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太陽能熱水工程控制系統設計-天津市偉創太陽能設備有限公司

太陽能熱水工程控制系統設計

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太陽能熱水工程控制系統設計

發布時間:2019-07-22 16:55:00

太陽能熱水工程控制系統設計是怎么樣的呢?天津偉創太陽能熱水工程廠家的工作人員就來給大家詳細的介紹下。
一、概述。
太陽能系統發展至今,控制系統日趨成熟,不斷朝著集成化、自動化、人性化的方向發展。太陽能系統的安裝質量影 響系統的穩定性,太陽能控制系統設計理念的好壞,在很大程度上直接影響系統的運行合理性和節能效果。太陽能控制系統是負責對整個太陽能熱水系統 的監控、運行、調節等功能,現在的技術已經可以通過互聯網遠程控制系統的正常運行。如何使太陽能熱水系統達到既能充分利用太陽能產生的熱水,又 能確保熱水供應的可靠性,是太陽能熱水工程必須解決的問題。
太陽能系統控制柜主要包括單片機控制柜和PLC控制柜。前者結構簡 單、應用廣泛、價格低廉,而后者雖然價格較高,但可以實現可視化編程控制,是目前高端應用控制器。
二、系統設計原則
一個優秀的太陽能控制系統應當具備滿足如下設計原則和要求。
1.最大限度地實現 太陽能熱水系統對電氣控制系統的要求
應弄清楚系統電氣控制的要求,控制元件之間的關系,從操作和安全角度考慮應配置的指標和 控制內容。
2.在滿足生產工藝要求的前提下,力求使控制線路簡單經濟
(1)盡量選用標準電器元件,選用相同的 電器元件,減少電器元件的數量;
(2)選用經過實踐考驗的控制元件,減少不必要的觸點,簡化電氣線路;
(3)盡 量縮短連接導線的長度;
(4)在工作狀態,除必要的電器元件必項須通電外,其余的盡量不通電。
太陽能熱水工程控制系統設計
3.保證電氣控 制線路的可靠性
包括正確連接觸點,正確連接電器的線圈,避免出現寄生電路等。
4.保證電氣控制線路的安全性
應具有完善的保護環節,避免發生事故。如:短路保護、過電流保護、過載保護、漏電保護等。
5.力求操作、維 護
設置電氣隔離,避兔帶電檢修;設置手動、自動轉換開關,以備急用;設置緊急情況下,人工停止按鈕等。
三 、系統組成
太陽能控制系統包括控制柜(信號處理系統、計算機系統、顯示系統、控制輸出系統、人機交互系統)、控制布線、末端傳 感模塊探頭(溫度探頭,傳壓力表)和端執行機構(水泵、電動閥門等)四部分。
1.控制柜
太陽能控制系統控制柜主 要包括信號處理系統,顯示系統,計算機系統,人機交互輸入系統和控制輸出系統,計算機系統能夠接收傳感器的信號,通過內部控制程序來進行對末端 執行機構的控制。
控制柜主要由太陽能集熱循環控制模塊、輔助熱源加熱模塊,系統防凍模塊,供熱模塊、定時啟動模塊等組成。太 陽熱水系統常用的控制元件主要有以下幾種。
(1)溫度控制儀
溫度控制儀是太陽熱水系統最常用的控制儀表。利 用溫度控制儀可以很方便地實現大陽熱水系統的各種溫度控制,如單點定溫控制、區間溫度控制等。
(2)溫差控制儀
利用溫差控制儀可以實現水箱水溫和太陽集熱器水溫的溫差控制,當太陽集熱器水溫高于水箱水溫時,溫差控制儀可自動給出通電或 斷開信號:當太陽集熱器水溫不高于水箱水溫時,溫差控制儀可自動給出斷開或通電信號。
(3)水位儀。可顯示和控制儲熱水箱水位。
(4)定時器。可設定某一時間區間或若干時間區間的通電、斷電信號。
(5)模擬電路。實現水溫、水位、時間、壓力、流量等多種控制功能 。
(6)可編程控制器(PLC)。根據太陽熱水系統的需要,設計控制程序,實現水溫、水位、時間、壓力、流量等多種控制功能和顯示、儲存、計算 等功能,實現太陽熱水系統的遠程監視和控制。
2.控制布線
控制布線主要指控制柜至末端模塊之間的信號線布線 ,主要采用直徑為0.5mm屏蔽線。
3.末端輸入模塊
太陽能控制系統主要的末端輸入模塊包括溫度壓力探頭、遠傳 壓力表。溫度探頭主要探測集熱器、管道、水箱的溫度,并將信號反饋給控制柜,從而實現控制功能中溫度和壓力信號的輸入功能溫度探頭和遠傳壓力表 。
四、系統顯示功能介紹
控制系統具有良好的人機對話界面,并能夠顯示以下具體參數。
1. 溫度、溫差顯示
(1)集熱器、水箱、用戶末端等溫度顯示。
能夠直接觀察系統運行情況,一般包括集熱器頂部溫 度處顯示集熱器頂部溫度T1、集熱器底部溫度處顯示集熱器底部溫度T2、水箱溫度處顯示水箱溫度T3。
(2)顯示系統循環溫差設定, 觀察系統運行是否正常。
太陽能系統循環重要方式是溫差循環,主要指太陽能系統循環泵啟動溫差和停止溫差。
2.水位顯示
顯示太陽能水箱水位,并為系統補水系統提供信號輸人點。
3.時間顯示
顯示系統時間、顯示定時循環時間
五、系統控制功能介紹
太陽能控制系統控制功能主要指人 機互動功能,操作人員能夠在控制器上輸人各種參數,控制器根據輸入參數來進行系統控制。
太陽能控制系 統的主要功能有溫差循環、強制循環、定溫出水、電加熱、伴熱帶、自動上水、定時加熱防凍循環、高溫保護、低水位保護、排空功能、停電保持、停電 自動運行、防炸管功能、防欠款功能、遠程控制等。
1.溫差循環
太陽能熱水系統能夠自動檢 測集熱站與水箱之間的溫差,并自動進行循環。溫度傳感器將集熱器出口溫度T1、水箱溫度T2傳遞給計算機控制器。當T一T,大于溫差循環啟動值時,控 制器發出控制信號,啟動太陽能循環泵,系統開始循環,不斷地將集熱器產生的熱量置換到太陽能水箱。這是一個反復循環的過程,隨著水箱內熱水溫度 不斷提高,T與T:之間溫差越來越小,直至T1-T2小于溫差循環停止值時,計算機控制器發出控制信號,關閉太陽能循環水泵。本系統溫差循環啟動值默認 為6℃,可調范圍為5~10℃,通過定時上水鍵來調節;溫差循環停止默認值為3℃,可調范圍為1~5℃,通過設置鍵來調節。
太陽能熱水工程控制系統設計
2.定溫循環
太陽能熱水系統自動檢測太陽能集熱器溫度,并自動進行循環。溫度傳感器將集熱器出口溫度T1傳遞給計算機控制器。當T1大于啟動 值時,控制器發出控制信號,啟動太陽能循環泵,系統開始循環,不斷地將集熱器產生的熱量置換到太陽能水箱,當T小于啟動值時,控制器發出控制信 號,停止太陽能循環泵。
3.上水控制
系統自動檢測太陽能水箱水位,當太陽能水位低于設定水位且滿足其他設定 條件時,上水電磁閥開啟,為水箱補水。
4.輔助熱源控制
系統檢測水箱溫度T2,當水溫低于設定值,且在系統設 定的輔助熱源啟動時間范圍內,輔助熱源啟動,當水溫加熱到設定值,輔助熱源停止工作。
5.防凍控制
防凍控制 包括防凍伴熱帶和防凍循環的控制,系統檢測的關鍵參數是太陽能集熱器室外最不利管道的溫度,當低于設定值(一般設定5℃),防凍控制啟動。
6.高溫保護
當集熱器頂部溫度T1大于95℃時,P1不啟動(按泵循環按鍵可啟動P1,5min后停);當T1小于90℃時, 恢復啟動P1。
7.定時循環
每天7:00,啟動P1,延時5分鐘關閉。該功能主要針對全玻璃真空管集熱器系統而設定 ,以上數據均可以手動調整設置。
8.低水位保護
當水位為0格時,水泵、電加熱不啟動。
9. 遠程監控
有一些用戶需要在控制室以外的位置需要了解太陽能系統是否正常工作,當控制器工作出現故障會及時發現。

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