用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，包括微控制單元模塊，微控制單元模塊的信號輸入端電連接有時鐘數據模塊、參數設定模塊和溫度傳感器模塊，微控制單元模塊的數據輸出端電連接有信號驅動模塊；在陽光充足的時候，太陽能采暖供熱系統所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時候，可使用蓄能器換熱裝置釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求；當陽光充足后，在供熱轉換控制裝置的控制下，又會自動轉換到太陽能制熱；本發明能夠將太陽能和補充熱能很好地結合利用，為用戶提供持續的供熱；太陽能作為可再生資源，干凈環保。
【專利說明】用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能采暖供熱【技術領域】，尤其涉及一種太陽能采暖供熱系統中使用的供熱轉換控制裝置。
【背景技術】
[0002]在我國廣大北方地區，采暖系統是一所建筑的必備設施，為建筑物配套供暖設施是開發商在建房之初就必須考慮的問題。但在我國已經配套了集中供暖設施的建筑中，這些集中供暖設施所耗用的資源，基本上是不可再生且會帶來嚴重污染的煤。在我國能源日漸短缺、環境保護壓力日漸增大的時代背景下，這種以燃煤鍋爐為熱源設備的供暖方式正遭到越來越多的質疑。而這，客觀上為太陽能和地熱能等清潔的可再生能源在城市供暖市場上應用創造了難得的機會。目前，在替代傳統的燃煤鍋爐的各種嘗試中，燃氣采暖熱水爐這種以相對環保卻不可再生的天然氣為熱源的供暖設備得到了很好的應用。
[0003]作為無污染、易推廣的可再生能源，太陽能的開發利用受到各方重視。特別是在中國，政策支持給快速發展的中國太陽能產業再添一把“火”。近年來，為了緩解我國環境和能源壓力，國家和地方政府紛紛出臺了鼓勵利用太陽能熱水器應用的法規和政策。目前，隨著低溫熱水地面輻射供暖技術和太陽能熱利用系統在采暖技術方面取得了重要突破，太陽能熱利用系統不僅可以為居民全年提供生活熱水，還可以在冬季為居民供暖。由此，一種太陽能熱利用系統一太陽能采暖供熱系統應運而生。
[0004]這種太陽能采暖供熱系統的核心部件主要由太陽光集熱器、蓄能器水箱、吸收式空氣能熱泵等組成。其中太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置是該系統的電氣控制中的重要組成部分之一。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠控制太陽能與補充熱能合理轉換使用的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，太陽能采暖供熱系統包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補充裝置均與供熱水箱連接；
[0007]包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器Ul，所述微型處理器電連接有時鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊；
[0008]所述微型處理器的信號輸入端電連接有時鐘數據模塊和參數設定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設置在所述供熱水箱內的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數據輸出端電連接有控制所述熱力補充裝置工作的信號驅動模塊；還包括為供熱轉換控制裝置提供工作電壓的電源模塊。
[0009]作為一種優選的技術方案，所述微控制單兀模塊包括微型處理器Ul、Ul時鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、ClO以及外圍接口上拉電阻RO?R15、存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19和看門狗芯片U4 ;存儲器芯片U3為EEPROM，微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳電連接，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳與微型處理器Ul的12#腳電連接，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#?4#腳和7#腳均接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯在時鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#?8#腳以及32#?39#腳分別接上拉電阻RO?R15，電阻RO?R15的另一端全部并聯在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。
[0010]作為一種優選的技術方案，所述時鐘數據模塊包括實時時鐘芯片U2、時鐘晶振Y2和校準電容C7、C8，實時時鐘芯片U2的1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共地端相連，4#腳連接到公共地端，實時時鐘芯片U2的5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。
[0011]作為一種優選的技術方案，所述參數設定模塊包括獨立的五個按鍵開關，五個所述按鍵開關的一端并聯在一起后與地相連，五個按鍵開關的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#?39#腳。
[0012]作為一種優選的技術方案，所述溫度傳感器模塊包括單總線數字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，所述單總線數字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。
[0013]作為一種優選的技術方案，所述信號驅動模塊包括電阻R23、三極管VT3、二極管VD5和繼電器RLY，電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到+12V電源上，三極管VT3的發射極連接公共地端，繼電器RLY的6#腳為動觸點，5#、4#腳為靜觸點。
[0014]作為一種優選的技術方案，所述電源模塊為直流穩壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl?VD4、集成穩壓電路ICl、IC2和濾波電容Cl?C6 ;電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl?VD4整流橋的輸入端，VDl?VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩壓集成電路ICl的1#腳，穩壓集成電路ICl的3#腳即電源模塊的+12V輸出端連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳即電源模塊的Vee5V輸出端連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl?VD4整流橋的負極端以及濾波電容Cl?C6的負極共同連接到公共地端。
[0015]作為一種優選的技術方案，所述微控制單元模塊的數據輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統工作狀態的LED狀態指示模塊、與計算機進行數據傳輸的通信接口模塊和顯示太陽能采暖供熱系統工作參數的LCD液晶顯示模塊。
[0016]作為一種優選的技術方案，所述LED狀態指示模塊包括發光二極管LEDl、LED2和電阻R16、R17，發光二極管LEDl的負極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發光二極管LEDl正極連接電阻R16，發光二極管LED2的負極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接；
[0017]所述的IXD液晶顯示模塊包括IXD液晶顯示屏、背光驅動電阻R20?R22、三極管VTl、VT2和顯示屏亮度調整可變電阻PRl，IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調電阻PRl的一端后與地相連；IXD液晶顯示屏的2#腳連接可調電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調電阻PRl的滑動觸頭端；IXD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；IXD液晶顯示屏的10#?14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#?8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；LCD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅動電路的晶體三極管VT2的發射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳。
[0018]作為一種優選的技術方案，所述通信接口模塊為RS-485通信接口，包括RS-485收發芯片U5和外圍電阻R25、R26、R27，RS-485收發芯片U5的1#和4#腳對應連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發芯片U5的2#、3#腳并聯后連接微型處理器Ul的28#腳，RS-485收發芯片U5的8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，RS-485收發芯片U5的6#和7#腳為通信輸入輸出端口，RS-485收發芯片U5的6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發芯片U5的5#腳并接地。
[0019]由于采用了上述技術方案，用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，太陽能采暖供熱系統包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補充裝置均與供熱水箱連接；包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器U1，所述微型處理器電連接有時鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊；所述微型處理器的信號輸入端電連接有時鐘數據模塊和參數設定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設置在所述供熱水箱內的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數據輸出端電連接有控制所述熱力補充裝置工作的信號驅動模塊；還包括為供熱轉換控制裝置提供能量的電源模塊；在陽光充足的時候，太陽能采暖供熱系統所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時候，可使用蓄能器換熱裝置釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求，當供熱水箱的溫度值低于設定的水溫轉換值時，微控制單元模塊根據溫度傳感器模塊的檢測數據向信號驅動模塊發出開啟熱力補充裝置的信號，熱力補充裝置為太陽能采暖供熱系統提供熱源；當陽光充足后，在供熱轉換控制裝置的控制下，又會自動轉換到太陽能制熱；本發明能夠將太陽能和補充熱能很好地結合利用，為用戶提供持續的供熱；太陽能作為可再生資源，干凈環保。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中:[0021 ] 圖1是本發明實施例的原理框圖；
[0022]圖2是本發明實施例的工作流程圖；
[0023]圖3是本發明實施例的電氣原理圖；
[0024]圖中:1_微控制單元模塊；2_時鐘數據模塊；3_參數設定模塊；4_溫度傳感器模塊；5-/[目號驅動模塊；6_電源模塊；7_LED狀態指不模塊；8_IXD液晶顯不模塊；9_通彳目接口模塊。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0026]如圖1所示，用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，太陽能采暖供熱系統包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補充裝置均與供熱水箱連接；
[0027]包括微控制單元模塊I，所述微控制單元模塊I包括微型處理器，所述微型處理器電連接有時鐘晶振模塊、看門狗芯片、存儲器模塊和上拉電阻模塊；所述微控制單元模塊I的信號輸入端電連接有時鐘數據模塊2和設定蓄能器水溫極限值的參數設定模塊3，所述時鐘數據模塊2包括包括完成年、月、周、日、時、分、秒計時的實時時鐘芯片，所述實時時鐘芯片電連接有時鐘晶振模塊，實時時鐘芯片通過外部接口為微型處理器提供日歷和時鐘；所述參數設定模塊3為安裝在供熱轉換控制裝置上的操作鍵盤，所述操作鍵盤設置有五個按鍵開關；所述微控制單元模塊I的信號輸入端還電連接有設置在所述供熱水箱內的溫度傳感器模塊4，溫度傳感器模塊4實時檢測供熱水箱內的溫度，所述溫度傳感器模塊4包括單總線數字溫度傳感器芯片；所述微控制單元模塊I的數據輸出端電連接有控制所述熱力補充裝置工作的信號驅動模塊5，所述信號驅動模塊5包括繼電器。所述電源模塊6包括與市電連連接的電源變壓器，所述電源變壓器的輸出端連接有整流橋，所述整流橋電連接有12V穩壓輸出電路和5V穩壓輸出電路；還包括為供熱轉換控制裝置提供工作電壓的電源模塊6。
[0028]所述微控制單元模塊I的數據輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統工作狀態的LED狀態指示模塊7，所述LED狀態指示模塊7兩個LED指示燈；所述微控制單元模塊I的數據輸出端還電連接有顯示太陽能采暖供熱系統工作參數的LCD液晶顯示模塊8，所述LCD液晶顯不|旲塊8包括LCD液晶顯不屏，所述LCD液晶顯不屏電連接有背光驅動電路和売度調節電路；所述微控制單元模塊I的數據輸出端還電連接有與計算機進行數據傳輸的通信接口模塊9，所述通信接口模塊9包括RS-485收發芯片，所述RS-485收發芯片電連接有與PC機連接的通信接口。
[0029]下面結合附圖3詳細的說明一下上述各部分的電氣連接原理圖:
[0030]如圖3所示,所述的IXD液晶顯示模塊8由IXD液晶顯示屏、背光驅動電阻R20?R22，三極管VT1、VT2，顯示屏亮度調整可變電阻PRl組成，其內部電氣連接結構為IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調電阻PRl的一端后與地相連；LCD液晶顯示屏的2#腳連接可調電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調電阻PRl的滑動觸頭端；IXD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；LCD液晶顯示屏的W#?14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#?8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；LCD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅動電路的晶體三極管VT2的發射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳；該模塊的主要作用是:讓用戶能夠直觀的看到各項設定的功能參數以及運行中的數據，如:顯示時鐘實時走時時間、年月日周、設定的溫度轉換值、太陽能制熱總計運行時間、熱力補充設備制熱的總計運行時間、供熱水箱的當前溫度值、制熱模式轉換的次數、轉換時的日期時間等。
[0031]時鐘數據模塊2由實時時鐘芯片U2、專用時鐘晶振Y2和校準電容C7、C8組成，實時時鐘芯片U2的內部電氣連接關系為1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共端相連，4#腳連接到公共端，5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。該模塊的主要功能是:完成年、月、周、日、時、分、秒的計時，通過外部接口(U2的5#、6#、7#腳)為微型處理器Ul提供準確的日歷和時鐘。
[0032]微控制單元模塊I由微型處理器Ul (MCU)，MCU的時鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、C10以及外圍接口上拉電阻RO?R15，存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19，看門狗芯片U4組成，存儲器芯片U3為EEPR0M，微控制單元模塊I的內部電氣連接關系為微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳連接在一起，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳接回到微型處理器Ul的12#腳，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#?4#、7#腳并聯在一起后接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯在時鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#?8#腳以及32#?39#腳分別接電阻RO?R15，電阻RO?R15的另一端全部并聯在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。該模塊是整個空調控制器的核心部分，是指揮中心和執行機構，它的作用是存儲程序代碼和表格常數，完成算術運算和邏輯運算，讀入和分析每條指令，根據指令的要求和性質控制單片機各個部分執行指令操作，并根據通信接口模塊9連接的遠程控制計算機(PC)編入的VB程序軟件，發出指令信號，使微型處理器Ul各個部分及其外圍電路協調工作。
[0033]通信接口模塊9為RS-485通信接口，由RS-485收發芯片U5以及外圍電阻R25、R26、R27所組成，它是以半雙工方式工作，可以輸入操作命令和讀出實時運行參數，RS-485收發芯片U5的1#和4#腳對應連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發芯片U5的2#、3#腳并聯后連接微型處理器Ul的28#腳，8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，6#和7#腳為通信輸入輸出端口，其中6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發芯片U5的5#腳并接地。本模塊的作用是:實現本實施例與外部計算機(PC機)進行串行通信，并在通信軟件的支持下，可以進行遠距離(數公里)發送或接收數據，實現與外部的計算機(PC機)聯網通信，通過外部的PC機顯示現場太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置的所有信息和數據，并可通過PC機對現場的所有數據進行重新修改和設定，完成現場需要完成的各種操作工作。
[0034]LED狀態指示模塊7包括發光二極管LED1、LED2，電阻R16、R17等電器元件組成，其內部連接關系為發光二極管LEDl的負極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發光二極管LEDl正極連接電阻R16，發光二極管LED2的負極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接；本模塊的主要作用是完成本實施例是否正常運行信號指示和制熱狀態的信號指示，當本實施例正常運行時，發光二極管LEDl燈不斷閃爍，當發光二極管LEDl燈不亮或長亮時，說明本實施例運行出現問題。發光二極管LED2燈亮時，表明太陽能采暖供熱系統由太陽能制熱轉換為熱力補充設備制熱。
[0035]溫度傳感器模塊4包括單總線數字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，單總線數字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。其主要作用是:用來測量供熱水箱里水的實際溫度，單總線數字溫度傳感器芯片Wl可以直接將溫度轉化為串行數字信號(即提供9位二進制數字)給微型處理器Ul處理，測溫分辨率可達0.06250C。
[0036]信號驅動模塊5由電阻R23，三極管VT3，二極管VD5和繼電器RLY組成，其電路連接關系為電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到電源的+12V上，三極管VT3的發射極連接公共點地端，繼電器RLY的5#、6#、4#腳是動開和動合觸頭，其中，6#腳為動觸點，5#、4#腳為靜觸點。這部分電路的主要作用是:在微型處理器Ul的指令控制下驅動繼電器RLY線圈的通斷，帶動繼電器RLY觸頭的吸合或斷開，通過RLY觸頭的接通或斷開，控制熱力補充設備中的電器的啟動或停止，從而控制太陽能采暖供熱系統由太陽能制熱轉換為熱力補充設備制熱的相互轉換。
[0037]參數設定模塊由獨立的五個按鍵開關所組成，五個按鍵開關的一端并聯在一起后與地(公共點)相連，五個按鍵開關的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#?39#腳，其主要作用是用于設定時鐘的準時走時時間和輸入溫度轉換數據和命令，操作鍵盤的每一個按鍵開關都被賦予了一個代碼，操作鍵盤形式為獨立鍵盤，通過操作鍵盤可完成對控制的數據查詢、查看、數據的設置、數據的修改等操作。
[0038]電源模塊6為直流穩壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl?VD4，集成穩壓電路IC1、IC2，濾波電容Cl?C6組成，其連接關系為電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl?VD4整流橋的輸入端，VDl?VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩壓集成電路ICl的1#腳，穩壓集成電路ICl的3#腳(電源的+12V端)連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳(電源的V。。端)連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl?VD4整流橋的負極端以及濾波電容Cl?C6的負極共同連接到公共地端。本部分的主要作用是:給各個電路提供一個不受電網電源波動影響的+12V和+5V穩定直流電壓，確保本實施例及相關電路的可靠運行。
[0039]在本實施例中，主要元器件選用:微型處理器Ul為AT89S52，IXD液晶顯示屏為LCD1602A，時鐘芯片U2為DS1302，溫度芯片Wl為DS18B20，存儲器芯片U3為AT24C02，看門狗芯片U4為MAX813L或MP813L，RS-485收發芯片U5為MAX485，集成穩壓電路ICl為LM7812、集成穩壓電路IC2為LM7805，晶體三極管VTl?VT4為9013，繼電器RLJ為5A、12V，晶體振蕩器Yl為11.0592MHz,晶體振蕩器Y2為32.768KHz。
[0040]如圖2所示，太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置的微控制單元模塊I中設有程序軟件，程序主要包括:初始化程序、運行程序、待機程序、IXD顯示程序、DS1302時鐘控制程序、DS18B20溫度控制程序、按鍵判斷執行程序、設定的溫度值比較執行程序、制熱模式轉換程序、數據信息查詢程序、復位出廠值程序、菜單主程序，其中菜單主程序包括A菜單處理程序/時鐘日歷時間菜單、B菜單處理程序/設定溫度菜單、C菜單處理程序/轉換信息查詢、D菜單處理程序/本機站號的設定，微控制單元模塊I中還設有定時器O中斷程序、查O?9字模地址子程序、處理溫度B⑶碼子程序、液晶屏的初始化子程序、延時子程序、寫指令代碼子程序、寫顯示數據子程序、讀顯示數據子程序、串行中斷服務程序、EEPROM子程序，這些程序實現了太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置的水溫溫度采集、數據處理、信息查詢、狀態顯示及參數設定等功能。
[0041]本實施例的工作過程如下所述:
[0042]太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置啟動后，主程序會自動進行數據初始化，通信設置以及時鐘設置、溫度傳感器設置，也可以利用遠程計算機(PC機)聯網通信，經過通信接口模塊對溫度傳感器和單總線數字溫度傳感器芯片進行通訊設置，并由單總線數字溫度傳感器芯片存儲其設定溫度值，隨后進入LCD液晶顯示屏的設定及顯示，通過微控制單元模塊I中的程序運行路線判斷，進行溫度值的轉換、計算和比較，若水箱溫度值低于設定溫度值，經制熱模式轉換程序控制，由太陽能制熱轉換為熱力補充設備制熱，并記錄(存儲)制熱轉換時的日期和時間，直到返回太陽能制熱并存儲該次轉換的次數和累計時間。若要對日期時間的修改以及對溫度參數的重新設置，或要進行對數據的查詢、恢復出廠值參數等操作，都可通過操作鍵盤設置來完成。
[0043]本實施例在使用過程中，解決了在陽光充足的時候，太陽能采暖系統供暖所耗用的能源全部由太陽能換熱裝置來完成，在陰雨天氣或夜間以及其他光照不足的時候，可使用蓄能器釋放的熱量來滿足房間對采暖的要求。當供熱水箱溫度的溫度值低于設定的水溫轉換值時，太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置便會自動啟動系統中的熱力補充設備(利用空氣能制熱設備制熱)，繼續維持太陽能采暖供熱系統的供熱。當陽光充足后，在太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置的控制下，又會自動轉換到太陽能制熱。因此，在陽光充足的時候，太陽能采暖系統供暖所耗用的能源幾乎全部是太陽能和空氣能，因此節能和減排效果非常明顯。
[0044]另外，當由太陽能制熱轉換為熱力補充設備制熱時，太陽能采暖供熱系統供熱轉換控制裝置中的時鐘模塊便會記錄下該時刻的日期時間(年、月、日、時、分)和持續時間以及轉換累加次數，以便工作人員進行查詢。[0045]本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發明限于所公開的形式。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權利要求】
1.用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，太陽能采暖供熱系統包括太陽能換熱裝置、蓄能器換熱裝置和熱力補充裝置，所述太陽能換熱裝置、所述蓄能器換熱裝置和所述熱力補充裝置均與供熱水箱連接； 其特征在于:包括微控制單元模塊，所述微控制單元模塊包括微型處理器U1，所述微型處理器電連接有時鐘晶振模塊、看門狗芯片U4、存儲器芯片U3和上拉電阻模塊； 所述微型處理器的信號輸入端電連接有時鐘數據模塊和參數設定模塊，所述微控制單元模塊的信號輸入端還電連接有設置在所述供熱水箱內的溫度傳感器模塊，所述微型處理器的數據輸出端電連接有控制所述熱力補充裝置工作的信號驅動模塊；還包括為供熱轉換控制裝置提供工作電壓的電源模塊。
2.如權利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述微控制單元模塊包括微型處理器Ul、Ul時鐘晶振電路的晶體Y1、電容C9、ClO以及外圍接口上拉電阻RO-R15、存儲器芯片U3及外圍電阻R18、R19和看門狗芯片U4 ;存儲器芯片U3為EEPROM，微型處理器Ul的9#腳與看門狗芯片U4的7#相連接，看門狗芯片U4的1#與其自己的8#腳電連接，看門狗芯片U4的2#腳連接電源Vcc，看門狗芯片U4的3#腳接地，看門狗芯片U4的6#腳與微型處理器Ul的12#腳電連接，微型處理器Ul的14#腳與EEPROM存儲器芯片U3的6#腳及電阻R18相連接，電阻R18的另一端分別與電阻R19、電源Vcc、存儲器芯片U3的8#腳相連接，電阻R19的另一端接回到存儲器芯片U3的5#腳和微型處理器Ul的15#腳，存儲器芯片U3的1#-4#腳和7#腳均接地，微型處理器Ul的18#、19#腳并聯在時鐘晶振電路的晶體Yl兩端，晶體Yl兩端還接有電容C9和C10，C9和ClO的另一端連接在一起后與地相連接，微型處理器Ul的1#-8#腳以及32#-39#腳分別接上拉電阻RO-R15，電阻RO-R15的另一端全部并聯在一起后接電源Vcc，微型處理器Ul的31#腳與電源Vcc相連接。
3.如權利要求1所述的用于太陽能采`暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述時鐘數據模塊包括實時時鐘芯片U2、時鐘晶振Y2和校準電容C7、C8，實時時鐘芯片U2的1#腳與電源Vcc連接，2#腳與晶體Y2、電容C7的一端相連，3#腳連接晶體Y2的另一端和電容C8的一端，電容C7、C8的另一端相互連接后與公共地端相連，4#腳連接到公共地端，實時時鐘芯片U2的5#、6#、7#腳分別連接到微型處理器Ul的3#、2#、1#腳。
4.如權利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述參數設定模塊包括獨立的五個按鍵開關，五個所述按鍵開關的一端并聯在一起后與地相連，五個按鍵開關的另一端分別連接到微型處理器Ul的35#-39#腳。
5.如權利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述溫度傳感器模塊包括單總線數字溫度傳感器芯片Wl和電阻R24，所述單總線數字溫度傳感器芯片Wl的2#腳連接電阻R24的一端和微型處理器Ul的24#腳，電阻R24的另一端連接單總線數字溫度傳感器芯片Wl的3#腳并與電源Vcc相連接，單總線數字溫度傳感器芯片Wl的1#腳與地相連接。
6.如權利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述信號驅動模塊包括電阻R23、三極管VT3、二極管VD5和繼電器RLY，電阻R23的一端與微型處理器Ul的34#腳相連接，電阻R23的另一端連接三極管VT3的基極，三極管VT3的集電極連接繼電器RLY線圈的一端2#腳和二極管VD5的陽極，繼電器RLY線圈的另一端1#腳與二極管VD5的陰極相連后一起連接到+12V電源上，三極管VT3的發射極連接公共地端，繼電器RLY的6#腳為動觸點，5#、4#腳為靜觸點。
7.如權利要求1所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述電源模塊為直流穩壓電源電路，包括電源變壓器T、整流橋VDl-VD4、集成穩壓電路ICUIC2和濾波電容Cl-C6 ;電源變壓器T的1#、2#端接市電220V交流電，電源變壓器T的3#、4#端連接VDl-VD4整流橋的輸入端，VDl-VD4整流橋的正極端連接濾波電容Cl的正極、濾波電容C2的一端和穩壓集成電路ICl的1#腳，穩壓集成電路ICl的3#腳即電源模塊的+12V輸出端連接濾波電容C3的正極、濾波電容C4的一端和集成穩壓電路IC2的1#腳，IC2的3#腳即電源模塊的VCC5V輸出端連接濾波電容C5的正極和電容C6的一端，VDl-VD4整流橋的負極端以及濾波電容Cl-C6的負極共同連接到公共地端。
8.如權利要求1至7任一權利要求所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述微控制單元模塊的數據輸出端電連接有顯示太陽能采暖供熱系統工作狀態的LED狀態指示模塊、與計算機進行數據傳輸的通信接口模塊和顯示太陽能采暖供熱系統工作參數的LCD液晶顯示模塊。
9.如權利要求8所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于: 所述LED狀態指示模塊包括發光二極管LED1、LED2和電阻R16、R17，發光二極管LEDl的負極與微型處理器Ul的33#腳相連接，發光二極管LEDl正極連接電阻R16，發光二極管LED2的負極與微型處理器Ul的32#腳相連接，發光二極管LED2的正極連接電阻R17，電阻R16、R17的另一端相連后與電源Vcc連接； 所述的IXD液晶顯示模塊包括IXD液晶顯示屏、背光驅動電阻R20-R22、三極管VT1、VT2和顯示屏亮度調整可變電阻PR1，IXD液晶顯示屏的1#腳連接可調電阻PRl的一端后與地相連；IXD液晶顯示屏的2#腳連接可調電阻PRl的另一端和電源Vcc端，IXD液晶顯示屏的3#腳接可調電阻PRl的 滑動觸頭端；LCD液晶顯示屏的7#、8#、9#腳分別與微型處理器Ul的25#、26#、27#腳相連接；IXD液晶顯示屏的10#-14#腳分別連接到微型處理器Ul的4#-8#腳；IXD液晶顯示屏的16#腳與地相連接；IXD液晶顯示屏的15#腳連接該電路中的背光驅動電路的晶體三極管VT2的發射極，晶體三極管VT2的集電極連接電阻R21和電源Vcc端，電阻R21的另一端連接晶體三極管VTl的集電極和電阻R22，電阻R22另一端連接晶體三極管VT2的基極，晶體三極管VTl的發射極與地相連，晶體三極管VTl的基極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接微型處理器Ul的13#腳。
10.如權利要求8所述的用于太陽能采暖供熱系統的供熱轉換控制裝置，其特征在于:所述通信接口模塊為RS-485通信接口，包括RS-485收發芯片U5和外圍電阻R25、R26、R27，RS-485收發芯片U5的1#和4#腳對應連接微型處理器Ul的10#和11#腳，RS-485收發芯片U5的2#、3#腳并聯后連接微型處理器Ul的28#腳，RS-485收發芯片U5的8#腳接電阻R25的一端和電源Vcc，RS-485收發芯片U5的6#和7#腳為通信輸入輸出端口，RS-485收發芯片U5的6#腳還連接電阻R25的另一端和電阻R26的一端，R26的另一端連接RS-485收發芯片U5的7#腳和電阻R27的一端，R27的另一端連接收發芯片U5的5#腳并接地。
【文檔編號】F24D19/10GK103453581SQ201310400148
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】劉利軍, 程寧 申請人:程寧