268-某连续恒温供水型太阳能热水系统控制原理介绍.pdfVIP

某连续恒温供水型太阳能热水系统 控制原理介绍 陆观立（福建省建筑科学研究院 福州 350025） 摘 要：本文通过对较为普遍运用的连续恒温供水型太阳能热水系统的控制流程进行深 入研究，并经过多个项目的实践后，总结出太阳能热水系统的智能化、高效节能运行的控制 原理。 关键词：太阳能热水系统 控制原理 运算逻辑 高效节能 1 前言 随着我国经济快速发展，人民生活水平不断提高，我国能源消耗量也越来越大。但我国 传统能源相对缺乏、且传统能源的使用还造成生态环境日益恶化，由此鼓励开发利用取之不 尽、用之不竭、清洁无污染且分布广泛的可再生能源成为国家政策[1] 。太阳能热水系统由于 其显著的经济、环境效益，在我省得到了广泛的应用。但在我省太阳能热水系统应用过程中， 部分太阳能热水控制系统缺乏深度设计，施工单位也未对太阳能热水控制原理进行了解和深 化，从而造成太阳能热水系统无法实现智能化、高效节能运行。由此，课题组对较为普遍运 用的连续恒温供水型太阳能热水系统的控制流程进行深入研究，并经过多个项目的实践后， 总结出太阳能热水系统的智能化、高效节能运行的控制原理。 2 太阳能热水系统概况 2.1 系统组成 某连续恒温供水型太阳能热水系统，共配置真空管集热器82 ㎡，空气源热泵一台，贮热 水箱和恒温水箱各一个，控制系统一套，以及水泵、管道等相关配件若干。其中控制系统主 要由传感器、控制器、执行器等部分组成，传感器主要包括温度传感器、水位传感器等；控制 器主要包括PLC 控制器等；执行器主要包括水泵启动装置、辅助热源启动装置等；该太阳 能热水系统控制流程图详见图1。 作者信息：陆观立 出生年月：1985.12 性别：男 学历：硕士研究生 职称：工程师 研究方向：建筑节能 通信地址：福州市杨桥中路162 号 350025 电话 Email 图1 系统控制流程图 图中：T1—集热器进口温度传感器；T2—集热器出口温度传感器；T3—贮热水箱温度 传感器；T4—恒温水箱温度传感器；T5—热水回水管末端温度传感器；H1—贮热水箱全程 水位传感器； H2—恒温水箱全程水位传感器；B1—集热器循环泵；B2—辅助热源循环泵； B3—热水提升泵；B4—冷水补水泵；B5—热水供水泵；B6—热水回水泵。 2.2 系统控制要求 该太阳能热水系统，除了要求能够实现连续恒温供热水，自动补水和回水，以及过热保 护等基本功能外，还要求太阳能热水系统能够根据太阳能辐照情况，优先使用太阳能集热器 进行集热生产热水；并且能够在辐照量不足的时候，启动辅助热源进行加热生产热水。从而， 真正实现太阳能热水系统智能化、高效节能的运行控制。 3 控制原理介绍 课题组通过对该型太阳能热水系统的控制流程进行深入研究，并经过多个项目的实践 后，总结出太阳能热水系统的智能化、高效节能运行的控制原理。现介绍如下： 3.1 太阳能集热循环控制原理 通过温度传感器T1 和T2 采集太阳能集热器进口水温、出口水温，并将采集信息传送 至控制器，通过控制器进行运算判断，当进出口温差大于设定值（一般可设为5℃）时，控 制器输出启动集热器循环泵B1 指令，水泵收到控制指令后启动；当进出口温差小于设定值 （一般可设为3℃）时，控制器输出关闭集热器循环泵信号，水泵收到控制指令后关闭。控 制器运算逻辑为：若T2-T1 ≥5℃，则B1 启动；若T2-T1 ＜3℃，则B1 关闭。 3.2 辅助热源制热循环控制原理 通过水位传感器H2 采集恒温水箱水量L 信息，并将采集信息传送至控制器，通过控制 2 器进行运算判断，当恒温水箱水量小于设定值L2min （L2min 应根据系统用水负荷特征和辅助 热源制热量设定）时，控制器输出启动辅助热源和辅助热源循环泵指令，辅助热源和辅助热 源循环泵收到指令后启动；当恒温水箱水量L2 大于设定值L2mid （L2mid 应根据恒温水箱容量 和辅助热源制热量设定）时，控制器输出关闭辅助热源和辅助热源循环泵指令，辅助热源和 辅助热源循环泵收到控制指令后关闭。控制器运算逻辑如为：若L2 ≤L2