多能源組合熱水系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能熱水器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多能源組合熱水系統(tǒng)及控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能熱水器作為綠色環(huán)保產(chǎn)品，現(xiàn)已被廣泛的接受，越來越多的家庭采用太陽 能熱水器提供生活用熱水。然而在陰雨天氣，太陽能熱水器不能提供穩(wěn)定熱水，這種情況給 用戶帶來很大的不便。
[0003] 為了使用戶能得到穩(wěn)定的熱水，目前采用在太陽能熱水器上增加輔助能源的方 式，其主要有如下幾種方式：1、太陽能和電加熱組合，電加熱不受其他環(huán)境因素的限制，可 隨時啟動，但效率不高，一般要加熱4-6小時才能獲得可用的熱水，耗能較大；2、太陽能和 燃氣組合，燃氣加熱速度快，但目前太陽能熱水器和燃氣熱水器之間的連接往往采用多個 手動閥來轉(zhuǎn)換，因而造成使用的不便；3、太陽能和熱泵組合，熱泵具有高效的優(yōu)點，但轉(zhuǎn)換 效率較低。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種運行安全穩(wěn)定合理，且節(jié)約能源的多能 源組合熱水系統(tǒng)及控制方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種多能源組合熱水系統(tǒng)，包括水箱、集熱器、空氣源熱泵、電加熱器、水箱溫度傳 感器、集熱器溫度傳感器、空氣溫度傳感器，其中
[0008] 所述集熱器溫度傳感器用來檢測集熱器真空管的溫度；
[0009] 所述空氣溫度傳感器用來檢測空氣的溫度。
[0010] 本發(fā)明的有益效果在于：采用集熱器、空氣源熱泵、電加熱器作為熱水系統(tǒng)的三種 供熱源，通過水箱溫度傳感器、集熱器溫度傳感器、空氣溫度傳感器對熱水系統(tǒng)選擇三種供 熱源中的一種或者幾種提供依據(jù)，使熱水系統(tǒng)具有節(jié)能的效果。
[0011] 一種多能源組合熱水系統(tǒng)控制方法，所述方法為：
[0012] S1若集熱器真空管溫度比水箱水溫高，且差值大于設(shè)定的集熱器與水箱溫差，則 集熱器開；否則，集熱器關(guān)；
[0013]S2若水箱水溫小于設(shè)定水箱溫度，則執(zhí)行步驟S3;否則，返回步驟S1;
[0014] S3若水箱溫升曲線不滿足溫升要求，則執(zhí)行步驟S4 ;否則，返回步驟SI;
[0015] S4若空氣溫度大于空氣源開啟溫度，則空氣源熱泵開；否則，空氣源熱泵關(guān)；
[0016] S5若水箱水溫小于設(shè)定水箱溫度，則執(zhí)行步驟S6 ;否則，返回步驟S1 ;
[0017] S6若水箱溫升曲線不滿足溫升要求，則電加熱器開；否則，電加熱器關(guān)；
[0018] S7返回步驟S1，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：三種供熱源依次按照集熱器、空氣源熱泵、電加熱器的 開啟順序進行條件判斷，其中集熱器的開啟條件與集熱器真空管溫度和水箱水溫的差值有 關(guān)，空氣源熱泵的開啟條件與水箱水溫和空氣溫度有關(guān)，電加熱器作為最后選擇的備用供 熱源，保證集熱器的安全使用環(huán)境，使三種供熱源的開啟配合達到較佳的組合效果，減小熱 水系統(tǒng)的能耗。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的多能源組合熱水系統(tǒng)控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附 圖予以說明。
[0022] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：采用集熱器、空氣源熱泵、電加熱器作為熱水系統(tǒng)的 三種供熱源，并且三種供熱源的開啟條件考慮各自的節(jié)能運行特點，而不是單純考慮水箱 溫度及溫升曲線，比如，集熱器開啟需考慮集熱器真空管溫度與水箱水溫的差值，空氣源熱 泵開啟需考慮空氣溫度，使三種供熱源的開啟配合達到節(jié)能的效果，同時提高系統(tǒng)運行的 安全性。
[0023] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0024] 一種多能源組合熱水系統(tǒng)，包括水箱、集熱器、空氣源熱泵、電加熱器、水箱溫度傳 感器、集熱器溫度傳感器、空氣溫度傳感器，其中
[0025] 所述集熱器溫度傳感器用來檢測集熱器真空管的溫度；
[0026] 所述空氣溫度傳感器用來檢測空氣的溫度。
[0027] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：采用集熱器、空氣源熱泵、電加熱器作 為熱水系統(tǒng)的三種供熱源，并且分別利用水箱溫度傳感器、集熱器溫度傳感器、空氣溫度傳 感器對水箱水溫、集熱器真空管的溫度、空氣溫度進行檢測，充分考慮三種供熱源的供熱特 點，對熱水系統(tǒng)選擇三種供熱源中的一種或者幾種提供依據(jù)，使三種供熱源的能耗得到合 理利用，使熱水系統(tǒng)具有節(jié)能的效果。
[0028] 請參照圖1，一種多能源組合熱水系統(tǒng)控制方法，所述方法為：
[0029] S1若集熱器真空管溫度比水箱水溫高，且差值大于設(shè)定的集熱器與水箱溫差，則 集熱器開；否則，集熱器關(guān)；
[0030] S2若水箱水溫小于設(shè)定水箱溫度，則執(zhí)行步驟S3 ;否則，返回步驟S1 ;
[0031] S3若水箱溫升曲線不滿足溫升要求，則執(zhí)行步驟S4 ;否則，返回步驟S1 ;
[0032] S4若空氣溫度大于空氣源開啟溫度，則空氣源熱泵開；否則，空氣源熱泵關(guān)；
[0033] S5若水箱水溫小于設(shè)定水箱溫度，則執(zhí)行步驟S6 ;否則，返回步驟S1 ;
[0034] S6若水箱溫升曲線不滿足溫升要求，則電加熱器開；否則，電加熱器關(guān)；
[0035] S7返回步驟S1，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。
[0036] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：三種供熱源依次按照集熱器、空氣源熱 泵、電加熱器的開啟順序進行條件判斷，其中集熱器開啟的條件僅考慮集熱器真空管溫度 與水箱水溫的差值，不單純考慮水箱水溫是否達到設(shè)定水箱溫度，使集熱器真空管溫度達 到一定值時，集熱器即與水箱進行水循環(huán)，防止集熱器中溫度過高，損壞集熱器，保證系統(tǒng) 運行的安全性；空氣源熱泵開啟的條件需要同時考慮水箱水溫、水箱溫升曲線，以及空氣溫 度是否大于空氣源開啟溫度，空氣源熱泵工作時，需要將空氣進行壓縮轉(zhuǎn)換成熱能，當(dāng)空氣 溫度低于一定值時，空氣源熱泵的能量轉(zhuǎn)換率比較低，能耗比較大，電能消耗比較大；電加 熱器作為最后選擇的備用供熱源，是三種供熱源中消耗能耗最大的供熱源，但具有加熱快 速和直接的特點，當(dāng)集熱器所使用的自然能源不能提供足夠的供熱量，且空氣溫度較低，導(dǎo) 致空氣源熱泵的能量轉(zhuǎn)換率比較低，能耗比較大時，開啟電加熱器也是比較好的選擇。
[0037] 進一步的，所述設(shè)定水箱溫度為水箱的目標(biāo)水溫，數(shù)值范圍為40~80°C。
[0038] 由上述描述可知，用戶可根據(jù)需要將設(shè)定水箱溫度設(shè)置在40~80°C數(shù)值范圍內(nèi)， 40~80°C是用戶使用熱水的常用溫度范圍，符合用戶的使用習(xí)慣。
[0039] 進一步的，所述設(shè)定的集熱器與水箱溫差為集熱器真空管的溫度高于水箱水溫的 數(shù)值，數(shù)值范圍為5~50°C。
[0040] 由上述描述可知，設(shè)定的集熱器與水箱溫差關(guān)系到集熱器與水箱之間進行水循環(huán) 的條件，集熱器主要利用的是太陽能這種自然能源，溫度設(shè)置過高，會造成集熱器中能量不 能及時傳輸至水箱，而導(dǎo)致其他供熱源開啟，造成電能的浪費；溫度設(shè)置過低，會造成集熱 器與水箱水循環(huán)太頻繁，不利于集熱器中水溫的上升，同時造成電能的浪費。在冬天，集熱 器真空管溫升較慢的情況下，可將設(shè)定的集熱器與水箱溫差設(shè)置為5~20°C，及時將真空 管中積聚的熱