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刍议太阳能热水工程中恒温控制技术 　　摘要:本文介绍了太阳能热水工程的原理，重点阐述了热水工程中确保水温恒定的控制技术，简单介绍了恒温控制系统，该系统可以有效合理的对温度进行控制，并具有调温、恒温等多项功能。 　　关键字：太阳能热水过程 恒温控制 系统设计 　　中图分类号：TK51文献标识码： A 　　1、前言 　　随着经济建设的发展，社会的变化日新月异，人民的生活品质不断提升，生活水平也在不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高。据统计，我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%，这一比例还在不断攀升。随着能源的大量消耗，作为日常生活中必不可少的热水供应出现了危机。太阳能作为一种取之不尽的节能无污染的能源，日益受到重视。基于太阳能开发的热水产品一出现，就到了人民的热烈欢迎，成为中国家庭可再生能源市场上需求量最大、发展最为迅速的产品。它在城市建设和农村发展的过程中，对于改善居民生存环境，实现社会的可持续发展具有重要的意义。 　　然而目前我国市场上的太阳能热水工程具有水流量大、控制不方便、水温变化梯度大的特点，故大多数太阳能用户常常会遇到水温不稳定，难以调节和控制的问题。为了实现太阳能热水工程中的水温恒定，通常采用的方法是利用机械式的恒温阀来调节混水，通过在冷、热供水管的中间设置混水器来实现水温恒定。但是在这一过程中，需要人为的控制和调节混水器，操作不当极易出现水温过低致着凉、水温过高致烫伤的问题，在隐藏了很大安全隐患的同时，还会浪费大量的电能。 　　2、太阳能热水工程的工作原理 　　太阳能热水系统由太阳能集热器、管道循环系统、保温水箱、自动控制系统和辅助加热系统五部分组成。其结构组成如图2-1所示。 　　 　　图2-1 太阳能热水工程系统结构图 　　2.1 太阳能热水工程吸热原理 　　太阳能热水工程的集热器表面有一特殊的涂层，此涂层对太阳能可见光范围具有很大的吸收率，吸收为热以后，集热器的散热热辐射波长在长波范围，该涂层对长波的发射率很低，这样就有效的“滞留”了太阳能的热量。 　　2.2 太阳能热水工程循环原理 　　利用冷水比热水密度大，冷水下沉，热水上升，形成自然对流循环、使水箱中的水逐渐变热，达到顾客满意的水温为止。当太阳强度不足以满足循环需要的时候，可以在水循环闭路加一水泵，实现强制循环。 　　2.3 太阳能热水工程保温原理 　　太阳能保温水箱和其它保温水箱一样，是储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，为了使白天生产的热水在到晚上或隔天使用时保持一定的温度，所以必须通过保温水箱把热水储存起来。保温水箱有三部分组成：外胆、聚氨酯发泡层和不锈钢内胆，其中，聚氨酯发泡层负责太阳能热水器的保温，聚氨酯的保温性能卓越，是目前国内所有建材中导热系数最低，热阻值最高的保温材料。太阳能热水器的发泡层厚度一般在50mm-70mm之间，实际保温性能则取决于生产厂家的发泡机械、标准化模具和工艺技术水平。 　　3、太阳能热水工程恒温控制系统 　　3.1 恒温控制系统工作原理 　　天气晴朗的环境下，太阳能热水系统可以自动加热，并保持较长的时间；在阴天的情况下，太阳能热水系统内部的发热管虽然也会将水温加热，但保温时间不长。因此本文提出的设计方案中，没有考虑热水系统内部的辅助加热情况?? 　　首先，在用户管路的出水管上安装电动调节阀；然后利用温度变送器和压力变送器，分别测量冷水和热水的水温，以及通过电动阀冷、热水混合后水的温度和压力，并将这些数据传输到PLC（Programmable Logic Controller，可编程序逻辑控制器）控制器；最后PLC会输出脉冲信号，自动控制电动调节阀的张开角度和转动速度来控制混合后水的温度，从而达到太阳能热水工程恒温供水的效果。结构示意图如图3-1所示。 　　 　　图 3-1 结构示意图 　　3.2 恒温控制系统工作流程 　　太阳能热水工程恒温供应系统的整个运行过程可简单描述为：首先，太阳能集热器将太阳能转换为热能，加热储水箱中的水；通过回流，并将加热后的水送回到储水箱。然后储水箱的热水经过管道和热水进水口到达电动调节阀，热水进水口的电动调节阀还与冷水进水阀及冷水管道相连。最后，热水和冷水经过冷、热水电动调节阀在冷热水调节容器内混水，最后水通过用户操作开关流出，即用户所需的恒温水。 　　在太阳能热水系统未开启时，所有冷、热水电动调节阀都处于关闭状态，用户按下启动键，系统将按照设定的模式进行出水。 　　当选择单热水模式时，则只打开热水进水控制阀，同时混合出水口出热水。 　　当选择单冷水模式时，则只打开冷水进水控制阀，同时混合出水口出冷水。 　　当选择混合水模式时，则首先打开热水进水控制阀；等热水到达水位开关时，系统就会停止热