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