CN103851769B - 一种热水系统的预感知加热方法及其热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有热发生装置的流体加热器控制技术领域，公开一种热水系统的预感知加热方法，其具体步骤包括：首先计算加热设备能提供的最大加热负荷和需求的热负荷；然后，将加热设备能提供的最大加热负荷与需求的热负荷进行对比，当需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备立刻启动，提前进行加热；在这里，所述加热设备上连接有储水装置，加热设备能提供的最大加热负荷由加热设备的配置唯一确定。采用本发明提供的预感知加热方法，在满足不同用水流量需求的同时，避免热水器长期高负荷运转，节约能耗，更加环保。本发明还提供一种使用上述预感知加热方法的热水系统。

Description

一种热水系统的预感知加热方法及其热水系统
技术领域
本发明涉及一般具有热发生装置的流体加热器及控制领域，尤其涉及一种热水系统的预感知加热方法及其热水系统。
背景技术
目前，在热水供应系统方面主要有：锅炉、燃气容积式热水器、大容积电热水器以及自制水箱加热燃气快速式热水器等。在热水供应系统的控制方面，主要采用的方式是：在热水供应系统的水箱和循环管道内设置温度传感器，通过管道泵驱动水箱中的水进行循环和加热，以达到即开即热和水温恒定的目的。
在实际用水过程中，不同的时段对热水的需求量是不一致的，为了保证各时间段热水的正常供应，一个常用的技术手段就是增大加热设备的热负荷，并保持加热设备的一个长时间大负荷运转。这样，就不可避免地带来了能量和资源的浪费。
有鉴于此，如何设计一种新型控制方法，在一段时间内，以较小的加热设备热负荷满足一个较大的需求热负荷就具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的一个目的在于提供一种具有预感知的，可满足不同用水需求、节能环保的智能加热方法。
本发明的另一个目的在于提供一种即开即热、满足不同用水需求、节能环保的热水系统。
为达到以上目的，本发明专利采用如下技术方案。
一种热水系统的预感知加热方法，其特征在于，首先计算加热设备能提供的最大加热负荷和需求的热负荷；然后，将加热设备能提供的最大加热负荷与需求的热负荷进行对比，当需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备立刻启动，提前进行加热；其中，所述加热设备上连接有储水装置，加热设备能提供的最大加热负荷由加热设备的配置唯一确定。
前述需求的热负荷计算公式为：
Q需=C×M×ΔT= C×q×ρ×（T1-T3）
其中：Q需表示：需求热负荷，单位：kJ；
C表示：常压及70℃水温时水的比热容；
q表示：用水流量，单位：L/min；
ρ表示：进水密度，单位：kg/L；
T1表示：用水温度，即储水装置水温，单位：℃；
T3表示：进水温度，即自来水温度，单位：℃。
作为改进地，当储水装置内的水温≥预定的关闭温度时，加热设备停止，停止对储水装置中的水进行加热。
本发明还提供一种使用预感知加热方法的热水系统，包括：储水装置，加热设备和中央控制器，所述储水装置上连接有热水循环系统，所述储水装置与加热设备构成加热循环系统，其特征在于，所述热水系统上还设有用来监测用水流量的水流量传感器和用来监测进、出水温度的进水温度探头和出水温度探头，所述水流量传感器、进水温度探头和出水温度探头都与中央控制器信号连接。
前述水流量传感器设置在储水装置的进水管或出水管上。
前述进水温度探头设置在储水装置的进水管处或底部位置。
前述出水温度探头设置在储水装置的出水管处或顶部位置。
前述加热循环系统内设有与中央控制器连接的加热水泵。
本发明提供的一种热水系统的预感知加热方法，通过将需求的负荷与热水器能提供的最大负荷进行对比，智能选择加热的提前启动与否；可满足不同流量的用水需求。同时，这种根据用水需求智能启动加热的方式，避免加热设备长时间高负荷运转，节约能耗，更加环保。
本发明提供的一种使用预感知智能加热方法的热水系统，通过在储水装置的进水和出水处分别设置水流量传感器和温度探头，方便监测用水数据，并根据监测数据实现对需求热负荷的预感知。同时，根据需求热负荷的预感知结果，在用水时，自动切换阀门对出水装置或加热设备进行供水，并智能控制加热设备的启动时机，在满足连续供水的同时节约能耗。
附图说明
图1所示为本发明提供的热水系统结构示意图。
附图标记说明：
1、储水装置 2、加热设备 3、中央控制器 4、水流量传感器 5、进水温度探头6、出水温度探头 7、第三温度探头 8、管道循环泵 9、加热水泵 10、操作控制装置。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的实质，结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。
预感知加热方法实施例
一种热水系统的预感知加热方法，具体步骤包括：首先计算加热设备能提供的最大加热负荷和需求的热负荷；然后，将加热设备能提供的最大加热负荷与需求的热负荷进行对比，当需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备立刻启动，提前进行加热。在这里，所述加热设备上连接有储水装置，加热设备能提供的最大加热负荷由加热设备的配置唯一确定。本实施例中，所述加热设备优选为燃气热水器；其他实施方式中，所述加热设备为太阳能热水器或空气能热水器等，不限于本实施例。
其中，所述需求的热负荷计算公式为：
Q需=C×M×ΔT= C×q×ρ×（T1-T3）
在这里：Q需表示：需求热负荷，单位：kJ；
C表示：常压及70℃水温时水的比热容；
q表示：用水流量，单位：L/min；
ρ表示：进水密度，单位：kg/L；
T1表示：用水温度，即储水装置水温，单位：℃；
T3表示：进水温度，即自来水温度，单位：℃。
具体地，本实施例中，所述冷水流量q采用流量传感器进行监测，所述用水温度和进、出水温度采用温度探头监测。当储水装置内的水温≥预定的关闭温度时，加热设备停止，停止对储水装置中的水进行加热。
特别地，在需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备按以下方式进行：在当储水装置内的水温≤设定的启动温度时，加热设备启动，对储水装置中的水进行加热，当储水装置内的水温≥设定的关闭温度时，加热设备停止，停止对储水装置中的水进行加热。
本实施例提供的一种热水系统的预感知加热方法，可根据用户预定的用水流量计算出需求的负荷，并根据需求的负荷与加热设备能提供的最大负荷进行对比，智能选择加热设备的提前启动与否；可满足不同流量的用水需求。同时，这种根据用水需求智能启动加热的方式，避免加热设备长时间高负荷运转，节约能耗，更加环保。
热水系统实施例
如图1所示，一种使用上述预感知加热方法的热水系统，包括：储水装置1，加热设备2和中央控制器3。其中，所述储水装置1上连接有热水循环系统，所述储水装置1与加热设备2构成加热循环系统，所述热水系统上还设有用来监测用水流量的水流量传感器4和用来监测热水系统进、出水温度的进水温度探头5和出水温度探头6，所述水流量传感器4、进水温度探头5和出水温度探头6都与中央控制器3信号连接。
本实施例中，所述水流量传感器4和进水温度探头5设置在储水装置1的进水管上，所述出水温度探头6设置在出水装置1的顶部位置。其他实施方式中，所述水流量传感器4和出水温度探头6设置在出水管上，所述进水温度探头5设置在储水装置的底部，不限于本实施例。更具体地说，所述水流量传感器可在进水管或出水管上自由选择，所述进水温度探头可在进水管和储水装置底部自由选择，所述出水温度探头可在出水管和储水装置顶部自由选择，一共可实现八种组合方式。
进一步地，为保证热水循环系统中水温恒定，实现即开即热的效果，所述热水循环系统上设有与中央控制器3连接的第三温度探头7和管道循环泵8。为保证储水装置1水温恒定，所述加热循环系统内设有与中央控制器3连接的加热水泵9。特别地，为方便用户进行参数设定，所述中央控制器3上还连接与操作控制装置10。
实际工作时，用户通过连接在中央控制器上的操作控制装置进行自主设定，中央控制器根据用户设定自主判断加热设备的提前启动与否。当需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，中央控制器操作加热设备立刻启动，提前进行加热；且用水时，将根据需要利用三通阀切换水路来对加热设备或出水装置供水。当需求的热负荷未超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备的启动及关闭按以下方法进行：当储水装置内的水温≤设定的启动温度时，加热水泵启动，加热设备对储水装置中的水进行加热，当储水装置内的水温≥设定的关闭温度时，加热水泵停止。
本实施例提供的一种使用预感知智能加热方法的热水系统，通过在储水装置的进水和出水处分别设置水流量传感器和温度探头，方便监测用水数据，并根据监测数据实现对需求热负荷的预感知，需求热负荷的预感知公式为：Q需=C×M×ΔT= C×q×ρ×（T1-T3）。同时，根据需求热负荷的预感知结果，在用水时，利用三通阀自动切换水路对出水装置或加热设备进行供水，并智能控制加热设备的启动时机，在满足连续供水的同时节约能耗。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。但凡依照本发明之实质所做的简单改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种热水系统的预感知加热方法，其特征在于，首先计算加热设备能提供的最大加热负荷和需求的热负荷；然后，将加热设备能提供的最大加热负荷与需求的热负荷进行对比，当需求的热负荷超过加热设备能提供的最大加热负荷时，加热设备立刻启动，提前进行加热；其中，所述加热设备上连接有储水装置，加热设备能提供的最大加热负荷由加热设备的配置唯一确定。
2.根据权利要求1所述的热水系统的预感知加热方法，其特征在于，所述需求的热负荷计算公式为：
Q需=C×M×ΔT= C×q×ρ×（T1-T3）
其中：Q需表示：需求热负荷，单位：kW；
C表示：常压及70℃水温时水的比热容；
q表示：用水流量，单位：L/min；
ρ表示：进水密度，单位：kg/L；
T1表示：用水温度，即储水装置水温，单位：℃；
T3表示：进水温度，即自来水温度，单位：℃。
3.根据权利要求1所述的热水系统的预感知加热方法，其特征在于，当储水装置内的水温≥预定的关闭温度时，加热设备停止，停止对储水装置中的水进行加热。
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