[实用新型]一种基于多传感器的智能控制太阳能热水器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能领域，尤其涉及一种基于多传感器的智能控制太阳能热水器。 

背景技术

太阳能作为一种洁净的可再生能源，具有其它能源无可比拟的无环境污染、无安全隐患等优点。随着全国各地用电、用气的日益紧张，太阳能热水器越来越受到人们的青睐。 

传统的太阳能热水器将集热管和水箱安装在建筑物的楼顶，集热管吸收太阳的热量使水温升高，热水储备于水箱中，当需要的时候，热水由户外的热水管引入室内，供人们使用。在夏季，由于光照时间长、强度高，造成水箱内水温过高，热水不能直接使用，需依靠热水管与自来水管连接，由混合阀来调节水温的高低，这样出水温度波动大，在使用时常常需要反复调节，不仅麻烦，而且大大降低了洗浴的舒适性。在冬季，尤其是在北方，因光照时间短、强度小，水箱内的热水往往达不到人们需要的温度，此时水箱内的加热器工作，先将热水加热到所需的温度，由此人们在冬季使用时很不方便，易发生感冒，不但洗浴的舒适性较差，而且还造成了水资源的浪费。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够恒温出水的基于多传感器的智能控制太阳能热水器。 

因为热水器中的主要加热部件是集热器，因此本实用新型主要通过控制集热器的出水温度来实现太阳能热水器的恒温出水。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种基于多传感器的智能控制太阳能热水器，包括集热器，集热器的进水口通过管道与外部水源连通，其特征在于，所述基于多传感器的智能控制太阳能热水器，还包括温度传感器、光照传感器、流量传感器、流量控制器和中央控制器；所述温度传感器为两个，分别设置在集热器的进水口和出水口，用于测量集热器的进水口和出水口的水 的温度；所述光照传感器设置在集热器的吸热部，用于检测太阳光的强度；所述流量传感器设置在进水口与外部水源的连接管道上，用于测量进入集热器的水的流量；所述流量控制器设置在进水口与外部水源的连接管道上，用于控制进入集热器的水的流量；所述温度传感器、光照传感器、流量传感器、流量控制器与所述中央控制器之间通讯连接；所述中央控制器包括调节单元，所述调节单元根据所述温度传感器、光照传感器和流量传感器的测量值，产生控制所述流量控制器的调节信号，以改变流入相应的所述集热器的水的流量，使得所述集热器内的流体温度保持不变。 

管道内水的单位时间的流量值的公式为：ΔV＝(R×A×η)/(ρ×CL×(T3-T))，其中ΔV为管道内流体单位时间的流量值，R为太阳辐射值，A为集热器有效吸热面积，η为热损失系数，取值范围为0.95-0.98之间，ρ为管道内水的密度，CL为管道内水所在温度区间的平均比热，T3是集热器需要达到的水温，T是集热器的平均水温，即T＝(T1+T2)/2，T1、T2分别为集热器出口和集热器入口的温度。 

所述中央控制器还包括数据存储单元、逻辑控制器，数据存储单元用于存储温度传感器、光照传感器、流量传感器测量的数值以及流量值的公式，所述逻辑控制器根据所述测量的数值以及流量值的公式计算单位时间的流量值，计算流量值与流量传感器的测量值进行对比，以确定增大还是减小流量，使得所述管道内的流体温度保持不变。 

所述集热器内设置电加热装置。 

所述集热器还包括太阳能跟踪系统。 

所述集热器进一步包括：设定时间段，测得每个所述时间段平均太阳辐照值；测得每个所述时间段平均集热器的出口温度T1；测得每个所述时间段的平均所述集热器出口温度T2；根据设定集热器终端温度T3以及测量的数值计算集热器的水的流量。 

流量控制器是阀门或泵。 

与现有技术相比较，本实用新型基于多传感器的智能控制太阳能热水器具有如下的优点： 

1)可以通过测量温度和光照强度，通过控制流量来实现热水器温度的恒定； 

2)通过设置电加热装置，可以实现在天气不好的情况下对热水器独立进行加热控制，也可以同温度传感器、光照传感器、流量传感器和中央控制器一起 实现对热水器温度的共同控制。 

3)可以按照时间段对热水器温度进行控制。 

附图说明

图1为本实用新型太阳能热水器的示意图 

图2为本实用新型温度控制的流程示意图 

附图标记如下：1集热器，2集热器出口的温度传感器的位置，3集热器入口的温度传感器的位置，4流量传感器的位置，5中央控制器，6电加热装置，7流量控制器的位置 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。