太阳能集热工程控制柜

太阳能集热工程控制柜是商用集中式太阳能热水系统的控制大脑，通过采集温度、水位信号，自动控制循环泵、补水阀、电辅热、防冻装置，实现全自动无人值守运行，广泛适配于酒店、宿舍、厂区、医院等大型集热热水工程。

经济型数显控制柜

触屏标准控制柜

PLC大型控制柜

一、柜体内部主要元器件（强弱电分离）

1. 控制核心（弱电）

主控单元：微电脑控制器 / 7 寸触摸屏 / PLC

（1）微电脑温差控制器（中小型工程标配）：LCD 液晶按键，内置温差、补水、加热程序，成本低、调试简单

（2）7 寸触摸屏控制器（中大型）：可视化界面，多水箱、多泵分组控制

（3）PLC 可编程控制柜（工业 / 多系统联动）：支持热泵、锅炉联动、远程物联网、多回路复杂系统

配套：220V 隔离变压器、弱电接线端子、信号防雷器

2. 强电配电保护

（1）总断路器（空气开关）、三相漏电保护器（380V 电加热或其他辅热如：空气能热泵、电锅炉等）

（2）交流接触器（执行元件）：控制循环泵、电辅热、伴热带、补水电磁阀。

（3）（执行元件）中间继电器、手动 / 自动转换开关、运行 / 故障指示灯

（4）散热风扇、接地铜排、缺相 / 过载保护模块

3、外接传感器定义（通用标准）

信号采集：接入 PT1000/NTC 温度探头、水位传感器

4、外接负载

集热循环泵、冷水补水电磁阀、380V/220V电辅热、回水管道泵（回水电磁阀、回水增压泵）、管道防冻伴热带、换热泵。

二、核心控制逻辑（行业标配功能）

1、温差循环（最重要、最核心功能）

常规工程出厂推荐参数：启动温差 8℃，停止温差 2℃。

集热器温度 − 水箱温度 ≥ 6～10℃（可调） → 接触器吸合，启动集热循环泵；

热量持续交换，温差缩小至 ≤ 2～4℃（可调） → 循环泵停机。

全天自动反复循环，最大化吸收太阳能热量。

2、自动补水控制

低水位保护：水位低于 20%，自动开启补水电磁阀；水位满（100%，可调）自动关阀，防溢流。（支持定时补水水）

模式可选：定时补水、温控补水（水温达标再补水，减少热量损耗）

缺水联锁：水位低于保护值，锁定（禁止启动）电加热，防干烧。

3、辅助恒温加热（联动：电加热 / 空气能）

温控模式：水箱水温＜45℃（可调）启动电加热，升至 55℃停机

定时加热：设置早 / 晚用水高峰定时加温，省电

多级保护：超温断电、漏电保护、干烧保护、三相缺相保护

可定制：太阳能 + 空气能热泵联动控制。

4、防冻保护（北方 / 冬季必备）

管道探头检测温度（管道温度）低于设定（常用 5℃）：启动循环泵或者开启伴热带；升温至 12～15℃停止，防止管路冻裂。

方案 A（水循环防冻）：短时间启动循环泵，管道热水回流防冻

方案 B（伴热带防冻）：输出 220V 给管道电伴热带，升温至 15℃停止

5、安全保护功能（标配）

集热器高温防炸管、断电记忆、手动 / 自动切换、故障声光报警、防雷、漏电、过载、缺相四重电气保护。

（1）集热器超高温防炸管保护：T1＞95℃（90～98℃）启动散热循环，防止空晒高温炸真空管，保护真空管 / 平板集热器。

（2）断电记忆：停电保存所有参数，来电自动恢复运行

（3）手动 / 自动切换：检修时切手动，强制启停水泵、阀门

（4）故障报警：传感器断线、水泵过载、缺水、超温声光报警

（5）防雷、漏电、过载、缺相四重电气保护

6、附加功能

定时循环、远程 4G/WiFi 监控、回水恒温循环。

三、控制柜型号分类与适用场景

1、FC 经济型（数显面板）：单水箱、单集热循环；适合 10 吨以内小型工程（宿舍、小型宾馆）。

2、FF 标准双回路型：支持双泵、双水箱；10～50 吨中型热水工程，可拓展空气能联动。

3、GLC 触屏远程型：7 寸彩色触摸屏，RS485 通讯、手机远程监控；中大型商用项目。

4、PLC 工控控制柜：多水箱、多集热阵列、换热系统、承压系统；50 吨以上大型 / 工业热水工程。

控制柜分类选型（按工程规模）

（1）小型一体式控制箱（10 组以内集热器）

单水箱、1 台循环泵、≤18KW 电加热，壁挂塑料 / 薄铁箱体，酒店宿舍小型工程

（2）标准不锈钢控制柜（10–40 组集热器）

落地防雨柜体，多路水泵独立接触器，双水箱控制，PT1000 多路测温，嘉兴、江浙商用热水主流款

（3）PLC 智能控制柜（40 组以上 / 工业多热源）

支持太阳能 + 空气能 + 锅炉联动，手机 APP 远程监控、485 通讯、数据存储，工厂、医院大型集中热水

（4）户外防雨控制柜

楼顶露天安装，304 不锈钢箱体，IP54 防水防尘，加装加热器防凝露

四、两种主流系统控制逻辑

1）开式非承压太阳能（最常用，真空管集热）

流程：集热器升温 → 温差达标 → 循环泵启动 → 热量输送至保温水箱 → 水位不足自动补水 → 水温不够启动电辅热 → 低温自动防冻。

单水箱系统原理图

2）闭式承压 / 板式换热系统

控制柜控制一次侧集热循环与二次侧生活热水换热循环两路温差泵，隔离防冻液回路。

五、选型 & 定制需要提供参数

1、水箱数量：单水箱 / 双水箱

2、集热循环泵数量、电压（220V/380V）

3、是否带电辅热、总功率

4、是否联动空气源热泵

5、是否需要管道回水、防冻伴热带输出

6、安装环境：室内柜 / 户外防雨不锈钢柜

7、是否需要手机远程监控

六、安装规范

安装高度：柜体底部离地 1.2–1.5m，通风干燥，远离淋雨、蒸汽。

布线要求：

强电（380V 水泵 / 加热）与弱电传感器线分管走线，间距≥30cm，避免干扰

PT1000 传感器使用 2 芯屏蔽线，长线（＞120m）两端单端接地，减少温漂误差

接地：柜体、传感器屏蔽层、水箱金属外壳统一可靠接地

环境：室内控制柜环境温度 0–40℃；户外柜加装除湿加热器

七、日常调试参数（通用推荐）

温差循环：启动 8℃，停止 2℃，集热上限 90℃

补水：下限 20%，上限 95%，定时补水 16:00、21:00

电加热：启动 45℃，停止 55℃，加热时段 6:00–23:00

防冻：启动 5℃，停止 15℃

超温保护：集热器 95℃强制散热

八、运维与常见故障

1、日常巡检

每日：查看显示屏温度、水位，无故障代码

每周：清理柜体散热风扇灰尘，检查指示灯状态

每月：紧固接线端子，校验 PT1000 探头，清理水箱水垢

2、常见故障排查

（1）循环泵不启动：查看温差参数、传感器断线、模式切为手动。

排查：T1/T2 传感器断线、温差设置过小、接触器损坏、自动 / 手动档位错误

（2）不能自动补水、补水不停溢水：水位探头故障、电磁阀损坏、水位上下限设置错误。

排查：水位探头结垢、电磁阀卡死、水位参数设置错误

（3）电加热无法启动：低水位保护、温度设定过高、接触器故障。

排查：缺水保护锁定、三相缺相、温度上限设置过低、漏保跳闸

（4）显示温度乱跳

排查：传感器屏蔽线破损、强弱电同管干扰、探头进水短路

（5）防冻不启动：管道温度探头脱落、防冻阈值设置过低

九、拓展智能化升级

RS485 通讯：对接楼宇自控 BA 系统。

物联网模块：手机 APP 远程查看水温、启停设备、修改参数、故障推送。

联动空气能热泵：太阳能热量不足时自动启动热泵，综合节能更高。

太阳能集热控制柜现场完整调试步骤

第一步：前期通电前检查（必做，防止烧元器件）

断电状态核对线路

1）强电：三相 380V 进线、循环泵、电辅热、补水电磁阀、防冻伴热带接线牢固，相序无误；

2）弱电：PT1000 温度探头、水位传感器屏蔽线单独走线，不和动力线共管；

3）二次回路：空开、接触器、热继端子全部紧固，接地铜排连接柜体、水箱、集热器支架；

4）档位开关切至【手动】，所有负载处于断开状态。

机械与设备检查

循环泵阀门全开，管道无憋压；水箱补水阀前端闸阀打开；传感器全部插入测温套管固定到位。

绝缘测试

万用表测相线对地绝缘＞0.5MΩ，传感器线路无短路、断路。

第二步：上电初始化

合上总空开、控制回路空开，控制器屏幕点亮；
核对系统时间，修正当前时钟（定时补水、定时加热依赖时钟）；
查看故障代码：若报传感器故障，立即断电检查对应探头接线。

第三步：传感器校准（核心，大面积集热器温差不准会不循环）

T1 集热器出口、T2 水箱、T3 防冻管道三个探头常温下温差应≤1℃，偏差过大更换探头；

水位电极校准：

水箱放空：显示屏显示低水位；

上水至满箱：显示满水，无溢水报警；

缺水联锁测试：人为模拟低水位，电加热强制锁定无法启动。

第四步：温差循环参数设置（真空管标准参数）

进入参数菜单：

启动温差：8℃ 停止温差：2℃

集热器超温保护：95℃，超温强制启动循环泵散热防炸管

循环延时：停机延时 3 分钟（防止水泵频繁启停烧毁）

手动测试循环泵：切手动，点动循环泵，观察水泵转向、有无异响，出水正常后切自动；

升温实测：中午集热器升温，T1-T2≥8℃，水泵自动启动；水温拉平差值≤2℃自动停机。

第五步：补水系统调试

参数设定：

低水位补水启动：20%；满水停止：95%（预留 5% 防溢流）

可选定时补水：16:00、21:00 两档补水高峰

手动测试电磁阀：手动模式开启补水，水箱水位上升；满水自动关阀，无持续流水；

溢水保护：水位超过 100% 触发声光报警，切断补水。

第六步：电辅热加热调试（工程常用多级 380V 加热管）

温度设定：加热启动 45℃，停止 55℃；可设置定时加热时段 6:00-23:00；

联锁保护验证：水箱缺水时，加热输出强制禁止，杜绝干烧；

手动测试加热：水温低于设定值，手动开启加热，三相电流平衡，漏保不跳闸；超温自动断开接触器。

第七步：防冻功能调试

参数：防冻启动 5℃，停止 15℃；

两种防冻模式二选一：

水循环防冻：低温启动集热循环泵流动热水；

伴热带防冻：低温输出 220V 供电管道伴热带；

冷态模拟：手握室外测温探头降温至 5℃，防冻负载自动启动，升温后停止。

第八步：安全保护全测试

过载保护：人为卡住水泵，热继电器跳闸，故障灯亮；

缺相保护：断开一相进线，控制器报警并切断加热 / 水泵；

断电记忆：断电 5 分钟后上电，所有参数不变，自动恢复运行；

声光故障报警：传感器断线、缺水、超温、过载全部触发报警。

第九步：全自动连续试运行（2 小时）

切换至自动模式，全程观察：温差循环启停、补水、加热、防冻逻辑无错乱；无报警、水泵无频繁启停，调试完成，交付使用。

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附件：40 组∅58*1800 真空管集热器 单水箱控制柜元器件配置清单

基础工况说明：40组集热器，集热循环泵 2 台（一用一备），水箱 60 吨，36KW 三相电辅热，补水电磁阀 1 路，管道防冻伴热带输出，PT1000 三路测温，水位电极，落地不锈钢防雨控制柜 1200800350mm

1. 柜体部分

2. 总配电保护（三相 380V 进线 100A）

3. 集热循环泵回路（一用一备，两台 1.5kw 循环泵）

4. 电辅热回路（36KW，分 3 组 12KW 独立控制）

5. 补水、防冻弱电输出回路

6. 控制核心（两种方案任选其一）

方案 A：液晶温差控制器（经济型，推荐常规工程）

多路温差太阳能工程控制器（支持 3 路 PT1000 测温、水位、多泵、多加热输出）1 台

信号防雷器（温度 / 水位信号）1 套

方案 B：7 寸触摸屏 PLC 控制柜（高端，可物联网远程）

小型 PLC 主机 + 7 寸触摸屏 1 套

4G 物联网通讯模块 1 套（手机远程监控）

RS485 通讯端子排 1 组

7. 传感器配套（外接，不含在柜体内）

PT1000 温度探头 3 支（集热出口、水箱、防冻管道，2 芯屏蔽长线）

水箱液位电极（四极水位探头）1 套

传感器屏蔽信号端子排 1 组

8. 辅材清单

接线端子、黄绿双色接地线、线槽、扎带、绝缘套管、电缆锁头、铜鼻子、标签标识条一套

三、配套补充说明

负载扩容：若后期增加空气能联动，可额外预留 1 路热泵接触器与 PLC 联动点位；

布线建议：传感器屏蔽线 RVSP2×1.0，动力电缆 3×4/3×6 平方，强弱电分管分开敷设；

运维备件建议：现场备用 1 只 PT1000 探头、1 个接触器、1 个热继，方便快速维修。