一種針對大型太陽能集熱系統(tǒng)的運行監(jiān)控系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型太陽能集熱系統(tǒng)的檢測領(lǐng)域，具體來說，涉及一種針對于大型太陽能集熱系統(tǒng)的運行監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽能熱利用行業(yè)從單戶型的生活用水逐步向工程化系統(tǒng)化發(fā)展，越來越多的大型太陽能集熱系統(tǒng)出現(xiàn)在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，商業(yè)等產(chǎn)業(yè)面。由于大型的太陽能集熱系統(tǒng)起步較晚，很多方面都未能完善。為了保證系統(tǒng)能夠長期處于穩(wěn)定，連續(xù)，健康的運行狀態(tài)，系統(tǒng)的運行監(jiān)控起到了至關(guān)重要的作用。
[0003]對于大型太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計及運行，國家頒布了國家標準《GB/T20095-2006太陽能熱水系統(tǒng)性能評定規(guī)范》，給出了單個儲水箱容積大于或等于0.6m2的太陽能熱水系統(tǒng)性能的檢驗和評定方法。此外，在國家標準《GB/T18713-2002太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》中則對太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計，安裝及驗收提出了嚴格的技術(shù)要求。上述兩個規(guī)范對太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計及運行都有著很大的指導價值，但是由于太陽能熱利用行業(yè)的飛速發(fā)展，大型太陽能集熱系統(tǒng)運行過程中的許多諸如系統(tǒng)部分區(qū)域過熱，工質(zhì)氣化嚴重等問題就無法從上述規(guī)范中找到相應(yīng)的處理方法。因此需要尋求一種新的運行監(jiān)控方法來有效控制上述問題的發(fā)生。
[0004]經(jīng)過現(xiàn)有的運行監(jiān)控技術(shù)的公開文獻檢索發(fā)現(xiàn)，侯志敏等人在《現(xiàn)代電子技術(shù)》中發(fā)表文章“大型太陽能熱水工程控制系統(tǒng)設(shè)計”，文中以AT89C51單片機為核心，輔以水位水溫采集控制系統(tǒng)，利用太陽能進行加熱，同時考慮到太陽能的間歇性自動補給進行能源轉(zhuǎn)換，啟動一種輔助能源進行加熱，以達到全天候不間斷地提供熱水。賴小勇等人在《現(xiàn)代電子技術(shù)》中發(fā)表了文章“多模式多策略太陽能熱水控制器的設(shè)計”，文中針對太陽能熱水控制器控制模式單一的問題，提出了多模式熱水控制器的設(shè)計方案，預(yù)設(shè)了 20多種模式適用于60%的太陽能熱水工程。上述文獻雖然對太陽能熱水工程的控制提出了一些方案，但是在具體實施過程中仍然存在有許多有待解決的問題。因此，在本領(lǐng)域需要一個具體詳實的監(jiān)控系統(tǒng)運行實施方案來對大型太陽能集熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種針對于大型太陽能集熱系統(tǒng)的運行監(jiān)控系統(tǒng)及方法，通過對系統(tǒng)實際運行情況的分析，提供一種與實際運行情況相匹配的控制方案，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種針對大型太陽能集熱系統(tǒng)的運行監(jiān)控系統(tǒng)，包括:水箱上水循環(huán)監(jiān)控模塊、集熱陣列集熱循環(huán)監(jiān)控模塊、管路壓力監(jiān)控模塊以及管路防凍循環(huán)監(jiān)控模塊，其中:
[0008]所述水箱上水循環(huán)監(jiān)控模塊用于監(jiān)控水箱水位，保證系統(tǒng)用水；
[0009]所述集熱陣列集熱循環(huán)監(jiān)控模塊用于監(jiān)控集熱陣列溫度，使循環(huán)穩(wěn)定安全運行；
[0010]所述管路壓力監(jiān)控模塊用于反映管路壓力，降低系統(tǒng)流量不均及汽化的可能；
[0011]所述管路防凍循環(huán)監(jiān)控模塊用于監(jiān)控管路溫度，避免在低溫條件下發(fā)生結(jié)冰等現(xiàn)象。
[0012]本發(fā)明還提供一種針對大型太陽能集熱系統(tǒng)的運行監(jiān)控方法，通過上述的系統(tǒng)來完成。
[0013]所述水箱上水循環(huán)監(jiān)控模塊采用水位控制的方式，當水箱內(nèi)水位低于水位下界時，系統(tǒng)自動開始上水；當水量超過水位上界，停止上水；當水箱內(nèi)水位傳感器發(fā)生故障時，可以強制進行手動上水與停止上水的操作。
[0014]在上水過程中集熱陣列集熱循環(huán)仍然可以運轉(zhuǎn)。
[0015]所述集熱陣列集熱循環(huán)監(jiān)控模塊采用溫差控制方式，當出口水溫與水箱水溫的溫差高于一個設(shè)定值a時，循環(huán)繼續(xù)運行，當溫差小于另一較小的設(shè)定值b時，循環(huán)停止，如果初始時刻設(shè)定值不高于a，則循環(huán)停止；當太陽輻照量持續(xù)高于設(shè)定值一定的時間后，集熱循環(huán)啟動。
[0016]出口水溫的串聯(lián)連接測點布置于串聯(lián)管路最末端的集熱器上，并聯(lián)連接測點布置于干路四分之三處支路至干路末端支路的集熱器上。
[0017]當有多個測點同時測量時，當其中任何一個測點的溫度與水箱溫度的溫差高于設(shè)定值a時，循環(huán)啟動，當所有測點的溫度與水箱溫度的溫差低于設(shè)定值b時，循環(huán)停止。
[0018]當水箱溫度高于設(shè)定臨界值c時，循環(huán)停止。
[0019]所述管路壓力監(jiān)控模塊依照供回水管路的壓差決定相應(yīng)管路閥門的開度，進而決定該管路的水流量，控制回水壓力以避免陣列中發(fā)生汽化。
[0020]所述管路防凍循環(huán)監(jiān)控模塊采用溫度控制的方式。當管路中溫度低于設(shè)定值d時，防凍循環(huán)啟動；當溫度提升至另一較高設(shè)定值e時，防凍循環(huán)停止。
[0021]當有多個測點測量管路溫度時，當其中任何一個測點的溫度低于設(shè)定值d時，防凍循環(huán)啟動；當所有測點溫度都高于設(shè)定值e時，防凍循環(huán)停止。
[0022]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0023]1、水箱上水循環(huán)控制保證了系統(tǒng)的水循環(huán)，在不干擾集熱循環(huán)正常運轉(zhuǎn)的前提下有效避免了水栗空轉(zhuǎn)的出現(xiàn)。
[0024]2、提出了對于大型集熱陣列的集熱循環(huán)控制方式并指明了溫度測點布置位置，對于大型太陽能集熱陣列的排布及測點的布置提供了指導意見。
[0025]3、設(shè)置了多級安全控制措施，可以有效降低大型集熱陣列中存在的過熱及工質(zhì)汽化等安全問題的發(fā)生。
[0026]4、本發(fā)明提出的針對大型太陽能集熱陣列的運行監(jiān)控方法，填補了目前這一領(lǐng)域的空白，為后續(xù)的設(shè)計及優(yōu)化提供了參考。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0028]圖1為本發(fā)明所提供的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0030]本發(fā)明提供的針對大型