CN103925638B - 一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法，系统包括；用于将加热的水按水温度进行分级存储的级热式储水器系统；补水系统；热水加热系统；用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统；自动控制系统；所述补水系统、热水加热系统、热水供应系统、自动控制系统分别与所述级热式储水器系统连接。本发明它采用了级热式的生活热水储供水方式和智能的控制方法，使热水和冷水水温按温度梯度实现自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，降低了系统的冷凝温度，能效比高，节约能源。它设计合理、高效节能、水温控制精度高、出水温度稳定、使用舒适性高、节约能源、减少环境污染。

Description

一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水储供水系统技术领域，尤其涉及一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法。

背景技术

目前采用热泵热水器进行生活热水制备，并对热水进行集中存储与供应的方式，大量应用在酒店、餐厅、医院、高级公寓、游泳馆等公共建筑，此种方式相对于传统的电锅炉或燃气锅炉具有节能、环保等优点。

但传统的生活热水储供水系统采用单级储水器进行热水的制备、存储与供应，如附图中图1所示，单级储水器由于内部水体溶合在一起，包括热泵热水机2-3的注入热水、补水系统2-2的注入冷水、热水供应系统2-4的回水、储水箱2-1中的存储的热水四种水体中的高温与低温水体之间，互相混合和传热，容易造成整个储水箱2-1的各层温度相近，无法实现冷热水分层。除刚启动时储水箱2-1水温从低至高提升过程外，稳定运行以后，水箱内的热水均处于高温状态。按生活热水温度需要60℃要求为例，在水箱顶部热水温度达到60℃情况下，由于传热和混合的问题，水箱下部虽然有冷水补水，但冷水补水进入水箱后，被水箱中的热水储水混合和传热，其水温可达55℃或更高，也即传统的热水储水系统的热水机正常运行进/出水温度可高达55℃/60℃。这将造成热泵热水机制冷系统的冷凝温度非常高，由于制冷循环的特点，冷凝温度越高，制冷系统能效越低，从而造成热泵热水机组运行效率相当低。

可见，目前传统的单级储水器生活热水储供水系统无法使热水和冷水水温自然分层，造成热泵热水机组进水温度高、冷凝温度高、效率低、能耗大，不符合目前国家倡导的“节能减排”政策及建设能源节约型、环境友好型社会的要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述传统的单级储水器生活热水储供水系统无法使热水和冷水水温自然分层，造成热泵热水机组进水温度高、冷凝温度高、效率低、能耗大的缺陷，提供一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法。采用级热式储水器设计方式，使储水器内水温自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种级热式生活热水储供水系统，其中，包括：

用于将加热的水按水温度进行分级存储的级热式储水器系统；

用于给级热式储水器系统进行补水的补水系统；

用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统；

用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统；

用于对所述级热式生活热水储供水系统进行控制的自动控制系统；

所述补水系统、热水加热系统、热水供应系统、自动控制系统分别与所述级热式储水器系统连接；

所述级热式储热器系统包括：至少两级储水器，储水器之间按水温由低到高逐级采用储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接。

所述的级热式生活热水储供水系统，其中，所述级热式储热器系统包括：依次连接的低温级储水器、第一中间级储水器、第二中间级储水器、高温级储水器；

所述低温级储水器、第一中间级储水器、第二中间级储水器、高温级储水器相互之间通过储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接，并在各接口连接处设置有第一关断阀。

所述的级热式生活热水储供水系统，其中，所述补水系统按补水水流方向分别包括：用于外接水源的补水泵、设置在级热式储水器系统补水入口处的第二关断阀，所述补水泵通过连接管路连接至第二关断阀。

所述的级热式生活热水储供水系统，其中，所述用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统包括：用于对需加热的水进控制的加热回路水泵、与所述加热回路水泵连接的用于对水进行加热的热泵热水机组，所述加热回路水泵通过连接管路与所述级热式储热器系统的低温接口连接，所述热泵热水机组与所述的高温接口连接。

所述的级热式生活热水储供水系统，其中，所述用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统分别包括：热水供应水泵、第四关断阀、及多个热水使用终端和连接管路，所述热水供应水泵进水口通过连接管路与高温级储水器高温接口连接，热水供应水泵出水口通过连接管路与热水使用终端和高温级储水器的低温接口连接，所述第四关断阀设置在热水使用终端连接管路上。

所述的级热式生活热水储供水系统，其中，所述自动控制系统包括：

设置在级热式储水器系统各级储水器低温侧的第一温度传感器，分别为低温储水器低温侧温度传感器T1 ，第一中间储水器低温侧温度传感器T2，第二中间储水器低温侧温度传感器T3；

设置在高温级储水器中部的高温级储水器中间温度传感器T4；

设置在高温级储水器上部高温侧的高温级储水器高温侧温度传感器T5；

设置在热水加热系统的热泵热水机组出水口的热泵热水机组出水温度传感器T6；

设置在热水供应系统上的热水供应系统热水温度传感器T7；

设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器；

设置在热水加热系统出口处的加热系统流量保护器；

设置在热水供应系统入口处的热水供应系统流量保护器；

设置在热水输送水泵上的热水输送水泵变频器；

设置在热水供应系统上的回水压力传感器；

及电气控制箱及显示操作系统；

以及设置在电气控制箱内的：传感器数据采集系统，中央控制器系统；

所述低温储水器低温侧温度传感器T1，第一中间储水器低温侧温度传感器T2，第二中间储水器低温侧温度传感器T3，高温级储水器中间温度传感器T4，高温级储水器高温侧温度传感器T5，热泵热水机组出水温度传感器T6，热水供应系统热水温度传感器T7，储水器液位传感器，加热系统流量保护器，热水供应系统流量保护器以及回水压力传感器分别与所述传感器数据采集系统连接；所述传感器数据采集系统与所述中央控制器系统连接，所述显示操作系统与所述中央控制器系统连接；所述中央控制器系统还分别与所述补水泵、加热回路水泵、热水供应水泵、热水输送水泵变频器连接。

一种如上所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，包括步骤：

预先设置液位传感器的设定液位值为Y_设定；

中央控制系统根据显示操作系统的储水器热水供水温度设定的输入要求，通过传感器数据采集系统采集实际运行中高温级储水箱热水储水温度、热水供水温度、储水箱液位数据，自动计算和控制各执行系统，控制加热回路水泵、热泵热水机、供水水泵和补水泵的开停或载荷比例，

当设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器测量的实际液位Y_实际＜Y_设定时，补水泵自动启动补水，当实际液位Y_实际=Y_设定时，补水泵停止补水，以确保在任何时间供应的热水温度达到实际使用的需求。

所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，进一步包括步骤：

当高温级储水器中间温度传感器T4实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统自动控制先后开启加热回路水泵和热泵热水机组进行热水加热和制备；

当第二中间储水器的低温侧温度传感器实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统自动控制先后停止热泵热水机组和加热回路水泵的运行和热水制备。

所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，进一步还包括步骤：

当热水使用终端热水使用量增加时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＜P_设定时，中央控制器系统自动控制提升热水输送水泵变频器的频率，提升热水供应水泵频率和流量，用于补给热水使用终端的需求；直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率；

反之，当热水使用终端热水使用量减少时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＞P_设定时，中央控制系统自动控制降低热水输送水泵变频器的频率，降低热水供应水泵频率和流量，减少使用终端热水的供应，直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率。

本发明所提供的一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法，与现有技术相比具有如下优点：

1、多级热式储水器方式，使储水器内水温自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源；

本发明采用多级储水器设计，储水器之间按水温由低到高逐级采用储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接，由于储水器不同水温的热水储存在不同储水器。且四种水体的进入储水器的位置布局合理，其中热泵热水机的注入热水进入高温储水器高温侧，补水系统的注入冷水进入低温储水器低温侧，热水供水系统回水进入主温储水器低温侧，三种水体分别注入储水箱中温度相近的位置，从而有效的避免了四种水体中高温水体与低温水体之间的混合和传热，使热水和冷水水温自然分层，按生活热水温度需要60℃要求为例，在高温级储水器高温侧热水温度达到60℃情况下，由于热水自然分层，低温储水器低温侧的水温相当于冷水的补水温度，处于15~20℃范围，也即级热式热水储水系统的热泵热水机正常运行进/出水温度可为15℃/60℃，这有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源。

而传统单级储水系统，由于内部水体溶合在一起，包括热泵热水机的注入热水、补水系统的注入冷水、热水供应系统的回水、储水箱中的存储的热水四种水体中的高温与低温水体之间，互相混合和传热，容易造成整个储水箱的各层温度相近，无法实现冷热水分层。除刚启动时储水箱水温从低至高提升过程外，稳定运行以后，水箱内的热水均处于高温状态。按生活热水温度需要60℃要求为例，在水箱顶部热水温度达到60℃情况下，由于传热和混合的问题，水箱下部虽然有冷水补水，但冷水补水进入水箱后，被水箱中的热水储水混合和传热，其水温可达55℃或更高，也即传统的热水储水系统的热泵热水机正常运行进/出水温度可高达55℃/60℃。这将造成热泵热水机制冷系统的冷凝温度非常高，由于制冷循环的特点，冷凝温度越高，制冷系统能效越低，从而造成热泵热水机组运行效率相当低。

2、级热式储水器设计方式，出水温度稳定，使用舒适性高。

本发明采用多级储水器设计，当高温级储水器中间温度传感器T4实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统自动控制先后开启加热回路水泵和热泵热水机进行热水加热和制备；当第二中间储水器的低温侧温度传感器T3实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统自动控制先后停止热泵热水机和加热回路水泵的运行和热水制备，此控制方法，可以保持高温级储水器的上半部分一直稳定在T_设定，出水温度稳定，不容易出现忽热忽冷的问题，使用舒适性高。

而传统单级储水系统，由于内部水体溶合在一起，包括热泵热水机的注入热水、补水系统的注入冷水、热水供应系统的回水、储水箱中的存储的热水四种水体中的高温与低温水体之间，互相混合和传热，在热水供水量较大的情况下，冷水补水量也增大，大量的冷水进入单级储水器，储水器中的水温降低，容易达不到使用水温的要求，在热水供水量较小的情况下，冷水补水量也较小，储水器中的水温上升，此种控制方式，容易造成热水水温不稳定，波动大，使用端容易出现忽热忽冷的问题，使用舒适性低，而且，在热水水量使用较大的情况下，由于冷水补水量过大，混合降低了储水器中的水温，容易出现水温达不到使用要求的问题。

综上所述，本发明有效的解决了目前传统的单级储水器生活热水储供水系统无法使热水和冷水水温自然分层，造成热泵热水机组进水温度高、冷凝温度高、效率低、能耗大，且水温不稳定，容易出现忽热忽冷，使用舒适性低，且容易出现水温达不到使用要求的问题。它采用了级热式的生活热水储供水方式，使热水和冷水水温按温度梯度，实现自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源。它设计合理、高效节能、水温控制精度高、出水温度稳定、使用舒适性高。它节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策，具有重要的经济和社会意义，值得大力推广。

附图说明

图1是现有技术中传统单级生活热水储供水系统原理图。

图2是本发明一种级热式生活热水储供水系统的较佳实施例结构示意图。

图3是本发明一种级热式生活热水储供水系统的较佳实施例的电气控制系统的框图。

图中：1-11、低温级储水器 1-12、第一中间级储水器 1-13、第二中间级储水器1-14、高温级储水器 1-15、储水器连接管跟 1-16、第一关断阀 1-21、补水泵 1-22、第二关断阀 1-31、加热回路水泵 1-32、热泵热水机组 1-33、第三关断阀 1-41、热水供应水泵 1-42、热水使用终端 1-43、第四关断阀 1-51、低温储水器低温侧温度传感器T11-52、第一中间储水器低温侧温度传感器T2 1-53、第二中间储水器的低温侧温度传感器T3 1-54、高温级储水器中间温度传感器T4 1-55、高温级储水器高温侧温度传感器T51-56、热泵热水机组出水温度传感器T6 1-57、热水供应系统热水温度传感器T7 1-58、储水器液位传感器 1-59、加热系统流量保护器 1-510、热水供应系统流量保护器 1-511、电气控制箱 1-512、热水输送水泵变频器 1-513、传感器数据采集系统 1-514、中央控制器系统 1-515、显示操作系统 1-516、供水系统回水压力传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图2，图2是本发明一种级热式生活热水储供水系统的较佳实施例结构示意图。图2所示的级热式生活热水储供水系统，包括：

包括：用于将加热的水按水温度进行分级存储的级热式储水器系统1-1、用于给级热式储水器系统进行补水的补水系统1-2、用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统1-3、用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统1-4、用于对所述级热式生活热水储供水系统进行控制的自动控制系统1-5。

如图2，本实施例中，所述用于将加热的水按水温度进行分级存储的级热式储水器系统1-1包括：至少两级储水器，储水器之间按水温由低到高逐级采用储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接。如图2所示的实施例采用四级储水器，即图2所示实施例的级热式储热器系统1-1，包括：依次连接的低温级储水器1-11、第一中间级储水器1-12、第二中间级储水器1-13、高温级储水器1-14。所述低温级储水器1-11、第一中间级储水器1-12、第二中间级储水器1-13、高温级储水器1-14相互之间通过储水器连接管1-15连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接，并在各接口连接处设置有第一关断阀1-16。

如图2所示，本实施例中，所述用于给级热式储水器系统进行补水的补水系统1-2，按补水水流方向分别包括：用于外接水源的补水泵1-21、设置在级热式储水器系统补水入口处的第二关断阀1-22，所述补水泵1-21通过连接管路连接至第二关断阀1-22，如图2所示的实施例连接管路与低温级储水器低温接口连接。

如图2，本实施例中，所述用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统1-3，按加热水流方向分别包括：用于对需加热的水进控制的加热回路水泵1-31、与所述加热回路水泵连接的用于对水进行加热的热泵热水机组1-32，所述加热回路水泵1-31通过连接管路与所述级热式储热器系统1-1低温接口连接，所述热泵热水机组与所述的高温接口连接，如图2所示，所述加热回路水泵1-31进水口与低温级储水器1-11的低温接口连接，热泵热水机组1-32的出水口通过第三关断阀1-33连接至高温级储水器的高温接口连接。

如图2，本实施例中，所述用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统1-4，按热水供应水流方向分别包括：热水供应水泵1-41、第四关断阀1-43、及多个热水使用终端1-42和连接管路，热水供应水泵1-41进水口通过连接管路与高温级储水器1-14高温接口连接，热水供应水泵1-41出水口通过连接管路与热水使用终端和高温级储水器的低温接口连接，所述第四关断阀1-43设置在热水使用终端1-42连接管路上。

进一步地，如图2和图3，本实施例中，所述自动控制系统1-5包括：设置在级热式储水器系统各级储水器低温侧的第一温度传感器，分别为低温储水器低温侧温度传感器T11-51，第一中间储水器低温侧温度传感器T2 1-52，第二中间储水器低温侧温度传感器T31-53；设置在高温级储水器中部的高温级储水器中间温度传感器T4 1-54，设置在高温级储水器上部高温侧的高温级储水器高温侧温度传感器T5 1-55，设置在热水加热系统的热泵热水机组1-32出水口的热泵热水机组出水温度传感器T6 1-56，设置在热水供应系统上的热水供应系统热水温度传感器T7 1-57，设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器1-58，设置在热水加热系统1-3出口处的加热系统流量保护器1-59，设置在热水供应系统入口处的热水供应系统流量保护器1-510，设置在热水输送水泵上的热水输送水泵变频器1-512，设置在热水供应系统上的回水压力传感器1-516，电气控制箱1-511及显示操作系统1-515；以及设置在电气控制箱1-511内的：传感器数据采集系统1-513，中央控制器系统1-514。

如图3所示，所述低温储水器低温侧温度传感器T1 1-51，第一中间储水器低温侧温度传感器T2 1-52，第二中间储水器低温侧温度传感器T3 1-53，高温级储水器中间温度传感器T4 1-54，高温级储水器高温侧温度传感器T5 1-55，热泵热水机组出水温度传感器T6 1-56，热水供应系统热水温度传感器T7 1-57，储水器液位传感器1-58，加热系统流量保护器1-59，热水供应系统流量保护器1-510以及回水压力传感器1-516分别与所述传感器数据采集系统1-513连接；所述传感器数据采集系统1-513与所述中央控制器系统1-514连接，所述显示操作系统1-515与所述中央控制器系统1-514连接；所述中央控制器系统1-514还分别与所述补水泵1-21、加热回路水泵1-31、热水供应水泵1-41、热水输送水泵变频器1-512连接。

如图2和图3，本实施例中，所述中央控制器系统1-514根据显示操作系统1-515的储水器热水供水温度设定等输入要求，通过传感器数据采集系统1-513采集实际运行中高温级储水箱热水储水温度、热水供水温度、储水箱液位等数据，自动计算和控制各执行系统，控制加热回路水泵、热泵热水机、供水水泵和补水泵的开停或载荷比例，确保在任何时间供应的热水温度达到实际使用的需求。

如图2和图3，本实施例中，当储水器液位传感器 1-58 测量的实际液位Y_实际＜Y_设定时，补水泵1-21自动启动补水，当实际液位Y_实际=Y_设定时，补水泵1-21停止补水。

如图2和图3，本实施例中，当高温级储水器中间温度传感器T4 1-54实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统1-514自动控制先后开启加热回路水泵1-31和热泵热水机组1-32进行热水加热和制备；当第二中间储水器的低温侧温度传感器T3 1-53实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统1-514自动控制先后停止热泵热水机组1-32和 加热回路水泵1-31的运行和热水制备。

如图2和图3，本实施例中，当热水使用终端1-42热水使用量增加时，供水系统回水压力传感器1-516实际测量的压力P_实际＜P_设定，此时，中央控制器系统1-514自动控制提升热水输送水泵变频器1-512的频率，提升热水供应水泵1-41频率和流量，用于补给热水使用终端的需求。直至供水系统回水压力传感器1-516实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器1-512频率；反之，当热水使用终端1-42热水使用量减少时，供水系统回水压力传感器1-516实际测量的压力P_实际＞P_设定，此时，中央控制系统1-514自动控制降低热水输送水泵变频器1-512的频率，降低热水供应水泵1-41频率和流量，减少使用终端热水的供应，直至供水系统回水压力传感器1-516实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器1-512频率。

由上可见，本发明所提供的一种级热式生活热水储供水系统及其控制方法，与现有技术相比具有如下优点：

1、多级热式储水器方式，使储水器内水温自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源；

本发明采用多级储水器设计，储水器之间按水温由低到高逐级采用储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接，由于储水器不同水温的热水储存在不同储水器。且四种水体的进入储水器的位置布局合理，其中热泵热水机的注入热水进入高温储水器高温侧，补水系统的注入冷水进入低温储水器低温侧，热水供水系统回水进入主温储水器低温侧，三种水体分别注入储水箱中温度相近的位置，从而有效的避免了四种水体中高温水体与低温水体之间的混合和传热，使热水和冷水水温自然分层，按生活热水温度需要60℃要求为例，在高温级储水器高温侧热水温度达到60℃情况下，由于热水自然分层，低温储水器低温侧的水温相当于冷水的补水温度，处于15~20℃范围，也即级热式热水储水系统的热泵热水机正常运行进/出水温度可为15℃/60℃，这有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源。

而传统单级储水系统，由于内部水体溶合在一起，包括热泵热水机的注入热水、补水系统的注入冷水、热水供应系统的回水、储水箱中的存储的热水四种水体中的高温与低温水体之间，互相混合和传热，容易造成整个储水箱的各层温度相近，无法实现冷热水分层。除刚启动时储水箱水温从低至高提升过程外，稳定运行以后，水箱内的热水均处于高温状态。按生活热水温度需要60℃要求为例，在水箱顶部热水温度达到60℃情况下，由于传热和混合的问题，水箱下部虽然有冷水补水，但冷水补水进入水箱后，被水箱中的热水储水混合和传热，其水温可达55℃或更高，也即传统的热水储水系统的热泵热水机正常运行进/出水温度可高达55℃/60℃。这将造成热泵热水机制冷系统的冷凝温度非常高，由于制冷循环的特点，冷凝温度越高，制冷系统能效越低，从而造成热泵热水机组运行效率相当低。

2、级热式储水器设计方式，出水温度稳定，使用舒适性高。

本发明采用多级储水器设计，当高温级储水器中间温度传感器T4实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统自动控制先后开启加热回路水泵和热泵热水机进行热水加热和制备；当第二中间储水器的低温侧温度传感器T3实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统自动控制先后停止热泵热水机和加热回路水泵的运行和热水制备，此控制方法，可以保持高温级储水器的上半部分一直稳定在T_设定，出水温度稳定，不容易出现忽热忽冷的问题，使用舒适性高。

而传统单级储水系统，由于内部水体溶合在一起，包括热泵热水机的注入热水、补水系统的注入冷水、热水供应系统的回水、储水箱中的存储的热水四种水体中的高温与低温水体之间，互相混合和传热，在热水供水量较大的情况下，冷水补水量也增大，大量的冷水进入单级储水器，储水器中的水温降低，容易达不到使用水温的要求，在热水供水量较小的情况下，冷水补水量也较小，储水器中的水温上升，此种控制方式，容易造成热水水温不稳定，波动大，使用端容易出现忽热忽冷的问题，使用舒适性低，而且，在热水水量使用较大的情况下，由于冷水补水量过大，混合降低了储水器中的水温，容易出现水温达不到使用要求的问题。

基于上述系统实施例，本发明还提供了一种如上所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，包括步骤：

预先设置液位传感器的设定液位值为Y_设定；

中央控制系统根据显示操作系统的储水器热水供水温度设定的输入要求，通过传感器数据采集系统采集实际运行中高温级储水箱热水储水温度、热水供水温度、储水箱液位数据，自动计算和控制各执行系统，控制加热回路水泵、热泵热水机、供水水泵和补水泵的开停或载荷比例，

当设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器测量的实际液位Y_实际＜Y_设定时，补水泵自动启动补水，当实际液位Y_实际=Y_设定时，补水泵停止补水，以确保在任何时间供应的热水温度达到实际使用的需求。

较佳地，所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，进一步包括步骤：

当高温级储水器中间温度传感器T4实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统自动控制先后开启加热回路水泵和热泵热水机组进行热水加热和制备；

当第二中间储水器的低温侧温度传感器实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统自动控制先后停止热泵热水机组和加热回路水泵的运行和热水制备。

较佳地，所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其中，进一步还包括步骤：

当热水使用终端热水使用量增加时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＜P_设定时，中央控制器系统自动控制提升热水输送水泵变频器的频率，提升热水供应水泵频率和流量，用于补给热水使用终端的需求；直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率；

反之，当热水使用终端热水使用量减少时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＞P_设定时，中央控制系统自动控制降低热水输送水泵变频器的频率，降低热水供应水泵频率和流量，减少使用终端热水的供应，直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率。

本发明中采用了级热式的生活热水储供水方式和智能的控制方法，使热水和冷水水温按温度梯度实现自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，降低了系统的冷凝温度，能效比高，节约能源。它设计合理、高效节能、水温控制精度高、出水温度稳定、使用舒适性高、节约能源、减少环境污染，符合目前国家倡导的“节能减排”政策及建设能源节约型、环境友好型社会的要求。

综上所述，本发明有效的解决了目前传统的单级储水器生活热水储供水系统无法使热水和冷水水温自然分层，造成热泵热水机组进水温度高、冷凝温度高、效率低、能耗大，且水温不稳定，容易出现忽热忽冷，使用舒适性低，且容易出现水温达不到使用要求的问题。它采用了级热式的生活热水储供水方式，使热水和冷水水温按温度梯度，实现自然分层，有利于能源梯级利用，使热泵热水机进水温度低，能效比高，节约能源。它设计合理、高效节能、水温控制精度高、出水温度稳定、使用舒适性高。它节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策，具有重要的经济和社会意义，值得大力推广。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种级热式生活热水储供水系统，其特征在于，包括：

用于将加热的水按水温度进行分级存储的级热式储水器系统；

用于给级热式储水器系统进行补水的补水系统；

用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统；

用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统；

用于对所述级热式生活热水储供水系统进行控制的自动控制系统；

所述补水系统、热水加热系统、热水供应系统、自动控制系统分别与所述级热式储水器系统连接；

所述级热式储热器系统包括：至少两级储水器，储水器之间按水温由低到高逐级采用储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接；

所述级热式储热器系统包括：依次连接的低温级储水器、第一中间级储水器、第二中间级储水器、高温级储水器；

所述低温级储水器、第一中间级储水器、第二中间级储水器、高温级储水器相互之间通过储水器连接管连接，低温级储水器的高温水接口与高温级的低温水接口连接，并在各接口连接处设置有第一关断阀；

所述用于将级热式储水器系统中的热水进行输出的热水供应系统分别包括：热水供应水泵、第四关断阀、及多个热水使用终端和连接管路，所述热水供应水泵进水口通过连接管路与高温级储水器高温接口连接，热水供应水泵出水口通过连接管路与热水使用终端和高温级储水器的低温接口连接，所述第四关断阀设置在热水使用终端连接管路上。

2.根据权利要求1所述的级热式生活热水储供水系统，其特征在于，所述补水系统按补水水流方向分别包括：用于外接水源的补水泵、设置在级热式储水器系统补水入口处的第二关断阀，所述补水泵通过连接管路连接至第二关断阀。

3.根据权利要求1所述的级热式生活热水储供水系统，其特征在于，所述用于对级热式储水器系统里的水进行加热的热水加热系统包括：用于对需加热的水进控制的加热回路水泵、与所述加热回路水泵连接的用于对水进行加热的热泵热水机组，所述加热回路水泵通过连接管路与所述级热式储热器系统的低温接口连接，所述热泵热水机组与所述的高温接口连接。

4.根据权利要求1所述的级热式生活热水储供水系统，其特征在于，所述自动控制系统包括：

设置在级热式储水器系统各级储水器低温侧的第一温度传感器，分别为低温储水器低温侧温度传感器T1 ，第一中间储水器低温侧温度传感器T2，第二中间储水器低温侧温度传感器T3；

设置在高温级储水器中部的高温级储水器中间温度传感器T4；

设置在高温级储水器上部高温侧的高温级储水器高温侧温度传感器T5；

设置在热水加热系统的热泵热水机组出水口的热泵热水机组出水温度传感器T6；

设置在热水供应系统上的热水供应系统热水温度传感器T7；

设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器；

设置在热水加热系统出口处的加热系统流量保护器；

设置在热水供应系统入口处的热水供应系统流量保护器；

设置在热水输送水泵上的热水输送水泵变频器；

设置在热水供应系统上的回水压力传感器；

及电气控制箱及显示操作系统；

以及设置在电气控制箱内的：传感器数据采集系统，中央控制器系统；

所述低温储水器低温侧温度传感器T1，第一中间储水器低温侧温度传感器T2，第二中间储水器低温侧温度传感器T3，高温级储水器中间温度传感器T4，高温级储水器高温侧温度传感器T5，热泵热水机组出水温度传感器T6，热水供应系统热水温度传感器T7，储水器液位传感器，加热系统流量保护器，热水供应系统流量保护器以及回水压力传感器分别与所述传感器数据采集系统连接；所述传感器数据采集系统与所述中央控制器系统连接，所述显示操作系统与所述中央控制器系统连接；所述中央控制器系统还分别与所述补水泵、加热回路水泵、热水供应水泵、热水输送水泵变频器连接。

5.一种如权利要求4所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：

预先设置液位传感器的设定液位值为Y_设定；

中央控制系统根据显示操作系统的储水器热水供水温度设定的输入要求，通过传感器数据采集系统采集实际运行中高温级储水箱热水储水温度、热水供水温度、储水箱液位数据，自动计算和控制各执行系统，控制加热回路水泵、热泵热水机、供水水泵和补水泵的开停或载荷比例，

当设置在级热式储水器系统储水器上的储水器液位传感器测量的实际液位Y_实际＜Y_设定时，补水泵自动启动补水，当实际液位Y_实际=Y_设定时，补水泵停止补水，以确保在任何时间供应的热水温度达到实际使用的需求。

6.根据权利要求5所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其特征在于，进一步包括步骤：

当高温级储水器中间温度传感器T4实际测量的温度T_实际≤T_设定时，中央控制器系统自动控制先后开启加热回路水泵和热泵热水机组进行热水加热和制备；

当第二中间储水器的低温侧温度传感器实际测量的温度T_实际≥T_设定时，中央控制器系统自动控制先后停止热泵热水机组和加热回路水泵的运行和热水制备。

7.根据权利要求5所述的级热式生活热水储供水系统的控制方法，其特征在于，进一步还包括步骤：

当热水使用终端热水使用量增加时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＜P_设定时，中央控制器系统自动控制提升热水输送水泵变频器的频率，提升热水供应水泵频率和流量，用于补给热水使用终端的需求；直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率；

反之，当热水使用终端热水使用量减少时，供水系统回水压力传感器实际测量的压力为P_实际＞P_设定时，中央控制系统自动控制降低热水输送水泵变频器的频率，降低热水供应水泵频率和流量，减少使用终端热水的供应，直至供水系统回水压力传感器实际测量的压力P_实际＝P_设定，稳定热水输送水泵变频器频率。