CN106225054A - 一种多能源集成节能控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多能源集成节能控制系统和方法，包括有空气能主机、太阳能集热器、承压水箱和总控制器；还包括有四个盘管、四个温度传感器和两个电加热管；所述空气能主机、太阳能集热器、四个温度传感器和两个电加热管均与总控制器连接；所述承压水箱上还设置有出水管、补水管和排污管。本发明通过在承压水箱中分层设置加热装置以及对应的温度传感器，对分层的水箱水温进行相应的合理利用，采用温度传感器进行精确地控制；同时将生活用水与其他系统隔离开，保证生活用水的卫生。本发明作为一种多能源集成节能控制系统和方法可广泛应用于能源领域。

Description

一种多能源集成节能控制系统和方法
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其是一种多能源集成节能控制系统和方法。
背景技术
能源问题已经越来越明显地影响到了人们的生活，节能减排已成为政府工作的重点之一，近年来，随着我国北方地区的雾霾的加重，及北京、山西等地区的燃煤改电采暖项目的实施，越来越多的空气能热泵热水器、电加热器及太阳能加热器等多种清洁能源被广泛应用于北方冬季采暖。
现有技术中的多能源利用方案中存在诸多缺陷，例如公开的专利文件CN205156339U（多功能水箱）。现有技术中的各加热源通常配合多个隔离的水箱工作，设备制作成本高，且难以同时实现不同水温。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种多能源集成实现同时输出不同水温的节能控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明的另一目的是：提供一种多能源集成实现同时输出不同水温的节能控制方法。
本发明所采用的技术方案是：一种多能源集成节能控制系统，包括有空气能主机、太阳能集热器、承压水箱和总控制器；所述承压水箱底部设置有第一盘管、第一电加热管和第一温度传感器，所述第一盘管用于连接地暖系统；所述第一盘管上方设置有第二盘管、第二电加热管和第二温度传感器，所述第二盘管与空气能主机连接；所述第二盘管上方设置有第三盘管和第三温度传感器，所述第三盘管与太阳能集热器连接；所述第三盘管上方设置有第四盘管和第四温度传感器，所述第四盘管用于连接散热系统；所述空气能主机、太阳能集热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一电加热管和第二电加热管均与总控制器连接；所述承压水箱上还设置有出水管、补水管和排污管。
进一步，所述出水管设置于承压水箱中部，所述补水管和排污管均设置于承压水箱底部。
进一步，所述承压水箱上还设置有TP安全阀和排空阀。
进一步，还包括有地暖系统，所述地暖系统包括有第一膨胀阀、地暖管、第一循环泵、第一单向阀和地暖补水管，所述第一盘管的一端依次通过第一膨胀阀和地暖管连通至第一循环泵的进水口，所述地暖补水管通过第一单向阀连接至第一循环泵的进水口，所述第一循环泵的出水口与第一盘管的另一端连通。
进一步，还包括有散热系统，所述散热系统包括有第二膨胀阀、散热器、第二循环泵、第二单向阀和散热器补水管，所述第四盘管的一端依次通过第二膨胀阀和散热器连通至第二循环泵的进水口，所述散热器补水管通过第二单向阀连接至第二循环泵的进水口，所述第二循环泵的出水口与第四盘管的另一端连通。
本发明所采用的另一技术方案是：一种多能源集成节能控制系统方法，包括有以下步骤：
A、在承压水箱中分层设置加热装置以及对应的的温度传感器；
B、当温度传感器测得温度比目标温度低5℃以上时，控制器控制加热装置启动，直至达到目标温度。
进一步，所述步骤A中，承压水箱中分为四层，每层设置一个温度传感器，底层的加热装置为第一电加热管，第二层的加热装置为空气能主机和第二电加热管，第三层的加热装置为太阳能集热器。
进一步，所述步骤B中，控制器根据加热装置的优先级进行启动控制，优先级从高至低依次为：太阳能集热器，空气能主机，第一电加热管和第二电加热管。
进一步，还包括有步骤C：在承压水箱顶部设置TP安全阀，当温度或水压达到或超出承压水箱承压范围时，自动打开TP安全阀。
本发明的有益效果是：本发明系统通过在水箱中的多层设置盘管，并结合多能源提供装置，对分层的水箱水温进行相应的合理利用，采用温度传感器进行精确地控制；同时将生活用水与其他系统隔离开，保证生活用水的卫生。
本发明的另一有益效果是：本发明方法通过在水箱中的多层设置盘管，并结合多能源提供装置和优先级控制，实现对分层的水箱水温精确地控制，可满足各种系统工作中对不同水温的需求。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参照图1，一种多能源集成节能控制系统，包括有空气能主机2、太阳能集热器3、承压水箱1和总控制器（图中未示出）；所述承压水箱1底部设置有第一盘管10、第一电加热管15和第一温度传感器4，所述第一盘管10用于连接地暖系统；所述第一盘管10上方设置有第二盘管11、第二电加热管14和第二温度传感器5，所述第二盘管11与空气能主机2连接；所述第二盘管11上方设置有第三盘管12和第三温度传感器6，所述第三盘管12与太阳能集热器3连接；所述第三盘管12上方设置有第四盘管13和第四温度传感器7，所述第四盘管13用于连接散热系统；所述空气能主机2、太阳能集热器3、第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器6、第四温度传感器7、第一电加热管15和第二电加热管14均与总控制器连接；所述承压水箱1上还设置有出水管16、补水管17和排污管18。
所述承压水箱1中通过四个盘管分成了四个层次的部分，层与层之间并未设置物理隔离，因此没有明显的边界；由于水的导热性不佳，因此位置越高的层内水温越高，因此现有技术中通常通过在承压水箱内设置循环泵保证水温的恒定；而本发明技术方案中并未设置循环泵，而是对承压水箱内不同层不同温度的水加以区分和利用。
其中，第一盘管10位于最底层，层温为30-40℃，适用于地暖系统的供热；第二盘管11和第三盘管12位于水箱中层，层温为40-55℃，适用于提供生活热水；第四盘管13位于最上层，层温为55-75℃，适用于散热系统，例如用于室内暖气片等。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述出水管16设置于承压水箱1中部，即对应第二盘管11和第三盘管12的位置，所述补水管17和排污管18均设置于承压水箱1底部，因为冷水密度较大，因此将补水管17设置于可避免过多的对流，影响上层水温。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述承压水箱1上还设置有TP安全阀19和排空阀20，TP安全阀即温度/压力安全阀，当温度或水压达到或超出承压水箱1的承受范围时，安全阀会自动打开；排空阀用于解决输水管道因天气寒冷而发生冻堵的问题。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括有地暖系统8，所述地暖系统8包括有第一膨胀阀801、地暖管802、第一循环泵803、第一单向阀804和地暖补水管805，所述第一盘管10的一端依次通过第一膨胀阀801和地暖管802连通至第一循环泵803的进水口，所述地暖补水管805通过第一单向阀804连接至第一循环泵803的进水口，所述第一循环泵803的出水口与第一盘管11的另一端连通。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括有散热系统9，所述散热系统9包括有第二膨胀阀901、散热器902、第二循环泵903、第二单向阀904和散热器补水管905，所述第四盘管13的一端依次通过第二膨胀阀901和散热器902连通至第二循环泵903的进水口，所述散热器补水管905通过第二单向阀904连接至第二循环泵903的进水口，所述第二循环泵903的出水口与第四盘管13的另一端连通。
地暖系统8和散热系统9并非直接与承压水箱1连接，而是分别通过第一盘管10和第四盘管13连接，因此地暖系统8和散热系统9中媒介与生活用水相互独立，保证了生活用水的干净卫生。
参照图2，一种多能源集成节能控制系统方法，包括有以下步骤：
A、在承压水箱中分层设置加热装置以及对应的的温度传感器；
B、当温度传感器测得温度比目标温度低5℃以上时，控制器控制加热装置启动，直至达到目标温度。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤A中，承压水箱中分为四层，每层设置一个温度传感器，底层的加热装置为第一电加热管，第二层的加热装置为空气能主机和第二电加热管，第三层的加热装置为太阳能集热器。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤B中，控制器根据加热装置的优先级进行启动控制，优先级从高至低依次为：太阳能集热器，空气能主机，第一电加热管和第二电加热管。
在控制器的具体控制过程中，按清洁能源的优先等级，太阳能集热器为最高等级，当太阳能集热器温度与水箱温差大于5℃时，即开启太阳能集热器，当无温差时即停止循环泵。
按清洁能源的优先等级，空气能热泵热水器次之，当多功能水箱水箱与集成控制器设定温度差一直远大于5℃时，即开启空气能主机进行加热，直至设定温度与水箱无温差停止空气能主机。
按清洁能源的优先等级，电加热管再次之，当多功能水箱水温在太阳能集热器与空气能主机都开启一段时间后，水箱水温上升温度较慢时，集成控制器开启第一电加热管和第二电加热管，直至水箱水温达到设定温度。
根据水箱水温分层原理，依次将地暖、散热器及生活热水分层次加热，各取所需，可满足不同水温的需要。
进一步作为优选的实施方式，还包括有步骤C：在承压水箱顶部设置TP安全阀，当温度或水压达到或超出承压水箱承压范围时，自动打开TP安全阀。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种多能源集成节能控制系统，其特征在于：包括有空气能主机、太阳能集热器、承压水箱和总控制器；所述承压水箱底部设置有第一盘管、第一电加热管和第一温度传感器，所述第一盘管用于连接地暖系统；所述第一盘管上方设置有第二盘管、第二电加热管和第二温度传感器，所述第二盘管与空气能主机连接；所述第二盘管上方设置有第三盘管和第三温度传感器，所述第三盘管与太阳能集热器连接；所述第三盘管上方设置有第四盘管和第四温度传感器，所述第四盘管用于连接散热系统；所述空气能主机、太阳能集热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一电加热管和第二电加热管均与总控制器连接；所述承压水箱上还设置有出水管、补水管和排污管。
2.根据权利要求1所述的一种多能源集成节能控制系统，其特征在于：所述出水管设置于承压水箱中部，所述补水管和排污管均设置于承压水箱底部。
3.根据权利要求1所述的一种多能源集成节能控制系统，其特征在于：所述承压水箱上还设置有TP安全阀和排空阀。
4.根据权利要求1所述的一种多能源集成节能控制系统，其特征在于：还包括有地暖系统，所述地暖系统包括有第一膨胀阀、地暖管、第一循环泵、第一单向阀和地暖补水管，所述第一盘管的一端依次通过第一膨胀阀和地暖管连通至第一循环泵的进水口，所述地暖补水管通过第一单向阀连接至第一循环泵的进水口，所述第一循环泵的出水口与第一盘管的另一端连通。
5.根据权利要求1所述的一种多能源集成节能控制系统，其特征在于：还包括有散热系统，所述散热系统包括有第二膨胀阀、散热器、第二循环泵、第二单向阀和散热器补水管，所述第四盘管的一端依次通过第二膨胀阀和散热器连通至第二循环泵的进水口，所述散热器补水管通过第二单向阀连接至第二循环泵的进水口，所述第二循环泵的出水口与第四盘管的另一端连通。
6.一种多能源集成节能控制系统方法，其特征在于，包括有以下步骤：
在承压水箱中分层设置加热装置以及对应的的温度传感器；
当温度传感器测得温度比目标温度低5℃以上时，控制器控制加热装置启动，直至达到目标温度。
7.根据权利要求6所述的一种多能源集成节能控制方法，其特征在于：所述步骤A中，承压水箱中分为四层，每层设置一个温度传感器，底层的加热装置为第一电加热管，第二层的加热装置为空气能主机和第二电加热管，第三层的加热装置为太阳能集热器。
8.根据权利要求7所述的一种多能源集成节能控制方法，其特征在于：所述步骤B中，控制器根据加热装置的优先级进行启动控制，优先级从高至低依次为：太阳能集热器，空气能主机，第一电加热管和第二电加热管。
9.根据权利要求6所述的一种多能源集成节能控制方法，其特征在于：还包括有步骤C：在承压水箱顶部设置TP安全阀，当温度或水压达到或超出承压水箱承压范围时，自动打开TP安全阀。
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