太阳能集热控制系统原理
2023-01-09本文主要是 太阳能集热控制系统原理 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。
太阳能集热工程PLC控制系统
可编程逻辑控制器（PLC）新技术的发展，实现了模拟控制到数字控制的进步，提高了在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络等各方面的能力。太阳能热水工程在工厂、学校、酒店、医院、机关、部队等各类企事业单位的应用越来越多，将PLC 应用在大型热水工程控制系统中，实现了更人性化的控制模式，将使太阳能热水的控制系统水平走上一个新台阶。
HBD-SUN200系列采用文本液晶屏与PLC结合，完善了人机对话界面，使用操作更便捷。
系统结构示意图
文本屏：用于现场控制信号的输入和各电磁阀、循环水泵状态、温度值、液位值的显示。
PLC：也称为可编程逻辑控制器，为整个控制系统的核心器件。用于控制各执行元件的状态。
A/D：数模转换模块：用于将传感器采集到的模拟信号转换成数字信号。
水位传感器：采用投入式压力液位计用于采集现场的水位的状态信号。
水温传感器：采用PT温度传感器用于采集现场的水温信号。
水泵、阀门：系统的执行元件。用于控制管道水流循环状态。
系统功能概述
1.显示界面可以实时显示各水泵启停状态及供水系统的温度、水位。
2.当系统负载线路出现故障时，在系统运行界面实时显示具体故障线路，同时可通过报警指示灯提示用户及时进行检修。
3.系统可以进行手动/自动切换运行功能。
4.集热器温差循环：当集热器顶部温度与恒温水箱温度之差大于设定值（可设定任意值）时，集热器循环水泵打开，进行循环；当集热器顶部温度与集热水箱温度之差小于设定值（可设定任意值）时，集热器循环水泵关闭，停止循环。
5.系统自动补水功能：根据现场水位传感器采集的信号系统自动控制上水电磁阀进行上水。
6.防冻循环功能。
7.用户管道循环功能：当用户管道温度≤管道循环温度（可设定）时，管道循环泵启动；当用户管道温度≥管道循环温度（可设定）时，管道循环泵关闭，管道循环停止。
8.电加热补水功能：当储热水箱水位低于警戒水位后集热器还没有上水则自动启动电加热加热补水方式。电加热器水位到达水位上限自动启动电加热器电源进行加热，水温达到设定值时冷水电磁阀自动打开将水顶入储水器进行下一循环，直到储水器中水到达水位上限。
9.定时加热功能：可任意设定辅助加热定时启动时间（建议设定在下午4时至5时之间）。在设定时间，当水箱温度在设定时间低于设定温度+5时，辅助加热自动启动，直到恒温水箱温度大于设定值+5时停止加热。
10.电加热缺水防干烧功能：当电加热水箱中水低于水位下限时电加热器不加热，冷水电磁阀打开上水，防止电加热器干烧。
11.伴热带加热：在环境温度相对较低的区域或时间段可加伴热带辅助加热防冻。
12.防欠款功能：控制系统可设定运行时间（可选）。
13.远程控制工程：系统可根据用户需求加装远程控制系统（为可选功能）。
能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成：
太阳能集热器：吸收太阳能 ，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热；
保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳；
热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热；
供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。
晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱内热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。同样，在中午12：30～1：30，系统自动检测保温水箱70%的水位，在下午3：30～6：30，系统自动检测保温水箱100%的水位。从以上我们可以看出，系统在3个设定的时间段（可按需要设定多个时间段）会自动探测保温水箱的水位，如果水位不够，才启动热泵加热（表明此时太阳光照不足或是阴雨天），反之就一直用太阳能加热（晴天），而不会启动热泵，这样我们便能最大限度地优先使用太阳能。
备用电加热系统一般情况下不会启动，在寒潮或用水量突然增大时，系统自动检测保温水箱的水温，只有当保温水箱的水温低于50℃时，才启动电加热，将水加热到50℃，从而保证热水的温度处于一个较稳定的范围内。
晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，按照设计热水是够用的，晚上就不再启动热泵加热了，当水位降至最低水位时，热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，这种控制方法最省电费。
二、智能化太阳能、电辅助加热系统工作原理说明： （网上下载）
能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成：
太阳能集热器：它吸收太阳能 ，把光能转化为热能，冷水在集热器内被加热；
保温水箱：用于储存热水，可以保温3天，内胆是不锈钢的，外包有8厘米厚的保温层，最外层是铝合金外壳；
电辅助加热系统：用于下雨天辅助加热的；
供热水管道：把经过增压泵加压后的热水引到各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。
晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调，也可设置为定时定温差进水），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止，在这过程中电加热不启动。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。
晚上，打开水龙头用热水时，水箱内的热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，热水是恒温的，按照设计，这一箱热水是够用的，当天就不用电加热，就省了一天的电费，一年有300天晴天，你就省了300天的电费。
阴雨天时，太阳能没有产生热水或者产生的热水很少，在下午3点时，如果保温水箱内热水水位还不到70%的位置，那么太阳能集热水箱里的达不到55℃的温水自动进入保温箱，把温水升到55℃，然后电磁阀会自动打开，往水箱里补充冷水，同时启动电加热系统加热至50℃，当补充到70%位置时，就自动停止补充冷水，这过程的目的是用电加热系统提前加热70%的热水，给晚上备用。为什么不加热满箱水呢？因为客户的用水量是经常变化的，如果每次阴雨都用电加热满箱热水，那么用不完就会浪费电。
晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，若当天这70%的热水够用，那么晚上就不再启动电加热了，若不够用，当水位降至最低水位时，电磁阀会自动打开，往水箱里补充少量冷水，同时启动电加热系统加热至50℃，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位，这种控制电加热水的方法最省电费。 参考知识B 效率比较高的集热器由收集和吸收装置组成。阳光由不同波长的可见光和不可见光组成，不同物质和不同颜色对不同波长的光的吸收和反射能力是不一样的。黑颜色吸收阳光的能力最强，因此棉衣一般用深色或黑色布。白色反射阳光的能力最强，因而夏季的衬衫多是淡色或白色的。因此利用黑颜色可以聚热。让平行的阳光通过聚焦透镜聚集在一点、一条线或一个小的面积上，也可以达到集热的目的。纸在阳光照射下，不管阳光多么强，哪怕是在炎热的夏天，也不会被阳光点燃。但是，若利用集光器，把阳光聚集在纸上，就能将纸点燃。集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。
太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。