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一种新型生活热水系统控制方法和系统技术方案

技术编号:40085403 阅读:17 留言:0更新日期:2024-01-23 15:22
本发明专利技术公开了一种新型生活热水系统控制方法和系统,由太阳能集热单元和空气源热泵辅助加热单元两部分组成,太阳能集热单元包括集热器、循环泵P1和集热水箱,集热器与集热水箱之间的管路上设置循环泵P1,集热器与集热水箱之间的管路中还设置有测量集热系统出水温度的T1温度传感器,集热水箱内设置有测量集热水箱温度的T2温度传感器,空气源热泵辅助加热单元由空气源热泵、循环泵P3、供热水箱和循环泵P2组成,循环泵P3设置于空气源热泵与供热水箱的连接管路中;该新型生活热水系统控制方法和系统通过设置太阳能热水系统与空气源热泵特定运行策略,即可保证阴雨天气时正常供应热水,也可自动对系统管路低温保护控制,还可最大化利用太阳能系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种新型生活热水系统控制方法和系统,属于热水系统。


技术介绍

1、与常规能源相比太阳能具有取之不尽、用之不竭等特点,只要有阳光,太阳能热水器就可进行光热转换,一年四季均可运行,不仅省钱,而且还非常的方便,因此太阳能热水器问世之时就风靡全国,但其在使用过程中存在如下缺陷:太阳能热水器需要长时间的光照方才能够实现。如果说某一天的光照不强,亦或者是出现了连续多日的阴雨天气,那么太阳能热水器就无法使用;

2、在公开号为cn203928434u的中国专利中公开了一种太阳能与空气源热泵热水系统,将太阳能热水系统和空气源热泵热水系统有机结合起来,因此,可根据不同的天气状况,采用太阳能热水系统和空气源热泵热水系统单独、互补或者联合供热,实现太阳能的高效利用,提高了空气源热泵的工作效率,节约能耗。同时,本技术有效解决了环境温度低或者太阳能不足时的热水供应问题,保证全年正常供应热水。

3、但是上述技术方案仍然存在以下问题:

4、(1)太阳能热水器在寒冷冬季也是无法使用的,因为在气温过低的情况下,热水器内蓄积的水可能会冻结;

5、(2)大部分太阳能控制系统加热方式粗放,未能实现太阳能系统的最大化利用。如太阳能控制系统对辅助加热设备不合理控制,未实现优先利用太阳能,导致太阳能无法最大化利用。如当供热水箱温度低于设定温度,辅助热源立即启动,保证水箱水温始终为设定温度,未考虑太阳能的利用情况等。

6、因此,为了解决上述问题,有必要提出一种新型生活热水系统控制方法和系统。

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技术实现思路

1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种新型生活热水系统控制方法和系统,以达到防冻结、充分利用热能、提高智能化的目的。

2、一种新型生活热水系统控制系统,由太阳能集热单元和空气源热泵辅助加热单元两部分组成,太阳能集热单元包括集热器、循环泵p1和集热水箱,集热器与集热水箱之间的管路上设置循环泵p1,集热器与集热水箱之间的管路中还设置有测量集热系统出水温度的t1温度传感器,集热水箱内设置有测量集热水箱温度的t2温度传感器;

3、空气源热泵辅助加热单元由空气源热泵、循环泵p3、供热水箱和循环泵p2组成,循环泵p3设置于空气源热泵与供热水箱的连接管路中,循环泵p2设置于集热水箱与供热水箱的管路之间,供热水箱内设置有测量供热水箱温度的t3温度传感器,供热水箱用于连接自来水的管路上设置有测量自来水温度的ts传感器。

4、进一步的,集热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门1,集热水箱与供热水箱的管路上设置阀门2,供热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门3,阀门1、阀门2、阀门3均为电动阀门。

5、一种新型生活热水系统控制方法,包括以下三种运行情况:

6、(1)当太阳辐射情况良好、日照时间充足的情况下,仅运行太阳能热水单元,由太阳能热水单元对集热水箱内水进行循环加热,将加热过后的热水储存到集热水箱,此时阀门1、阀门2打开、阀门3关闭;循环泵p1打开;循环泵p2、循环泵p3关闭;

7、(2)当太阳辐射很弱或没有太阳辐射的情况下,仅开启空气源热泵,此时阀门3打开,阀门1、阀门2关闭;循环泵p1、循环泵p2关闭,循环泵p3打开;

8、(3)当日照不足、太阳辐射情况较差,且仅开启太阳能热水单元不能达到热用户需求时,同时开启太阳能热水单元、空气源热泵热水单元,此时阀门1-3打开,循环泵p1、p2、p3全部打开;

9、测量太阳能集热系统出水温度t1和集热水箱温度t2,由集热水箱与集热系统出水口温差(t1-t2)控制太阳能循环泵p1的开启,循环泵p1的开启温差△t1取特定范围,如5-8℃,停止温差△t2取特定范围,如1-3℃;

10、当集热水箱与集热系统出水口温差t1-t2≥△t1时,集热循环泵p1开启;当集热水箱与集热系统出水口温差t1-t2≤△t2时,集热循环泵p1关闭;

11、其低温保护控制策略为,当冬季当集热管路t1温度低于特定温度,如5℃时,循环泵p1、p2、p3开启进行循环,将水箱内热水打进集热器、空气源热泵,以防止循环管路冻堵;当集热器管道温度t1升高至特定温度,如10℃时,系统控制关闭循环泵;此时,空气源热泵热水单元没有单独的低温保护控制策略;

12、其高温保护控制:当集热器温度高于高于特定温度,如95℃,且仅高于集热水箱温度2~10℃范围内时,集热循环泵p1每循环特定时长,如10分钟,停特定时长,如20分钟。

13、进一步的,在运行情况(1)下,t1温度传感器和t2温度传感器分别测得太阳能集热系统出水温度t1和集热水箱温度t2,由集热水箱与集热系统出水口温差(t1-t2)控制太阳能循环泵p1的开启,循环泵p1的开启温差△t1取特定范围,如5-8℃,停止温差△t2取特定范围,如1-3℃;

14、当集热水箱与集热系统出水口温差t1-t2≥△t1时,集热循环泵p1开启;当集热水箱与集热系统出水口温差t1-t2≤△t2时,集热循环泵p1关闭。

15、进一步的,运行情况(1)的低温保护控制策略为,当冬季当集热管路t1温度低于特定温度,如5℃时,集热循环泵p1开启进行循环,将水箱内热水打进集热器,以防止循环管路冻堵;当集热器管道温度t1升高至特定温度,如10℃时,系统控制关闭循环泵。

16、进一步的,运行情况(1)的高温保护控制:当集热器温度高于高于特定温度,如95℃,且仅高于集热水箱温度2~10℃范围内时,集热循环泵p1每循环特定时长,如10分钟,停特定时长,如20分钟,防空晒炸管。

17、进一步的,运行情况(2)的空气源热泵控制策略为:设置供热水箱上、下限温度,当供热水箱温度t3低于设定下限温度时,开启空气源热泵加热,空气能循环泵p3开启;温度达到设定上限温度后,空气源热泵、循环泵p3关闭。

18、进一步的,运行情况(2)的高温保护策略为:当集热水箱温度过高,向供热水箱补水后导致供热水箱温度t3>设定上限温度时,循环泵p2停止,阀门3开启,t3达到下限温度后阀门3关闭,此时若未达到设定水位,循环泵p2、阀门2继续重复上述步骤交替开启,达到最高水位后全部关闭,t3始终控制在上下限温度之间。

19、进一步的,对于空气源热泵热水单元,在供热水箱中设置液位传感器,供热水箱补水策略为:设置补水水位,可设置为水箱容积的2/3,根据实际用水量进行调整;当供热水箱液位低于补水水位时,根据t2与ts的温差△t3判断供热水箱的补水方式,当△t3≥1℃时,开启循环泵p2及阀门2,由集热水箱向供热水箱补水;当△t3<1℃时,开启阀门3,直接向供热水箱补自来水;当液位达到设定水位时,循环泵p2、各阀门关闭。

20、进一步的,空气源热泵启停策略为:设置供热水箱上、下限温度,当供热水箱温度t3低于设定下限温度时,开启空气源热泵加热,空气能循环泵p3开启;温度达到设定上限温度后,空气源热泵、循环泵p本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型生活热水系统控制系统,其特征在于:由太阳能集热单元和空气源热泵辅助加热单元两部分组成,太阳能集热单元包括集热器、循环泵P1和集热水箱,集热器与集热水箱之间的管路上设置循环泵P1,集热器与集热水箱之间的管路中还设置有测量集热系统出水温度的T1温度传感器,集热水箱内设置有测量集热水箱温度的T2温度传感器;

2.如权利要求1所述的新型生活热水系统控制系统,其特征在于:集热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门1,集热水箱与供热水箱的管路上设置阀门2,供热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门3,阀门1、阀门2、阀门3均为电动阀门。

3.一种新型生活热水系统控制方法,其特征在于:包括以下三种运行情况:

4.如权利要求3所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:在运行情况(1)下,T1温度传感器和T2温度传感器分别测得太阳能集热系统出水温度T1和集热水箱温度T2,由集热水箱与集热系统出水口温差(T1-T2)控制太阳能循环泵P1的开启,循环泵P1的开启温差△T1取特定范围,如5-8℃,停止温差△T2取特定范围,如1-3℃;

5.如权利要求4所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(1)的低温保护控制策略为,当冬季当集热管路T1温度低于特定温度,如5℃时,集热循环泵P1开启进行循环,将水箱内热水打进集热器,以防止循环管路冻堵;当集热器管道温度T1升高至特定温度,如10℃时,系统控制关闭循环泵。

6.如权利要求5所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(1)的高温保护控制:当集热器温度高于高于特定温度,如95℃,且仅高于集热水箱温度2~10℃范围内时,集热循环泵P1每循环特定时长,如10分钟,停特定时长,如20分钟,防空晒炸管。

7.如权利要求3所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(2)的空气源热泵控制策略为:设置供热水箱上、下限温度,当供热水箱温度T3低于设定下限温度时,开启空气源热泵加热,空气能循环泵P3开启;温度达到设定上限温度后,空气源热泵、循环泵P3关闭。

8.如权利要求7所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(2)的高温保护策略为:当集热水箱温度过高,向供热水箱补水后导致供热水箱温度T3>设定上限温度时,循环泵P2停止,阀门3开启,T3达到下限温度后阀门3关闭,此时若未达到设定水位,循环泵P2、阀门2继续重复上述步骤交替开启,达到最高水位后全部关闭,T3始终控制在上下限温度之间。

9.如权利要求3所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:对于空气源热泵热水单元,在供热水箱中设置液位传感器,供热水箱补水策略为:设置补水水位,可设置为水箱容积的2/3,根据实际用水量进行调整;当供热水箱液位低于补水水位时,根据T2与TS的温差△T3判断供热水箱的补水方式,当△T3≥1℃时,开启循环泵P2及阀门2,由集热水箱向供热水箱补水;当△T3<1℃时,开启阀门3,直接向供热水箱补自来水;当液位达到设定水位时,循环泵P2、各阀门关闭。

10.如权利要求9所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:空气源热泵启停策略为:设置供热水箱上、下限温度,当供热水箱温度T3低于设定下限温度时,开启空气源热泵加热,空气能循环泵P3开启;温度达到设定上限温度后,空气源热泵、循环泵P3关闭;

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【技术特征摘要】

1.一种新型生活热水系统控制系统,其特征在于:由太阳能集热单元和空气源热泵辅助加热单元两部分组成,太阳能集热单元包括集热器、循环泵p1和集热水箱,集热器与集热水箱之间的管路上设置循环泵p1,集热器与集热水箱之间的管路中还设置有测量集热系统出水温度的t1温度传感器,集热水箱内设置有测量集热水箱温度的t2温度传感器;

2.如权利要求1所述的新型生活热水系统控制系统,其特征在于:集热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门1,集热水箱与供热水箱的管路上设置阀门2,供热水箱用于外接自来水的管路上设置阀门3,阀门1、阀门2、阀门3均为电动阀门。

3.一种新型生活热水系统控制方法,其特征在于:包括以下三种运行情况:

4.如权利要求3所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:在运行情况(1)下,t1温度传感器和t2温度传感器分别测得太阳能集热系统出水温度t1和集热水箱温度t2,由集热水箱与集热系统出水口温差(t1-t2)控制太阳能循环泵p1的开启,循环泵p1的开启温差△t1取特定范围,如5-8℃,停止温差△t2取特定范围,如1-3℃;

5.如权利要求4所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(1)的低温保护控制策略为,当冬季当集热管路t1温度低于特定温度,如5℃时,集热循环泵p1开启进行循环,将水箱内热水打进集热器,以防止循环管路冻堵;当集热器管道温度t1升高至特定温度,如10℃时,系统控制关闭循环泵。

6.如权利要求5所述的新型生活热水系统控制方法,其特征在于:运行情况(1)的高温保护控制:当集热器温度高于高于特定温度,如95℃,且仅高于集热水箱温度2~1...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢玉军何影易检长任中俊黄涛杨邢邢杨远林黄鹤
申请(专利权)人:深圳市紫衡技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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