表式測控儀在太陽能熱水器技術中的應用
時間:2010-03-22 21:09 中國太陽能網 點擊:次 我要評論（）
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眾所周知太陽能熱水器水箱，是個滋生并充滿水垢（如同電水壺的水銹）的惡劣環境，而現有技術的水溫水位測控儀的傳感器，就長期工作在這樣的環境中，經過多年數據統計驗證，傳感器的損壞率占儀表故障的98%以上。雖然各個廠家下了很大工夫，努力攻關，研制出“一代又一代”的各式傳感器，隨著時間推移，長則二、三年，短則一年半載，最終擺脫不了失控和失效的命運。
而以全新理念并獲得發明專利授權的 “表式測控儀”，利用水表計量原理，將熱水表串接在輸水管路中，根據“水箱儲水=上水量-取水量”恒等式關系，通過計算管道雙向流量，并由電腦程序控制上水，最大程度發揮電腦技術的作用，真正意義做到全數字模糊技術控制。由于沒有任何元件在水箱內工作（溫度探頭可設置在內桶與保溫層之間），完全與水垢無關，所以真正能做到與熱水器相伴一生，終身免維護。
由于它的高分辨率和高精度顯示（分辨率為1升，有水表精度自校正程序，長年積累誤差不大于3升），使其很容易實現低水壓檢測（2分鐘補水不足1升，自動關斷電磁閥）、防炸管補水（微儲水量時，連續20分鐘不取水將自動補水，防止集熱器缺水引起的炸管）、環境自適應補水（依據氣溫和日照，自動設定適宜儲水量）、高溫逐次補水（高溫時一次只少量補水幾升，通過多次少量補水使始終水溫適宜）等等任何水溫水位儀都達不到的應用效果。
比如，力諾瑞特引進該專利開發出的新產品，在智能排空方面更是技高一籌。它除設計了上完水后立即排空管道的存水功能外，它還能在取用熱水后自動判斷是否需要自動排空管道。這就徹底避免了取用熱水后忘記操作排空閥而造成管道凍堵現象發生，極大提高了人性化和可靠性，將成為市場一個很顯著的賣點。原理是，在取用熱水狀態的一定時間內（例20分鐘），如果實際沒有產生取水（通過計數變化判斷小于1升），電腦自動排空。而綜觀現有技術的全自動水溫水位測控儀的排空技術就無法做到停止取水后的自動排空，原因是水位傳感器測量分辨率和精度太低，只能分為四或五檔，每一檔都有幾十升的容量，要判斷是否有取用水的狀態是很困難的，很容易會發生還在取用熱水的狀態下，程序指令排空的錯亂情況。
表式控制儀在住宅熱水工程中應用方面也有其獨到之處。現有住宅熱水工程多是在各個業主室內安裝單向熱水表，通過累積計量每月使用的實際熱水來收取熱水費。給用戶使用熱水帶來不菲經濟負擔，表式控制儀在如何能讓工程熱水用戶也能像使用普通單機那樣不支出熱水使用費，已走出堅實的第一步。率先在大連鑫普新能源等熱水工程得到了應用，并入選由住房建設部主編的《2008節能環保建筑新技術新產品及應用案例與論文匯編》。它的原理是將具有雙向計量功能的“表式測控儀（一體化熱水表）”，以代替原有的普通熱水表，同時將自來水經過電磁閥也接至用戶熱水端，在每個測控儀上事先最初由物業通過密碼進入設置好日用水限額。業主取用熱水時，顯示器倒計數，當用完當日限額顯示為零時，儀表即時自動補水至原限額設定值。若用不完限額時，在所剩顯示基礎上夜間自動補回等額冷水，使共用儲水箱達到平衡。因此業主不需再化錢購買熱水，而是通過使用多少熱水，自動補回等量自來水，就如同使用單機效果一模一樣。當然儀器有防超限和防盜用水措施，熱水表和防盜水控制器建立通訊，當人為斷電或強制不補冷水時，防盜水控制器得不到來自熱水表的通訊，儀器自行切斷放水電動閥，關斷熱水供水管路。
在其他應用方面，如住宅一體化陽臺非承壓分體熱水器的應用，較現有承壓運行技術，因為不存在混水降溫問題，所以熱效率更高。通過儀表的智能控制，使得更能直觀反映儲水狀況，做到根據日照自動調節儲水量，所有過程無需人工干涉，真正實現全自動化。冬季還可利用循環功能給取暖片加熱。
還有深圳格林寶公司，利用表式控制功能，研制出一種“開水發生器”。原理是，利用集熱器加熱一個15升的小水箱，很短時間內就能產生一箱開水，通過程序控制電動閥，放出開水可供飲用，多余的熱水可儲存到保溫儲水箱，以供洗浴等其它用途。每次補水則由表式控制儀計量補水15升。如此完全避免了水垢侵蝕傳感器帶來的影響。
普通水位水溫控制儀
TH-3型表式控制儀
TH-16型樣品
TH-18型方案
表式控制儀優點
水箱水位顯示
25%、50%、75%、100%四段水位
以“升”為單位顯示水量，可控水0-999升
同
同
超過超百段顯示，指示精度數量級提高，1升的分辨率尤其使更容易實現人性化設計
水位傳感器
因高溫水垢易失效和失控
采用熱水表計量上水和取水水量
同
同
水表用的有壽命的唯一元件干簧管，其開關次數為108次（計數1億升），終身不需維護
溫度傳感器
在水箱內工作因滲漏造成損壞
可選擇安裝在發泡和水箱之間或用不銹鋼盲管插入水箱
同
同
終身不需維護
防炸管的缺水補水
因顯示分段過粗而不可靠，極易造成炸管
低于20升且20分鐘無人用水時自動補水到設定值。
改為低于30升且20分鐘無人用水時，自動補水到設定值。
改為低于30升且20分鐘無人用水時，自動補水到設定值。
因為集熱器上端口高于出水口，雖然水箱還存有20升左右的水，同樣集熱器有因空曬蒸發的機會，導致補水炸管，所以改為30升更為可靠
高溫補水
補一檔大于30升，使降溫過快
水溫高于80℃，且20分鐘無用水時1次補水10升
智能補水：第一次上水到50升，超過60℃且20分鐘無取水時一次補10升，逐次補滿，實現看天上水功能
一次只補10升，以免過快降低水溫
低水壓保護電磁閥
無
2分鐘上水不足1升時，電磁閥保護性關閉30分鐘后，再次試上水，直至到設定值。
同
同
保護電磁閥不至于長時間工作過熱
高溫蒸發計算
無
90℃以上減1升/小時，80℃-90℃減1升/2小時
90℃以上減1升/小時，80℃-90℃減1升/2小時，60-80℃減1升/4小時，低于60℃減1升/24小時
90℃以上減1升/小時，80℃-90℃減1升/2小時，60-80℃減1升/4小時，低于60℃減1升/24小時
由于過量扣除，當示值為0時，保證水箱存有3-5升水，但在補水時由于溢水校正功能，又使示值得到自動校正，可保證永遠準確
時間蒸發計算
無
無
增加每24小時扣除1升
增加每24小時扣除1升
同上
水表精度自動修正
無
無
通過第1次取水和第1次補水進行對比，得出正反行程誤差進行校正
相同
水表行程正、反走誤差現實存在，如果逐只人工事先校準，勢必增加人工成本，由電腦程序校正能保持常年精度誤差小于2升
上水量設定
三檔
任意
任意
任意
更適合需要
水箱容量自動化偵測
不需要
無
通過產生的溢水信號可偵測出不同型號的水箱容量，并作為自動設定的依據
相同
不需人工設定水箱容量
水箱意外漏水后的禁止補水
無
無
如遇水箱意外漏水，例，集熱管被高拋物擊碎、輸水管脫落等，通過溫升超過沸點判斷禁止上水
相同
有溫度“EE”提示，并禁止補水，直至故障排除
管道智能排空
手動排空或極個別是以取水時長判斷是否排空，但間斷取水或取水階段若超過程序設定時間長度，會產生誤判和錯亂
無
22分鐘內沒有發生計數既執行排空指令
相同
有效杜絕人工排空時，容易忘記操作而產生的凍堵
伴熱帶
與電加熱選擇
與增壓泵功能選擇其一
與增壓泵功能選擇其一
增壓泵
無
與伴熱帶功能選擇其一
與伴熱帶功能選擇其一
電加熱
與伴熱帶選擇
無
＜2000W智能加熱或手動加熱
漏電保護
無
無
＜20mA漏電
循環泵
無
無
可增加
根據管溫自動啟動循環
（責任編輯：未予）
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