专利名称：一种智能恒温太阳能热水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能恒温太阳能热水系统。
背景技术：
目前，光合制氢系统中，如何为菌体提供良好、稳定、节能的温度环境对 制氢反应器的发展有着较大的影响。良好的制氢反应器恒温系统不仅要考虑 系统自身对温度的控制还应该充分结合清洁可再生的新能源要求，努力寻求 一种清洁可再生能源作为反应器能源供给。太阳能是公认的清洁可再生能源 如何将太阳能利用引入制氢反应器并实现自动化也一直是制氢反应器研究的 发展重点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能恒温太阳能热水系统。
一种智能恒温太阳能热水系统，包括太阳能集热系统、储热水箱，太阳 能集热系统与储热水箱循环连接，其中储热水箱用于与用水末端循环连接；
该智能恒温太阳能热水系统还包括智能恒温控制单元，该智能恒温控制单元 包括数据处理器、进水控送单元、第一至第三泵送控制单元、第一至第四温 度感测单元，第一温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的出水口，第 二温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的进水管上，第三温度感测单 元的感测头用于设在用水末端上，第四温度感测单元的感测头设于储热水箱 上，第一至第四温度感测单元的信号输出端用于连接数据处理器的信号输入
端；进水控送单元设于太阳能集热系统的进水管上，第一泵送控制单元设于 储热水箱向太阳能集热系统的回水管上，第二泵送控制单元设在储热水箱向 用水末端供水的管路上，第三泵送控制单元用于设在用水末端向储热水箱回水的管路上，进水控送单元、第一至第三泵送控制单元的控制信号输入端连 接数据处理器的信号输出端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中所述的智能恒温控制单元还包 括多通道电子模拟开关、A/D转换器，第一至第四温度感测单元的信号输出端 分别对应连接多通道电子模拟开关的第一、第二至第四通道信号输入端，多 通道电子模拟开关的信号输出端通过所述A/D转换器连接所述数据处理器的 信号输入端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中第一温度感测单元电路包括一 温敏电阻、第一至第三定值电阻、电池，放大器，其中，温敏电阻、第一至 第三定值电阻依次连接构成环形电桥，电池负极连接温敏电阻与第三定值电 阻的中间节点，电池正极连接第一、第二定值电阻的中间节点，温敏电阻与 第一定值电阻的中间节点、第一、第二定值电阻的中间节点分别对应连接放 大器的同相、反相输入端，放大器的输出端为温度感测单元的信号输出端； 第一至第四温度感测单元电路结构相同。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中进水控送单元、第一至第三泵 送控制单元均包括一开关控制装置；进水控送单元包括一电磁阀，进水控送 单元的开关控制装置控制连接该电磁阀的控制端；第一至第三泵送控制单元 的电路结构相同，均包括一循环泵，第一至第三泵送控制单元的开关控制装 置分别对应控制连接各单元循环泵的启闭控制端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中所述进水控送单元、第一至第 三泵送控制单元的开关控制装置均为固态继电器，各固态继电器均包括一光 电耦合器、 一电磁线圈，各光电耦合器的信号输入端均连接所述数据处理器 的信号输出端，各光电耦合器的信号输出端与相应的电磁线圈串接后连接于 供电电源上；所述进水控送单元的电磁线圈控制电磁阀的动触点；第一至第 三泵送控制单元的固态继电器还包括一组常开接点，第一至第三泵送控制单元的电磁线圈、常开接点分别控制连接相应循环泵的供电端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中该智能恒温太阳能热水系统还 包括一水位传感器，该水位传感器设置于储热水箱上；该水位传感器的信号 输出端连接所述数据处理器的信号输入端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中该智能恒温太阳能热水系统还 包括一辅助锅炉，该辅助锅炉的进水管、出水管均连通储热水箱，该辅助锅 炉的出水管上设置第四泵送控制单元，该第四泵送控制单元的信号输入端连 接所述数据处理器的信号输出端；该辅助锅炉的启动控制单元的信号输入端 连接所述数据处理器的信号输出端。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中该智能恒温太阳能热水系统还 包括一水净化系统，该水净化系统的进水管用于连接供水管，该水净化系统 的出水管通过进水控送单元连接太阳能集热系统的进水口。
所述的智能恒温太阳能热水系统，其中所述的储热水箱向用水末端送 水的出水管上设置有恒温器。
本实用新型采用上述技术方案将达到如下的技术效果
本实用新型的智能恒温太阳能热水系统，由第一、第二、第三温度感测 单元感测热水器集热系统和用水末端的温度，将相应信号送至数据处理器处 理后，由数据处理器控制第一至第三泵送控制单元使热水器集热系统与储热 水箱进行水循环、使储热水箱与用水末端之间进行水循环，从而使送至用水 末端的热水保持稳定的温度。为避免阴雨天气阳光不足导致无法使热水器集 热系统收集到足够热量，特别增加了辅助锅炉；此外，为进一步提高用水末 端出水的温度恒定，在储热水箱相用水末端送水的出水管上设置恒温器。综 上可见，本实用新型的智能恒温太阳能热水系统，可为光合制氢系统等对温 度要求较高的用水之处提供高质量的恒温热水。
图1为本实用新型智能恒温太阳能热水系统的结构示意图2为本实用新型智能恒温太阳能热水系统中智能恒温控制单元的电路
原理图。
具体实施方式
一种智能恒温太阳能热水系统，如图1所示，包括水净化处理器l、太阳
能集热系统2、储热水箱3、辅助热水锅炉4、恒温器6、智能恒温控制单元， 其中，太阳能集热系统2的出水管、进水管分别对应与储热水箱3的第一进 水管、第一出水管相连接，构成闭合循环；辅助热水锅炉的出水管、进水管 分别对应与储热水箱3的第二进水管、第二出水管相连接，构成闭合循环； 用水末端7的进水管、回水管分别对应与储热水箱3的第三出水管、第三进 水管连接，构成闭合循环，其中，恒温器6设置于用水末端7的进水口处。 所述智能恒温控制单元包括数据处理器5 (采用单片机AT89C51)、进水控送 单元、第一至第四泵送控制单元、第一至第四温度感测单元进水控送单元 包括一电磁阀K0;第一至第四泵送控制单元均有一循环泵，分别是第一至第 四循环泵M1、 M2、 M3、 M4;第一至第四温度感测单元分别有一温敏电阻，分 别是第一至第四温敏电阻Tl、 T2、 T3、 T4(均采用温敏电阻Ptl00);第一温 敏电阻T1设于太阳能集热系统2的出水口，用于采集太阳能集热系统2的出 水温度；第二温敏电阻T2设于太阳能集热系统2的进水管上，用于采集该处 进水温度，以便传输给数据处理器5进行防冻处理；第三温敏电阻T3用于设 在用水末端7上，不仅用于采集用水末端7的水温，还用于传输信号给数据 处理器5进行防冻处理；第四温敏电阻T4设于储热水箱3上，用于采集储热 水箱3的水温；进水控送单元的电磁阀KO，设于水净化处理器1的出水口与 太阳能集热系统2的进水口之间，水净化处理器1的进水口用于连接供水管； 第一循环泵Ml设于储热水箱3向太阳能集热系统2回水的出水管上，第二循 环泵M2设在储热水箱3的第三出水管上，第三循环泵M3用于设在用水末端7向储热水箱3回水的管路上，第四循环泵M4设在辅助热水锅炉4向储热水箱 3供水的出水管上；储热水箱3上还设置有水位传感器Sl，该水位传感器Sl 的信号输出端连接数据处理器5的信号输入端。
图2为智能恒温控制单元的电路原理图，所述智能恒温控制单元除数据 处理器U1 (图1中数据处理器标号5)夕卜，还包括多通道电子模拟开关U2、 A/D转换器U3;其中，第一至第四温度感测单元电路结构相同，以第一温度 感测单元为例包括第一温敏电阻T1、第一至第三定值电阻Rll、 R12、 R13、 电池E1，放大器AD1，其中，第一温敏电阻T1、第一至第三定值电阻Rll、 R12、 R13依次连接构成环形电桥，电池El负极连接第一温敏电阻Tl与第三 定值电阻R13的中间节点，电池El正极连接第一、第二定值电阻Rll、 R12 的中间节点，第一温敏电阻Tl与第一定值电阻Rll的中间节点、第一、第二 定值电阻Rll、 R12的中间节点分别对应连接放大器AD1的同相、反相输入端， 放大器AD1的输出端连接多通道电子模拟开关U2的第一通道信号输入端；第 二至第四温度感测单元电路的信号输出端分别连接多通道电子模拟开关U2的 第二至第四通道信号输入端，水位传感器S1的信号输出端经放大器AD5连接 多通道电子模拟开关U2的第五通道信号输入端，多通道电子模拟开关U2的 信号输出端通过所述A/D转换器U3连接所述数据处理器Ul的信号输入端。 本实施例中的放大器AD广AD5均采用AD520, A/D转换器U3采用AD650。
所述的进水控送单元、第一至第四泵送控制单元均包括一开关控制装置， 各开关控制装置均为固态继电器，各固态继电器均包括一光电耦合器、 一电 磁线圈，所述的进水控送单元、第一至第四泵送控制单元的光电耦合器分别 为SR0、 SR1、 SR2、 SR3、 SR4，所述的进水控送单元、第一至第四泵送控制单 元的电磁线圈分别为L0、 Ll、 L2、 L3、 L4;各光电耦合器SR0、 SR1、 SR2、 SR3、 SR4的信号输入端均连接所述数据处理器U1的信号输出端，各光电耦合 器SR0、 SR1、 SR2、 SR3、 SR4的信号输出端与相应的电磁线圈L0、 Ll、 L2、L3、 L4串接后连接于220V市电供电电源上；所述进水控送单元的电磁线圈 L0控制电磁阀K0的动触点；第一至第四泵送控制单元的固态继电器还都包括 一组三相常开接点，各三相常开接点分别用于控制相应循环泵的三相供电端 上电，第一至第四泵送控制单元的常开接点分别是Sl、 S2、 S3、 S4，第--至 第四泵送控制单元的电磁线圈L1、 L2、 L3、 L4、常开接点S1、 S2、 S3、 S4分 别对应控制连接相应循环泵M1、 M2、 M3、 M4的供电端。
当第一至第四温敏电阻T1、 T2、 T3、 T4实时将当前的温度信号分别经过 相应的电桥、放大器处理后再由多通道电子模拟开关U2送经A/D转换器U3 转换成数字信号传送给数据处理器U1进行相应处理，若当前第四温敏电阻T4 检测到储热水箱3的温度低于数据处理器Ul设定的水温时，数据处理器Ul 控制光电耦合器SR1得电，常开接点S1吸合，第一循环泵M1得电，将储热 水箱3内的水泵到太阳能集热系统2中，进行再加热，直至储热水箱内的水 温达到数据处理器Ul设定的水温范围；第二温敏电阻T2检测到太阳能集热 系统2的进水管内的水温低于数据处理器Ul设定的防冻温度时，同样控制第 一循环泵M1得电，将储热水箱3内的温度较高的水通过太阳能集热系统2的 第一进水管泵回太阳能集热系统2，这样太阳能集热系统2进水管内即使同时 进入冷水，也不至于被冻结；若用水末端7内的水若长时间未用，己冷却， 第三温敏电阻T3检测到该处水温低于数据处理器Ul设定温度时，数据处理 器U1控制第三循环泵M3将用水末端7内的水泵回储热水箱3，同时，控制第 二循环泵M2将储热水箱3内温度较高的水经恒温器6处理后送到用水末端7 内；若第一温敏电阻Tl检测到热水器集热系统2内的水低于数据处理器Ul 设定的温度时，数据处理器Ul控制辅助热水锅炉4启动、第四循环泵M4开 启，使储热水箱3内的水进入辅助热水锅炉4内加热，辅助热水锅炉4内的 热水经第四循环泵M4泵回储热水箱3。水位传感器Sl感测到当前水位高于设 定水位线时，将输出一信号到放大器AD5进行放大，之后，该放大后的信号经多通道电子模拟开关U2的第五通道送入数据处理器Ul的信号输入端，由 数据处理器U1处理后关闭对进水控送单元输出的信号，进水控送单元中的光
电耦合器SRO断开，电磁线圈L0断电，电磁阀K0关闭向热水器集热系统2 的进水，热水器集热系统2内水压平衡，不再向储热水箱3内压水。
所述的电桥，以第一温度检测单元为例，四个电阻中Rll、 R12、 R13为 定值电阻，温敏电阻T1为变值电阻，当T1XR13=R12XR14时，电桥平衡，没 有信号输入放大器，当T1XR13^R12XR14时，将有信号输出。
进水控送电路中，电磁线圈L0连接220V电源，当光电耦合器SR0连通 时，电磁线圈LO产生磁力，将电磁阀L0中动触点通过磁力吸引，与静触点 连通，从而使电磁阀K0处于闭合状态，光电耦合器SR0断开，电磁线圈L0 磁力消失，电磁阀LO恢复断开状态。
第一至第四泵送控制单元的工作原理相同，以第一泵送控制单元为例 电磁线圈L1连接220V电源，当光电耦合器SR1连通时，电磁线圈L1产生磁 力，将三相常开接点Sl吸合，从而使循环泵Ml上电工作；光电耦合器SR1 断开，电磁线圈L1磁力消失，循环泵M1断电。
权利要求1、一种智能恒温太阳能热水系统，包括太阳能集热系统、储热水箱，太阳能集热系统与储热水箱循环连接，其特征在于储热水箱用于与用水末端循环连接；该太阳能热水器还包括智能恒温控制单元，该智能恒温控制单元包括数据处理器、进水控送单元、第一至第三泵送控制单元、第一至第四温度感测单元，第一温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的出水口，第二温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的进水管上，第三温度感测单元的感测头用于设在用水末端上，第四温度感测单元的感测头设于储热水箱上，第一至第四温度感测单元的信号输出端用于连接数据处理器的信号输入端；进水控送单元设于太阳能集热系统的进水管上，第一泵送控制单元设于储热水箱向太阳能集热系统的回水管上，第二泵送控制单元设在储热水箱向用水末端供水的管路上，第三泵送控制单元用于设在用水末端向储热水箱回水的管路上，进水控送单元、第一至第三泵送控制单元的控制信号输入端连接数据处理器的信号输出端。
2、 如权利要求l所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于所述的智 能恒温控制单元还包括多通道电子模拟开关、A/D转换器，第一至第四温度感测 单元的信号输出端分别对应连接多通道电子模拟开关的第一、第二至第四通道 信号输入端，多通道电子模拟开关的信号输出端通过所述A/D转换器连接所述 数据处理器的信号输入端。
3、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于第一 温度感测单元电路包括一温敏电阻、第一至第三定值电阻、电池，放大器，其 中，温敏电阻、第一至第三定值电阻依次连接构成环形电桥，电池负极连接温 敏电阻与第三定值电阻的中间节点，电池正极连接第一、第二定值电阻的中间 节点，温敏电阻与第一定值电阻的中间节点、第一、第二定值电阻的中间节点 分别对应连接放大器的同相、反相输入端，放大器的输出端为温度感测单元的信号输出端；第一至第四温度感测单元电路结构相同。
4、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于进水 控送单元、第一至第三泵送控制单元均包括一开关控制装置；进水控送单元包 括一电磁阀，进水控送单元的开关控制装置控制连接该电磁阀的控制端；第一 至第三泵送控制单元的电路结构相同，均包括一循环泵，第一至第三泵送控制 单元的开关控制装置分别对应控制连接各单元循环泵的启闭控制端。
5、 如权利要求4所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于所述进水控送单元、第一至第三泵送控制单元的开关控制装置均为固态继电器，各固态 继电器均包括一光电耦合器、 一电磁线圈，各光电耦合器的信号输入端均连接 所述数据处理器的信号输出端，各光电耦合器的信号输出端与相应的电磁线圈串接后连接于供电电源上；所述进水控送单元的电磁线圈控制电磁阀的动触点； 第一至第三泵送控制单元的固态继电器还包括一组常开接点，第一至第三泵送 控制单元的电磁线圈、常开接点分别控制连接相应循环泵的供电端。
6、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于该太 阳能热水器还包括一水位传感器，该水位传感器设置于储热水箱上；该水位传 感器的信号输出端连接所述数据处理器的信号输入端。
7、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于该太阳能热水器还包括一辅助锅炉，该辅助锅炉的进水管、出水管均连通储热水箱， 该辅助锅炉的出水管上设置第四泵送控制单元，该第四泵送控制单元的信号输 入端连接所述数据处理器的信号输出端；该辅助锅炉的启动控制单元的信号输 入端连接所述数据处理器的信号输出端。
8、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于该太阳能热水器还包括一水净化系统，该水净化系统的进水管用于连接供水管，该 该水净化系统的出水管通过进水控送单元连接太阳能集热系统的进水口。
9、 如权利要求1或2所述的智能恒温太阳能热水系统，其特征在于所述的储热水箱向用水末端送水的出水管上设置有恒温器。
专利摘要一种智能恒温太阳能热水系统，其智能恒温控制单元中第一温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的出水口，第二温度感测单元的感测头设于太阳能集热系统的进水管上，第三温度感测单元的感测头用于设在用水末端上，第四温度感测单元的感测头设于储热水箱上，第一至第四温度感测单元的信号输出端用于连接数据处理器的信号输入端；进水控送单元设于太阳能集热系统的进水管上，第一泵送控制单元设于储热水箱向太阳能集热系统的回水管上，第二泵送控制单元设在储热水箱向用水末端供水的管路上，第三泵送控制单元用于设在用水末端向储热水箱回水的管路上，进水控送单元、第一至第三泵送控制单元的控制信号输入端连接数据处理器的信号输出端。
文档编号F24J2/00GK201382490SQ20092008967
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者刘焕霞, 刘肖飞, 李德峰 申请人:刘焕霞;刘肖飞;李德峰