家庭多能源互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用分析

　　前言

　　目前，太陽能熱水器與電熱水器或燃?xì)鉄崴飨嘟Y(jié)合是很多廠家在研究的課題，太陽能熱水器中的水在陽光充足的情況下可以達(dá)到95℃~100℃的沸騰狀態(tài)，而陽光不充分的情況下只有10℃~20℃之間，有很大的不確定性。如果單純把太陽能熱水器與電熱水器或燃?xì)鉄崴鞔?lián)起來，高溫?zé)崴畷?huì)使得電熱水器或燃?xì)鉄崴鞯膲勖s短，并且高溫水對(duì)熱水器內(nèi)部部件的材質(zhì)和工藝有著很高的要求，制造成本會(huì)大大增加。如果將太陽能熱水器與電熱水器或燃?xì)鉄崴鲉为?dú)并聯(lián)使用，又達(dá)不到節(jié)能的效果。如何解決這一個(gè)難題是目前多種能源熱水器相結(jié)合的技術(shù)瓶頸。

　　1多能源互聯(lián)技術(shù)的開發(fā)

　　多能源互聯(lián)技術(shù)就是解決如何將太陽能熱水器與普通電熱水器或燃?xì)鉄崴骷苫蚧ヂ?lián)起來的技術(shù)方案。多能源互聯(lián)首先要解決以下問題：

　?。?）對(duì)太陽能水溫的判斷，即高溫水直接使用，低溫水二次加熱。

　　（2）對(duì)非承壓太陽能熱水器水位的判斷，低水位時(shí)及時(shí)補(bǔ)水。

　　1.1新型快速連接電動(dòng)三通閥

　　要解決高溫水和低溫水的問題，就涉及到水路轉(zhuǎn)換，高溫水與低溫水分開。目前，我們通過一種電動(dòng)三通閥將水路分成兩路，如圖1所示，電動(dòng)三通閥通過內(nèi)部球形旋轉(zhuǎn)裝置將水路分為直通和側(cè)通兩種模式，如圖2所示，側(cè)通狀態(tài)：水路從進(jìn)水口進(jìn)入后進(jìn)入A通道輸出，B通道是截止?fàn)顟B(tài)。直通狀態(tài)：水路從進(jìn)水口進(jìn)入后進(jìn)入B通道輸出，A通道是截止?fàn)顟B(tài)。

　　電動(dòng)三通閥控制實(shí)現(xiàn)方式：此種電動(dòng)三通閥為三芯線連接，5V電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，三芯線分別為2根電源輸入線（紅綠兩色）、一根地線，當(dāng)紅色電源線導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，三通閥內(nèi)球形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至側(cè)通狀態(tài)，當(dāng)綠色電源線導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，三通閥內(nèi)球形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至直通狀態(tài)，控制系統(tǒng)通過水溫傳感器檢測(cè)進(jìn)水溫度，控制電動(dòng)三通閥電源輸出，從而控制電動(dòng)三通閥的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高溫水與低溫水的管路切換。

　　1.2集成管路

　　電動(dòng)三通閥解決了水路切換的問題，下面需要將太陽能上水電磁閥及其它相關(guān)部件集成到一起，通過快速連接形成一個(gè)部件，其中包括：電磁閥，用于給非承壓式太陽能熱水器上水；溫度傳感器，用于檢測(cè)和判斷水溫的高低。圖3所示為集成管路原理圖。

　　1.3多能源互聯(lián)技術(shù)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)

　　以上我們解決了水路轉(zhuǎn)換的問題，那么，我們將太陽能熱水器與儲(chǔ)水式電熱水器互聯(lián)起來，如圖4所示。

　　首先，將儲(chǔ)水式電熱水器與集成管路連接起來，然后將太陽能熱水器的出水管連接到集成管路的A接口處，然后將電磁閥一端與自來水相連，一端與太陽能熱水器出水管相連。當(dāng)太陽能熱水器水流經(jīng)A處時(shí)，A處溫度傳感器T1會(huì)檢測(cè)水溫，當(dāng)水溫高于某一設(shè)置溫度時(shí)，A與C水路導(dǎo)通，A與B截止，這樣太陽能熱水器中的熱水不經(jīng)過儲(chǔ)水式電熱水器直接供用戶使用。當(dāng)T1溫度傳感器檢測(cè)到太陽能熱水器流出的水低于設(shè)置溫度時(shí)，電動(dòng)三通閥的A與B水路導(dǎo)通，A與C截止，這樣太陽能中的水會(huì)流入儲(chǔ)水式電熱水器，通過儲(chǔ)水式電熱水器加熱后再流出到出水端供用戶使用。

　　2多能源互聯(lián)技術(shù)在產(chǎn)品上應(yīng)用

　　2.1太陽能熱水器與儲(chǔ)水式電熱水器互聯(lián)的系統(tǒng)圖

　　如圖5、圖6所示，將多能源互聯(lián)技術(shù)集成到儲(chǔ)水式電熱水器上，如果太陽能熱水器中的水能夠達(dá)到洗浴要求，那么，電熱水器不會(huì)啟動(dòng)加熱，當(dāng)用戶洗浴時(shí)，太陽能中的水會(huì)通過特殊的水路轉(zhuǎn)換器直接輸出到熱水端，供用戶洗浴使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。當(dāng)太陽能熱水器水溫較低，比方說10℃，電熱水器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)加熱，太陽能中的水會(huì)引入電熱水器，通過電熱水器加熱滿足用戶洗浴要求，水路轉(zhuǎn)換器會(huì)將電熱水器中的熱水輸出到熱水端供用戶洗浴。實(shí)現(xiàn)陰雨天電能的輔助加熱，24小時(shí)供熱水。

　　2.2太陽能熱水器與電即熱式熱水器的互聯(lián)技術(shù)

　　與儲(chǔ)水式電熱水器相比，太陽能熱水器與即熱式電熱水器的互聯(lián)技術(shù)更加方便，可靠。首先，當(dāng)太陽能水流經(jīng)即熱式電熱水器時(shí)，即熱式電熱水器判斷水溫是否符合啟動(dòng)條件，當(dāng)水溫較低時(shí)，即熱式熱水器自動(dòng)啟動(dòng)加熱，在太陽能水原有水溫的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)二次電能的加熱，更加節(jié)能。當(dāng)太陽能水溫度較高時(shí)，即熱式電熱水器不啟動(dòng)加熱。同樣，太陽能水溫水位傳感器連接到即熱式熱水器的控制系統(tǒng)中，二個(gè)系統(tǒng)合二為一，方便用戶操作?！　?.3太陽能與燃?xì)鉄崴骰ヂ?lián)系統(tǒng)

　　太陽能熱水器與燃?xì)鉄崴骰ヂ?lián)技術(shù)與以上兩種技術(shù)道理相同，當(dāng)太陽能水較熱時(shí)，水路轉(zhuǎn)換器將太陽能熱水器中的熱水輸出到熱水端供洗浴使用，燃?xì)鉄崴鞑粏?dòng)加熱。當(dāng)太陽能熱水器中的水達(dá)不到洗浴溫度時(shí)，水路轉(zhuǎn)換器將太陽能熱水器中的水引入到燃?xì)鉄崴髦?，燃?xì)鉄崴鲉?dòng)加熱，在太陽能水原有水溫的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)二次燃?xì)饽茉吹募訜?，更加?jié)能。同樣，太陽能水溫水位傳感器連接到燃?xì)鉄崴鞯目刂葡到y(tǒng)中，二個(gè)系統(tǒng)合二為一，方便用戶操作。

　　2.4太陽能與空氣能熱水器互聯(lián)系統(tǒng)

　　將太陽能水箱作為空氣源熱泵的儲(chǔ)水箱，空氣能熱泵的換熱器集成到室外機(jī)上，當(dāng)檢測(cè)到太陽能水箱內(nèi)溫度較低時(shí)，啟動(dòng)空氣源熱泵作為太陽能熱水器的輔助加熱系統(tǒng)。

　　3結(jié)語

　　多能源互聯(lián)技術(shù)是未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，太陽能熱水器與電熱水器、太陽能熱水器與燃?xì)鉄崴?、太陽能熱水器與空氣能熱水器等兩兩互聯(lián)或三種能源互聯(lián)的方式將會(huì)逐步走入熱水器市場(chǎng)，在解決多種能源互聯(lián)熱水系統(tǒng)的道路上，只有通過不斷的產(chǎn)品實(shí)踐與理論設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，才會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，才能不斷地完善多能源互聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義的最節(jié)能、最舒適的洗浴條件。