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表式测控仪在太阳能热水器技术中的应用

时间:2010-03-22 21:09 中国太阳能网 点击:次 我要评论（）

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众所周知太阳能热水器水箱，是个滋生并充满水垢（如同电水壶的水锈）的恶劣环境，而现有技术的水温水位测控仪的传感器，就长期工作在这样的环境中，经过多年数据统计验证，传感器的损坏率占仪表故障的98%以上。虽然各个厂家下了很大工夫，努力攻关，研制出“一代又一代”的各式传感器，随着时间推移，长则二、三年，短则一年半载，最终摆脱不了失控和失效的命运。

而以全新理念并获得发明专利授权的 “表式测控仪”，利用水表计量原理，将热水表串接在输水管路中，根据“水箱储水=上水量-取水量”恒等式关系，通过计算管道双向流量，并由电脑程序控制上水，最大程度发挥电脑技术的作用，真正意义做到全数字模糊技术控制。由于没有任何元件在水箱内工作（温度探头可设置在内桶与保温层之间），完全与水垢无关，所以真正能做到与热水器相伴一生，终身免维护。

由于它的高分辨率和高精度显示（分辨率为1升，有水表精度自校正程序，长年积累误差不大于3升），使其很容易实现低水压检测（2分钟补水不足1升，自动关断电磁阀）、防炸管补水（微储水量时，连续20分钟不取水将自动补水，防止集热器缺水引起的炸管）、环境自适应补水（依据气温和日照，自动设定适宜储水量）、高温逐次补水（高温时一次只少量补水几升，通过多次少量补水使始终水温适宜）等等任何水温水位仪都达不到的应用效果。

比如，力诺瑞特引进该专利开发出的新产品，在智能排空方面更是技高一筹。它除设计了上完水后立即排空管道的存水功能外，它还能在取用热水后自动判断是否需要自动排空管道。这就彻底避免了取用热水后忘记操作排空阀而造成管道冻堵现象发生，极大提高了人性化和可靠性，将成为市场一个很显著的卖点。原理是，在取用热水状态的一定时间内（例20分钟），如果实际没有产生取水（通过计数变化判断小于1升），电脑自动排空。而综观现有技术的全自动水温水位测控仪的排空技术就无法做到停止取水后的自动排空，原因是水位传感器测量分辨率和精度太低，只能分为四或五档，每一档都有几十升的容量，要判断是否有取用水的状态是很困难的，很容易会发生还在取用热水的状态下，程序指令排空的错乱情况。

表式控制仪在住宅热水工程中应用方面也有其独到之处。现有住宅热水工程多是在各个业主室内安装单向热水表，通过累积计量每月使用的实际热水来收取热水费。给用户使用热水带来不菲经济负担，表式控制仪在如何能让工程热水用户也能像使用普通单机那样不支出热水使用费，已走出坚实的第一步。率先在大连鑫普新能源等热水工程得到了应用，并入选由住房建设部主编的《2008节能环保建筑新技术新产品及应用案例与论文汇编》。它的原理是将具有双向计量功能的“表式测控仪（一体化热水表）”，以代替原有的普通热水表，同时将自来水经过电磁阀也接至用户热水端，在每个测控仪上事先最初由物业通过密码进入设置好日用水限额。业主取用热水时，显示器倒计数，当用完当日限额显示为零时，仪表即时自动补水至原限额设定值。若用不完限额时，在所剩显示基础上夜间自动补回等额冷水，使共用储水箱达到平衡。因此业主不需再化钱购买热水，而是通过使用多少热水，自动补回等量自来水，就如同使用单机效果一模一样。当然仪器有防超限和防盗用水措施，热水表和防盗水控制器建立通讯，当人为断电或强制不补冷水时，防盗水控制器得不到来自热水表的通讯，仪器自行切断放水电动阀，关断热水供水管路。


 在其他应用方面，如住宅一体化阳台非承压分体热水器的应用，较现有承压运行技术，因为不存在混水降温问题，所以热效率更高。通过仪表的智能控制，使得更能直观反映储水状况，做到根据日照自动调节储水量，所有过程无需人工干涉，真正实现全自动化。冬季还可利用循环功能给取暖片加热。

还有深圳格林宝公司，利用表式控制功能，研制出一种“开水发生器”。原理是，利用集热器加热一个15升的小水箱，很短时间内就能产生一箱开水，通过程序控制电动阀，放出开水可供饮用，多余的热水可储存到保温储水箱，以供洗浴等其它用途。每次补水则由表式控制仪计量补水15升。如此完全避免了水垢侵蚀传感器带来的影响。

 

 


 普通水位水温控制仪
 TH-3型表式控制仪
 TH-16型样品
 TH-18型方案
 表式控制仪优点
 
水箱水位显示
 25%、50%、75%、100%四段水位
 以“升”为单位显示水量，可控水0-999升
 
同
 
同
 超过超百段显示，指示精度数量级提高，1升的分辨率尤其使更容易实现人性化设计
 
水位传感器
 因高温水垢易失效和失控
 采用热水表计量上水和取水水量
 
同
 
同
 水表用的有寿命的唯一元件干簧管，其开关次数为108次（计数1亿升），终身不需维护
 
温度传感器
 在水箱内工作因渗漏造成损坏
 可选择安装在发泡和水箱之间或用不锈钢盲管插入水箱
 同
 同
 终身不需维护
 
防炸管的缺水补水
 因显示分段过粗而不可靠，极易造成炸管
 低于20升且20分钟无人用水时自动补水到设定值。

 改为低于30升且20分钟无人用水时，自动补水到设定值。

 改为低于30升且20分钟无人用水时，自动补水到设定值。


 因为集热器上端口高于出水口，虽然水箱还存有20升左右的水，同样集热器有因空晒蒸发的机会，导致补水炸管，所以改为30升更为可靠
 
高温补水
 补一档大于30升，使降温过快
 水温高于80℃，且20分钟无用水时1次补水10升
 
 智能补水：第一次上水到50升，超过60℃且20分钟无取水时一次补10升，逐次补满，实现看天上水功能
 一次只补10升，以免过快降低水温
 
低水压保护电磁阀
 无
 2分钟上水不足1升时，电磁阀保护性关闭30分钟后，再次试上水，直至到设定值。
 同
 同
 保护电磁阀不至于长时间工作过热
 
高温蒸发计算
 无
 90℃以上减1升/小时，80℃-90℃减1升/2小时
 90℃以上减1升/小时，80℃-90℃减1升/2小时，60-80℃减1升/4小时，低于60℃减1升/24小时
 90℃以上减1升/小时，80℃-90℃减1升/2小时，60-80℃减1升/4小时，低于60℃减1升/24小时
 由于过量扣除，当示值为0时，保证水箱存有3-5升水，但在补水时由于溢水校正功能，又使示值得到自动校正，可保证永远准确
 
时间蒸发计算
 无
 无
 增加每24小时扣除1升
 增加每24小时扣除1升
 同上
 
水表精度自动修正
 无
 无
 通过第1次取水和第1次补水进行对比，得出正反行程误差进行校正
 相同
 水表行程正、反走误差现实存在，如果逐只人工事先校准，势必增加人工成本，由电脑程序校正能保持常年精度误差小于2升
 
上水量设定
 三档
 任意
 任意
 任意
 更适合需要
 
水箱容量自动化侦测
 不需要
 无
 通过产生的溢水信号可侦测出不同型号的水箱容量，并作为自动设定的依据
 相同
 不需人工设定水箱容量
 
水箱意外漏水后的禁止补水
 无
 无
 如遇水箱意外漏水，例，集热管被高抛物击碎、输水管脱落等，通过温升超过沸点判断禁止上水
 相同
 有温度“EE”提示，并禁止补水，直至故障排除
 
管道智能排空
 手动排空或极个别是以取水时长判断是否排空，但间断取水或取水阶段若超过程序设定时间长度，会产生误判和错乱
 无
 22分钟内没有发生计数既执行排空指令
 相同
 有效杜绝人工排空时，容易忘记操作而产生的冻堵
 
伴热带
 
 与电加热选择
 与增压泵功能选择其一
 与增压泵功能选择其一
 
 
增压泵
 
 无
 与伴热带功能选择其一
 与伴热带功能选择其一
 
 
电加热
 
 与伴热带选择
 无
 ＜2000W智能加热或手动加热
 
 
漏电保护
 
 无
 无
 ＜20mA漏电
 
 
循环泵
 
 无
 无
 可增加
 根据管温自动启动循环
 

                                                                                                     （责任编辑：未予）

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