家庭多能源互聯(lián)技術應用分析

　　前言

　　目前，太陽能熱水器與電熱水器或燃氣熱水器相結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氣熱水器串聯(lián)起來，高溫熱水會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(nèi)部部件的材質和工藝有著很高的要求，制造成本會大大增加。如果將太陽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(jié)能的效果。如何解決這一個難題是目前多種能源熱水器相結合的技術瓶頸。

　　1多能源互聯(lián)技術的開發(fā)

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

　　（1）對太陽能水溫的判斷，即高溫水直接使用，低溫水二次加熱。

　　（2）對非承壓太陽能熱水器水位的判斷，低水位時及時補水。

　　1.1新型快速連接電動三通閥

　　要解決高溫水和低溫水的問題，就涉及到水路轉換，高溫水與低溫水分開。目前，我們通過一種電動三通閥將水路分成兩路，如圖1所示，電動三通閥通過內(nèi)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)：水路從進水口進入后進入A通道輸出，B通道是截止狀態(tài)。直通狀態(tài)：水路從進水口進入后進入B通道輸出，A通道是截止狀態(tài)。

　　電動三通閥控制實現(xiàn)方式：此種電動三通閥為三芯線連接，5V電壓驅動電機轉動，三芯線分別為2根電源輸入線（紅綠兩色）、一根地線，當紅色電源線導通時，電機正轉，三通閥內(nèi)球形轉子旋轉至側通狀態(tài)，當綠色電源線導通時，電機反轉，三通閥內(nèi)球形轉子旋轉至直通狀態(tài)，控制系統(tǒng)通過水溫傳感器檢測進水溫度，控制電動三通閥電源輸出，從而控制電動三通閥的狀態(tài)，實現(xiàn)高溫水與低溫水的管路切換。

　　1.2集成管路

　　電動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部件集成到一起，通過快速連接形成一個部件，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)技術的產(chǎn)品實現(xiàn)

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

　　首先，將儲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。當太陽能熱水器水流經(jīng)A處時，A處溫度傳感器T1會檢測水溫，當水溫高于某一設置溫度時，A與C水路導通，A與B截止，這樣太陽能熱水器中的熱水不經(jīng)過儲水式電熱水器直接供用戶使用。當T1溫度傳感器檢測到太陽能熱水器流出的水低于設置溫度時，電動三通閥的A與B水路導通，A與C截止，這樣太陽能中的水會流入儲水式電熱水器，通過儲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)技術在產(chǎn)品上應用

　　2.1太陽能熱水器與儲水式電熱水器互聯(lián)的系統(tǒng)圖

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

　　2.2太陽能熱水器與電即熱式熱水器的互聯(lián)技術

　　與儲水式電熱水器相比，太陽能熱水器與即熱式電熱水器的互聯(lián)技術更加方便，可靠。首先，當太陽能水流經(jīng)即熱式電熱水器時，即熱式電熱水器判斷水溫是否符合啟動條件，當水溫較低時，即熱式熱水器自動啟動加熱，在太陽能水原有水溫的基礎上，實現(xiàn)二次電能的加熱，更加節(jié)能。當太陽能水溫度較高時，即熱式電熱水器不啟動加熱。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，二個系統(tǒng)合二為一，方便用戶操作。　　2.3太陽能與燃氣熱水器互聯(lián)系統(tǒng)

　　太陽能熱水器與燃氣熱水器互聯(lián)技術與以上兩種技術道理相同，當太陽能水較熱時，水路轉換器將太陽能熱水器中的熱水輸出到熱水端供洗浴使用，燃氣熱水器不啟動加熱。當太陽能熱水器中的水達不到洗浴溫度時，水路轉換器將太陽能熱水器中的水引入到燃氣熱水器中，燃氣熱水器啟動加熱，在太陽能水原有水溫的基礎上，實現(xiàn)二次燃氣能源的加熱，更加節(jié)能。同樣，太陽能水溫水位傳感器連接到燃氣熱水器的控制系統(tǒng)中，二個系統(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水箱，空氣能熱泵的換熱器集成到室外機上，當檢測到太陽能水箱內(nèi)溫度較低時，啟動空氣源熱泵作為太陽能熱水器的輔助加熱系統(tǒng)。

　　3結語

　　多能源互聯(lián)技術是未來發(fā)展的一個趨勢，太陽能熱水器與電熱水器、太陽能熱水器與燃氣熱水器、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)的方式將會逐步走入熱水器市場，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)品實踐與理論設計相結合的方式，才會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，才能不斷地完善多能源互聯(lián)技術，實現(xiàn)真正意義的最節(jié)能、最舒適的洗浴條件。