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壁挂炉室外太阳能无线气候温度补偿控制概述
admin      2013-12-23 16:00     来源:中国壁挂炉网     浏览量:2232

摘  要壁挂炉通过室外气候温度检测,根据室外气候温度的高低,自动调节供暖水的温度高低,使得室外温度较低时,控制器调节增大燃气比例阀的开度,确保壁挂炉输出较高的供水温度;室外温度较高时,减小燃气比例阀的开度,壁挂炉输出较低的供水温度,从而提高壁挂炉供暖系统的热效率。太阳能无线温度检测、传输控制方式免除了有线传输的安装成本相当过高的压力,同时太阳能电池解决了室外电池更换维护的难题。

关键词壁挂炉;效率;气候;温度;太阳能;无线

 

一 前言

中国燃气壁挂炉市场快速增长,能源消耗越来越多。如何提高壁挂炉供暖系统的热效率,降低壁挂炉供暖系统的运营成本,实现节能减排,成为众多厂家努力的方向。现许多厂家的高端壁挂炉都具备室外气候温度补偿控制功能,然而此功能是通过简单的外置室外温度探头来实现。外置的室外温度探头需通过导线连接,并且室外温度探头需安装在室外没有阳光照射到的阴凉面,从而造成连接线过长,成本过高(尤其是安装成本)。如何降低壁挂炉室外气候温度补偿控制的投入成本,最终达到降低壁挂炉供暖系统运营成本是我们面临的问题。

深圳市合信达控制系统有限公司坚持专注于热能控制技术的研究和发展,以“为用户提供安全、环保、舒适的产品”为宗旨,从技术研究积累、技术应用、质量控制等各方面进行持之以恒的努力。合信达现有的壁挂炉控制器具备室外气候温度补偿控制功能,并有OT通讯功能,实现主控器与各外部控制部件硬分离、软联接方式,使得各种外部控制部件与同一主控器均可连接,为用户的产品升级、技术服务及售后提供了快捷和方便,深受用户的喜爱。合信达最近又研制出壁挂炉室外太阳能无线气候温度补偿控制部件。该部件采用太阳能电池板、可充电电池,组成室外气候温度采集、无线传输部件所需的供电电源,室外气候温度经MCU采集后,由无线发射模块发送到壁挂炉的室外气候温度补偿接收端。该接收端可用两种不同的方式将室外气候温度传给壁挂炉控制器:一是通过OT通讯方式,直接将太阳能无线气候温度检测发送端传输过来的温度值转发给壁挂炉控制器;二是通过模拟壁挂炉控制器室外气候温度检测口的电压信号,将室外气候温度值转换成相应的电压信号送给壁挂炉主控制器,方便没有OT功能的壁挂炉控制器的连接。

 

壁挂炉室外太阳能无线气候温度补偿控制阐述

1、气候补偿:供暖系统的目的是当环境温度变低时,通过人为加热方式将室内温度加热到人体感觉到舒适的温度。根据热工平衡原理,室外气候温度高低,影响室内温度恒定所需的供暖能量,若供暖水流量不变,则供暖水的温度需相应而变。因此气候补偿便是根据室外温度自动改变供暖用水温度。室外气候温度是通过一个单独安装在室外的温度传感器进行测量并传输至壁挂炉控制器的。当室外温度较低时,壁挂炉控制器控制壁挂炉输出较高的供暖水温度;当室外温度较高时,壁挂炉控制器控制壁挂炉输出较低的供暖水温度,从而降低壁挂炉供暖系统的运营成本,实现节能减排。

2、供暖曲线:供暖曲线表示室外温度和供暖水温度之间的关系。由于不同建筑物的热耗散系数不一样,便产生不同陡度的供暖曲线。通过选择不同陡度的供暖曲线,可以调整供暖水温度,使得用户可以寻找到适合其家居环境的理想曲线,达到室外温度与室内温度热负荷需求的平衡关系。如图1。

3、供暖曲线平移:供暖曲线仅表达室外温度变化与供暖水温相应调节的对应关系。然而室内温度与供暖水同样相关,因此需要对供暖曲线进行平移,以达到最佳的家居环境的理想曲线。如图2(以供暖曲线E5做不同的温度平移)。

4、太阳能:通过太阳能电池板将光能转换成电能,给室外温度传感测量部件供电。

5、无线传输:通过低能耗、低成本的无线传输技术,将室外温度测量部件测到的温度值,通过无线方式发送给壁挂炉室外气候温度补偿的无线接收端。

6、补偿控制:由室外温度传感器部件测量得到的室外温度数值传输到壁挂炉控制器。如果室外温度偏低,控制器相应提高壁挂炉的供暖水温度;当室外温度升高时,控制器便降低壁挂炉供暖水温度。壁挂炉控制器按照这种方式对室外温度波动做出反应,用补偿方式调节供暖水温度,从而调控室温,使其恒定在所设置的所需温度上。

 

三 实现方式

1、室外太阳能无线气候温度检测发送端,结构框图如图3。


    

太阳能电池只能在白天产生电能,夜晚室外温度检测装置的用电量则需通过可充电电池提供。可充电电池的过充和过放均对电池损伤极大,影响电池寿命。为了防止可充电电池的过充和过放,太阳能产生的电量需通过电池充电管理控制给电池进行充电,同时电池对MCU的供电也通过电池充放电管理进行控制,防止电池过放电。

MCU对温度传感器的信号进行AD采样,滤波后得到室外温度值,然后通过无线发射模块电路进无线信号传输,将此温度值发送到壁挂炉室外气候温度补偿接收端。

由于无线发射电路的耗电量较大,为了不用过大容量的太阳能电池和可充电电池,节省成本,因此需控制发射电路的工作时间,采用每十分钟传输一次室外温度值。

2、壁挂炉室外气候温度补偿接收端:采用两种不同的连接方式与壁挂炉进行连接。一是通过OT通讯方式,结构框图如图4。二是针对没有OT通讯的壁挂炉控制器,采用模拟壁挂炉控制器的室外温度探头接口的温度信号电压值进行连接,结构框图如图5。

 

采用OT通讯方式的优点是接收端通过无线接收模块收的室外温度数值,可直接传输给壁挂炉控制器,减少模拟转换的误差和线性失真。缺点是不适用没用OT通讯功能的壁挂炉控制器。另外OT通讯硬件成本相对较高。

采用模拟温度接口方式的优点是通用性强、简单,缺点则是降低了室外温度检测的精度。

 

四 结束语

壁挂炉室外太阳能无线气候温度补偿控制,解决了现有壁挂炉通过有线室外温度传感器进行室外气候温度补偿安装成本高的难题,同时太阳能电池的使用免除了使用不可充电电池需更换维护的麻烦,对提高壁挂炉供暖系统的效率和减少废气排放起积极作用。

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