摘要：针对现有太阳能热水器控制器的独特模式问题，提出了一种多模式热水器控制器的设计方案。定义的20种工程模式适用于大约60％的太阳能热水项目，您可以根据项目类型选择下载并安装相应的程序。了使太阳能热水器项目更加节能，采用了多周期多周期控制策略。以根据系统的实际情况来定制最佳控制策略的选择和控制参数的最佳参数。绍了多模式多策略控制器的结构，功能和特点，并对控制器系统的技术经济指标进行了合理性检查和分析。
控制器已用于许多太阳能热水项目中。用结果表明，该控制器工作稳定，适用范围广，技术经济指标优良，极大地提高了太阳能热水控制器的适应性和经济性。阳能热水项目。少排放的有效性。为清洁的绿色能源，太阳能是实现“节能减排”的有效途径。着政府对节能减排的日益重视，并出台了鼓励发展太阳能热利用的政策，太阳能热水系统的工程技术发展迅速[1？ 2]。管中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，但其发展主要集中在集热板的材料和结构上，支持太阳能热水器的控制器尚处于初期阶段。究与开发[3-6]。阳能控制器包含太阳能热水项目运营地点的所有监视信息。的功能和质量直接影响系统的运行性能。是太阳能热水工程项目现场监控的核心部分。于用户需求的复杂性以及受季节和天气条件强烈影响的太阳能，如何在充分供应太阳能的基础上充分利用太阳能以减少辅助功耗。水，这对控制系统提出了更高的要求。有的大多数太阳能热水器控制器使用单个固定电路板，并针对不同的用户需求使用不同的程序[7-9]。同类型的工程程序是不同的。仅难以保证质量，系统可扩展性差，而且控制水平不均匀，节能效率不高，无法满足参数要求定制用户和项目开发对太阳能热水的需求。果，对太阳能热水项目的更精确监控和控制器的标准化已成为太阳能利用行业的紧迫问题。文提出了一种多模式多策略触摸控制器的设计图，用户可以通过控制器实时监控系统的运行状态和各种指标，并根据需要配置相应的工程模式。据具体项目情况，选择适当的控制策略，并通过控制参数实时控制热水系统的泵和阀。时，用户可以在控制器中手动启动/停止热水系统的泵和阀门。
场控制器设备由模拟量采集模块和开关量输出模块以及各种类型的控制器组成。用总线结构，模块通过RS 485连接，并且全部使用标准Modbus协议进行通讯。论项目大小如何，都可以通过添加模拟量采集模块和切换控制模块的方法来任意扩展。时，无论项目的大小和类型如何，都使用通用模块，模拟模块和交换模块的硬件结构和程序是统一的。为生产，管理和维护带来了便利。摸屏控制器是现场监控设备的中心仪器，不仅易于使用和色彩鲜艳，而且还可以将图形，动画，文本信息的显示补充到多个视图和屏幕上。户可以根据自己的需要从控制器中提取大量的历史数据和告警信息。制器读取模拟量采集器采集的温度值和液位值，根据预定的控制逻辑产生相应的控制信号，并将控制信号发送至开关量输出板，以进行控制。面。拟量采集模块可以实时准确地采集温度和液位值，采集的数据通过信号线传输到控制器，并在触摸屏上进行显示，处理和分析。
关量控制模块不仅可以通过指示灯显示当前状态下现场的各种泵阀的启动和停止状态，还可以通过以下方式打开或关闭继电器触摸控制器发送的控制信息的功能，从而允许启动现场设备。止。时，其四向开关输入模块可以像液位开关一样获得系统的开关值。制器的功能结构如图1所示。图1所示，该控制器具有丰富的控制功能，可以响应用户的自定义参数。控制逻辑中，强制级别最高，其次是故障，只有当以上两种没有出现且满足相应条件时，系统才会执行相应的控制功能； “实时曲线”和“历史查询”“在界面中，用户可以实时查看和分析运行信息图和相应的表格数据；在“强制切换”，用户可以根据需要控制集热循环泵，供水阀，管道中的循环，电加热，热泵进行加热和加热，强制开关的优先级最高，即使发生故障，用户也可以根据自己的意愿控制相应设备的打开和关闭；在“通用参数”界面中，用户可以定义一些常用的操作参数，例如温差循环；在“其他参数”界面中，用户可以为其他参数定义更深的参数，l传感器的选择和其他选项，使控制器处于良好的工作状态。了提高控制器的适应性，提出了一种针对热水工程采用不同控制策略的方案。筑结构的类型很多，用户的需求也大不相同，但是通常要遵循某些规则。控制器采用通用触摸屏作为操作控制器，总结了近20种不同类型的常用热水工程控制策略，用户可以根据自己的工程类型进行选择，下载并安装相应的程序。控制器添加了智能调整模式。户只需选择场合和最基本的参数，系统将调用最佳匹配项并自动选择默认设置，以减少用户的复杂参数设置。这种模式下，它可以分为两种应用场景：程序化供水和24小时供水。中，供水是24小时。
户仅需在固定时间调整水箱液位值，水箱温度值和定量供水参数即可。用于大型酒店和其他地方。水一段固定的时间，用户只需要调整供水时间段以及水箱温度和水箱液位的相应参数，适应用于学校，医院和其他地方。控制器创新设计了多周期，多策略，多参数设置的专家配置界面，用户可以根据实际情况定制最佳的控制策略选择和最佳的控制设置确保系统始终保持最佳状态。场上现有的控制器庞大且用途广泛，可定义的参数非常有限，并且无法选择控制策略，这极大地限制了系统能源的有效控制和利用。阳能热水，这也是现有太阳能系统实际上并未节省能源的主要原因。个，例如，在水箱温度和液位的控制界面中，总共定义了6个时间段，每个时间段可以选择3种功能，分别是在水控制温度，恒定水位和恒定温度下。中，温度控制供水和恒定水位是两个选择之一。择温度控制给水时，当水箱温度高于给水阀的设定开始温度时，给水阀自动打开在这一刻。阀停止温度，水阀将自动关闭。选择恒定水位时，当水箱的液位低于设定水阀的起始液位时，此时水阀自动打开。箱中的液位高于停止水阀的液位，这时该阀将自动关闭。于恒温功能，用户可以根据自己的需要进行选择。果选择了恒温功能，则用户可以根据需要设置辅助能量的起始温度和辅助能量的终止温度。水箱温度低于辅助能源的起始温度时，辅助能源将自动激活，直到达到辅助能源的终止温度为止。果未选择恒温功能，则辅助能量将不会被激活。有的控制器通常一次只能使用一种控制模式。
调整设置，必须手动将其重置，这不仅烦人，而且有时无法获得节能效果。如：如果将水箱设置为55℃全水位恒定模式，则控制器只能根据此设置进行操作。早晨没有太阳出来时，此设置将不可避免地启动辅助能源。中午太阳升起时，水将被加热到55，然后太阳能无法继续为水箱提供热量。文档中的控制器可以在多个期间定义多个控制策略，从而可以完全避免这些问题。如，可以根据早晨使用的水量来设定合理的水位和温度，以加热辅助能量。9:00后设置为恒温放水模式，可以有效利用太阳能；日落之后，可以将其设置为恒温并在水位下运行；晚上10点后停止加水并加热，并从水箱中使用尽可能多的水。外，我们的显示器还具有定期供水和定期回水等功能，这些功能可以有效地节省能源，充分利用太阳能并提高效率能量。本文中，选择具有单个水箱，双重辅助能量和回水的单个集热系统作为测试对象。系统是常见的太阳能热水工程。将收集器的热水箱和用户的热水箱合并为一个水箱。具有结构简单，安装实用的特点。通常用于小型热水系统。
测试对象于2013年9月在江苏无锡投入使用。2014年3月27日的监测数据为例进行分析。2和图3是恒温储水器和用户的供水的温度比较曲线，以及用于比较实际需水量和液位的曲线。箱恒温。2比较了恒温水箱和用户的供水温度之间的关系。标系统的用水时间为5:00至8:00和16:00至21:00，其余时间不需要热水。图2中可以看出，用户的供水管的温度仅在两个时段内接近恒温的水箱温度，并且供水管的温度在其余时间中，用户的温度远低于恒温时水箱的温度。种现象表明，同步部分的回水功能可以实现在用户不用水的时间段内管道不循环，从而大大减少了热量的损失。道。3将实际需水量与恒温槽的实际水位进行了比较。
标系统要求水箱的水位在上午5:00之前为50％，在下午4:00之前为100％。3显示，一天中不同时间储水箱的实际水位相对较大。3点钟，水位上升以满足下一次的用水需求。前，辅助能量只需要加热水箱中50％的水即可。上午9点到下午2点，选择了水位策略，以在恒温下释放水，充分利用太阳能。择14：00〜16:00的水位策略作为恒定水位，到16:00时满足用户100％的需水量。3说明了水箱水位控制器的多周期和多策略控制效果显着，并且可以最大程度地减少辅助能源的使用。于由普通控制器控制的单水箱系统可确保用户的水质，因此必须始终将水箱的水位保持在较高水位，从而导致水位过高。加辅助能量的输入时间。且该控制器非常灵活地控制水位，可以满足不同时间的用水需求，并最大限度地减少了辅助能源的供应。了分析控制器的技术经济指标，设计了一套电能计量软件。量计量软件可完成太阳能热水系统的能量计算。软件的数据查询界面如图4所示。2014年3月20日至26日的统计数据为分析示例，本周的天气变化并不明显。1列出了每日单位的技术和经济指标。1表明，在一周内天气变化少，用户用水量差异小的情况下，本项目太阳能供热工程的能效比使用此控制器的水量约为4.00，而常规能源替代量为1.40吨。氧化碳排放量减少约3.35吨。果表明，该控制器的设计方案合理，节能减排效果明显。了进一步测试控制器的性能，现在将该控件与畅销的技术控制器进行了比较。了便于分析和比较，选择太阳总辐射量相同的时间，将热水的日消耗量控制为基本相同。一个星期的测试结果平均值进行分析。5显示了具有不同控制器的热水系统的能效比和单位热水的能耗的直方图。5的比较表明，效率比调节器的能耗较高，而每单位热水的能耗较低。果表明，控制器具有较好的节能效果，具有较好的社会经济效益。制器的软件设计充分考虑了功能不完善的现状和热水控制器的低能效。究了控制器的工作模式，用户的用水时间，水温控制和数据传输。
经提出了一些创新的控制概念，并且已经开发了具有几种模式和策略的一组控制器。目前为止，该控制器已经在太阳能热工程系统上稳定运行了六个月以上。长期运行观察的分析表明，控制器的控制策略符合太阳能热水项目相关国家标准的要求。制器与模拟量采集板和RS485开关输出卡进行本地通信，并与本地监控软件可靠地通信。
控制器在功能，恒温阀芯性能，外观和可操作性方面具有非常明显的优势，并具有良好的应用前景。
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