太阳能热水器水温水位控制设计

太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。

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一、智能仪工作原理

1.基本工作原理

利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。根据水温水位情况进行控制。当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。

2.原理实现方案

通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。通过“上水”键，可实现手动上水。若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。

二、仪器中的硬件配置

1.仪器直流电源

可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。

2.输入接口电路的连接

接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。

（1）水位传感器的结构如图3所示。