自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统，包括通过供水主管、下行循环主管、分户支管、回水主管连成换热回路的太阳能集热器、循环水泵和若干分户水箱，和分户水箱的换热管的进口相连的分户支管上设有角行程式电动调节阀，分户水箱的用水出口端设有流量传感器，换热回路中设有若干温度传感器，循环水泵、温度传感器、角行程式电动调节阀、流量传感器分别通过电缆和PLC可编程监控主机相连。本实用新型专利技术通过PLC可编程监控主机实时监测各分户水箱的热水温度及流量，进行分析和处理后自动调节角行程式电动调节阀的开启度来调整供给分户水箱的热流量，优先满足热水使用率较大的住户，使太阳能热量得到很好的分配和利用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热水系统，尤其涉及一种能根据温度及热水使用流量 自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统，有效提高太阳能利用效率。
技术介绍
目前集中集热、分户储热式太阳能热水系统在住宅建筑中应用较为广泛，其主要 工作原理是通过太阳能集热器阵列的集中集热，将收集的热量分散储存至各分户水箱中， 管道一般采用同程连接及间接换热的循环方式，这样一方面可以省去热计量过程，同时保 证各个用户端热量分配的均衡性。但这种结构仍存在不合理之处，主要是由于集中集热、分 户储热式太阳能热水系统所服务的用户数量一般较多，单体用户的热水使用方式及习惯均 存在差异性，往往在热水的需求量、使用频率及使用温度等方面都会有所不同，因此，各分 户水箱在不同时间的使用工况会因人而异。而现有的太阳能热水系统一般只能够均勻地将 太阳能热量分配到每户的分户水箱内，无法根据用户端水箱的不同参数、状态进行差异化 运行，这样容易造成热量循环路径的增加，不仅会使热损失增大，也会导致热量输送不能有 的放矢。这就意味着在有限的时间内，太阳能的收集、分配及换热不能得到最合理化的应 用，太阳能不能得到最大化的利用。
技术实现思路
本技术主要解决原有太阳能热水系统只能够均勻地将太阳能热量分配到每 户的分户水箱内，无法根据用户端水箱的不同参数、状态进行差异化运行，从而造成太阳能 热量的不必要损失，热量输送不能有的放矢，太阳能不能得到最大化的利用的技术问题；提 供一种自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统，其能根据用户端水箱的不同温度及 用水流量自动控制供热流量的大小，使得收集量有限的太阳能热量能够有针对性地优先满 足热水需求量大的用户，形成热量的梯度化及差异化供应，既避免热量的无效流失，又能使 用户端的热水使用更加舒适、人性化，有效减小太阳能热量的损失，使太阳能得到最大化的 利用。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包 括通过供水主管、下行循环主管、分户支管、回水主管连成换热回路的太阳能集热器、循环 水泵和若干分户水箱，所述的换热回路中设有若干温度传感器，所述的循环水泵、温度传感 器分别通过电缆和PLC可编程监控主机相连，和所述的分户水箱的换热管的进口相连的分 户支管上设有角行程式电动调节阀，和所述的分户水箱的用水出口相连的用水管路上设有 流量传感器，所述的角行程式电动调节阀、流量传感器分别通过电缆和所述的PLC可编程 监控主机相连。温度传感器实时检测换热回路中各处的温度，流量传感器实时检测每户的 热水使用量，PLC可编程监控主机内部的工作程序对这些参数进行分析和处理，发出信号控 制循环水泵的运行以及角行程式电动调节阀的开启度。角行程式电动调节阀是由角行程的 电动执行器配合角行程的阀使用，能够实现阀门90度以内旋转从而控制管道流体的通断及流量大小。根据需要可将角行程式电动调节阀的调节开度分为10个位置，一个调节位置 为10度，整体调整幅度为90度，其中0档为关闭状态，9档为开启度最大状态，通过PLC可 编程监控主机的内部程序将温度信号与电动调节阀的开启级数进行匹配来控制电动调节 阀的步进电机的驱动，预先设定不同温度范围的开启度，从而控制管道的变流量工作状态， 同时PLC可编程监控主机监测设置在分户水箱用水出口端的流量传感器，比较水箱温度变 化与实际热水使用情况的关系，从而判断用户使用热水的频率，实现热量的差异化供应即 热水使用量大的用户的角行程式电动调节阀的开度较大，供热较多；热水使用量小的用户 的角行程式电动调节阀的开度较小，供热较少。有效避免太阳能热量的无效流失，使太阳能 得到最大化的利用。作为优选，两根下行循环主管位于底层用户处的管段通过带有电磁阀的管路相 连，所述的电磁阀通过电缆和所述的PLC可编程监控主机相连。该电磁阀的设置提高了换 热效率。当管道中介质水温度还处于较低温度时，该电磁阀开启、角行程式电动调节阀关 闭，太阳能集热器先加热供水主管、下行循环主管、回水主管内的介质水，避免热量在不需 要的管段内造成不必要的损失。当上述这些管路中的介质水被加热到一定温度后，该电磁 阀关闭、角行程式电动调节阀开启(不同用户开启不同角度)，分户水箱换热。作为优选，所述的温度传感器包括设于太阳能集热器上的温度传感器、设于回水 主管上的温度传感器、分别设于分户水箱的上部和下部的温度传器以及设于和供水主管相 连的下行循环主管上并且靠近与每户的分户支管的连接处的温度传感器。本技术的有益效果是通过在分户支管上设置能够调节开启度的角行程式电 动调节阀，由PLC可编程监控主机实时监测各分户水箱的热水温度及流量变化情况，来综 合判断不同用户的热水实际需求，再由PLC可编程监控主机自动调节角行程式电动调节阀 的开启度来调整进入各分户水箱的换热管的热流量，从而保证能够优先满足热水使用率较 大住户的需求，对于长期无热水使用记录的用户可采取截流的措施，避免热量在不必要的 管段运行及在分户水箱内存储造成的热量损失，使太阳能热量得到很好的分配和利用，有 效提高太阳能的利用效率。附图说明图1是本技术的一种系统连接示意图。图中1.供水主管，2.下行循环主管，3.分户支管，4.回水主管，5.太阳能集热器， 6.循环水泵，7.分户水箱，8.温度传感器，9. PLC可编程监控主机，10.角行程式电动调节 阀，11.流量传感器，12.电磁阀。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统，如图1所 示，包括太阳能集热器5、循环水泵6、多个分户水箱7和PLC可编程监控主机9。太阳能集 热器5通过供水主管1和循环水泵6相连，循环水泵6通过供水主管1和下行循环主管2相 连，下行循环主管2再和各用户的供水的分户支管3相连，各用户的回水的分户支管再通过 另一根下行循环主管和回水主管相连，回水主管4再和太阳能集热器5相连，从而构成换热回路。和分户水箱7的换热管的进口相连的分户支管3上安装有角行程式电动调节阀10， 和分户水箱7的用水出口相连的用水管路上安装有流量传感器11。两根下行循环主管2位 于底层用户处的管段通过带有电磁阀12的管路相连。太阳能集热器5上安装有一个温度 传感器8，回水主管4上安装有一个温度传感器8，每个分户水箱7的上部和下部各安装有 一个温度传器8，和供水主管1相连的下行循环主管2上并且靠近与每户的分户支管3的连 接处安装有温度传感器8。角行程式电动调节阀10、电磁阀12、流量传感器11以及各温度 传感器8分别通过电缆和PLC可编程监控主机9相连。图1中虚线表示电连接的电缆线。太阳能集热器的温度为Tl，回水主管的温度为T2，供水的下行循环主管上的温 度传感器采集的温度为T3，分户水箱的上、下部的温度分别为T5与T4。阵列式连接组成的太阳能集热器采集太阳辐照量，PLC可编程监控主机自动监测 太阳能集热器的温度Tl和回水主管上的温度T2，当Tl- T2彡Δ T ( Δ T可根据实际设定)， PLC可编程监控主机指令循环水泵启动运行，并指令设置在底层下行循环主管段的电磁阀 开启，系统首先加热供水主管、下行循环主管及回水主管中介质水的温度。在主管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种自动调节热量分配的太阳能热水循环控制系统，包括通过供水主管（１）、下行循环主管（２）、分户支管（３）、回水主管（４）连成换热回路的太阳能集热器（５）、循环水泵（６）和若干分户水箱（７），所述的换热回路中设有若干温度传感器（８），所述的循环水泵（６）、温度传感器（８）分别通过电缆和ＰＬＣ可编程监控主机（９）相连，其特征在于和所述的分户水箱（７）的换热管的进口相连的分户支管（３）上设有角行程式电动调节阀（１０），和所述的分户水箱（７）的用水出口相连的用水管路上设有流量传感器（１１），所述的角行程式电动调节阀（１０）、流量传感器（１１）分别通过电缆和所述的ＰＬＣ可编程监控主机（９）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新明，廖春波，王挺，倪宏演，范伟，李敏妃，
申请(专利权)人：崔新明，
类型：实用新型
国别省市：86