家庭多能源互聯(lián)技術(shù)應用分析

　　前言

　　目前，太陽(yáng)能熱水器與電熱水器或燃氣熱水器相結合是很多廠(chǎng)家在研究的課題，太陽(yáng)能熱水器中的水在陽(yáng)光充足的情況下可以達到95℃~100℃的沸騰狀態(tài)，而陽(yáng)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(yáng)能熱水器與電熱水器或燃氣熱水器串聯(lián)起來(lái)，高溫熱水會(huì )使得電熱水器或燃氣熱水器的壽命縮短，并且高溫水對熱水器內部部件的材質(zhì)和工藝有著(zhù)很高的要求，制造成本會(huì )大大增加。如果將太陽(yáng)能熱水器與電熱水器或燃氣熱水器單獨并聯(lián)使用，又達不到節能的效果。如何解決這一個(gè)難題是目前多種能源熱水器相結合的技術(shù)瓶頸。

　　1多能源互聯(lián)技術(shù)的開(kāi)發(fā)

　　多能源互聯(lián)技術(shù)就是解決如何將太陽(yáng)能熱水器與普通電熱水器或燃氣熱水器集成或互聯(lián)起來(lái)的技術(shù)方案。多能源互聯(lián)首先要解決以下問(wèn)題：

　?。?）對太陽(yáng)能水溫的判斷，即高溫水直接使用，低溫水二次加熱。

　?。?）對非承壓太陽(yáng)能熱水器水位的判斷，低水位時(shí)及時(shí)補水。

　　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(wèn)題，就涉及到水路轉換，高溫水與低溫水分開(kāi)。目前，我們通過(guò)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(guò)內部球形旋轉裝置將水路分為直通和側通兩種模式，如圖2所示，側通狀態(tài)：水路從進(jìn)水口進(jìn)入后進(jìn)入A通道輸出，B通道是截止狀態(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通道是截止狀態(tài)。

　　電動(dòng)三通閥控制實(shí)現方式：此種電動(dòng)三通閥為三芯線(xiàn)連接，5V電壓驅動(dòng)電機轉動(dòng)，三芯線(xiàn)分別為2根電源輸入線(xiàn)（紅綠兩色）、一根地線(xiàn)，當紅色電源線(xiàn)導通時(shí)，電機正轉，三通閥內球形轉子旋轉至側通狀態(tài)，當綠色電源線(xiàn)導通時(shí)，電機反轉，三通閥內球形轉子旋轉至直通狀態(tài)，控制系統通過(guò)水溫傳感器檢測進(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(wèn)題，下面需要將太陽(yáng)能上水電磁閥及其它相關(guān)部件集成到一起，通過(guò)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(yáng)能熱水器上水；溫度傳感器，用于檢測和判斷水溫的高低。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

　　以上我們解決了水路轉換的問(wèn)題，那么，我們將太陽(yáng)能熱水器與儲水式電熱水器互聯(lián)起來(lái)，如圖4所示。

　　首先，將儲水式電熱水器與集成管路連接起來(lái)，然后將太陽(yáng)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(lái)水相連，一端與太陽(yáng)能熱水器出水管相連。當太陽(yáng)能熱水器水流經(jīng)A處時(shí)，A處溫度傳感器T1會(huì )檢測水溫，當水溫高于某一設置溫度時(shí)，A與C水路導通，A與B截止，這樣太陽(yáng)能熱水器中的熱水不經(jīng)過(guò)儲水式電熱水器直接供用戶(hù)使用。當T1溫度傳感器檢測到太陽(yáng)能熱水器流出的水低于設置溫度時(shí)，電動(dòng)三通閥的A與B水路導通，A與C截止，這樣太陽(yáng)能中的水會(huì )流入儲水式電熱水器，通過(guò)儲水式電熱水器加熱后再流出到出水端供用戶(hù)使用。

　　2多能源互聯(lián)技術(shù)在產(chǎn)品上應用

　　2.1太陽(yáng)能熱水器與儲水式電熱水器互聯(lián)的系統圖

　　如圖5、圖6所示，將多能源互聯(lián)技術(shù)集成到儲水式電熱水器上，如果太陽(yáng)能熱水器中的水能夠達到洗浴要求，那么，電熱水器不會(huì )啟動(dòng)加熱，當用戶(hù)洗浴時(shí)，太陽(yáng)能中的水會(huì )通過(guò)特殊的水路轉換器直接輸出到熱水端，供用戶(hù)洗浴使用，實(shí)現節能。當太陽(yáng)能熱水器水溫較低，比方說(shuō)10℃，電熱水器會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)加熱，太陽(yáng)能中的水會(huì )引入電熱水器，通過(guò)電熱水器加熱滿(mǎn)足用戶(hù)洗浴要求，水路轉換器會(huì )將電熱水器中的熱水輸出到熱水端供用戶(hù)洗浴。實(shí)現陰雨天電能的輔助加熱，24小時(shí)供熱水。

　　2.2太陽(yáng)能熱水器與電即熱式熱水器的互聯(lián)技術(shù)

　　與儲水式電熱水器相比，太陽(yáng)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，當太陽(yáng)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，當水溫較低時(shí)，即熱式熱水器自動(dòng)啟動(dòng)加熱，在太陽(yáng)能水原有水溫的基礎上，實(shí)現二次電能的加熱，更加節能。當太陽(yáng)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(yáng)能水溫水位傳感器連接到即熱式熱水器的控制系統中，二個(gè)系統合二為一，方便用戶(hù)操作?！?strong>　2.3太陽(yáng)能與燃氣熱水器互聯(lián)系統

　　太陽(yáng)能熱水器與燃氣熱水器互聯(lián)技術(shù)與以上兩種技術(shù)道理相同，當太陽(yáng)能水較熱時(shí)，水路轉換器將太陽(yáng)能熱水器中的熱水輸出到熱水端供洗浴使用，燃氣熱水器不啟動(dòng)加熱。當太陽(yáng)能熱水器中的水達不到洗浴溫度時(shí)，水路轉換器將太陽(yáng)能熱水器中的水引入到燃氣熱水器中，燃氣熱水器啟動(dòng)加熱，在太陽(yáng)能水原有水溫的基礎上，實(shí)現二次燃氣能源的加熱，更加節能。同樣，太陽(yáng)能水溫水位傳感器連接到燃氣熱水器的控制系統中，二個(gè)系統合二為一，方便用戶(hù)操作。

　　2.4太陽(yáng)能與空氣能熱水器互聯(lián)系統

　　將太陽(yáng)能水箱作為空氣源熱泵的儲水箱，空氣能熱泵的換熱器集成到室外機上，當檢測到太陽(yáng)能水箱內溫度較低時(shí)，啟動(dòng)空氣源熱泵作為太陽(yáng)能熱水器的輔助加熱系統。

　　3結語(yǔ)

　　多能源互聯(lián)技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢，太陽(yáng)能熱水器與電熱水器、太陽(yáng)能熱水器與燃氣熱水器、太陽(yáng)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)熱水系統的道路上，只有通過(guò)不斷的產(chǎn)品實(shí)踐與理論設計相結合的方式，才會(huì )發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題，才能不斷地完善多能源互聯(lián)技術(shù)，實(shí)現真正意義的最節能、最舒適的洗浴條件。