CN102692067B - 基于太阳能热水器的空调联动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于太阳能热水器的空调联动系统及其联动方法。其中该空调联动系统包括空调装置、太阳能热水器，水换热控制装置、安装在太阳能热水器的第一温度传感器、安装在水路中的第二温度传感器；安装在太阳能热水器的循环水路中的阀门装置；其中水换热控制装置基于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器所检测的信号，来启动所述阀门装置。本发明可以充分利用了太阳能，降低空调的使用成本。

Description

基于太阳能热水器的空调联动系统及方法

技术领域

本发明涉及空调领域使用的与太阳能热水系统联动的控制技术，尤其涉及一种基于太阳能热水器的空调联动系统及方法。

背景技术

目前空调涉水产品越来越多，主要是使用空调进行地板取暖、风盘制冷、制热和生活热水加热，此种方式虽然比全部依赖电加热要节省一些，但耗电量仍然很高，普通家庭难以承受，而且此类产品在夏季要使用生活热水时，基本依赖辅电进行加热，能效比较低。同时太阳能是一种完全免费的能源，而太阳能热水器能收集太阳的辐射热，是节能环保的清洁能源，现在已普遍使用太阳能热水器。

而目前的太阳能热水器仅限于加热生活热水，无法用来取暖，同时在阳光比较弱时，太阳能热水器的热水温度达不到使用要求，这将给太阳能热水器的使用者带来不便。如果利用空调器将太阳能热水器的水温提的更高并储存起来，为家庭洗澡和冬季采暖用，则太阳能热水器的适用性将更强。另一方面，也希望可以将太阳能多余的热量为空调系统供给能量。

因此，存在一种对将空调与太阳能热水系统结合起来以提供高效的能源系统的需要。

发明内容

为解决现有技术的上述缺陷，本发明设计了一种基于太阳能热水器的空调联动系统及其联动方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种基于太阳能热水器的空调联动系统，该空调联动系统包括空调装置、太阳能热水器，水换热控制装置、安装在太阳能热水器的第一温度传感器、安装在水路中的第二温度传感器；安装在太阳能热水器的循环水路中的阀门装置；其中水换热控制装置基于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器所检测的信号，来启动所述阀门装置。

其中，第一温度传感器和第二温度传感器分别通过有线或无线的方式与水换热控制装置电连接。

其中，所示阀门装置为电动三通阀；太阳能热水器的循环水路中设置有水泵。

其中，水换热控制装置包含了水换热循环装置，该水换热循环装置用于热水系统的水路循环。

其中，水换热循环装置内部设置有截止阀。

其中，水换热控制装置包括一个或多个CPU处理器或单片机，以用于各种接收信号的处理以及控制信号的发送。

根据本发明的另一方面，提出了一种基于太阳能热水器的空调联动方法，该方法包括以下步骤：S1 基于第一温度传感器和第二温度传感器所检测的信号, 判断太阳能热水器中的换热介质的温度是否高于循环系统的水温预定阈值；S2当太阳能热水器中的换热介质温度高于循环系统水温预定阈值时，打开太阳能热水器的阀门装置；S3 当系统运转一段时间后，由水换热控制装置检测系统循环水温是否满足系统热能需求；如果满足系统热能需要则进入步骤S4，否则进入步骤S6；S4停止室外压缩机；S6打开室外压缩机。

所述方法还包括，当在步骤S1中，当太阳能热水器中的换热介质温度不高于循环系统水温预定阈值时，处理进行至步骤S5，关闭太阳能热水器的三通阀。

所述方法还包括，在S5关闭太阳能热水器三通阀的步骤之后，处理行进至步骤S6,打开室外压缩机。

其中，在步骤S4或步骤S6之后，处理返回至步骤S1中，等待下一轮的处理循环。

通过该技术可以取得以下有益效果：

1、可以充分利用太阳能，降低空调的使用成本；

2、在冬季太阳能热水系统不足以提供充足的热水时，空调系统可以为其提供足够的热水支持；

3、夏季空调可以同时实现制冷和生活热水加热功能，能效高。

附图说明

图1是空调联动系统的制热控制接线原理图；

图2是空调联动系统的制热方式的控制流程图；

图3是空调联动系统在制热模式下水循环的原理图；

图4是空调联动系统的制冷控制接线原理图；

图5是空调联动系统在制冷模式下水循环的原理图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种基于太阳能热水器的空调联动系统及其联动方法进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

本发明中，当太阳能热水器中的热水温度高于循环系统水温阈值时，利用三通阀将太阳能热水器中的热水引入到空调系统中的供热系统中。并且引入了太阳能热水器中的热水之后，如果循环系统中的水温仍然无法满足要求，还通过空调系统进一步加热。因此，本发明能够很好地将空调技术与太阳能技术结合在一起，提供高效的供热方案，并且能够节约能源。

本发明的制热控制接线原理如图1所示，根据本发明的基于太阳能热水器的空调联动系统主要包括空调装置（图1中仅示出了空调装置的室外机部分）、太阳能热水器、水换热控制装置。该水换热控制装置中优选包括一个或多个CPU处理器或单片机，以用于对各种接收信号进行处理以及发送控制信号。优选地，在该水换热控制装置中可包括存储器单元。在图1中所示的水换热控制装置包含了水换热循环装置（未图示），以用于热水系统的循环与热交换。在这里需要说明的是，该水换热控制装置既可以单独形成为独立的控制装置结构（未图示），也可以与水换热循环装置一体形成（如图1所示）。

在太阳能热水器中设置有第一温度传感器，用于检测太阳能换热介质的温度。太阳能换热介质可以采用本领域常用的热交换介质，优选为乙二醇。第一温度传感器与水换热控制装置电连接，从而将所检测的温度信号传输给水换热控制装置。第一温度传感器与水换热控制装置之间的电连接方式可以通过有线连接的方式，也可以通过诸如射频、红外、微波等无线连接方式。在太阳能热水器的循环水路中设置了连通其它水系统的阀门装置。优选地，该阀门装置在本实施例中为电动三通阀。所述其它水系统例如包括地暖热水系统、生活用水系统或者风机盘管水系统等。利用阀门装置，可以通过太阳能热水器对其它水系统进行加热。水换热控制装置与阀门装置电连接，从而实现水换热控制装置对太阳能热水器的阀门装置的控制水换热控制装置与阀门装置之间的电连接方式同样可以是有线连接的方式，或通过诸如射频、红外、微波等无线连接方式。在未启动空调联动系统或水换热控制装置的情况下，通常将太阳能热水器的阀门装置关闭。同时，优选地，为了加强太阳能热水器的热水循环以及增强热交换，可以在太阳能热水器的水循环回路加入水泵，并通过水换热控制装置与水泵电连接。在开启阀门装置进行热水循环的同时，可以开启水泵，从而增强水路的循环。

同时，在水循环回路中还设置有第二温度传感器，通过该第二温度传感器检测当前水路中的水温。第二温度传感器可以设置在水循环的任意水路中，其中优选地，设置在诸如地暖加热系统或生活热水系统的其它水系统的供水口。第二温度传感器与水换热控制装置电连接，从而将所检测的温度信号传输给水换热控制装置。第二温度传感器与水换热控制装置之间的电连接方式可以是有线连接的方式，也可以是诸如射频、红外、微波等无线连接方式。

本发明空调联动系统的制热方式的控制流程如图2所示。在空调进行制热功能运转时，首先启动水换热控制装置，并由水换热控制装置的CPU处理器或单片机来执行以下处理过程。

在步骤（S1）中，由水换热控制装置采集第一温度传感器和第二温度传感器的温度信号，水换热控制装置中的CPU处理器或单片机对上述采集的两个温度信号进行比对，以检测太阳能热水器中的换热介质是否高于循环系统水温预定阈值。

当检测到太阳能热水器中的换热介质温度高于循环系统水温预定阈值时，处理行进至步骤（S2）。在步骤S2，在水换热控制装置的控制下打开太阳能热水器的阀门装置，从而使太阳能热水器的热水进入循环系统，来进行地暖或风机盘管的加热，也可进行生活热水的加热。在打开阀门装置的同时，优选地，水换热控制装置还可以选择运转太阳能热水器的水泵，以增强水路的循环。在初始条件下，空调的室外压缩机可以不必运转，仅利用太阳能来满足系统的热量需求。上述预定阈值可以是由用户预先设定的值，例如为0、1、2、3、5、10、15℃等任意的设定值，本实施例中优选设定为1℃。

随后，处理行进至步骤S3，其中当循环系统运转一段时间后，由水换热控制装置检测循环系统的水温是否满足系统热能需求。当检测到循环系统的水温无法满足系统热能需求时，处理行进至步骤S6。在步骤S6，可以在水换热控制装置的控制下使室外压缩机运转。较佳地，此时室外压缩机只需要运转在一个较低的频率上就可以满足系统热能的需求。之后，重新回到步骤S1中等待重复循环该处理过程。

当在步骤S3中，如果检测到循环系统的水温满足系统热能需求时，则处理行进至步骤S4。在步骤S4，水换热控制装置使将室外压缩机停止（如果处于运转时）。之后，重新回到步骤S1中等待重复循环该处理过程。

当在步骤S1中，检测到太阳能热水器的换热介质温度低于系统循环水温，无法对循环系统提供热能时，则处理行进至步骤S5。在步骤S5，关闭太阳能热水器的阀门装置，使太阳能热水器退出循环系统。随后，处理进行至步骤S6。在步骤S6，使室外压缩机运转。

该空调联动系统在制热模式下水循环的原理如图3所示。如图3所示，太阳能热水器通过阀门装置的开和关来接入循环系统或者断开与循环系统的连接。当阀门装置处于开状态时，太阳能热水器串联到循环系统管路中。来水换热控制装置的水经打开的阀门装置进入太阳能热水器。太阳能热水器中的热水可以流入到其他水系统如地暖加热系统或生活热水系统。

空调联动系统的制冷控制接线原理如图4所示。具体地，当空调运行在制冷模式时，水换热控制装置中的水换热循环装置将其内部包括的截止阀（未图示）关闭，使冷媒不再流向水换热控制装置中的水换热循环装置，而生活热水的提供则可以由太阳能热水器来进行加热，从而形成冷、热两个独立的回路，这样可以同时实现房间制冷与生活热水加热，其水循环的原理示意图如图5所示。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (8)

1.一种基于太阳能热水器的空调联动系统，该空调联动系统包括空调装置、太阳能热水器，其特征在于，该空调联动系统还包括：

水换热控制装置；

安装在太阳能热水器的第一温度传感器；

安装在水路中的第二温度传感器；

安装在太阳能热水器的循环水路中的阀门装置；

所述水换热控制装置包含了水换热循环装置，该水换热循环装置用于热水系统的水路循环；并且所述水换热循环装置内部设置有截止阀；

其中水换热控制装置基于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器所检测的信号，来启动所述阀门装置；以及当空调运行在制冷模式时，关闭所述截止阀。

2.根据权利要求1所述的空调联动系统，其特征在于：所述第一温度传感器和第二温度传感器分别通过有线或无线连接的方式与水换热控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的空调联动系统，其特征在于：所示阀门装置为电动三通阀；所述太阳能热水器的循环水路中设置有水泵。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的空调联动系统，其特征在于：所述水换热控制装置包括一个或多个CPU处理器或单片机，以用于处理各种接收信号以及发送控制信号。

5.一种基于太阳能热水器的空调联动方法，其特征在于：当空调进行制热功能运转时，首先启动水换热控制装置，并由水换热控制装置的CPU处理器或单片机来执行以下S1-S6步骤：

S1基于第一温度传感器和第二温度传感器所检测的信号,判断太阳能热水器中的换热介质的温度是否高于循环系统的水温预定阈值；

S2当太阳能热水器中的换热介质的温度高于循环系统的水温预定阈值时，打开太阳能热水器的阀门装置；

S3当系统运转一段时间后，由水换热控制装置检测循环系统水温是否满足系统热能需求；如果满足系统热能需要则进入步骤S4，否则进入步骤S6；

S4停止室外压缩机；

S6打开室外压缩机；以及

当空调运行在制冷模式时，关闭水换热控制装置中的水换热循环装置中的截止阀。

6.根据权利要求5所述的空调联动方法，其特征在于：该方法还包括：

当在步骤S1中，太阳能热水器中的换热介质的温度不高于循环系统的水温预定阈值时，处理进行至步骤S5：关闭太阳能热水器的三通阀。

7.根据权利要求6所述的空调联动方法，其特征在于：该方法还包括：

在S5关闭太阳能热水器三通阀的步骤之后，处理行进至步骤S6,打开室外压缩机。

8.根据权利要求5或7的空调联动方法，其特征在于：其中，在步骤S4或步骤S6之后，处理返回至步骤S1中，等待下一轮的处理循环。