太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器制造技術

本實用新型專利技術涉及太陽能控制技術領域，尤其涉及一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器。包括溫度采集模塊、單片機、供電模塊以及繼電器輸出模塊；溫度采集模塊包括多路選通器、多個溫度傳感器、放大器以及模數轉換模塊；多個溫度傳感器將溫度信號傳送給所述多路選通器，多路選通器通過所述放大器將溫度信號傳送模數轉換模塊；單片機接收所述數字溫度信號；繼電器輸出模塊用于控制閥門及水泵的啟停。該控制器能夠對太陽能熱水循環、地下水循環的集熱器進、出口溫度，熱泵機組冷凍水循環出口溫度和機組冷凍水循環的出溫度進行監測，并自動計算，使太陽能集熱系統與地源熱泵系統互相匹配，實現現場穩定供熱。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及太陽能控制
，尤其涉及一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器。
技術介紹
熱泵作為一種環保節能型空調技術，熱源的主要有空氣源、水源、太陽能及地下土壤等，因此具有清潔、高效、節能等優點，但在我國某些地區（如北方地區）長期運行過程中由于季節冷熱負荷的不平衡性，會產生地下溫度場失衡的問題。而太陽能具有儲量巨大和利用清潔的優點，但也存在著能量密度低，使用過程因太陽輻射照度隨季節與晝夜的變化運行很不穩定等缺點。因此20世紀70年代開始，人們開始將太陽能集熱器和地源熱泵結合起來研究，經過國內外學者多年的試驗與實測研究證明太陽能-地源熱泵系統相比單一熱源熱泵，具有更多優點，并在國內外逐漸得到重視。太陽能與地熱能的組合具有很好的互補性。太陽能的加入可以彌補熱負荷需求大的時候地源熱泵制熱量不足、效率低的缺陷，地熱能的加入可以克服太陽能熱泵受天氣影響嚴重的缺點，使運行更穩定；太陽能熱泵在天氣情況好的季節（夏季）供熱量較大，但是需熱量較小，天氣情況差的季節（冬季）供熱量較小，但是需熱量較大，而地源熱泵由于土壤溫度常年穩定，其供需熱量規律恰好相反。對于地源熱泵，由于太陽能的加入，可以實現間歇運行，使土壤溫度在日間得到一定程度的恢復，從而提高土壤源熱泵的COP；對于太陽能熱泵，由于地熱能的加入使得系統在陰雨天及夜間仍能夠在適宜的低溫熱源溫度下運行，同時還可省去或減小蓄熱水箱的容量或輔助熱源的大小。目前，地源熱泵系統在長期使用過程中會從地下過多地取熱或向地下過多地散熱，造成地下溫度場的波動，從而造成蒸發器、冷凝器內水溫的變化，從而影響機組的COP值。
技術實現思路
本技術的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器，能夠對太陽能熱水循環、地下水循環的集熱器進、出口溫度，熱泵機組冷凍水循環出口溫度和機組冷凍水循環的出溫度進行監測，并自動計算，使太陽能集熱系統與地源熱泵系統互相匹配，實現現場穩定供熱。本技術為實現上述目的，采用以下技術方案：一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器，其特征在于:包括溫度采集模塊、單片機、供電模塊以及繼電器輸出模塊；所述溫度采集模塊包括多路選通器、多個溫度傳感器、放大器以及模數轉換模塊；所述多個溫度傳感器將溫度信號傳送給所述多路選通器，所述多路選通器通過所述放大器將溫度信號傳送模數轉換模塊，所述模數轉換模塊將轉換的數字溫度信號傳送給所述單片機；所述單片機接收所述數字溫度信號，并控制所述繼電器輸出模塊工作；所述繼電器輸出模塊用于控制閥門及水泵的啟停；所述供電模塊用于對單片機以及溫度采集模塊、繼電器輸出模塊供電。優選地，所述單片機還與看門狗芯片以及通訊電路連接。優選地，在所述繼電器輸出模塊與所述單片機之間連接有74LS273觸發器。優選地，所述放大器采用LM358N放大器以及AD620AN放大器。優選地，所述模數轉換模塊采用TLC2543芯片及其光電耦合器。本技術的有益效果是:相對于現有技術，本裝置結構簡單，能耗低，安全性高，該控制器能夠對太陽能熱水循環、地下水循環的集熱器進、出口溫度，熱泵機組冷凍水循環出口溫度和機組冷凍水循環的出溫度進行監測，并自動計算，使太陽能集熱系統與地源熱泵系統互相匹配，實現現場穩定供熱。本技術控制器采用PLC作為控制核心，用上下位機相配合，能夠實現供熱模式的自動切換，大大提高對溫度控制的快速性和準確性，有利于能源的高效利用。附圖說明圖1為本技術的電路原理框圖；圖2為本技術中溫度采集模塊的電路原理圖；圖3為本技術中放大器以及模數轉換模塊的電路原理圖；圖4為本技術中單片機及其外圍電路的電路原理圖；圖5為本技術中通訊模塊的電路原理圖；圖6為本技術中看門狗芯片及其外圍電路的電路原理圖；圖7為本技術中繼電器輸出模塊的電路原理圖；圖8為本技術中供電模塊的電路原理圖；圖9為本技術的整體電路原理圖。具體實施方式下面結合附圖及較佳實施例詳細說明本技術的具體實施方式。如圖1和圖9所示，一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器，包括溫度采集模塊、單片機、供電模塊以及繼電器輸出模塊；所述溫度采集模塊包括多路選通器、多個溫度傳感器、放大器以及模數轉換模塊；所述多個溫度傳感器將溫度信號傳送給所述多路選通器，所述多路選通器通過所述放大器將溫度信號傳送模數轉換模塊，所述模數轉換模塊將轉換的數字溫度信號傳送給所述單片機；所述單片機接收所述數字溫度信號，并控制所述繼電器輸出模塊工作；所述繼電器輸出模塊用于控制閥門及水泵的啟停；所述供電模塊用于對單片機以及溫度采集模塊、繼電器輸出模塊供電。該控制器通過溫度采集模塊能夠對太陽能熱水循環、地下水循環的集熱器進、出口溫度，熱泵機組冷凍水循環出口溫度和機組冷凍水循環的出溫度進行監測，并通過多路選通器、放大器及其模數轉換模塊傳送給單片機中，單片機通過自動計算，使太陽能集熱系統與地源熱泵系統互相匹配，實現現場穩定供熱。如圖6所示，所述單片機還與看門狗芯片以及通訊電路連接。看門狗芯片采用MAX691A芯片，MAX691是美國MAXIM公司生產的微處理器監控電路。由于技術先進，功能完整，精度較高，該電路在自動控制、自動測量及便攜產品等領域得到廣泛應用。如圖7所示，在所述繼電器輸出模塊與所述單片機之間連接有74LS273觸發器。74LS273是一種帶清除功能的8D觸發器，1D～8D為數據輸入端，1Q～8Q為數據輸出端，正脈沖觸發，低電平清除，常用作數據鎖存器,地址鎖存器。D0～D7：出入；Q0~Q7：輸出；第一腳WR：主清除端，低電平觸發，即當為低電平時，芯片被清除，輸出全為0（低電平）；CP（CLK）：觸發端，上升沿觸發，即當CP從低到高電平時，D0~D7的數據通過芯片，為0時將數據鎖存，D0~D7的數據不變。如圖3所示，所述放大器采用LM358N放大器以及AD620AN放大器。LM358里面包括有兩個高增益、獨立的、內部頻率補償的雙運放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，它的應用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運放的地方使用。AD620為一個低成本,高精度的單片儀器放大器,為8腳SOIC塑封外形。AD620的單片結構和激光晶體調整,允許電路元件緊密匹配和跟蹤,從而保證電路固有的高性能。AD620為三運放集成的儀表放大器結構,為保護增益控制的高精度,其輸入端的三極管提供簡單的差分雙極輸入,并采用β工藝獲得更低的輸入偏置電流,通過輸入級內部運放的反饋,保持輸入三極管的集電極電流恒定,并使輸入電壓加到外部增益控制電阻RG上。如圖3所示，所述模數轉換模塊采用TLC2543芯片及其光電耦合器。TLC2543是11通道12位串行A/D轉換器。光電耦合器能夠使前端和負載完全隔離，增加安全性，減小電路干擾本裝置結構簡單，能耗低，安全性高，該控制器能夠對太陽能熱水循環、地下水循環的集熱器進、出口溫度，熱泵機組冷凍水循環出口溫度和機組冷凍水循環的出溫度進行監測，并自動計算，使太陽能集熱系統與地源熱泵系統互相匹配，實現現場穩定供熱。本技術控制器采用PLC作為控制核心，用上下位機相配合，能夠實現供熱模式的自動切換，大大提高對溫度控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器，其特征在于:包括溫度采集模塊、單片機、供電模塊以及繼電器輸出模塊；所述溫度采集模塊包括多路選通器、多個溫度傳感器、放大器以及模數轉換模塊；所述多個溫度傳感器將溫度信號傳送給所述多路選通器，所述多路選通器通過所述放大器將溫度信號傳送模數轉換模塊，所述模數轉換模塊將轉換的數字溫度信號傳送給所述單片機；所述單片機接收所述數字溫度信號，并控制所述繼電器輸出模塊工作；所述繼電器輸出模塊用于控制閥門及水泵的啟停；所述供電模塊用于對單片機以及溫度采集模塊、繼電器輸出模塊供電。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能及地源熱泵機組聯合供熱控制器，其特征在于:包括溫度采集模塊、單片機、供電模塊以及繼電器輸出模塊；所述溫度采集模塊包括多路選通器、多個溫度傳感器、放大器以及模數轉換模塊；所述多個溫度傳感器將溫度信號傳送給所述多路選通器，所述多路選通器通過所述放大器將溫度信號傳送模數轉換模塊，所述模數轉換模塊將轉換的數字溫度信號傳送給所述單片機；所述單片機接收所述數字溫度信號，并控制所述繼電器輸出模塊工作；所述繼電器輸出模塊用于控制閥門及水泵的啟停；所述供電模塊用于對單片機以及溫度采集模塊、繼電器輸出模塊供電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：婁承芝，田浩，趙會春，周令昌，
申請(專利權)人：標能和信能源環保技術天津有限公司，
類型：新型
國別省市：天津;12