太陽能建筑一體化熱水控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：在我國應(yīng)用于住宅建筑中的太陽能熱水系統(tǒng)種類繁多,但與建筑的匹配并不完善,熱水系統(tǒng)控制形式較為單一,集成化程度不高。目前,我國城市住宅建筑的建設(shè)和發(fā)展以多、高層建筑為主,因此對太陽能熱水系統(tǒng)在住宅建筑中的運用形式和規(guī)模提出了更高的要求,太陽能建筑一體化熱水控制系統(tǒng)的研究決定了太陽能熱水在城市建筑中的推廣運用能否得到實現(xiàn)。 由于系統(tǒng)的集熱效率、熱量供應(yīng)和運行穩(wěn)定性等因素,簡單的控制方式已無法滿足系統(tǒng)運行要求。本文根據(jù)集中供熱、分戶儲熱式系統(tǒng),設(shè)計一種太陽能熱水控制方式,采用PLC(總控制器)和單片機(分戶控制器)結(jié)合的控制方式。PLC便于智能化集成監(jiān)控與控制,運行穩(wěn)定、可靠性高,與太陽能集熱器、水泵、溫度傳感器、集熱水箱和電磁閥等元件連接用于系統(tǒng)的集熱,能實現(xiàn)熱量的集中化供應(yīng)。單片機體積小、功能強大、價格便宜,與家用水箱、電加熱裝置和分戶電磁閥等裝置連接用于系統(tǒng)的換熱,在用水溫度達不到要求時自動開啟電加熱,從而實現(xiàn)用戶的個性化使用。兩者結(jié)合能有效的提高集熱效率和實現(xiàn)熱量的合理分配。 本文重點闡述了熱水控制系統(tǒng)(總控制器和分戶控制器)的硬件電路設(shè)計和相關(guān)軟件程序設(shè)計,并連接實物對分戶控制器進行了測試實驗。 【關(guān)鍵詞】：太陽能熱水系統(tǒng) 集中供熱分戶儲熱 節(jié)能 PLC 單片機
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究太陽能的背景和意義8-10
• 1.1.1 開發(fā)利用太陽能的必要性8-9
• 1.1.2 我國太陽能資源分布情況9-10
• 1.2 太陽能光熱的利用與發(fā)展10-13
• 1.2.1 太陽能熱水系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 太陽能熱水系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本章小結(jié)13-14
• 第二章 太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化14-20
• 2.1 太陽能熱水系統(tǒng)的組成和分類14-17
• 2.1.1 太陽能熱水系統(tǒng)的組成14-15
• 2.1.2 太陽能熱水系統(tǒng)的分類15-17
• 2.2 建筑太陽能熱水系統(tǒng)的選擇17-19
• 2.2.1 太陽能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的形式17-18
• 2.2.2 我國太陽能熱水系統(tǒng)在建筑運用中存在的問題18-19
• 2.2.3 多層民用建筑熱水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮的問題19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計20-29
• 3.1 本文所采用的建筑太陽能熱水系統(tǒng)20-21
• 3.2 控制系統(tǒng)的研發(fā)內(nèi)容21-23
• 3.3 熱水系統(tǒng)負荷計算23-27
• 3.3.1 設(shè)計用水熱量23-24
• 3.3.2 設(shè)計小時耗熱量、小時熱水量24-25
• 3.3.3 熱水循環(huán)流量、設(shè)計秒流量計算25
• 3.3.4 太陽能集熱面積的計算25-27
• 3.4 太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的分析27-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 第四章 太陽能熱水總控制系統(tǒng)的設(shè)計29-41
• 4.1 集熱控制系統(tǒng)的功能29-30
• 4.2 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)30-35
• 4.2.1 PLC及設(shè)備選型30-31
• 4.2.2 系統(tǒng)控制框圖31-32
• 4.2.3 I/O端口分配32-33
• 4.2.4 溫度信號采集33-35
• 4.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計35-39
• 4.3.1 流程圖設(shè)計35-37
• 4.3.2 部分梯形圖設(shè)計37-39
• 4.4 PLC與單片機通信39-40
• 4.5 本章小結(jié)40-41
• 第五章 太陽能熱水分戶控制器的設(shè)計41-64
• 5.1 分戶控制器系統(tǒng)功能41-42
• 5.2 分戶控制器硬件設(shè)計42-52
• 5.2.1 分戶控制器的總體結(jié)構(gòu)42-44
• 5.2.2 分戶控制器的主控電路原理與結(jié)構(gòu)44-46
• 5.2.3 各部分電路原理與結(jié)構(gòu)46-52
• 5.3 分戶控制器軟件設(shè)計52-56
• 5.4 分戶水箱恒溫模糊控制方法研究56-61
• 5.4.1 模糊PID控制器56-57
• 5.4.2 輸入輸出隸屬度函數(shù)57-58
• 5.4.3 模糊規(guī)則58-60
• 5.4.4 電加熱熱水控制仿真60-61
• 5.5 分戶控制器實驗與顯示61-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)64-65
• 參考文獻65-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

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