一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统的制作方法

本实用新型涉及多能源热水系统，尤其涉及一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统。

背景技术：

随着人们对环保节能意识的提高，太阳能已广泛运用在热水系统中；但是单一的太阳能热水系统对于环境具有很大的依赖性，在阴雨天或者冬天阳光不充足时，很难满足用户对于热水的需求。因此，市场上出现了多能源热水系统；但是，目前的多能源热水系统需要人工操作以进行能源切换，这就导致了人为因素很大，难以实现多能源热水系统高效节能的运行。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统，通过需求预设由可编程逻辑控制模块自动分析并控制太阳能加热模块和辅助能加热模块的工作状态，已达到智能化控制和效率的最大化，其具体采用的技术方案如下：

一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统，包括太阳能加热模块、太阳能监测模块、可编程逻辑控制模块、辅助能加热模块和需求预设模块；

所述太阳能监测模块连接到所述太阳能加热模块，用于监测太阳能加热状态，并根据所述太阳能加热状态输出监测数据；

所述可编程逻辑控制模块与需求预设模块进行通信，用于获取需求信息；

所述可编程逻辑控制模块输入端连接到所述太阳能监测模块，用于获取所述监测数据，并对所述监测数据和所述需求信息进行分析处理，得到辅助能控制信号；所述可编程控制模块输出端连接到所述辅助能加热模块，用于将所述辅助能控制信号输出给所述辅助能加热模块；

所述辅助能加热模块接收所述辅助能控制信号，并根据所述辅助能控制信号控制自身工作状态。

优选的，所述太阳能监测模块包括光照传感器，所述监测数据为光照信息；或者所述太阳能监测模块包括用于测量水温的温度传感器，所述监测数据为水温信息。

优选的，所述辅助能加热模块包括电加热模块。

优选的，所述辅助能加热模块还包括燃气加热模块；

所述可编程逻辑控制模块输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接所述电加热模块，用于将电能控制信号输出给所述电加热模块；

所述第二输出端连接所述燃气加热模块，用于将燃气控制信号输出给燃气加热模块。

优选的，当所述需求信息中包括快速供水信息时，所述燃气控制信号为加热信号，用于启动燃气加热模块。

优选的，所述辅助能加热模块还包括空气能加热模块；所述多能源热水系统包括空气能效率监测模块；

所述空气能效率监测模块连接到所述空气能加热模块，用于获取所述空气能加热模块的效率信息，并将所述效率信息输入到所述可编程逻辑控制模块；所述可编程逻辑控制模块根据所述监测信息、效率信息和需求信息产生空气能控制信号；

所述可编程逻辑控制模块输出端还包括第三输出端，所述第三输出端连接所述空气能加热模块，用于将空气能控制信号输出给所述空气能加热模块。

优选的，所述电能加热模块包括电能报警单元，用于在电热加热模块发生异常时，输出电能异常信号；

所述燃气加热模块包括燃气报警单元，用于在燃气加热模块发生异常时，输出燃气异常信号；

所述空气能加热模块包括空气能报警单元，用于在空气能加热模块发生异常时，输出空气能异常信号；

优选的，所述可编程逻辑控制模块还包括计时单元，用于对所述太阳能加热模块、电加热模块、燃气加热模块和空气能加热模块的工作时间分别进行计时，并将计时数据发送给所述需求预设模块。

优选的，所述需求预设模块为触摸屏，所述触摸屏通过串口线与所述可编程逻辑控制模块相连。

优选的，所述可编程逻辑控制模块和所述需求预设模块中中分别包括无线通信单元；

所述需求预设模块通过无线通信与所述可编程逻辑控制模块进行通信。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：不需要人工操作进行各加热模块之间的工作切换，客户或者管理人员只需对需求信息进行预设，具体加热模块的工作状态由可编程逻辑控制模块决定，真正实现了智能化和效率最大化。

附图说明

图1是一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统的结构框图；

图2是另一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统的结构框图；

图3是另一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统的结构框图；

图4是一种基于编程逻辑控制的多能源热水系统的一个控制过程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。

可编程逻辑控制器(PLC)是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，本实用新型通过将PLC引用到多能源热水系统，实现所述多能源热水系统的智能化和效率最大化。

请参考图1，本实用新型提供了一种基于可编程逻辑控制的多能源热水系统，包括：太阳能加热模块10，太阳能监测模块20、辅助能加热模块30、可编程逻辑控制模块40和需求预设模块50。

所述太阳能监测模块20连接到所述太阳能加热模块10，用于监测太阳能加热状态，并根据所述太阳能加热状态输出监测数据；

所述可编程逻辑控制模块40与需求预设模块50进行通信，用于获取需求信息；

所述可编程逻辑控制模块40输入端连接到所述太阳能监测模块20，用于获取所述监测数据，并对所述监测数据和所述需求信息进行分析处理，得到辅助能控制信号；所述可编程逻辑控制模块40输出端连接到所述辅助能加热模块30，用于将所述辅助能控制信号输出给所述辅助能加热模块30；

所述辅助能加热模块30接收所述辅助能控制信号，并根据所述辅助能控制信号控制自身工作状态。

首先，用户通过需求预设模块50对需求信息进行设置，所述需求信息包括水温信息，时间信息及用水量信息中的一种或多种。需求预设模块50与可编程逻辑控制模块40进行通信，将所述需求信息发送给所述可编程逻辑控制模块40。

太阳能加热模块10用于将太阳能转换为热能并对水进行加热，其绝对依赖于天气情况，当天气不好时，无法得到足够的太阳能，水无法得到充分加热。因此本实用新型引进太阳能监测模块20，用于对太阳能加热状态进行监测。如果太阳能加热状态良好，仅利用太阳能加热即可能够满足用户需求，则可编程逻辑控制模块40输出的辅助能控制信号为关闭信号，所述辅助能加热模块30不对水进行加热，仅由太阳能加热模块10工作完成对水的加热过程。此时，在满足用户需求下，节约了辅助能加热模块30工作造成的能量浪费。

如果太阳能加热状态不好，仅利用太阳能加热不能满足用户需求，则可编程逻辑控制模块40输出的辅助能控制信号为开启信号，所述辅助能加热模块30工作，与太阳能加热模块10共同完成对水的加热过程。

本多能源热水系统通过设置可编程逻辑控制模块40实现对需求信息和太阳能监测数据的存储和分析处理，判断是否需要启动辅助能加热模块30，实现了整个多能源热水系统的智能化和效率最大化，不需要人工操作便可实现各加热模块工作状态的切换。

在一个实施例中，太阳能监测模块20包括光照传感器，所述监测数据为光照信息；太阳能监测模块20将获取的光照信息传送给所述可编程逻辑控制模块40，可编程逻辑控制模块40根据该光照信息与客户的需求信息进行计算分析，当仅太阳能加热模块10工作就能满足用户需求时，则发出的辅助能控制信号为关闭信号，所述辅助能加热模块不对水进行加热；当仅太阳能加热模块10工作不能满足用户需求时，则发出的辅助能控制信号为开启信号，所述辅助能加热模块30对水进行加热，从而满足用户需求。

在另一个实施例中，太阳能监测模块20包括用于测量水温的温度传感器，所述监测数据为水温信息，太阳能监测模块20将获取的水温信息传送给所述可编程逻辑控制模块40，可编程逻辑控制模块40根据水温信息计算出实际温升曲线。此时，可编程逻辑控制模块40内设置标准温升曲线，实际温升曲线与标准温升曲线进行对比，当实际温升曲线低于标准温升曲线时，表示仅太阳能加热模块10工作不能满足用户需求时，则发出的辅助能控制信号为开启信号，所述辅助能加热模块30对水进行加热；当实际温升曲线高于标准温升曲线时，表示仅太阳能加热模块10工作就能满足用户需求时，则发出的辅助能控制信号为关闭信号，所述辅助能加热模块30不对水进行加热；本实施例中，标准温升曲线也可以是可编程逻辑控制模块40根据用户需求信息计算出来的。

为了保证满足用户需求，以上两个实施例中，太阳能监测模块20可以实时工作，可编程逻辑控制模块40实时计算对应结果。

因为电加热模式的结构简单，并且已经很成熟的运用在热水器中，在一个实施例中，所述辅助能加热模块30包括电加热模块31。

但是电能费用很高，长期使用电加热导致用户费用提高，因此，在本实施例中所述辅助能加热模块还包括燃气加热模块32；

如图2所示，本实施例中，可编程逻辑控制模块40的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接所述电加热模块31，用于将电能控制信号输出给所述电加热模块31；

所述第二输出端连接所述燃气加热模块32，用于将燃气控制信号输出给燃气加热模块32。燃气加热相对于电加热，用户的使用成本降低，并且燃气加热具有快速的优势，所以一般当所述用户设置的需求信息中包括快速供水信息时，启动燃气加热模块32。比如，当用户需要在5分钟能获取热水时，可启用燃气加热模块；具体为，可编程逻辑控制模块40接收到快速供水信息后，输出燃气控制信号为开启信号，所述燃气加热模块32开始工作，以满足用户快速获取热水的需求。

我们知道燃气加热模式的能源消耗巨大，长时间使用燃气加热将会导致能源消耗，基于此，本实施例中所述辅助能加热模块30还包括空气能加热模块33；为了避免空气能加热模块的工作效率很低造成的能量浪费，所述多能源热水系统还包括空气能效率监测模块21；

如图3所示，本实施例中，所述空气能效率监测模块21连接到所述空气能加热模块33，用于获取所述空气能加热模块33的效率信息，并将所述效率信息输入到所述可编程逻辑控制模块40；所述可编程逻辑控制模块40根据所述监测信息、效率信息和需求信息产生空气能控制信号；

本实施例中，所述可编程逻辑控制模块40输出端还包括第三输出端，所述第三输出端连接所述空气能加热模块33，用于将空气能控制信号输出给所述空气能加热模块33。

我们知道，低温情况下，利用空气能加热模块进行加热时，其效率很低。特别是在0℃以下时，其效率更低，此时若使用空气能加热不仅会造成能量浪费，而且可能无法满足用户需求。因此，在一个实施例中，所述空气能效率监测模块21也可为温度传感器，所述空气能效率监测模块21将水温信息传递给可编程逻辑控制模块40；当水温信息低于预设的标准值时，可编程逻辑控制模块40输出的空气能控制信号为关闭信号，所述空气能加热模块33不对水进行加热。当水温信息高于该预设的标准值且太阳能加热模块单一工作不足以满足用户需求时，可编程逻辑控制模块40输出的空气能控制信号为开启信号，所述空气能加热模块33对水进行加热。

图4示出了本实施例中太阳能加热模块10，电加热模块31、燃气加热模块32和空气能加热模块33的一种控制过程，包括以下步骤：

S01：判断太阳能加热能否满足用户需求；当判断结果为是时，不再执行其他操作，仅利用太阳能对水进行加热；当判断结果为否时，执行步骤S02；

S02：启动空气能加热模块；

S03：判断空气能加热效率是否大于预设加热效率；当判断结果为是时，执行步骤S04；

当判断结果为否时，执行步骤S05；

S04：空气能加热模块工作，即启动空气能加热模块；

S05：启动电加热模块或者燃气加热模块；

S06：结束：以一个既能满足用户需求又是效率最大化的加热模式进行加热工作，可以是一种加热模式工作，也可以是多种加热模式组合工作。

需要说明的是，以上仅为一种控制过程，实际使用中可以使用其它控制过程，只要能满足用户需求和效率最优即可,各加热模块的工作顺序和状态根据具体情况具体控制，而不会固定设置。

在一个实施例中，电加热模块31包括电能报警单元，用于在电热加热模块发生异常时，输出电能异常信号；

燃气加热模块32包括燃气报警单元，用于在燃气加热模块发生异常时，输出燃气异常信号；

空气能加热模块33包括空气能报警单元，用于在空气能加热模块发生异常时，输出空气能异常信号；

优选的，以上异常信号可通过可编程逻辑控制模块40传送给需求预设模块50，用户通过所述需求预设模块50获取整个系统的异常信息。

在一个实施例中，可编程逻辑可控制模块40还包括计时单元，用于对所述太阳能加热模块、电加热模块、燃气加热模块和空气能加热模块的工作时间分别进行计时，并将计时数据发送给所述需求预设模块；用户可以根据各个模块的工作时长得到相应的能量损耗，有利于对不同能量进行计算分析和计费。

在一个实施例中，所述需求预设模块50为触摸屏，所述触摸屏通过串口线与所述可编程逻辑控制模块相连。

在另一个实施例中，所述可编程逻辑控制模块40和需求预设模块50中分别包括相互进行数据传输的无线通信单元；

所述需求预设模块50通过无线通信方式与所述可编程逻辑控制模块40进行通信。优选的，用户既可以通过需求预设模块50设置相应的需求信息，也可以通过需求预设模块50获取该基于可编程逻辑控制的多能源热水系统的工作状态，需要说明的是，需求预设模块50的功能不仅包括需求预设功能，还能集中多种操控功能和显示功能，比如上面提到的接收各个模块的工作时长的功能；还可以包括人为控制的按钮功能，比如人为控制某个时间段仅使用某种具体加热模块进行工作。而通过无线通信单元的设置，可以将人为控制的信号传递给可编程逻辑控制模块40。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。