太陽能電熱水器設(shè)計(jì)方案

隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因漸漸太陽能產(chǎn)業(yè)。20232040年擺布，即使儲(chǔ)量豐富的煤炭資源也只能維持二三太陽能具有：①儲(chǔ)量的“無限性”太陽每秒鐘放射的能量大約是1.6×101.892×10的13t中擔(dān)綱重任，成為抱負(fù)的替代能源。性能不斷地沖擊電熱水器市場(chǎng)和燃?xì)鉄崴魇袌?chǎng)。2023470002023熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國(guó)家。然而，目前市場(chǎng)上太陽能熱水器的掌握系統(tǒng)大多存在功能單一、操作簡(jiǎn)單、能，導(dǎo)致熱水器陰天的時(shí)候不能便利使用。所以太陽能熱水器必需加以關(guān)心加熱功能，充分利用太陽能的同時(shí)便利生活所需。即使熱水器具有關(guān)心加熱功能，一般電熱水器有如下缺點(diǎn)：1、熱水器長(zhǎng)期通電，長(zhǎng)期保持在六十度以上高溫，發(fā)熱管易結(jié)垢，內(nèi)膽易漏水，于是較易損壞；2、管道熱水熱量損耗大；3、等候用水時(shí)間太長(zhǎng)；4、在熱水流出前都必需鋪張肯定量的冷水，依據(jù)管道的長(zhǎng)短，一般家庭中冷10-25/次。而快熱式電熱水器抑制了上述缺點(diǎn)。它有不少優(yōu)點(diǎn)，如：安全，干凈環(huán)保；3-530-50度之間，解決溫度持續(xù)高溫導(dǎo)致的結(jié)垢漏水問題。也可能由于加熱時(shí)間不能掌握而產(chǎn)生過水罐，熱水隨開隨用，無須預(yù)熱，削減了電能鋪張。此外，它還具有體積小，使用安全，安裝便利等特點(diǎn)。熱水器的種類不少，但快熱式熱水器也有不少種。片機(jī)的進(jìn)展正好為熱水器的開拓奠定了前提條件。號(hào)流程圖并介紹了快熱式家用電熱水器軟件系統(tǒng)。二、太陽能電熱水器掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式不少。本設(shè)計(jì)承受單片機(jī)為中心處理器，液晶顯示模塊，熱電偶溫度采集模塊，水位采集模塊，電加熱模塊，掌握模塊。本課題設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的太陽能熱水器在軟件程序的掌握下完成溫度和水位的實(shí)時(shí)顯示功能，并能完成溫度設(shè)定等功能，具體實(shí)現(xiàn)的功能目標(biāo)為：顯示水溫順?biāo)?，電加熱水溫可任意設(shè)定；設(shè)置溫度參數(shù)后，自動(dòng)掌握電關(guān)心設(shè)備加熱；系統(tǒng)開頭工作開頭上水水位傳感器測(cè)水位No推斷水位是Yes加熱溫度傳感器測(cè)溫No推斷溫度是Yes系統(tǒng)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)保溫?zé)崴魇褂脮r(shí)1設(shè)計(jì)原理

電容式液位傳感器系統(tǒng)承受筒式電容傳感器采集液位的高度。主要利用其兩電極的掩蓋面積隨被測(cè)傳感器得出的電壓一般在0~30mv之間，太小不易測(cè)量，所以要通過放大電路進(jìn)連接于單片機(jī)，把信號(hào)送入單片機(jī)。顯示電路連接于單片機(jī)用于顯示水位的高。2．系統(tǒng)框圖被測(cè)物理量：主要是指非電的物理量，在這里為水位。傳感器：將輸入的物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的變換。傳感器的精度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，所以是系統(tǒng)中一個(gè)重要的部件。放大，整形，濾波：傳感器的輸出信號(hào)一般不適合直接去轉(zhuǎn)換數(shù)字量，通常要進(jìn)展放大，濾波等環(huán)節(jié)的預(yù)處理來完成。A/D轉(zhuǎn)換器：實(shí)現(xiàn)將摹擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，常用的是并行比較型、逐次靠近式、積分式等。在此用到逐次靠近式。單片機(jī)：目前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能和性能日益完善，因此主控部份一般都承受單片機(jī)。傳感器原理電容式液位傳感器系統(tǒng);它利用被測(cè)體的導(dǎo)電率,通過傳感器測(cè)量電路將液位高度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓脈沖寬度變化,再由單片機(jī)進(jìn)展測(cè)量并轉(zhuǎn)換成相,,并具有構(gòu)造簡(jiǎn)潔、本錢低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。傳感器的組成圖為傳感器部份的構(gòu)造原理圖。它主要是由瘦長(zhǎng)的不銹鋼管(半徑為R1)、同軸絕緣導(dǎo)線(半徑為R0)以及其被測(cè)液體共同構(gòu)成的金屬圓柱形電容器構(gòu)成。該傳感器主要利用其兩電極的掩蓋面積隨被測(cè)液體液位的變化而變化,從而引起對(duì)應(yīng)電容量變化的關(guān)系進(jìn)展液位測(cè)量。圖3-1-2傳感器原理圖測(cè)量原理由圖1可知,當(dāng)可測(cè)量液位H=0時(shí),不銹鋼管與同軸絕緣導(dǎo)線構(gòu)成的金屬圓柱形電容器之間存在電容C0,依據(jù)文獻(xiàn)得到電容量為:式中,C0為電容量,單位為F;ε0為容器內(nèi)氣體的等效介電常數(shù),單位為F/m;L為液位最大高度;R1為不銹鋼管半徑;R0為絕緣導(dǎo)線半徑,單位為m。當(dāng)可測(cè)量液位)為H時(shí),不銹鋼管與同軸絕緣電線之間存在電容CH:2式中,ε為容器內(nèi)氣體的等效介電常數(shù),單位為F/m。因此,當(dāng)傳感器內(nèi)液位由零增加到H時(shí),其電容的變化量ΔC可由式(1)和式(2)得(3)由式可知,參數(shù)ε0,εR1R0都是定值。所以電容的變化量ΔC與液位變化量H呈近似線性關(guān)系。由于參數(shù)ε0,ε,R1,R0,L都是定值,由式(2)變形可得:CHa0+b0H(a0b0為常數(shù))(4)?？梢?CH的大小與H成線性關(guān)系。由此,只要測(cè)出電容值便能計(jì)算出水位。將電容轉(zhuǎn)化成電信號(hào)部份承受運(yùn)算法測(cè)量電路來轉(zhuǎn)化。該電路由傳感器CxCo以及A組成此電熱水器中采集溫度主要利用集成溫度傳感器AD590，集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過放射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)：—波爾茲常數(shù)；集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用便利等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩10mV/KAD5902RRLF355整方法如下：在0℃時(shí)調(diào)整

V=04

100℃時(shí)調(diào)整RV=100mV。如此反復(fù)調(diào)整屢次，直至0時(shí)，V=0，100℃時(shí)V=100mV為。最終O 在室溫下進(jìn)展校驗(yàn)。例如，假設(shè)室溫為100℃環(huán)境。

那末V應(yīng)為2m。冰水混合物是0℃環(huán)境，O要使圖2中的輸出為200mV/℃，可通過增大反響電阻(圖中反響電阻由R與電位器R串聯(lián)而成)來實(shí)現(xiàn)。此外，測(cè)量華氏溫度(符號(hào)為℉)時(shí)，因華氏3反響電阻約為180k，使得溫度為0℃時(shí)，V=17.8mV反響電阻約為180k，使得溫度為0℃時(shí)，V=17.8mV100℃時(shí)，4V=197.8mVAD581O

40V10V。O加熱模塊主要靠熱電阻加熱被檢測(cè)信息——傳感器——檢測(cè)電路——輸出單元銅熱電阻內(nèi)線性關(guān)系好，靈敏度比鉑電阻高，簡(jiǎn)潔提純加工，價(jià)格廉價(jià)，復(fù)現(xiàn)性能好。與定。通過連接繼電器來掌握電關(guān)心加熱是否工作。保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)到達(dá)規(guī)定值時(shí)，繼電器被所掌握的輸出電路導(dǎo)通或者斷開。電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加之肯定的電壓，線圈中就會(huì)流過肯定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下抑制返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)隨之消逝，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))釋放。這樣吸合、釋放，從而到達(dá)了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓掌握電路和高壓工作電路。電磁繼電器構(gòu)造圖顯示電路的設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)是承受雙向共陽極串行接口電路，用來顯示加熱檔位，3-6所示：R11R12R13R14R15R16R