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摘 要：本文以单片机为核心,,采用定温上水与温差循环相结合的运行方式,设计了智能热水系统工作过程及程序设计,经实验检验,有一定的合理性及实用价值.

关 键 词：太阳能；程序设计；单片机

中图分类号：TP311.52

随着能源日趋紧张,新能源的开发利用越来越成为当务之急,而太阳能在各种新能源中日益突显.太阳能热水系统由于具有简单易行和效率高的优点,在我国取得了前所未有的发展.而如何设计智能高效的系统,更为人们所重视.基于此本文采用定温上水与温差循环相结合的运行方式,设计了智能热水系统工作过程及程序设计.

1热水系统工作过程程序设计

根据太阳能热水控制系统的要求,需要实现系统的定温上水、温差循环、水箱上水、辅助加热、防冻保护及报警的控制,所以本程序对以上各个过程作了一一对应的程序模块,现概述如下.

1.1定温上水程序模块设计.该模块的功能是实现太阳能热水系统定温上水的控制.当系统检测到集热器出口温度T1高于设定温度5℃时,并且系统不在防冻状态,水箱水位低于90%的情况下,进行定温上水,即通过电磁阀D1上水,同时使定温上水指示灯亮,直到集热器出口温度T1等于设定温度或水箱已满时停止上水,使定温上水指示灯灭.完成定温上水.[1]

1.2温差循环程序模块设计.该模块的功能是实现太阳能热水系统温差循环的控制.当系统检测到集热器出口温度T1高于水箱水温T28℃,并且系统不在防冻状态,也不在定温上水状态时,可以进行温差循环,即启动温差循环泵P1,同时使温差循环指示灯亮,直到集热器出口温度T1高于水箱水温T22℃时停止温差循环,使温差循环指示灯灭.[2]

1.3水箱上水程序模块设计.该模块的功能是实现水箱上水控制,分恒温上水和低温上水两部分,在用时段内时进行恒温上水,不在用水时段内时进行低温上水.在程序中首先调用时间比较程序,比较当前时间是否在设定的时段内,判断是进行恒温上水还是低温上水.在恒温上水时,根据是否在防冻状态,选择上水电磁阀D1或D4,在防冻状态选择D4,否则选择D1,同时点亮恒温上水指示灯,并判断当前温度是否低于设定温度,或水位是否已达到特定水位.如果是,则关闭电磁阀D1或D4,使恒温上水指示灯灭；在低温上水时,同样选择上水电磁阀D1或D4,点亮低温上水指示灯亮,并判断水位是否已达到特定水位.如果是,则关闭电磁阀D1或D4,使低温上水指示灯灭.

1.4时段温控辅助加热程序模块设计.该程序的功能是实现辅助加热的控制,程序的工作概述如下：首先,判断水箱水温是否低于设定温度2℃,并且判断水箱水位是否高于下限水位,若是,则调用时间比较函数,判断是否在用水时段内,若不是,则不启动锅炉,若是,则启动锅炉,并使辅助加热指示灯亮.其次,判断水箱水温是否高于设定温度8℃或者水箱水位低于下限水位,若是,则停止辅助加热,指示灯灭.

1.5防冻保护程序模块设计.该程序的功能是实现系统防冻控制,程序的工作概述如下：首先,判断防冻标志Pre_Fro_Flag是否有效,若无效,则进一步判断管路温度T3是否低于临界防冻温度（4℃）,若是,则打开电磁阀D2与D5,进行回水,并延时10min.充分放水后再关闭电磁阀D2与D5.其次,判断管路温度T3是否高于10℃,若是则清除防冻标志.具体功能见防冻保护函数.

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1.6报警程序模块设计.该程序的功能是实现各种报警的控制,本系统的报警包括集热器温度上限报警,水箱水位上限报警,水箱水位下限报警和防冻报警.程序介绍如下：（1）判断集热器温度T1是否大于其上限报警温度,如果是,则使集热器温度上限报警指示灯亮,并且响铃；如果不是,则使集热器温度上限报警指示灯灭,并且灭