一种集太阳能和锅炉于一体的恒温可调式节能控制系统技术领域
本发明涉及一种集太阳能和锅炉于一体的恒温可调式节能控制系统。
背景技术
目前，由于工业生产和民用中，高温热水和蒸汽的用途广泛而且需求巨大，
锅炉在目前来说是一种供热必不可少的一种重要设备，尤其是热电厂，普遍利
用锅炉制备高温高压蒸汽发电。锅炉在将常温水转换成高温热水或蒸汽时所需
要的热量，都直接或间接的靠锅炉的能量的消耗来实现。虽然锅炉的制热速度
较快，但其能耗却非常高，并且伴随着二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物等的产
生，燃煤锅炉更为严重，无法达到国家的节能环保要求。
一般锅炉的制热工艺或流程都有一个不可缺少的环节，那就是把水质处理
至符合锅炉使用要求后，再用泵将水送入锅炉，锅炉再加热水，使水温达到使
用温度或转换成规定压力的蒸汽。由此过程我们不难得出一个结论，同样的工
况的同一台锅炉，用相同质量的水产生相同的蒸汽或热水，理论上所消耗的热
量的多少相同，而使用不同的加热方式，消耗的能源不同。
发明内容
本发明的目的在于克服目前用锅炉烧水时能耗较高，并且伴随着二氧化
碳，二氧化硫，氮氧化物等的产生，造成大气层严重污染的缺陷，提供一种集
太阳能和锅炉于一体的恒温可调式节能控制系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种集太阳能和锅炉于一体的恒温
可调式节能控制系统，由锅炉，设置在锅炉底部的发热器，与锅炉相连接的第
一水泵，与第一水泵相连接的第一球阀，与第一球阀相连接的空气能热泵，与
空气能热泵相连接的第二水泵，与第二水泵相连接的第二球阀，与第二球阀相
连接的软化水处理器，以及与该发热器相连接的太阳能发电系统组成。
所述太阳能发电系统则由太阳能电池板，与太阳能电池板相连接的保护电
路，与保护电路相连接的控制电路，与控制电路相连接的蓄电池，与蓄电池相
连接的开关电路，串接在开关电路与蓄电池之间的可调式集成滤波稳压电路；
以及串接在开关电路与发热器之间的恒温可调电路组成。所述的开关电路则与
发热器相连接。
所述恒温可调电路由三极管VT3，继电器K，放大器U1，放大器U2，倒
相放大器P1，倒相放大器P2，倒相放大器P3，一端与三极管VT3的基极相
连接、另一端与开关电路相连接的电阻R16，P极与倒相放大器P1的正向端
相连接、N极经继电器K后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D6，一端
与极性电容C8的正极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接的电阻R17，
正极顺次经电阻R18、极性电容C1、电阻R23、热敏电阻R24后与放大器U1
的正极相连接、负极经电阻R22后与放大器U2的负极相连接的极性电容C8，
一端与极性电容C8的负极相连接、另一端经可调电阻R20后与放大器U1的
输出端相连接的电阻R19，N极与倒相放大器P1的逆向端相连接、P极与倒
相放大器P2的正向端相连接的二极管D7，负极经电阻R21后与倒相放大器
P2的逆向端相连接、正极与倒相放大器P3的逆向端相连接的极性电容C11，
N极经电阻R26后与极性电容C11的正极相连接、P极接地的二极管D8，正
极顺次经二极管D10、电阻R25后与放大器U1的负极相连接、负极与放大器
U2的正极相连接的极性电容C9，以及P极经电阻R27后与放大器U2的输出
端相连接、N极顺次经电阻R28、继电器K的常开触点K-1后与发热器相连
接的二极管D9组成；所述三极管VT3的发射极与二极管D8的P极相连接；
所述倒相放大器P2的逆向端与倒相放大器P3的正向端相连接。
所述可调式集成滤波稳压电路由变压器T，集成稳压芯片U，三极管VT1，
三极管VT2，场效应管Q1，整流器D，负极同时与整流器D的负极输入端和
变压器T副边的非同名端相连接、正极经电阻R1、电阻R14后与整流器D的
正极输入端相连接极性电容C1，P极顺次经极性电容C2后与三极管VT2的
基极相连接、N极经极性电容C4后与集成稳压芯片U的IN管脚相连接的二
极管D2，N极顺次经电阻R2、极性电容C6、电阻R5后与三极管VT1的发
射极相连接、P极经电阻R15后与整流器D的负极输出端相连接的二极管D5，
负极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、正极经电阻R3后与二极管
D2的N极相连接的极性电容C3，P极顺次经电阻R7后与极性电容C3的负
极相连接、N极与场效应管Q1的源极相连接的二极管D4，P极经电阻R4后
与二极管D2的N极相连接、N极经电阻R9后与三极管VT1的基极相连接的
二极管D3，一端与集成稳压芯片U的OUT管脚相连接、另一端与场效应管
Q1的漏极相连接的电阻R10，正极与集成稳压芯片U的TD管脚相连接、负
极经可调电阻R12后与二极管D4的P极相连接的极性电容C7，以及正极经
电阻R13后与集成稳压芯片U的OUT管脚相连接、负极顺次经电阻R11、可
调电阻R8后与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C5组成；所述的整流
器D的正极输出端与二极管D2的P极相连接；所述的三极管VT1的集电极
还与场效应管Q1的栅极相连接；所述极性电容C5的正极和可调电阻R8与电
阻R11的连接点分别与开关电路相连接，所述的变压器T的原边与蓄电池相
连接；所述三极管VT2的集电极接地；所述可调电阻R8与电阻R11的连接
点接地。
为了除掉水路中的杂质，在所述锅炉的进水水路与第一水泵之间连接有第
一Y型过滤器；在所述空气能热泵的进水水路与第二水泵之间连接有第二Y
型过滤器。进一步地，所述的第一水泵、第二水泵、第三水泵均为普通的增压
泵或离心泵。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的锅炉供热系统采用太阳能发电系统，采用该系统有效的节
约了能源，降低了对大气层的污染。
(2)本发明采用恒温可调电路，该电路具有高精度的恒压、恒流、限温
等作用，有效的提高了本节能控制系统的实用性和可控性。
(3)本发明采用可调式集成滤波稳压电路，通过该电路对本控制系统提
供稳定的可调电流，提高了本发明中的锅炉加热效率。
(4)本发明先采用空气能热泵对空气能热泵中的软水进行加热，使其温
度达到预先设定的温度值，即达到40～70℃。在这个过程中，比采用常规方
法将该常温下的水加热到预先设定的温度值时要节能50％以上。
(5)由锅炉将水再加热到100℃以上，其整个过程比将常温水直接用锅
炉加热到100℃以上，要节能20％以上。
因此，本发明的整个过程中将常温水加热到100℃以上，其能耗比传统的
直接用锅炉将常温水加热到100℃以上要节能20％以上。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的太阳能发电系统结构示意图。
图3为本发明的可调式集成滤波稳压电路结构示意图。
图4为本发明的恒温可调电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施
方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明由锅炉，设置在锅炉底部的发热器，与锅炉相连接的
第一水泵，与第一水泵相连接的第一球阀，与第一球阀相连接的空气能热泵，
与空气能热泵相连接的第二水泵，与第二水泵相连接的第二球阀，与第二球阀
相连接的软化水处理器，以及与该发热器相连接的太阳能发电系统组成。
为了实现较好的效果，该第一水泵采用增压热水泵，第二水泵采用一般的
给水泵即可。当然，根据需要，也可以采用其他的水泵，如离心泵等等。为了
防止有杂质进入锅炉或空气能热泵而堵在管道，因此在第一水泵的进水端以及
第二水泵的进水端处均设有Y型过滤器，同时为了便于检修，在空气能热泵
和软水处理器的出水管道上还设有一个以上的球阀。根据需要，该Y型过滤
器也可以采用其他的过滤器来替代。
由锅炉制水时，先由软水处理器对进入的原水进行软化处理，得到软水，
并由第二水泵将该软水注入到空气能热泵内部。最后由第一水泵将该软水注入
到锅炉，直接由锅炉进行加热。
为了防止锅炉内的热水回流到空气能热泵，同时也防止空气能热泵内的水
回流到软化水处理器内部，因此在第一水泵和第二水泵的出水端均还设有单向
止回阀。同时，为了清洗锅炉，在空气能热泵和锅炉之间的管路上也由两个球
阀形成一个清洗液入口。
如图2所示，所述太阳能发电系统则由太阳能电池板，与太阳能电池板相
连接的保护电路，与保护电路相连接的控制电路，与控制电路相连接的蓄电池，
与蓄电池相连接的开关电路，串接在开关电路与蓄电池之间的可调式集成滤波
稳压电路；以及串接在开关电路与发热器之间的恒温可调电路组成。所述的开
关电路则与发热器相连接。
本发明采用了太阳能发电系统为所述的锅炉加热提供能源，实施时该系统
通过太阳能电池板将光能转换为电能，然后经过保护电路后由控制电路来完成
电压电流输出，由蓄电池进行电能储存，以达到随时为所述的锅炉加热提供能
源的作用；而所输出的电压电流则由可调式集成滤波稳压电路进行电流滤波稳
压处理，最后经开关电路通过恒温可调电路为设置在所述的锅炉底部的大功率
发热器提供一个稳定的电压电流。
本发明实施时，所述恒温可调电路可对发热器进行恒温控制，便可通过恒
温可调电路输出电流的调节来控制锅炉的水温，根据不同的需要可随意调节。
所述的可调式集成滤波稳压电路可根据锅炉加热水时，使水温达到使用的
温度高低来进行电流调节，以达到快速加热的作用。
本发明中采用的保护电路，控制电路，开关电路为现有技术，因此实施时
便未对其进行具体说明。
如图3所示，所述可调式集成滤波稳压电路由变压器T，集成稳压芯片U，
三极管VT1，三极管VT2，场效应管Q1，整流器D，电阻R1，电阻R2，电
阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，
电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，二极管D1，二极管
D2，二极管D3，二极管D4，二极管D5，极性电容C1，极性电容C2，极性
电容C3，极性电容C4，极性电容C5，极性电容C6，以及极性电容C7组成。
连接时，极性电容C1的负极同时与整流器D的负极输入端和变压器T副
边的非同名端相连接、正极经电阻R1、电阻R14后与整流器D的正极输入端
相连接。二极管D2的P极顺次经极性电容C2后与三极管VT2的基极相连接、
N极经极性电容C4后与集成稳压芯片U的IN管脚相连接。二极管D5的N
极顺次经电阻R2、极性电容C6、电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、
P极经电阻R15后与整流器D的负极输出端相连接。
其中，极性电容C3的负极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、
正极经电阻R3后与二极管D2的N极相连接。二极管D4的P极顺次经电阻
R7后与极性电容C3的负极相连接、N极与场效应管Q1的源极相连接。二极
管D3的P极经电阻R4后与二极管D2的N极相连接、N极经电阻R9后与三
极管VT1的基极相连接。电阻R10的一端与集成稳压芯片U的OUT管脚相
连接、另一端与场效应管Q1的漏极相连接。极性电容C7的正极与集成稳压
芯片U的TD管脚相连接、负极经可调电阻R12后与二极管D4的P极相连接。
以及极性电容C5的正极经电阻R13后与集成稳压芯片U的OUT管脚相连接、
负极顺次经电阻R11、可调电阻R8后与三极管VT1的集电极相连接。
所述的整流器D的正极输出端与二极管D2的P极相连接；所述的三极管
VT1的集电极还与场效应管Q1的栅极相连接；所述极性电容C5的正极和可
调电阻R8与电阻R11的连接点分别与开关电路相连接，所述的变压器T的原
边与蓄电池相连接；所述三极管VT2的集电极接地；所述可调电阻R8与电阻
R11的连接点接地。
如图4所示，所述恒温可调电路由三极管VT3，继电器K，放大器U1，
放大器U2，倒相放大器P1，倒相放大器P2，倒相放大器P3，电阻R16，电
阻R17，电阻R18，电阻R19，可调电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，
热敏电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，极性电容C8，极
性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D6，二极管D7，二极管
D8，二极管D9，以及二极管D10组成。
连接时，电阻R16的一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与开关电
路相连接。二极管D6的P极与倒相放大器P1的正向端相连接、N极经继电
器K后与三极管VT3的集电极相连接。电阻R17的一端与极性电容C8的正
极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接。极性电容C8的正极顺次经电
阻R18、极性电容C1、电阻R23、热敏电阻R24后与放大器U1的正极相连
接、负极经电阻R22后与放大器U2的负极相连接。
其中，电阻R19的一端与极性电容C8的负极相连接、另一端经可调电阻
R20后与放大器U1的输出端相连接。二极管D7的N极与倒相放大器P1的
逆向端相连接、P极与倒相放大器P2的正向端相连接。极性电容C11的负极
经电阻R21后与倒相放大器P2的逆向端相连接、正极与倒相放大器P3的逆
向端相连接。二极管D8的N极经电阻R26后与极性电容C11的正极相连接、
P极接地。
极性电容C9的正极顺次经二极管D10、电阻R25后与放大器U1的负极
相连接、负极与放大器U2的正极相连接。以及二极管D9的P极经电阻R27
后与放大器U2的输出端相连接、N极顺次经电阻R28、继电器K的常开触点
K-1后与发热器相连接。
所述三极管VT3的发射极与二极管D8的P极相连接；所述倒相放大器
P2的逆向端与倒相放大器P3的正向端相连接。
使用时，先由软化水处理器对常温的水进行软化处理，形成软水；当软化
水处理水箱内的水位达到预先设定的高度时，再由第二水泵将该软水注入到空
气能热泵，由空气能热泵对该软水循环加热，直到整个空气能热泵内的软水温
度达到预定温度值时，第二水泵和空气能热泵停止工作。为了最大程度的提高
效率，节省能源，该预定温度值一般设为40～60℃。
最后，第一水泵启动，将该空气能热泵内的具有40～70℃的软水注入到
锅炉中，再由锅炉进行加热，使该软水达到想要的实际温度值，如100℃或
100℃以上。
如上所述，便可较好的实现本发明。