太阳能热水工程控制系统——时间阶段控制

　　一、时间的控制问题

　　在太阳能热水工程中，一般有这么几个方面考虑时间控制的问题。

　　1.辅助加热时间

　　在晴好天气的白天，阳光很充足，太阳热辐射强，这时不需要辅助加热。当阴雨天和用水较多时，太阳能加热的水不够用，就要借助其他热源加热，目前最常用的就是电加热和空气能辅助加热。一般将辅助加热的时间设定在下午，太阳下山后开始。

　　2.进水时间

　　工程太阳能一般采用2种进水方式，及时进水和定时进水，比如在太阳能工程被太阳辐射一天，储水箱中水的温度达到最高点，用户也开始使用热水了，此时如采用及时进水，将会降低水箱中热水的温度。所以此时应关闭进水阀门，让用户使用水箱中的热水。等热水用完后，定时器再打开阀门继续进水。

　　如果客户一天中都有用水的情况下，那么就要及时补充冷水，控制系统往往在一天中给出3～10段的进水时间，以达到最大限度地提高太阳能的效率。

　　定时进水是比较理想的，但实施定时进水，就需要定时器工作，进水电磁阀工作，还要顾及到水位下降会不会造成电加热的损坏。这样工作器件一多，可靠性就会下降，所以使用即时进水的工程也不少。比较好的方案是在进水电池阀(水泵)做一个旁路开关，一旦进水系统出故障或者定时进水效果不理想，就打开旁路司关，改为及时进水。

　　3.定时循环

　　太阳能工程供水距离较长，如果一段时间管道里的水不流动，就会冷却下来。这时用户如果要用热水，往往要先放掉很多冷水，为此，太阳能工程必须设计管道循环功能。管道循环一般是三种方式，定温循环、及时循环和定时循环，一般在太阳能工程中采用定时循环较多，其他两种循环耗能较大，一般用在较高级场合。本书介绍定时循环，即在一天时间内，定下多次循环的时间，使得管道中在某一时段可以保证热水的供应。目前市售的316芯片的定时器，最多可以设定16个时段的开、关时间，已经够用了。

　　4.定时供热水

　　小型太阳能工程，往往是一些供水限量的单位，如工厂、学校、旅社等，如果无限制的供应热水，那是远不够用的，所以必须设计定时供水的功能。当工厂下班时，或者小旅社晚上6点钟，定时供应热水，满足大多数人的需要，同时也是节约用水、节约能源的一种手段。

　　二、设定时间自动状态

　　下面举例来介绍控制时间的设定。

　　[例]一个工厂，实行2班制。第一班从上午8点到下午5点;第二班从下午5点半到第二天早上2点。

　　(1)进水设定

　　第一次进水：早上考虑早班职工洗脸，进水时间设定在职工洗脸后，进水时间设定在8点。进满为止。

　　第二次进水：中午1点左右，考虑到循环水箱中的水已经达到50℃以上，水温再提高时保温桶效率下降，可能总的水量有些下降，这时做一个补充。

　　第三次进水：下午5点下班后，早班的职工开始洗澡，这时消耗一部分热水，根据使用情况判断，剩余的热水如果不够用，必须再进一次水，时间大概在职工洗澡后，约19点左右，水进到80%就行了。同时启动辅助加热系统，将水加热到指定温度后停止。本次进水未用完的水留作第二天早上职工洗脸用。

　　(2)定时加热

　　一般在下午4点钟，太阳的强度已经下降了。这时温度传感器会给控制器一个信号，如果此时温度还达不到50℃，就必须辅助加热了。所以下午4点开始加热，当水箱的水达到设定温度时，加热器也会自动停止工作。

　　从上一点得知在早班职工用水后，19点还要再进一次水，为了防止水位不能淹没加热器，出现烧毁故障(俗称“干烧”)，必须等水上升至一定高度时才能进行加热。则加热时间一般比进水时间晚20～30min。本例设定在19点半。

　　(3)供水时间：本例设定在18点～20点，第二天早上2点～4点。

　　(4)循环时间：循环时间与用水时间一致。本例可设定为第一次循环在下午17点50分～18点，18点30分～18点40分，19点～19点10分，19点30分～19点40分。同理，第二班的循环时间为1点50分～2点，2点30分～2点40分，3点～3点10分，3点30分～3点40分。

　　循环的动作时间应根据用户的实际情况进行测定，越短越节能。

　　当然，时间的设定的方式是可以根据实际情况灵活调整，用还是不用，用在哪个时段，都是可以灵活掌握的。

　　太阳能热水工程的时间应用，不仅仅限于以上的四种，但最普遍的就是这四种了。对于其他的时间控制要求，施工者可以依据可靠的原则，做适当的添加。

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