一種太陽能熱水系統節能控制器技術方案

本實用新型專利技術公開了一種太陽能熱水系統節能控制器，包括主控制板、液晶顯示操作板、溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器；所述的主控制板采用SPI總線的方式與液晶顯示操作板相連接，溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器分別與主控制板上相應的傳感器接口相連接。本實用新型專利技術具有速度快、效率高、功耗低等特點；對多路溫度、液位的同時測量，能夠保證實時同步性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種太陽能熱水系統節能控制器
本技術涉及一種太陽能熱水系統節能控制器，主要用于太陽能熱水工程現場的監測、控制以及數據上傳存儲與分析，是一種運行高效、功能齊全的太陽能熱水系統控制器。
技術介紹
太陽能作為無污染的清潔綠色能源，是實現“節能減排”的有效手段，隨著政府對節能減排的重視程度日漸上升，以及鼓勵太陽能熱利用發展的政策相繼出臺，使得太陽能熱水系統工程市場得到了迅速地發展。 太陽能熱水工程要遠比家用太陽能熱水器復雜，對系統運行的穩定性、可靠性要求很高，并且需要對系統中出現的故障問題及時進行維護與處理。同時在能源日趨緊張的今天，更加需要充分利用好太陽能以減少輔助能源的投入，這對控制器的性能提出了較高的要求，因此具有一款人機交互簡便、控制方法優異、節能效果顯著的太陽能控制器顯得尤為重要。目前，國內的大部分太陽能熱水系統控制器出現了界面不友好、操作不簡易、控制不精良、維護不方便、適用領域狹小、節能效果不明顯等缺點，難以得到廣大用戶的認可。
技術實現思路
針對現有太陽能熱水系統控制器存在的不足，本技術利用新的技術研制一種應用于國內太陽能熱水工程市場且集溫度測量、液位測量、太陽能輻照度測量、用戶參數設置、運行狀態顯示、控制狀態輸出、數據存儲、歷史數據查詢與上傳功能于一體的節能控制器，從而有效地解決太陽能熱水系統現存的控制問題。 一種太陽能熱水系統節能控制器，包括主控制板、液晶顯示操作板、溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器；所述的主控制板采用SPI總線的方式與液晶顯示操作板相連接，溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器分別與主控制板上相應的傳感器接口相連接。 所述的主控制板包括微處理器模塊、通信模塊、模擬量采集模塊、開關量輸出模塊、電源模塊、外部FLASH存儲模塊； 微處理器模塊通過普通1 口分別與模擬量采集模塊、通信模塊、開關量輸出模塊；通過SPI總線與外部FLASH存儲模塊，電源模塊給各個模塊供電。 液晶顯示操作板包括LED指示燈、與主控制板連接的接口、液晶顯示屏和輸入模塊，所述的輸入模塊、液晶顯示屏、LED指示燈分別通過與主控制板連接的接口與主控制板連接。 本技術采用專為低功耗設計的32位微處理器和24位高精度的AD轉換器，選用低功耗的芯片和特有的優化控制方法，與現有的控制器相比，具有速度快、效率高、功耗低等特點；對多路溫度、液位的同時測量，能夠保證實時同步性；控制器中加入太陽能輔助度的測量為控制方法提供了預測，能夠以最大限度地利用太陽能集熱；控制器能夠自動完成各傳感器信號采集，并根據環境溫度、太陽能輻照度以及用戶設置的目標溫度和液位，自動控制冷水補水量和輔助能源的開啟時間，以最大限度利用太陽能集熱，達到節能的目的；液晶顯示屏帶有屏保顯示功能，節約了電能的消耗；USB通訊接口與上位機的監控分析軟件相連，可以進行實時監測、控制與分析；控制器界面友好，設置簡單，操作方便，符號清晰，能夠自動控制冷水補水量和輔助能源的開啟時間；并且在上傳數據時進入相應的界面，提示當前的操作。 【附圖說明】 圖1為本技術的整體結構示意圖。 圖2為本技術中主控制板的模塊示意圖。 圖3為本技術中液晶顯示操作板的模塊示意圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖對本技術進行詳細說明。 如圖1所示，一種太陽能熱水系統節能控制器，包括主控制板1、液晶顯示操作板2、溫度傳感器3、液位傳感器4、太陽能輻照度傳感器5 ;主控制板I采用SPI總線的方式與液晶顯示操作板2相連接，主控制板I實現所有的控制功能，液晶顯示操作板2負責系統運行狀態的顯示、系統參數設置、與主控制板間通信；各個測量傳感器與主控制板I上的傳感器接口相連接，包括溫度傳感器3、液位傳感器4、太陽能輻照度傳感器5 ;溫度傳感器3采用NTC熱敏電阻，完成多路溫度的測量；液位傳感器4采用壓力式液位傳感器，完成多路液位的測量；太陽能輻照度傳感器5完成太陽能輻照度的測量。 如圖2所示本技術中主控制板包括微處理器模塊1-1、通信模塊1-3、模擬量采集模塊1-2、開關量輸出模塊1-4、電源模塊1-5、外部FLASH存儲模塊1_6。微處理器模塊1-1分別與模擬量采集模塊1-2、通信模塊1-3、開關量輸出模塊1-4、電源模塊1-5、外部FLASH存儲模塊1-6相連接；微處理器模塊1-1通過1 口向開關量輸出模塊1_4輸出開關量控制信號，向通信模塊1-3發送數據及運行狀態信息，接收模擬量采集模塊1-2的數據輸入，接收通信模塊1-3的用戶參數設置，接收電源模塊1-5的電源輸入，通過SPI總線與外部FLASH存儲模塊1-6進行數據的存儲與讀取。 所述微處理器模塊1-1使用32位低功耗微處理器芯片和電阻、電容、晶振共同構成最小系統，完成數據提取與存儲、數據分析與計算、控制策略的運行與處理，將得到的運行狀態通過通信模塊送到液晶顯示操作板實時顯示，送到開關量輸出模塊用于信號的輸出控制，同時將接收到的測量數據和運行的狀態信息通過通信模塊發送給上位機做進一步的處理；能夠接收用戶設置的參數，從而實現人機交互；能夠處理多種異步操作、中斷與異堂巾O 所述模擬量采集模塊1-2，采用多路高精度24位增益可控采集芯片，用磁珠進行模數隔離，該模塊使用溫度傳感器分別對熱水系統中的環境溫度、集熱器出口溫度、熱水回水溫度、水箱溫度進行測量，使用液位傳感器對水箱液位進行測量，使用太陽能輻照度傳感器對太陽能輻照度進行測量，將測量信號轉換為標準電流或電壓信號，再經過AD轉換器轉化為數字信號，最終傳輸給微處理器模塊進行處理。 所述通信模塊1-3，實現主控制板與液晶顯示操作板間的信息傳遞，同時包含USB接口，將USB作為虛擬串口進行通信，該模塊實現主控制板與液晶顯示操作板間的信息交流，實現與上位機的通信，將測量得到的數據與系統運行的各種狀態上傳到上位機進行存儲與查詢以及進行更復雜的處理。 所述開關量輸出模塊1-4，采用多路繼電器輸出，該模塊將微處理器運行的開關量控制信號進行輸出，以此來控制熱水系統中各種泵與閥門的啟停。 所述電源模塊1-5，采用三端穩壓芯片及相應由電阻電容構成的電源濾波網絡，采用外接適配器供電的方式為控制器進行供電。 所述外部FLASH存儲模塊1_6，基于SPI總線的通信方式與微處理器模塊1_1相連接，用來存儲測量數據、運行的狀態信息和用戶的設置參數。 如圖3所示本技術中液晶顯示操作板包括LED指示燈1、與主控制板連接的接口 2、液晶顯示屏3、和輸入模塊，所述的輸入模塊上設有操作按鈕4、操作按鈕5、操作按鈕6、操作按鈕7。操作按鈕4、5、6、7通過與主控制板連接的接口 2與主控制板進行通信。 所述LED指示燈I用于標示控制器是否開啟。 所述與主控制板連接的接口 2實現液晶顯示操作板與主控制板的相互間通信。 所述液晶顯示屏3用于顯示測量數據、系統運行狀態信息、系統設置參數，該模塊接收來自主控制板的控制信號，將這些控制信號進行解析處理，并驅動顯示屏輸出系統運行狀態信息，包括熱水系統管路循環圖、環境溫度、集熱器出口溫度、水箱溫度、熱水回水溫度、水箱液位、太陽能輻照度、集熱器循環泵運行狀態、熱水供水泵運行狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能熱水系統節能控制器，包括主控制板、液晶顯示操作板、溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器；其特征在于：所述的主控制板采用SPI總線的方式與液晶顯示操作板相連接，溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器分別與主控制板上相應的傳感器接口相連接。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能熱水系統節能控制器，包括主控制板、液晶顯示操作板、溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器；其特征在于:所述的主控制板采用SPI總線的方式與液晶顯示操作板相連接，溫度傳感器、液位傳感器、太陽能輻照度傳感器分別與主控制板上相應的傳感器接口相連接。2.根據權利要求1所述的一種太陽能熱水系統節能控制器，其特征在于:所述的主控制板包括微處理器模塊、通信模塊、模擬量采集模塊、開關量輸出模塊、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃國輝，韓欣科，賴曉勇，黃春濤，劉志強，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33