壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能運行控制裝置製造方法
2023-10-31 03:37:27
壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能運行控制裝置製造方法
【專利摘要】一種壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能運行控制裝置，屬於可再生能源與建築集成利用、建築節能、智能建築領域。其特徵是根據室內外環境參數如溫度、太陽輻射照度等參數變化控制南牆壁掛或嵌入式開式循環太陽能空氣集熱器進出風口風門自動啟閉及集熱器內部風機風速的裝置，在遵循風機能耗最小，集熱器供熱量最大原則下，智能控制風機工作點，使集熱器實時輸出最優供熱量。本發明的效果和益處是實現了控制系統的模塊化、智能化，提高輸出熱量；使用方便，能實時顯示室內外溫度與集熱器的工作狀態；適用於不同款式的太陽能空氣集熱器與氣候條件，從根本上解決太陽能空氣採暖系統智能化運行的瓶頸問題，為實際工程應用創造了有利條件。
【專利說明】壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能運行控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於可再生能源與建築集成利用、建築節能、智能建築領域，涉及通過利用嵌入式單片機控制系統，根據室內外環境參數，太陽能空氣集熱器進出口溫度等參數變化自動啟閉風門及調節風機風速，使壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器處於最佳工作狀態點，向建築物輸出最優供熱量的智能運行調節系統。
【背景技術】
[0002]據2010年統計，我國北方城鎮採暖能耗為1.63億七(^，佔建築能耗的24.1%，燃煤採暖仍然佔相當大的比 例，燃燒排放物對大氣環境造成較嚴重汙染。同時近年來隨著氣候變化與生活質量的提高，南方地區也出現了相應供暖需求，南方地區的供暖方式也被逐步提上議程。
[0003]太陽能作為目前開發研究最多、應用最廣的清潔能源，被稱為21世紀的主流能源。壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器利用太陽能，以空氣為媒介直接對室內進行供暖，具有以下特點:(I)太陽能為清潔能源，可以減少燃煤的使用量，節能的同時無汙染，零排放；
(2)壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器的應用可有效降低採暖費用，便於維修，運行費用低；(3)太陽能空氣集熱器可以用於北方地區採暖季前的過渡季，在一定程度上可推遲採暖設備的開啟時間；(4)太陽能空氣集熱器可以應用在太陽能資源較豐富的南方地區，為解決南方地區冬季供暖問題提供了一條途徑。
[0004]目前壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器風機風門一般為手動控制，需要人工啟閉風門及調節檔位改變風速，影響其技術的實際使用性能及推廣應用，主要表現為:(I)用戶可能在太陽輻射較強時忘記開啟風門，使太陽能空氣集熱器不能與室內進行熱交換，影響採暖效果；或在陰天、夜晚忘記關閉風門造成冷空氣逆循環，降低室內溫度；(2)天氣陰晴變化不確定，用戶難以掌握風門恰當的開啟時間及風機送風速度，從而影響採暖的效果；
(3)家中無人時集熱器無法工作。因此對風機風門控制系統進行模塊化，智能化設計是提升集熱器熱效率及促進推廣使用的有效途徑；(4)當同種集熱器工作於不同氣候條件下時，控制方法單一，風速不可自動調節。因此，基於上述所存在的問題，亟待研究開發出具有低成本、智能運行的太陽能空氣採暖系統。
[0005]經檢索發現，專利號98241895.7公開了一種燃煤採暖風門控制裝置，實現了對燃煤採暖設備的溫度、壓力和煤的燃燒速度的自動控制；專利號201210348613.5公開了一種基於無線互聯技術的溫棚控制系統，其風門控制系統採用溫控，結構簡單；專利號200410074450.1公開了一種形狀記憶合金簧在鍋爐溫控風門中的應用及裝置，無需外界的能源，通過爐溫變化來自動控制風門開啟大小，控制裝置較為穩定，結構較為簡單。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能控制裝置，該裝置根據室內外環境參數如溫度、太陽輻射照度等參數變化控制南牆壁掛或嵌入式開式循環太陽能空氣集熱器進出風口風門自動啟閉及集熱器內部風機風速，在遵循風機能耗最小，集熱器供熱量最大原則下，智能控制風機工作點，使集熱器實時輸出最優供熱量，解決了壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能化運行問題。該智能控制裝置具有模塊化、智能化兩大特徵:模塊化意味著該裝置具有獨立性，適用於不同款式的集熱器與不同的氣候環境；智能化意味著該裝置能自動根據環境參數控制集熱器使其處於最優工作狀態。
[0007]本發明的技術方案是通過採用壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能控制裝置實現的，該裝置硬體包括12V直流電源1、電機驅動模塊2、主控制器3、顯示屏4、室內溫度傳感器5、室外溫度傳感器6、室外照度傳感器7、迴風口溫度傳感器8、舵機9、風門10、帶風機風門11、直流風機12、送風口溫度傳感器13，控制顯示面板14，構成了自動風門裝置與風機風速控制裝置，軟體包括風門控制程序，風機風速控制程序。本發明的技術特徵之一為:在自動風門裝置中，主控制器3安裝於控制顯示面板14左方，顯示屏4安裝於顯示面板14右方，12V直流電源1、舵機9與主控制器3連接，舵機9安裝在風門10、帶風機風門11活動風門軸承上方，與活動風門軸相連，控制活動風門啟閉，風門10安裝於壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器15進風口，帶風機風門11安裝於壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器15出風口 ；本發明的技術特徵之二為:在風機風速控制裝置中，12V直流電源1、電機驅動模塊
2、室內溫度傳感器5、室外溫度傳感器6、室外照度傳感器7、迴風口溫度傳感器8、送風口溫度傳感器13與主控制器3連接，電機驅動模塊2安裝在主控器上，室內溫度傳感器5安裝在控制顯示面板右下方，室外溫度傳感器6、室外照度傳感器7安裝在南向外牆避免陽光直射與防風、雨處，迴風口溫度傳感器8安裝在風門10風道靠室內側上部，送風口溫度傳感器13安裝於帶風機風門11風道靠室內側上部，直流風機12與電機驅動模塊2連接；
[0008]本發明的效果和益處是:根據室內外環境參數、太陽能空氣集熱器進出口溫度參數，通過風門的自動啟閉與風機的自動調速，實現輸出最優供熱量和防止冷空氣倒灌，控制系統具有模塊化、智能化的特徵，使集熱器自動運行成為可能；本系統使用方便，使用戶能實時通過顯示屏來查看室內外溫度與集熱器的工作狀態；本系統適用於不同的壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器，同樣也能在不同的氣候條件下自動找尋該系統最佳工作點，使集熱器在北方過渡季、採暖季及南方冬季採暖中得到更好地推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1智能控制裝置部件連接圖。
[0010]圖2顯示屏顯示畫面圖。
[0011]圖3壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能控制裝置安裝圖。
[0012]圖中:1外接12V直流電源；2電機驅動模塊；3主控制器；4顯示屏幕；5室內溫度傳感器；6室外溫度傳感器；7室外照度傳感器；8迴風口溫度傳感器；9舵機；10不帶風機風門；11帶風機風門；12直流風機；13送風口溫度傳感器；14控制顯示面板；15壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器。
【具體實施方式】
[0013]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的【具體實施方式】。
[0014]實施例1:[0015]如圖f圖3所示，壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能控制系統由外接12V直流電源1、電機驅動模塊2、主控制器3、顯示屏幕4、室內溫度傳感器5、室外溫度傳感器6、室外照度傳感器7、迴風口溫度傳感器8、舵機9、風門10、帶風機風門11、直流風機12、送風口溫度傳感器13組成。其中壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器15安裝在建築物南外牆上，室外溫度傳感器6及室外照度傳感器7安裝在外牆上避免陽光直射處，迴風口溫度傳感器8安裝在迴風口內，室外照度傳感器安裝在外牆上避免陽光直射處，送風口溫度傳感器13安裝在送風口內。安裝在外牆上的傳感器應設置防雨裝置避免損壞。風門可為圓形或矩形，風門及風機尺寸根據具體集熱器風口大小相應設計，風機功率根據集熱器功率而定。
[0016]實施例2:
[0017]開啟壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能控制裝置後，環境傳感器採集環境數據由顯示屏輸出，判斷系統當前運行工況，選擇對應程序控制方式。在智能程序中計算得出最優供熱量所對應風速後，通過控制模塊輸出控制參數，控制直流風機轉速，實現最優供熱量輸出。
【權利要求】
1.一種壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器智能運行控制裝置，該裝置硬體包括12V直流電源(I)、電機驅動模塊(2)、主控制器(3)、顯示屏(4)、室內溫度傳感器(5)、室外溫度傳感器(6)、室外照度傳感器(7)、迴風口溫度傳感器(8)、舵機(9)、風門(10)、帶風機風門(11)、直流風機(12)、送風口溫度傳感器(13)，控制顯示面板(14)，構成了自動風門裝置與風機風速控制裝置，智能運行控制裝置軟體包括風門控制程序、風機風速控制程序，其特徵是: a)在自動風門裝置中，主控制器(3)安裝於控制顯示面板(14)左方，顯示屏(4)安裝於顯示面板(14)右方，12V直流電源(I)、舵機(9)與主控制器(3)連接，舵機(9)安裝在風門(10)、帶風機風門(11)風門軸承上方，與活動風門軸相連，風門(10)安裝於壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器(15 )進風口，帶風機風門(11)安裝於壁掛式開式循環太陽能空氣集熱器(15)出風口 ； b )在風機風速控制裝置中，12V直流電源(I)、電機驅動模塊(2 )、室內溫度傳感器(5 )、室外溫度傳感器(6)、室外照度傳感器(7)、迴風口溫度傳感器(8)、送風口溫度傳感器(13)與主控制器(3)連接，電機驅動模塊(2)安裝在主控器上，室內溫度傳感器(5)安裝在控制顯示面板右下方，室外溫度傳感器(6)、室外照度傳感器(7)安裝在南向外牆避免陽光直射與防風、雨處，迴風口溫度傳感器(8)安裝在風門(10)風道靠室內側上部，送風口溫度傳感器(13)安裝於帶風機風門(11)風道靠室內側上部，直流風機(12)與電機驅動模塊(2)連接。
【文檔編號】F24J2/40GK103673335SQ201310182201
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年5月16日 優先權日:2013年5月16日
【發明者】陳濱, 李翔, 林楠, 李寧, 黃龍飛 申請人:大連理工大學