适合较复杂的运行状态,更适合安装现场的变化要求,可更好的优化系统,该集热器已通过德国国家实验室ISFH测试。
②、变频控制供水系统
变频控制系统通过变频器控制水泵给各终端供水,使终端供水水压恒定,而且实现出水即热。原理如下:
通过远传压力表传递压力给变频器,变频器控制热水循环泵使整个供水管路恒压,解决了太阳能供水水压不足的缺陷。
为实现供水出水即热,避免管道冷水的影响,在供水管路放置温度传感器检测供水管路温度,当温度低于系统设定温度时,打开电磁阀,这样远程压力表、变频热水循环泵和蓄热水箱组成一个回路,变频泵使管路冷水与蓄热水箱热水循环,直到管道温度高于系统设定温度时电磁阀关闭循环停止,这样实现了整个系统供水的出水即热。
图2 变频控制供水系统
③、传感系统
控制系统设置了多个温度传感器、水位传感器等对系统运行情况进行检测,为了对系统自身进行自我测试和自我优化,在系统集热器周围安装了太阳辐射仪,太阳辐射仪可以对太阳能辐射能量进行检测,可以与系统的运行情况形成对照表,测试整个系统的运行效果和热性能。
PLC可编程控制系统和触摸屏人机界面
PLC可编程控制系统是整个系统的大脑,控制整个系统的运行。
(1)集热器和蓄热水箱通过循环泵换热,通过太阳能辐射能量和温差双重控制循环泵,提高系统热性能。
太阳能辐射能量通过太阳辐照仪检测,当单位太阳能辐射能量达到一定值时泵运行,低于一定值时泵停止。
检测集热器高温点温度T1和循环泵入口处温度T2,当T1-T2≥△T1时泵运行,当T1-T2<△T2时泵停止。
(2)蓄热水箱与电热水箱的循环控制和电热预约控制。系统根据使用要求设定好每天的用水时间、用水量等用水要求,PLC根据此要求对系统进行模糊控制,当太阳能量不能满足使用要求时,可自动开启辅助电加热系统进行补充。系统检测电
加热水箱的水温T3,通过此温度控制蓄热水箱与电热水箱的循环。
T3≥TP时电加热关闭,泵运行;T3 (3)太阳能系统管道的防冻控制。在我国北方地区,在寒冷季节太阳能循环管道容易冻堵,系统采用自限温电伴热带敷设预热管道或管道循环防止冻堵。系统检测管道最低温度T4,当T4<4℃时电伴热带或管道循环启动,当T4≥10℃时电伴热带或管道循环关闭,实现防冻的自动控制。 触摸屏与PLC通过数据线进行通信,通过操作触摸屏对系统进行控制。触摸屏使人机界面更友好,操作更方便。 ④、远程监控系统 PLC可与工控计算机之间进行远程通信,通过工控计算机可远程监控系统的运行。通信方式分有线和无线两种方式: (1)有线通信方式,如下图所示: 图3 有线通信方式 通信方式为串行通信,通信接口为RS232接口,由于RS232接口传输距离近,直接采用RS232方式不能满足传输要求,这样通过RS485方式,RS232与RS485之间采用通信转换。 (2)无线通信方式,如下图所示: 图4 无线通信方式 此通信方式为GPRS的无线通信方式。此通信方式先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务,监控中心采用ADSL等INTERNET公网连接,采用公网固定IP,监控点直接向中心发起连接,运行可靠稳定。 监控中心工控计算机可与多个PLC控制系统组成网络,实现监控中心对多个现场控制系统的监控。 利用监控中心工业控制计算机的强大功能,可对现场的数据进行存储和处理。根据每日系统的产热水量可以计算出系统的得热量,利用太阳辐照仪可求得系统的太阳辐射热量,自动生成日、月、年系统得热量和太阳辐射热量对照表,对系统热性能进行评价。根据存储的得热量数据,可调整系统的运行参数,使系统运行到最佳效果。 远程监控可实现在单位总部监控室内监控全国的大面积太阳能供热水系统的运行情况,进行在线调试、数据采集和故障处理等。 七、该项目的经济效益和社会效益分析: 1、节能效果: 为了准确地计算太阳热水器节约常规能源的数量,一般以节约多少标准煤为衡量依据: Gc=Qs365B/Hcη1η 式中:Gc ———太阳热水器年节约标准煤数量,㎏ 2 Qs ———太阳热水器单位采光面积的日有用得热量,KJ/㎡ B ———全年的日照百分率,%(可查,北京为63%) Hc ———标准煤的热值,29307.6KJ/㎏