太阳热水工程智能控制系统的设计

太阳能供热水具有可靠性差，每天产热水量不确定等缺点，必须采用太阳能与辅助加热相结合的方法来解决热水保证率的问题。如何使太阳能热水系统达到既能充分利用太阳能产生的热水，又能确保热水供应的可靠性，是太阳能热水工程必须解决的问题；另外，太阳能热水系统的可靠性，系统运行的合理性等也是工程设计者必须考虑的问题。以上问题，除了太阳集热器等系统产品本身的质量外，电气控制系统设计的成功与否也是保证该太阳热水系统能否可靠、智能运行的关键。

控制系统设计应考虑的问题 目前，常用的太阳热水系统主要有自然循环系统、强迫循环系统和定温放水系统。不同的太阳热水系统，其控制系统的设计也不同。为了叙述问题的方便，本文仅以比较常用的，带电辅助加热的定温放水太阳热水系统为例，其系统运行主要应考虑以下问题：如何实现太阳能加热系统定温出热水；当太阳能产生的热水装满储热水箱时，如何继续有效的利用太阳能；当太阳能产热水量不足时，如何起动电辅助加热补充所需热水； 如何既确保热水供应的可靠性，又最大限度地利用太阳能产生的热水，减少不必要的电辅助加热，从而降低运行成本；如何解决冬季的防冻问题，系统的漏电保护、过热保护等问题；如何实现上述要求的自动化、智能化控制，系统远距离监控等。

通过检测太阳集热器出口的水温，可以很容易地实现太阳能加热系统定温出热水。这种方式目前广泛的采用，且效果良好。当太阳能加热产生的热水装满储热水箱时，可以通过温差循环加热的方法，继续有效地利用太阳能加热。可以通过PLC可编程控制器来实现智能全自动控制。实际上，控制系统的关键主要是通过对储热水箱水温、水量、时间3个参数的监控和调节来实现的。根据单位时间电辅助加热的产热水量，来确定电加热需要加热的时间。

通过控制管路和水箱的水温，可以实现系统的防冻问题；根据太阳集热器出口的水温、可以判定系统是否过热；通过检测和调节管路和水箱的水温，可以解决冬季防冻问题；在控制系统中增设漏电保护开关、确保系统接地良好，可以解决系统的漏电保护问题。实现系统的智能化全自动控制，关键是根据系统的水温、温差、水量、时间等来确定太阳能或电辅助加热的运行或停止。因此，控制系统应具有自动计算和根据计算结果自动控制的功能。现在PLC编程可以很方便的实现上述功能，并可以远距离显示和监控，还可以任意升级控制程序，优化控制功能。
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