CN102734959B - 一种自动补液承压式太阳能热水器的补水控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动补液承压式太阳能热水器及其补水控制方法，属于家用电器技术领域。该热水器包括水箱、集热联箱以及循环管路和控制电路，水箱和集热联箱分别设有第一和第二温度传感器，水箱预定位置设有液位传感器，控制电路的信号输出端通断执行器件的受控端，控制电路定时采集水箱的水温，通过智能控制，自动在合适的时候补充换热介质，彻底杜绝真空管因温度变化过大而炸裂，保证系统运行安全可靠，同时有助于保护水箱。

Description

一种自动补液承压式太阳能热水器的补水控制方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器，尤其是一种自动补液承压式太阳能热水器及其补水控制方法，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

据申请人了解，现有承压式太阳能热水器按照换热循环方式的差异可分为:

1.强制循环式:借助循环泵使换热介质在集热器与储热水箱之间强制循环。优点是：储热水箱可位于任何位置、安装相对美观。缺点是：系统复杂且成本高，由于集热系统为承压闭式，所以系统运行2-3年后需要定期补充换热介质；

2.自然循环式：系统采用热虹吸原理，换热介质在集热器与储热水箱之间自然循环换热。优点是：系统相对简单，成本比强制循环系统低。缺点是：由于集热系统为承压闭式，所以系统运行2-3年后需要定期补充换热介质，由于集热器为闭式，系统成本依然较高。

虽然设置缺水传感器件，并通过控制电路自动开启补水管路，实现自动补水并不困难。然而，由于补水温度较低，很容易引起玻璃质的集热管炸裂（俗称炸管）。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种可以有效避免炸管的自动补液承压式太阳能热水器的补水控制方法。

为了达到以上目的，本发明的自动补液承压式太阳能热水器包括水箱、集热联箱以及换热循环管路和控制电路，所述水箱通过换热循环管路与集热联箱形成热交换回路，所述集热联箱与真空集热管相连且与通断执行器件控制的补水管路连通，所述水箱和集热联箱分别设有第一和第二温度传感器，所述水箱预定位置设有液位传感器，所述第一和第二温度传感器以及液位传感器的信号输出端分别接控制电路的对应输入端，所述控制电路的信号输出端接所述通断执行器件的受控端。

其进一步的完善包括：

1）所述水箱具有换热舱，所述水箱的换热舱通过换热循环管路与集热联箱形成热交换回路。

2）所述水箱的换热舱一侧装有功能罐，所述功能罐的中部通过水平出液管与所述换热舱的上部连通，所述功能罐的底部通过回液管与所述换热舱的中部连通。

3）所述回液管设有液位传感器。

4）所述补水管路与水箱的冷水进口管路并联。

所述控制电路的一次补水控制过程为：定时采集水箱的水温、采集液位传感器的液位参数和集热联箱的温度；分别判断预定时间间隔水箱的水温下降是否大于预定温降阈值、水箱预定位置的水位是否低于预定水位阈值、集热联箱的温度是否低于预设温度阈值；当各判断结果均为是时，输出控制信号开启通断执行器件。

例如，所述控制电路的一次补水控制步骤为：

第一步、定时采集水箱的水温；

第二步、判断预定时间间隔水箱的水温下降是否大于预定温降阈值，如大于则进行下一步，否则返回第一步；

第三步、采集液位传感器的液位参数；

第四步、判断水箱预定位置的水位是否低于预定水位阈值，如是则进行下一步，否则返回第一步；

第五步、采集集热联箱的温度；

第六步、判断集热联箱的温度是否低于预设温度阈值，如是则进行下一步，否则返回第五步；

第七步、输出控制信号开启通断执行器件。

本发明的工作原理为：真空管集热器内的介质通过热虹吸和集热联箱内的介质实现自然循环换热,同样原理，集热联箱内的介质与水箱内的介质通过对流进行换热。当真空管集热器内的介质出现挥发后，布置在水箱预定位置的液位传感器探测到缺液,同时第二温度传感器通过感知集热联箱内温度在预设温度以下时，才控制开启通断执行器件，给换热系统补液；否则将暂不进行补液，等待集热联箱内温度下降到预设温度之下后，才完成补液动作，从而有效避免炸管。

不难理解，采用本发明后，换热系统依然承压运行，可以通过智能控制，自动在合适的时候补充换热介质，彻底杜绝真空管因温度变化过大而炸裂，保证系统运行安全可靠，同时有助于保护水箱。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1实施例的控制逻辑流程图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的自动补液承压式太阳能热水器如图1所示，包括一端具有换热舱6的水箱8、下部与一排真空管集热器1连通的集热联箱9，以及循环管路和控制电路。循环管路含有换热上行管4和换热回流管3，水箱8的换热舱6通过换热上行管4和换热回流管3与集热联箱9形成热交换回路。当真空管集热器1被太阳光照射后，其中的介质通过热虹吸和集热联箱9内的介质实现自然循环换热，集热联箱9内的介质与水箱8的换热舱6介质对流换热，从而加热水箱中的水。

换热回流管3与通断执行器件——电磁阀2控制的通往水源的补水管路连通，从而实质上构成了集热联箱9与电磁阀2控制的补水管路连通，该补水管路与水箱8的冷水进口管路并联。水箱8和集热联箱9分别设有第一温度传感器和第二温度传感器10，水箱8的换热舱6一侧装有功能罐7，该功能罐的中部通过水平出液管与换热舱6的上部连通，功能罐7的底部通过回液管与换热舱6的中部连通，回液管作为预定位置设有液位传感器5。上述第一、第二温度传感器以及液位传感器的信号输出端分别接控制电路的对应输入端，控制电路的信号输出端接电磁阀2的受控端，控制电路的一次补水控制步骤为：

第一步、定时采集水箱的水温Ts；

第二步、判断预定时间间隔半小时水箱的水温下降ΔT是否大于预定温降阈值3℃，如大于则进行下一步，否则返回第一步；

第三步、采集液位传感器的液位参数；

第四步、判断水箱预定位置的水位是否低于预定水位阈值（即W=1），如是则进行下一步，否则返回第一步；

第五步、采集集热联箱的温度Tn；

第六步、判断集热联箱的温度Tn是否低于预设温度阈值40℃，如是则进行下一步，否则返回第五步；

第七步、输出控制信号开启通断执行器件。

由此可见，本实施例启动补液必须同时满足以下三个条件：

1.发现缺液；

2.当水箱内一段时间内有温降，说明用户在该时间段内用水，因此需要补水——此判断可以避免用户不用水期间频繁补水导致的水箱内搪瓷受损而减少水箱寿命，并且频繁补水会导致水垢较多；

3.联箱内温度低于或等于一定温度，如40℃，从而防止温度较高时补水引起炸管。

实验证明，采用本实施例后，在承压运行情况下，热水器系统可以自动智能补充换热介质，有效避免真空管炸管，有利于保护水箱和真空管，运行可靠。

Claims (2)

1.一种自动补液承压式太阳能热水器的补水控制方法，该自动补液承压式太阳能热水器包括水箱、集热联箱以及换热循环管路和控制电路，所述水箱通过换热循环管路与集热联箱形成热交换回路，所述集热联箱与真空集热管相连且与通断执行器件控制的补水管路连通，所述水箱和集热联箱分别设有第一和第二温度传感器，所述水箱预定位置设有液位传感器，所述第一和第二温度传感器以及液位传感器的信号输出端分别接控制电路的对应输入端，所述控制电路的信号输出端接所述通断执行器件的受控端，其中，所述控制电路的一次补水控制过程为：定时采集水箱的水温、采集液位传感器的液位参数和集热联箱的温度；分别判断预定时间间隔水箱的水温下降是否大于预定温降阈值、水箱预定位置的水位是否低于预定水位阈值、集热联箱的温度是否低于预设温度阈值；当各判断结果均为是时，输出控制信号开启通断执行器件。

2.根据权利要求1所述自动补液承压式太阳能热水器的补水控制方法，所述控制电路的一次补水控制步骤为：

第一步、定时采集水箱的水温；

第二步、判断预定时间间隔水箱的水温下降是否大于预定温降阈值，如大于则进行下一步，否则返回第一步；

第三步、采集液位传感器的液位参数；

第四步、判断水箱预定位置的水位是否低于预定水位阈值，如是则进行下一步，否则返回第一步；

第五步、采集集热联箱的温度；

第六步、判断集热联箱的温度是否低于预设温度阈值，如是则进行下一步，否则返回第五步；

第七步、输出控制信号开启通断执行器件。

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