太陽能工程熱水器控制器的設計與實現

摘要：設計了一套全自動太陽能工程熱水器控制器。該系統利用低功耗高性能的RISC單片機AVR作為控制電路的核心實時監測水溫及水位，可實現溫度、水位檢測管理，故障及相關報警提示等功能，利用E2PROM對設置的參數保存，具有斷電記憶功能，斷電后，參數無須重新設置。該款全自動太陽能熱水器控制器具有使用方便、穩定性高、節能等特點，實用性高。
關鍵詞：工程熱水器；控制器；AVR；控制電路

0 引言
隨著人們生活水平的提高，各種熱水器的使用已相當普及，與之相配套的控制儀也相繼問世。然而，目前市場上的各種熱水器控制電路還與理想要求相差甚遠。消費者需要真正的“全自動”控制，以實現使用的最簡單化，就像家用電視機、電冰箱一樣，接通電源、設定完畢就不用再操心了。鑒于國內太陽能熱水器市場不斷擴大，而與其相配套的控制器卻急需改進的情況，研制了這套太陽能熱水器控制器。本文設計的太陽能熱水器是以AVR Mega 32單片機為檢測控制核心，不僅實現了溫度、水位兩種參數的實時顯示功能，而且具有溫度設定與控制功能。控制器可以根據天氣情況利用輔助加熱裝置使蓄水箱內的水溫達到預先設定的溫度，從而達到24小時供應熱水的目的。實際應用結果表明，該控制器和以往的顯示儀相比具有性價比高、溫度控制與顯示精度高、使用方便和性能穩定等優點，提高了我國太陽能應用領域控制水平，具有可觀的經濟效益和社會效益。

1 設計目標與實現方案描述
1．1 系統原理圖
系統原理圖如圖1所示。其中：W為水位傳感器(壓力式)，包含T2；T1為集熱器頂部溫度傳感器；T2為水箱溫度傳感器，與水位W一體；T3為防凍循環溫度傳感器(安裝于集熱循環管路最低溫度點)；T4為用水管道溫度傳感器(安裝于用水循環管路最低溫度點)；T5為管道電伴熱溫控傳感器(一般安裝于自來水上水管道，位置可根據實際情況而定)；P1為集熱管路循環泵，亦作為防凍循環泵；P2為用水管路循環泵(亦可用電磁閥+自動增壓泵形式)；E1為上水電磁閥(自來水直接進水箱補水)；E2為頂水電磁閥(自來水進集熱器，頂水入水箱)；EH1為電加熱器；EH2為電伴熱帶(選用)。