本发明涉及智能太阳能热水系统控制领域，特别涉及一种智能太阳能热水系统以及控制方法。
背景技术：
目前太阳能热水器在我国居住区中广泛利用，但是热水温度是随着天气，也就是太阳能辐射不同而变化，因此用户无法根据自己的需求对热水温度进行设定。例如冬季太阳辐射量较弱，太阳能热水器无法将储水箱里的水全部加热到合适温度，导致热水温度偏低(水温55℃为最适宜温度，适用洗浴，洗碗等用途)，质量不高。此时用户往往选择放弃使用冬季太阳能热水器中的热水，转而使用电热水器。而夏季太阳辐射非常强烈，太阳能可将储水箱内的水加热到90℃以上，过高温度热水在使用时存在一定的安全隐患。同样的，在春秋两季，热水温度都是随着天气变化，用户或是放弃使用质量不高的热水，或是要通过兑用冷水来使用温度过高的热水。因此，如何能依据居民意图而不是天气获得需求热水温度是本领域亟待解决的问题。近年也出现了针对上述问题的解决方法，如中国专利申请号为CN201510312841.0的专利文献公开了一种太阳能热水器智能控温方法和控温装置，将水箱实时水温Tt与上限设定温度T1和下限设定温度T2进行比较，通过比较结果控制进水阀和排空阀动作，实现智能调温。上述方法一定程度上将热水温度控制在一定的范围，方便了用户使用，但在冬季时需要电辅热才能使水温达到合适温度。且该专利提供的方法无法实现用户随心选择水温的功能。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种智能太阳能热水系统以及控制方法，从而克服无法实现用户随心选择水温的功能的缺点。为实现上述目的，根据本发明一方面，提供了一种智能太阳能热水系统，包括：太阳能热水器，其具有储水箱以及用于对所述储水箱内待加热水进行加热的太阳能集热器，所述储水箱设有进水管及出水管；其特征在于，所述智能太阳能热水系统还包括：流量控制器，其设于所述进水管上，用于控制所述储水箱的进水流量；温度传感器，其设于所述出水管上，用于获取储水箱内待出水的温度；以及智能控制面板，其包括：辐射量设定系统，其用于获取所述太阳能集热器当日能够收集的太阳能辐射量；水温设定系统，其用于获取所述储水箱内待加热水的设定温度；计算系统，其用于根据所述太阳能辐射量和所述设定温度获得当日所述储水箱的最大储水量，同时通过所述流量控制器控制所述储水箱的进水量达到最大进水量；以及检测系统，其用于当所述温度传感器检测储水箱内待出水的温度超过设定温度的阈值时停止太阳能集热器加热，当所述温度传感器检测到储水箱内待出水的温度低于设定温度的阈值时控制太阳能集热器继续加热。优选地，上述技术方案中，所述太阳能热水器为间接循环太阳能热水器，其中，所述太阳能热水器还包括循环管路以及水泵，所述水泵安装于循环管路上，所述太阳能集热器通过所述循环管路与所述储水箱连接。优选地，上述技术方案中，所述辐射量设定系统包括：安装设定系统，其用于获取所述太阳能集热器的安装信息，并获取所述太阳能集热器在安装地点的最优日辐射量平均值、中等日辐射量平均值和最差日辐射量平均值，根据所述安装信息分别获取在三种日辐射量平均值下所述太阳能集热器能够收集的太阳辐射量；以及天气设定系统，其用于获取三种日辐射量平均值下所述太阳能集热器能够收集的太阳辐射量的一种。优选地，上述技术方案中，所述安装信息包括所述太阳能集热器的安装地点、安装朝向、集热面积以及安装倾角。优选地，上述技术方案中，所述天气设定系统包括优按钮、良按钮以及差按钮；优按钮对应最优日辐射量平均值下所述太阳能集热器能够收集的太阳辐射量；良按钮对应中等日辐射量平均值下所述太阳能集热器能够收集的太阳辐射量；差按钮对应最差日辐射量平均值下所述太阳能集热器能够收集的太阳辐射量。优选地，上述技术方案中，所述智能控制面板还包括第一显示装置，该第一显示装置用于显示安装地点、安装朝向、集热面积以及安装倾角。优选地，上述技术方案中，所述智能控制面板还包括第二显示装置以及第三显示装置，所述第二显示装置用于显示当日日期，所述第三显示装置用于显示所述设定温度和所述储水箱实际温度。优选地，上述技术方案中，所述智能控制面板还包括第四显示装置，该第四显示装置用于显示所述太阳能集热器当日的集热量和所述储水箱能够加热达到所述设定温度的最大进水量。优选地，上述技术方案中，所述水温设定系统具有所述设定温度的调节按钮。为实现上述目的，根据本发明另一方面，提供了一种智能太阳能热水控制方法，具体如下：太阳能热水器的储水箱的进水管设有用于控制该储水箱的进水流量的流量控制器以及储水箱的出水管设有用于获取该储水箱内待出水的温度的温度传感器；获取所述太阳能集热器当日能够收集的太阳能辐射量；获取所述储水箱内待加热水的设定温度；根据所述太阳能辐射量和所述设定温度获得当日所述储水箱的最大储水量，同时通过所述流量控制器控制所述储水箱的进水量达到最大进水量；其中，当所述温度传感器检测到所述储水箱内待出水的温度超过所述设定温度的阈值时控制所述太阳能集热器停止加热，当检测到所述储水箱内待出水的温度低于所述设定温度的阈值时控制所述太阳能集热器继续加热。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.本发明中用户可选择需求热水温度，系统根据当天的天气，能够提供该热水温度的最大水量，提高太阳能热水器使用质量。在太阳辐射不强烈的情况下，通过控制水量，保证储水箱内水温达到设定温度；当太阳辐射强烈的情况下，通过控制流量控制器停止水流运转以停止加热，保证储水箱内水温不超过或低于设定温度一定的温度阈值。2.冬季太阳辐射不强烈，使用传统太阳能热水器的用户会放弃使用量大而不热的水，而使用本智能热水系统的用户会选择使用“少而精”的热水以提高了太阳能热水器利用率，同时减少了其他辅热电器的用能。3.夏季太阳辐射强烈，传统太阳能热水器加热的水温度过高，使用时不便利，且存在安全隐患。本智能热水器通过温度传感器、智能控制面板和流量控制器来停止或继续加热水，保证水温不超过或低于设定温度阈值，方便用户使用。附图说明图1是根据本发明智能太阳能热水系统的结构示意图。主要附图标记说明：1-智能控制面板，2-流量控制器，3-储水箱，4-温度传感器，5-太阳能集热器，6-优按钮，7-良按钮，8-差按钮，9-增加水温按钮，10-降低水温按钮。具体实施方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。图1显示了根据本发明优选实施方式的智能太阳能热水系统的结构示意图。如图1所示，该智能太阳能热水系统包括：太阳能热水器、流量控制器2、温度传感器4以及智能控制面板1；太阳能热水器包括储水箱3、循环管路、水泵以及太阳能集热器5，水泵安装于循环管路上，太阳能集热器5通过循环管路与储水箱3连接，太阳能集热器5通过水泵对储水箱3内的待加热水进行可控性加热，储水箱3设有进水管及出水管，该类太阳能热水器为间接式加热太阳能热水器；流量控制器2设于进水管上，用于控制储水箱3的进水流量，同时该实施例中也由该流量控制器2控制水泵对储水箱3内的待加热水进行循环加热；温度传感器4设于出水管上，用于获取储水箱3内待出水的温度。智能控制面板1包括：辐射量设定系统、水温设定系统、计算系统、检测系统、第一显示装置、第二显示装置、第三显示装置以及第四显示装置；辐射量设定系统包括安装设定系统以及天气设定系统。安装设定系统用于获取太阳能集热器5的安装信息，并获取太阳能集热器5在安装地点的最优日辐射量平均值、中等日辐射量平均值和最差日辐射量平均值，根据安装信息分别获取在三种日辐射量平均值下太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量，更为具体地，安装信息包括地点、安装朝向、集热面积以及安装倾角；天气设定系统用于获取三种日辐射量平均值下太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量的一种；水温设定系统用于获取储水箱3内待加热水的设定温度；计算系统用于根据天气设定系统获取的太阳能辐射量和设定温度获得当日储水箱3的最大储水量，同时通过流量控制器2控制储水箱3的进水量达到最大进水量，其中，水温设定系统具有设定水温的调节按钮，水温的调节按钮9和10分别用‘+’‘-’表示；检测系统用于当温度传感器4检测到储水箱3内待出水的温度超过设定水温的阈值(如5℃)时控制太阳能集热器5停止加热，当检测到储水箱3内待出水的温度低于设定水温的阈值(如5℃)时控制太阳能集热器5继续加热。在该实施例中，天气设定系统包括优按钮6、良按钮7以及差按钮8；优按钮6对应最优日辐射量平均值下太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量；良按钮7对应中等日辐射量平均值下太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量；差按钮8对应最差日辐射量平均值下太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量。上述三种日辐射量平均值对应的太阳能集热器5能够收集的太阳辐射量具体获取方法为：将太阳能集热器5安装地点往年的太阳能辐射数据进行统计，计算出逐月日太阳能辐射量；将每月日辐射量从高到低排列分为高、中、低三段(每段10天)，然后分别对这三段的日辐射量求平均值，分别代表最优日辐射量平均值，中等日辐射量平均值和最差日辐射量平均值；进一步地，结合太阳能集热器5的安装朝向、集热面积以及安装倾角等信息换算出太阳能集热器5每个月可收集的三种太阳能辐射量(最优日辐射量平均值，中等日辐射量平均值及最差日辐射量平均值)。此时，根据天气通过天气设定系统的优按钮6、良按钮7以及差按钮8再设定当日天气状况，其中优，中，差三种天气情况分别对应最优日辐射量平均值，中等日辐射量平均值以及最差日辐射量平均值；最终获取太阳能集热器5当日的日辐射量(即集热量)，再计算出当日太阳能辐射情况下加热不同温度热水的最大进水量。智能控制面板1上的第一显示装置用于显示安装地点、安装朝向、集热面积以及安装倾角等信息；第二显示装置用于显示当日日期和当日天气状况(如图1中所示，显示日期和按下其中一种按钮时该按钮亮灯)；第三显示装置用于显示设定水温和储水箱3内的实际水温；第四显示装置用于显示太阳能集热器5的集热量和储水箱3的最大进水量。当用户设定好当日太阳能辐射情况时(即按下三个按钮中的一个时)，就等于选择了当月三种平均辐射量中的一种。第四显示装置将显示当日太阳能集热器5的集热量，同时当用户设定好设定水温，第四显示装置中将显示在当日太阳能集热器5的集热量下，可达到设定水温的最大进水量。为了让本领域技术人员更清楚发明，下面以一个具体操作为例进行解释。用户初次使用该智能太阳能系统时需要将往年某市的每个月最优日辐射平均值、中等日辐射平均值和最差日辐射平均值数据输入智能太阳能热水系统。还需要对太阳能集热器5的安装信息进行设定。在智能控制面板1输入太阳能集热器5的安装信息：地点-某市，集热器的集热面积-2.5m2，集热器的安装朝向-南偏东15°，集热器的倾角-30°；设置完后，用户在以后的使用中只用设置当日太阳辐射量和设定水温即可。以2月16日这天为例，用户根据天气情况，按下优按钮后设置当日太阳能辐射为优，智能控制面板1根据用户的设置计算出当日太阳能集热器5的集热量为11875kJ/d。用户设置当日需要水温为55℃，智能控制面板1根据用户的设置计算出在太阳能集热器5集热量为11875kJ/d的条件下，实现55℃的最大水量为83L。设置完毕后，通过流量控制器2带动水流，并控制储水箱3的水量达到83L。经过太阳能集热器4加热储水箱3中的水。当温度传感器4检测到储水箱3的出水口温度达到60℃的时候，停止加热。当温度传感器4监测到储水箱3的出水口温度为50℃时，继续加热。经过如此反复，用户可在一天中用到水温为55℃的热水(温差不大于5℃)。综上所述，本发明中用户可选择需求热水温度，系统根据当天的天气，能够提供该热水温度的最大用水量，提高太阳能热水器使用质量。在太阳辐射不强烈的情况下，通过控制水量，保证储水箱内水温达到设定温度；当太阳辐射强烈的情况下，通过控制流量控制器停止水流运转以停止加热，保证储水箱内水温不超过或低于设定温度一定的温度阈值。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。