本實用新型涉及光熱供熱應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測、控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置。

背景技術(shù)：

太陽能，一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用來發(fā)電或者為熱水器提供能源。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。

在太陽能的熱利用中，關(guān)鍵是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，集熱器是各種太陽能利用裝置的關(guān)鍵部分，由于用途不同，集熱器及其匹配的系統(tǒng)類型分為許多種，名稱也不同。

光熱供熱系統(tǒng)是太陽能熱利用的一種典型應(yīng)用，得到廣泛的推廣。光熱供熱系統(tǒng)一般由集熱器、保溫水箱、循環(huán)泵、循環(huán)管路等部件構(gòu)成。傳統(tǒng)的系統(tǒng)運行控制方法是在集熱器出水端和保溫水箱內(nèi)各安裝一個溫度傳感器，利用相對簡單的電路對各溫度傳感器的數(shù)據(jù)進行比較，當溫度差大于啟動設(shè)定值時啟動循環(huán)泵工作，當溫度差小于停止設(shè)定值時關(guān)閉循環(huán)泵，其控制方法簡單，不具備相應(yīng)的硬件，功能單一，無法取得系統(tǒng)運行更多數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)精細化管理的更多功能，也無法實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，造成物業(yè)管理部門管理工作量大，管理成本高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的旨在提供一種應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測、控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置，在傳統(tǒng)的光熱供熱系統(tǒng)中增加若干數(shù)字式溫度傳感器、數(shù)字式水位計、數(shù)字式熱能表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采用智能計算與 控制，增加物聯(lián)網(wǎng)模塊，將傳統(tǒng)的人機互動性較差的獨立運行的光熱供熱系統(tǒng)變成可以對自我運行狀態(tài)進行檢測、對自我運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行計算分析、對自我運行進行智能控制和處理、能與互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)進行連接的智能物聯(lián)網(wǎng)光熱供熱系統(tǒng)。

本實用新型所述的應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測、控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置包括太陽能集熱器、集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器、循環(huán)水泵、冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、保溫水箱、熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、數(shù)字式水位傳感器、補水箱、冷水端數(shù)字式熱能表、熱水端數(shù)字式熱能表、計算與控制中心、數(shù)字式氣象儀、數(shù)字式太陽輻照儀和物聯(lián)網(wǎng)模塊，所述的太陽能集熱器、循環(huán)水泵和保溫水箱之間通過管道連接成循環(huán)回路，用于使水在太陽能集熱器、循環(huán)水泵和保溫水箱之間循環(huán)流動；所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器安裝于太陽能集熱器的熱水出水端，用于測量太陽能集熱器出水端的水溫；所述的冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器安裝于保溫水箱內(nèi)的下部，用于測量保溫水箱內(nèi)下部的水的溫度；所述的熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器安裝于保溫水箱內(nèi)的上部，用于測量保溫水箱內(nèi)上部的水的溫度；所述的數(shù)字式水位傳感器安裝在保溫水箱內(nèi)，用于測量保溫水箱內(nèi)的實時水位；所述的補水箱通過冷水進水管路連接到保溫水箱的下部；所述的冷水端數(shù)字式熱能表安裝在補水箱與保溫水箱之間的冷水進水管路上，用于測量系統(tǒng)冷水進水端的熱能值；所述的熱水端數(shù)字式熱能表安裝在保溫水箱的熱水出水端，用于測量熱水出水端的熱能值；數(shù)字式氣象儀和數(shù)字式太陽輻照儀安裝于室外，用于檢測環(huán)境溫度、濕度、風向、風速以及安裝地的太陽能輻射強度值；所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器、循環(huán)水泵、冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、數(shù)字式水位傳感器、冷水端數(shù)字式熱能表、熱水端數(shù)字式熱能表、數(shù)字式氣象儀、數(shù)字式太陽輻照儀均與計算與控制中心連接，計算與控制中心用于控制整個光熱供熱系統(tǒng)的運行；計算與控制中心與物聯(lián)網(wǎng)模塊連接，計算與控制中心向物聯(lián)網(wǎng)模塊傳輸數(shù)據(jù)，并接收來自物聯(lián)網(wǎng)模塊的控制信號；物聯(lián)網(wǎng)模塊用于互聯(lián)網(wǎng)的通信及控制信 號的傳輸，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的遠程控制和管理。

所述的循環(huán)水泵安裝在太陽能集熱器和保溫水箱之間的管路上，用于使太陽能集熱器與保溫水箱的熱水循環(huán)，將太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水送至保溫水箱的上部，同時將保溫水箱下部的冷水送至太陽能集熱器加熱。

所述的補水箱的位置高于保溫水箱。

所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接計算與控制中心的熱端溫度輸入端；循環(huán)水泵的供電端通過電纜連接計算與控制中心的控制電源輸出端；冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的冷水溫度輸入端，數(shù)字式水位傳感器的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的水位輸入端，熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的熱水溫度輸入端。

所述的冷水端數(shù)字式熱能表的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的冷水熱能輸入端，熱水端數(shù)字式熱能表的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的熱水熱能輸入端，數(shù)字式太陽輻照儀的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的太陽輻照輸入端，數(shù)字式氣象儀的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的氣象輸入端，計算與控制中心的通信口通過數(shù)據(jù)通信線連接到物聯(lián)網(wǎng)模塊的通信口。

本實用新型的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：

1、應(yīng)用最新的可編程控制器實現(xiàn)計算和分析功能，使本實用新型所述的裝置具有較強的計算處理能力，實現(xiàn)很多單片機不能實現(xiàn)的功能，同時具備良好的可擴展性，便于裝置擴容升級。

2、利用數(shù)字式熱能表的功能，測量系統(tǒng)的冷水輸入端和熱水出水端的熱能差值，通過計算可以得出系統(tǒng)實時和累計的產(chǎn)熱值，進而可以計算得出系統(tǒng)節(jié)能減排量，可為系統(tǒng)節(jié)能減排評估提供數(shù)據(jù)支撐。

3、數(shù)字式氣象儀和數(shù)字式太陽輻照儀測量實時氣象數(shù)據(jù)，提供給計算與控制中心進行計算和分析，可以實現(xiàn)光熱供熱系統(tǒng)運行狀態(tài)評估， 可以實現(xiàn)系統(tǒng)故障自我識別和告警。

4、整個裝置可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化，系統(tǒng)運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至指定IP地址的服務(wù)器，管理人員可以隨時通過PC端或移動手機端對光熱供熱系統(tǒng)進行例行檢查和調(diào)整控制參數(shù)，系統(tǒng)可以將自身故障信息主動發(fā)送給管理人員。

5、本裝置的運用將大量減少管理人員現(xiàn)場巡檢的工作量，提高管理工作效率；可通知管理人員提前處理故障信息，減少故障損失；可增強人機互動效果，可隨時根據(jù)管理人員的要求調(diào)整控制運行參數(shù)；可將系統(tǒng)節(jié)能減排數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和上報，幫助管理部門掌握節(jié)能數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置的系統(tǒng)原理連接示意圖。

圖中1為太陽能集熱器、2為集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器、3為循環(huán)水泵、4為冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、5為保溫水箱、6為熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器、7為數(shù)字式水位傳感器、8為補水箱、9為冷水端數(shù)字式熱能表、10為熱水端數(shù)字式熱能表、11為計算與控制中心、12為數(shù)字式氣象儀、13為數(shù)字式太陽輻照儀、14為物聯(lián)網(wǎng)模塊。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，本實用新型所述的應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置包括太陽能集熱器1、集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器2、循環(huán)水泵3、冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器4、保溫水箱5、熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器6、數(shù)字式水位傳感器7、補水箱8、冷水端數(shù)字式熱能表9、熱水端數(shù)字式熱能表10、計算與控制中心11、數(shù)字式氣象儀12、數(shù)字式太陽輻照儀13和物聯(lián)網(wǎng)模塊14。所述的太陽能集熱器1、循環(huán)水泵3和保溫水箱5之間通過管道連接成循環(huán)回路，用于使水在太陽能集熱器1、循環(huán)水泵3和保溫水箱5之間循環(huán)流動；所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器2安 裝于太陽能集熱器1的熱水出水端，用于測量太陽能集熱器出水端的水溫；所述的冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器4安裝于保溫水箱5內(nèi)的下部，用于測量保溫水箱5內(nèi)下部的水的溫度；所述的熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器6安裝于保溫水箱5內(nèi)的上部，用于測量保溫水箱5內(nèi)上部的水的溫度；所述的數(shù)字式水位傳感器7安裝在保溫水箱5內(nèi)，用于測量保溫水箱內(nèi)的實時水位；所述的補水箱8通過冷水進水管路連接到保溫水箱5的下部；所述的冷水端數(shù)字式熱能表9安裝在補水箱8與保溫水箱5之間的冷水進水管路上，用于測量系統(tǒng)冷水進水端的熱能值；所述的熱水端數(shù)字式熱能表10安裝在保溫水箱5的熱水出水端，用于測量熱水出水端的熱能值；數(shù)字式氣象儀12和數(shù)字式太陽輻照儀13安裝于室外，用于檢測環(huán)境溫度、濕度、風向、風速以及安裝地的太陽能輻射強度值；所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器2、循環(huán)水泵3、冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器4、熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器6、數(shù)字式水位傳感器7、冷水端數(shù)字式熱能表9、熱水端數(shù)字式熱能表10、數(shù)字式氣象儀12、數(shù)字式太陽輻照儀13均與計算與控制中心11連接，計算與控制中心11用于控制整個光熱供熱系統(tǒng)的運行；計算與控制中心11與物聯(lián)網(wǎng)模塊14連接，計算與控制中心11向物聯(lián)網(wǎng)模塊14傳輸數(shù)據(jù)，并接收來自物聯(lián)網(wǎng)模塊14的控制信號；物聯(lián)網(wǎng)模塊14用于互聯(lián)網(wǎng)的通信及控制信號的傳輸，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的遠程控制和管理。

所述的循環(huán)水泵3安裝在太陽能集熱器1和保溫水箱5之間的管路上，用于使太陽能集熱器1與保溫水箱5的熱水循環(huán)，將太陽能集熱器1產(chǎn)生的熱水送至保溫水箱5的上部，同時將保溫水箱5下部的冷水送至太陽能集熱器1加熱。

所述的補水箱8的位置高于保溫水箱5。

所述的補水箱8安裝于保溫水箱5的旁邊，并略高于保溫水箱5，用于系統(tǒng)向用戶輸出熱水時隨時向系統(tǒng)補充缺少的冷水。所述的數(shù)字式氣象儀12和數(shù)字式太陽輻照儀13安裝于室外太陽能集熱器1的附近。計算與控制中心11安裝于光熱系統(tǒng)附近的防水箱內(nèi)，通過數(shù)據(jù)線與各數(shù)字溫度傳感器、數(shù)字式水位傳感器、各數(shù)字式熱能表、數(shù)字式氣象儀以及數(shù)字式 太陽輻照儀相連接，并通過電纜與循環(huán)水泵3相連，用于整個系統(tǒng)的運行和控制，向物聯(lián)網(wǎng)模塊14傳輸數(shù)據(jù)，并接收來自物聯(lián)網(wǎng)模塊14的控制信號；物聯(lián)網(wǎng)模塊14安裝于管理人員的控制室內(nèi)，通過通信線與計算與控制中心11連接，用于互聯(lián)網(wǎng)的通信及控制信號的傳輸，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的遠程控制和管理，實現(xiàn)系統(tǒng)與管理人員之間的物聯(lián)網(wǎng)。

如圖1所示，所述的集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器2的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接計算與控制中心11的熱端溫度輸入端A；循環(huán)水泵3的供電端通過電纜連接計算與控制中心11的控制電源輸出端B；冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心的冷水溫度輸入端C，數(shù)字式水位傳感器7的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的水位輸入端D，熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器6的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的熱水溫度輸入端E。

所述的冷水端數(shù)字式熱能表9的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的冷水熱能輸入端F，熱水端數(shù)字式熱能表10的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的熱水熱能輸入端G，數(shù)字式太陽輻照儀13的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的太陽輻照輸入端H，數(shù)字式氣象儀12的輸出端通過數(shù)據(jù)線連接到計算與控制中心11的氣象輸入端I，計算與控制中心11的通信口J端通過數(shù)據(jù)通信線連接到物聯(lián)網(wǎng)模塊14的通信口K端。

本實用新型所述的應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置中，太陽能集熱器1、保溫水箱5和循環(huán)水泵3通過管道連接形成水循環(huán)通道，補水箱8通過管道連接到保溫水箱5的下部，保溫水箱5的上部同時可向用戶輸出熱水。

計算與控制中心11應(yīng)用最新的可編程控制器實現(xiàn)計算和分析功能，使本實用新型的裝置具有較強的計算處理能力，實現(xiàn)了很多單片機不能實現(xiàn)的功能，同時具備良好的可擴展性，便于裝置擴容升級。

計算與控制中心11接收集熱器熱端數(shù)字式溫度傳感器2、冷水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器4和熱水區(qū)數(shù)字式溫度傳感器6的各水溫數(shù)據(jù)，接收數(shù)字式 水位傳感器7的保溫水箱5內(nèi)實時水位數(shù)據(jù)，接收冷水端數(shù)字式熱能表9和熱水端數(shù)字式熱能表10的熱能值數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進行計算和分析，根據(jù)計算結(jié)果選擇預(yù)設(shè)控制方案控制整個系統(tǒng)的運行。同時將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)模塊14，物聯(lián)網(wǎng)模塊14將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)送到指定IP地址的服務(wù)器，以實現(xiàn)人機的互動，實現(xiàn)整個系統(tǒng)自我運行狀態(tài)的智能檢測、分析計算、處理、物聯(lián)網(wǎng)化。同時系統(tǒng)中的數(shù)字式氣象儀12和數(shù)字式太陽輻照儀13將氣象數(shù)據(jù)和太陽能輻射量數(shù)據(jù)實時傳送給計算與控制中心11，這樣可對系統(tǒng)工作情況與環(huán)境數(shù)據(jù)進行對比分析，對系統(tǒng)運行異常情況得出辨別和預(yù)警。當若干個這樣的光熱供熱系統(tǒng)都應(yīng)用本裝置時，通過互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)化的管理，將極大的提高系統(tǒng)的運維及管理水平。

冷水端數(shù)字式熱能表9和熱水端數(shù)字式熱能表10利用數(shù)字式熱能表的功能，測量系統(tǒng)的冷水輸入端和熱水出水端的熱能差值，通過計算可以得出系統(tǒng)實時和累計的產(chǎn)熱值，進而可以計算得出系統(tǒng)節(jié)能減排量，可為系統(tǒng)節(jié)能減排評估提供數(shù)據(jù)支撐。

數(shù)字式氣象儀12和數(shù)字式太陽輻照儀13測量實時氣象數(shù)據(jù)，提供給計算與控制中心進行計算和分析，可以實現(xiàn)光熱供熱系統(tǒng)運行狀態(tài)評估，可以實現(xiàn)系統(tǒng)故障自我識別和告警。

計算與控制中心11和物聯(lián)網(wǎng)模塊14使整個裝置可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化，系統(tǒng)運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至指定IP地址的服務(wù)器，管理人員可以隨時通過PC端或移動手機端對光熱供熱系統(tǒng)進行例行檢查和調(diào)整控制參數(shù)，系統(tǒng)可以將自身故障信息主動發(fā)送給管理人員。

本實用新型所述的應(yīng)用于光熱供熱系統(tǒng)的智能檢測控制及物聯(lián)網(wǎng)化裝置的運用將大量減少管理人員現(xiàn)場巡檢的工作量(由于物聯(lián)網(wǎng)模塊14安裝于管理人員的控制室內(nèi)，管理人員可以方便地獲得運行數(shù)據(jù)，并且可以隨時通過PC端或移動手機端對光熱供熱系統(tǒng)進行例行檢查和調(diào)整控制參數(shù))，提高管理工作效率；可通知管理人員提前處理故障信息，減少故障損失；可增強人機互動效果，可隨時根據(jù)管理人員的要求調(diào)整控制 運行參數(shù)；可將系統(tǒng)節(jié)能減排數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和上報，幫助管理部門掌握節(jié)能數(shù)據(jù)。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。