針對上水問題的太陽能熱水器增壓系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

——論文發(fā)表專家—E國尋朮茲衣網(wǎng)www.qikanwang,net摘要：目前，太陽能熱水器已經被廣泛使用。介紹了當前太陽能熱水器所面臨的一個外部問題即水壓不穩(wěn)定導致無法正常工作，這一情況在城市低樓層住宅和農村都普遍存在，針對此問題進行分析，并設計以at89c52單片機為基礎的自動控制系統(tǒng)來解決這一問題。關鍵詞：太陽能熱水器水壓不穩(wěn)自動控制單片機89c52當前太陽能熱水器上水問題的綜述近年來，隨著國家經濟發(fā)展及社會對農民問題的關注，人民經濟水平得到了很大的提高，生活品質也日漸提升，各種家用電器走進了百姓的家中，而太陽能熱水器也越來越多的得到了廣大農民朋友的認可。對于絕大多數(shù)城鎮(zhèn)居民而言，太陽能的應用主要是洗浴等生活用水。但是隨著太陽能熱水器在城鄉(xiāng)的應用和普及，我們也應該看到當前太陽能熱水器存在的缺陷對于太陽能熱水器的進一步推廣應用的所產生的限制。在太陽能熱水器的使用中，低樓層住宅的使用中的主要會遇到這樣的問題：(1)對于我國，很大一部分農村現(xiàn)在還沒有自來水、或者沒有穩(wěn)定的自來水供應。用戶要通過安裝水泵來達到應用太陽能洗浴的目的，操作較為繁瑣，而且副水箱多在室外，冬季應用有結冰的危險。不能夠做到提前上水，自動上水。（2）對于我國的大城市如上海、北京來說，由于水壓問題難以將水注入房頂上的儲水器。這種情況不僅影響太陽能熱水器的正常使用，同時由于儲水器中的水量不足，導致水溫過高，甚至出現(xiàn)“干燒”的情形，嚴重地影響了熱水器的使用壽命。不能夠智能的自動上水，解決當前用戶存在的問題。針對當前這兩種存在的問題，筆者對現(xiàn)有的兩種問題進行了調研。農村用戶針對供水不穩(wěn)的情況的解決方法主要為手動解決——手動開啟水泵抽取地下水（儲水器內的水）上水。因為很多農村存在自來水定時供水（如中午）或者水壓過低情況，無法實現(xiàn)給太陽能直接上水，只有利用水泵將地下水或儲存起來的水抽到太陽能內。需要手動控制水泵，管路和水泵冬季防凍困難，而且水泵易因頻繁啟動而導致故障頻發(fā)。同時，太陽能熱水器容易引起太陽能熱水器的老化；在大城市中，經常由于用水高峰而出現(xiàn)水壓偏低，難以將水注入房頂上的儲水器。因此城市用戶會采用增加水泵或者采取避開高峰期用水，但這種方法難以緩解太陽能熱水器干燒的問題。對這一實際問題，我們設計使用基于單片機的自動控制裝置以實現(xiàn)用戶太陽能熱水器的自動上水，并且能夠完成功能：實現(xiàn)水壓24小時全天候監(jiān)測、選擇在高水壓的時段自動控制上水、在低水壓時，啟動增壓裝置，實現(xiàn)強制上水的功能。筆者的方案能夠做到節(jié)省能—論文發(fā)表專家—ED國尋朮發(fā)罷網(wǎng)www.qikanwang,net源，提高效率，將用戶從手動上水、時刻關注太陽能熱水器的情況中解放處理，提高太陽能熱水器的使用效率，延長使用壽命，最終解決太陽熱水器的上水的問題?；趩纹瑱C的自動控制系統(tǒng)在水壓不穩(wěn)條件下的工作原理在農村和城市，主要上水模式是從入戶主水管線中引出一條水管線分支，使用其對太陽能熱水器水箱進行上水工作。當前，目前針對水壓不穩(wěn)定的情況，要能夠在一定時間內可將完成上水過程，并且防止太陽能熱水器“干燒”的產生。整個控制系統(tǒng)主要組成部分包括：電磁閥，水泵，單片機at89c52，傳感器，液位開關。正常工作時，傳感器檢測到入戶的水壓信號，并將信號傳輸給控制電路，控制電路對入戶水壓值和許用水壓初值進行比較，控制自動上水，完成上水功能后，太陽能熱水器的液位開關檢測到水箱中已注滿后，控制水管電磁閥關閉。水壓傳感器位于太陽能水管支路上，實時監(jiān)測水壓的信號，將水壓值反饋給單片機電路。在預先設定的時間段內，單片機電路將每一個時刻傳感器反饋的實時水壓pt與閾值p0進行對比。在判斷出實時水壓足以對太陽能熱水器進行供水時（pt〉p0）,發(fā)出指令，打開電磁閥，進行上水。如果在預先設定的時間內，水箱沒有上滿即未能夠找到時間點滿足pt〉pl,單片機電路發(fā)出指令，開啟水泵，強制上水，待水箱上滿時，關閉水泵，關閉電磁閥。

—論文發(fā)表專家—E國尋朮炭罷網(wǎng)www.qikanwang,net同時，為了能夠非常好的防止太陽能熱水器“干燒”現(xiàn)象的產生，整個結構中采用液位開關的信號作為一個中斷，完成一個負反饋循環(huán)。液位開關位于太陽能熱水器水箱中，當太陽能熱水器水箱中水位過低，有可能導致“干燒”現(xiàn)象的產生時，液位開關立刻斷開控制電路，將水泵電路打開，開啟水泵立刻強制上水，待水箱上滿時，關閉水泵，關閉電磁閥。智能增壓裝置的節(jié)能原理一般而言，由于水廠供水問題，入戶水壓值一般都是波動變化的。在24小時內，水壓圍繞上水許用最小壓力會做一個波動，與許用最小壓力值比較，時高時低。在上午，下午，晚上各有一段時間為大家做飯等用水高峰時間，此時水壓值可能低于。以某天為例，假設我們在當天的0點設定上水截止時間為第二天的0點，則可以從圖二看出，共有四段時間a、b、c、d能夠自動上水，達到上水要求。以a時間段為例，智能增壓裝置不斷檢測水壓，當在a區(qū)域檢測到水壓值超過許用最小水壓時，開啟電磁閥，實現(xiàn)自然上水。在b、c、d區(qū)域執(zhí)行一樣的功能。當?shù)诙斓?點到達時，如果此時水箱尚未加滿，再開啟水泵，在數(shù)分鐘內上滿水。這樣，充分利用了供水的高水壓點，有效的節(jié)約了能源。智能增壓裝置控制電路及程序設計自動控制電路由stc89c52,12864液晶屏以及ad轉換芯片構成。4.1單片機的選擇

—論文發(fā)表專家—ED國尋朮發(fā)丟網(wǎng)www.qikanwang,net單片機應執(zhí)行效率高、抗干擾能力強和低功耗，atmel公司生產的at89c52單片機不僅滿足要求,而且它的價格低廉、技術資料豐富且儲存容量大，所以,系統(tǒng)選用at89c52單片機作為核心元件，它與工業(yè)標準mcs-51指令系列和引腳完全兼容，具有超強的三級加密功能，其片內閃電存儲器的編程與擦除完全用電實現(xiàn)，數(shù)據(jù)不易揮發(fā)，編程/擦除速度快，所以可以選用at89c52單片機。4.2流程設計及程序的編寫程序流程圖如圖2：通過傳感器的設置，使整個控制成為一個負反饋循環(huán)，能夠實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)再反作用與當前的控制情況，達到自動控制的效果。定時器部分程序：voidinit()/*開啟定時器*/{shi=0;fen=0;miao=0;wela=0;dula=0;tmod=0x01;th0=(65536-50000)/256;

—論文發(fā)表專家—E國尋朮菽罷廚www.qikanwang,nettl0=(65536-50000)%256;ea=1;et0=1;tr0=1;psb=0;delay(5);psb=1;delay(5);com(0x30);delay(5);com(0x30);delay(5);com(0x0c);delay(5);com(0x01);delay(5);com(0x06);delay(5);}voidtimer0()interrupt1/*定時器時間設定*/{(呢二二!qs)j!:++!qs}(09二二u町)J!:++u町10=o^iui}(09==o^iui)jiI++O^IUIg}(0乙二二:++總■952%(00005-98559)=01^■952/(00005-98559)=0^'isjreipn”F%㈣gsX|au”F%㈣gsX回孕紋MOISEI]—率尊華尊罩嶺一desplay();}}整個程序使用自循環(huán)調用，不斷的調用重復，起到了循環(huán)負反饋的效果。從流程圖中可以得到全部設計流程，能夠非常好的符合當前的要求，解決既定問題。5結束語設計的自動控制上水裝置能夠滿足自動上水的要求，防止“干燒”，可以解決因太陽能水箱因水量不足而引起的干燒問題，可以很好的滿足使用需求。針對當前存在的太陽能熱水器問題，以及問題的特點，選擇了相適應的元件,并運用子程序實現(xiàn)了太陽能熱水器的智能控制，它是一種無需人的干預就能獨立驅動智能機械而實現(xiàn)太陽能熱水器水位的自動控制，具有自適應、自學習、自協(xié)調等能力，同時能保證水位控制系統(tǒng)的控制精度、抗干擾能力、穩(wěn)定性等性能。隨著人們對居住環(huán)境和生活質量需求的不斷提升，本自動控制系統(tǒng)在家用太陽能的使用中有著廣泛的應用前景。參考文獻：霍志臣，羅振濤?國內外平板太陽能熱水器發(fā)展概況jl太陽能,2006,(6).周憶,于今?流體傳動與控制j].科學出版社,2008.—論文發(fā)表專家—ED國尋朮發(fā)丟網(wǎng)

www.qikanwang,net葉盛.太陽能熱水器節(jié)能效果研究j].實驗室研究與探索,2003,(04).張文琦，翟淑琴.太陽能熱水器的使用與安全j].中國個體防護裝備,