本发明涉及一种阻止太阳能集热器热量损失的自动控制装置，属于新能源、工业自动化领域。
背景技术：
现在城市居民大部分都是采用太阳能热水器，太阳能热水器给水的加热是一个循环的过程，冷水从保温箱的底部流出进入集热器，在集热器加热后再进入保温箱。在集热器中加热的过的水会不断流入保温箱中，而当集热器中的水温过低的时候就会出现保温箱中的热水的热量会沿着热水进水管向外散热，导致水的温度降低。夏季温度普遍高，阳光照射强度高，集热器所能得到的阳光照射足够长，保温箱中的水一般都是高温的；而在春秋冬季的时候，早晚温差比较大，阳光照射强度不够，照射时间相比夏季而言也较短，热水的采集就显得尤为重要了。目前国内的太阳能热水器普遍通过水的热循环进行热水的收集与保温，没有进一步考虑集热器与保温箱之间互通时水的热量散失。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阻止太阳能集热器热量损失的自动控制装置，通过自动化控制减少了水热量的散失，将水温保持在较高的温度。
本发明的技术方案是：一种阻止太阳能集热器热量损失的自动控制装置，包括补水管、浮球阀、补水箱、出水管ⅰ、出水管ⅱ、保温箱、集热器、温度传感器ⅰ、导线、阀门ⅰ、阀门ⅱ、阀门ⅲ、电磁阀、温度传感器ⅱ、单片机、比较器、太阳能发电装置、输水管ⅰ、输水管ⅱ；所述补水箱顶部设有浮球阀，所述补水管的一端与补水箱的浮球阀连接，所述补水管的另一端与供水源连接，所述补水箱的底部通过出水管与保温箱连通，所述保温箱通过出水管ⅱ与集热器连通，所述集热器通过输水管ⅰ与保温箱的顶部连通，所述输水管ⅰ下方设有输水管ⅱ，输水管ⅱ的两端与输水管ⅰ连通，且输水管ⅱ上设有阀门ⅲ，所述输水管ⅰ上设有阀门ⅰ、阀门ⅱ和电磁阀，所述电磁阀位于所述阀门ⅰ、阀门ⅱ之间，所述电磁阀通过导线与单片机连接，所述集热器内的顶部设有温度传感器ⅰ，所述保温箱内壁上设有温度传感器ⅱ，所述温度传感器ⅰ、温度传感器ⅱ的内部均包括温度变送器，所述温度传感器ⅰ、温度传感器ⅱ分别通过导线与比较器连接，所述比较器与单片机连接，所述温度传感器ⅰ、温度传感器ⅱ、单片机、比较器分别与太阳能发电装置连接，由太阳能发电装置供电。
所述温度传感器ⅰ、温度传感器ⅱ均为pt100温度传感器，且温度传感器ⅰ、温度传感器ⅱ均为螺纹连接，根据pt100温度传感器的分度表及水的温度确定了其阻值范围为100ω～146.07ω，所能够监测的温度范围是0℃～120℃。
所述比较器为lm393双电压比较器，lm393双电压比较器有两个输入端，分别为引脚2和引脚3，一个输出端为引脚1，所述引脚3为正向输入端，用“+”表示，引脚2为反向输入端，用“-”表示，所述引脚3与温度传感器ⅰ的输出端连接，所述引脚2与温度传感器ⅱ连接，引脚+vcc外接电源，引脚gnd接地，当正向输入端电压大于反向输入端的电压时，即t1＞t2，输出端输出高电平的信号，当正向输入端小于反向输入端时，即t1﹤t2，输出端输出低电平信号。
所述电磁阀为zbsf不锈钢常开式电磁阀。
所述补水箱中的水位高于保温箱中的水位。
所述控制器包括单片机、d/a转化器、放大器，所述单片机的i/o接口与比较器的输出端连接，所述单片机的管脚xtal2、管脚xtal1与晶振电路连接，单片机的复位电路与管脚rst/vpd连接，单片机的管脚txd发送数据，且管脚txd与d/a转化器连接，所述d/a转化器包括八d锁存器和dac0832芯片，所述单片机的引脚p0.0分别与八d锁存器和dac0832中引脚di7～di0连接，单片机的引脚ale与八d锁存器中的g引脚连接，单片机的引脚p2.7与dac0832中的
所述单片机为51单片机。
所述温度传感器ⅰ倾斜安装在集热器内，且温度传感器ⅰ与集热器内壁的夹角为30~45°，水循环流动时会有冲击力，与水流向成30~45°夹角是为了减少水对温度传感器的冲击力。
所述太阳能发电装置为3m2～30m2的太阳能电池板，使用24v的蓄电池。本发明能够使得水温保持相对较高的温度，保证了居民使用热水，同时本装置所消耗的电能也是太阳能转化的，减少了能源消耗，同时也实现了环保。当出现阴雨天气的时候蓄电池作为备用电源，为装置提供所需电能。
本发明的工作原理：通过补水管向补水箱中加水，浮球阀使补水箱中水位保持在要求水位高度，补水箱中的水通过出水管ⅰ进入至保温箱中，由于热水的密度比冷水的密度小，在保温箱中热水位于上方，冷水位于下方，保温箱中下方的冷水通过出水管ⅱ进入集热器中，集热器对水进行加热，加热后的热水通过输水管ⅰ输送至保温箱中，同时集热器和保温箱中的温度传感器对内部温度进行实时监测，并将监测的信息转化为电阻传输给温度变送器，温度变送器将温度传感器传输的电阻信号转化为电压信号进行输出，两个测点的温度传感器所测水温经温度变送器传输给比较器，比较两侧电压大小，并输出一个信号给控制器，控制器接收信号后及时处理，传递给电磁阀，从而实现对电磁阀门的开闭，使得高于保温箱中的热水及时的流入保温箱，截断集热器中温度比较低的水，以保证水的温度维持一个较高的水平，达到减少热量散失的目的，若电磁阀出现故障，则人为控制阀门ⅲ，实现水的流通。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过实现了对热水的进入冷水的阻断的自动化控制，操作方便灵活。
（2）本发明通过太阳能电池板吸收热量然后转化为电能给本发明的用电设备供电，体现了太阳能热水器的环保理念，太阳能的利用不仅带来很好的社会效益、环境效益，而且还有明显的经济价值。
（3）本发明能够更好的收集热量，可以适用不同的管路，在工业中具有较广阔的应用前景。
（4）本发明实现了双环保，减少了能源的消耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的温度传感器ⅰ的安装位置示意图；
图中各标号为：1-补水管、2-浮球阀、3-补水箱、4-出水管ⅰ、5-保温箱、6-集热器、7-温度传感器ⅰ、8-导线、9-阀门ⅰ、10-阀门ⅲ、11-电磁阀、12-阀门ⅱ、13-温度传感器ⅱ、14-控制器、15-比较器、16-太阳能发电装置、17-出水管ⅱ、18-输水管ⅰ、19-输水管ⅱ。
具体实施方式
实施例1：如图1~2所示，一种阻止太阳能集热器热量损失的自动控制装置，包括补水管1、浮球阀2、补水箱3、出水管ⅰ4、出水管ⅱ17、保温箱5、集热器6、温度传感器ⅰ7、导线8、阀门ⅰ9、阀门ⅱ12、阀门ⅲ10、电磁阀11、温度传感器ⅱ13、控制器14、比较器15、太阳能发电装置16、输水管ⅰ18、输水管ⅱ19；所述补水箱3顶部设有浮球阀2，所述补水管1的一端与补水箱3的浮球阀2连接，所述补水管1的另一端与供水源连接，所述补水箱3的底部通过出水管4与保温箱5连通，所述保温箱5通过出水管ⅱ17与集热器6连通，所述集热器6通过输水管ⅰ18与保温箱5的顶部连通，所述输水管ⅰ18下方设有输水管ⅱ19，输水管ⅱ19的两端与输水管ⅰ18连通，且输水管ⅱ19上设有阀门ⅲ10，所述输水管ⅰ18上设有阀门ⅰ9、阀门ⅱ12和电磁阀11，所述电磁阀11位于所述阀门ⅰ9、阀门ⅱ12之间，所述电磁阀11通过导线8与控制器14连接，所述集热器6内的顶部设有温度传感器ⅰ7，所述保温箱5内壁上设有温度传感器ⅱ13，所述温度传感器ⅰ7、温度传感器ⅱ13的内部均包括温度变送器，所述温度传感器ⅰ7、温度传感器ⅱ13分别通过导线8与比较器15连接，所述比较器15与控制器14连接，所述集热器6、温度传感器ⅰ7、温度传感器ⅱ13、控制器14、比较器15分别与太阳能发电装置16连接，由太阳能发电装置16供电。
所述温度传感器ⅰ7、温度传感器ⅱ13均为pt100温度传感器，且温度传感器ⅰ7、温度传感器ⅱ13均为螺纹连接。
所述比较器15为lm393双电压比较器，lm393双电压比较器有两个输入端，分别为引脚2和引脚3，一个输出端为引脚1，所述引脚3为正向输入端，用“+”表示，引脚2为反向输入端，用“-”表示，所述引脚3与温度传感器ⅰ7的输出端连接，所述引脚2与温度传感器ⅱ13连接，引脚+vcc外接电源，引脚gnd接地。
所述电磁阀11为zbsf不锈钢常开式电磁阀。
所述补水箱3中的水位高于保温箱5中的水位。
所述控制器14包括单片机、d/a转化器、放大器，所述单片机的i/o接口与比较器15的输出端连接，所述单片机的管脚xtal2、管脚xtal1与晶振电路连接，单片机的复位电路与管脚rst/vpd连接，单片机的管脚txd发送数据，且管脚txd与d/a转化器连接，所述d/a转化器包括八d锁存器和dac0832芯片，所述单片机的引脚p0.0分别与八d锁存器和dac0832中引脚di7～di0连接，单片机的引脚ale与八d锁存器中的g引脚连接，单片机的引脚p2.7与dac0832中的
所述单片机为51单片机。
所述太阳能发电装置16为3m2的太阳能电池板。
所述温度传感器ⅰ7倾斜安装在集热器6内，且温度传感器ⅰ7与集热器6内壁的夹角为30°。
本实施例装置的工作原理：
通过补水管1向补水箱3中加水，浮球阀2使补水箱3中水位保持在要求水位高度，补水箱3中的水通过出水管ⅰ4进入至保温箱5中，由于热水的密度比冷水的密度小，在保温箱5中热水位于上方，冷水位于下方，保温箱5中下方的冷水通过出水管ⅱ17进入集热器6中，集热器6对水进行加热，加热后的热水通过输水管ⅰ18输送至保温箱5中，同时集热器6和保温箱5中的温度传感器对内部温度进行实时监测，并将监测的信息转化为电阻传输给温度变送器，温度变送器将温度传感器传输的电阻信号转化为电压信号进行输出，两个测点的温度传感器所测水温经温度变送器传输给比较器15，比较两侧电压大小，并输出一个信号给控制器14，控制器14接收信号后及时处理，传递给电磁阀11，从而实现对电磁阀11的开闭，使得高于保温箱5中的热水及时的流入保温箱5，截断集热器6中温度比较低的水，以保证水的温度维持一个较高的水平，达到减少热量散失的目的，若电磁阀出现故障，则人为控制阀门ⅲ10，实现水的流通。
实施例2：本实施例结构同实施例1，不同之处在于所述太阳能发电装置16为20m2的太阳能电池板，所述温度传感器ⅰ7与集热器6内壁的夹角为38°。
实施例3：本实施例结构同实施例1，不同之处在于所述太阳能发电装置16为30m2的太阳能电池板，所述温度传感器ⅰ7与集热器6内壁的夹角为45°。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。