CN107461936A - 一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统，所述热水机组由多台加热单元组成，各加热单元由水加热内胆与燃烧器密封连接形成；还包括热水罐和水泵，水泵将热水罐的水循环地驱动入加热单元换热，再回到热水罐；所述控制方法包括：实时比对热水罐中水的实时温度和设定温度的差值；以平均各加热单元的功率在设定时间内加热设定小时用水量的温升值作为参考值，当所述温度的差值大于温升值时，逐台启动加热单元；当温度的差值小于等于温升值时，停止加热单元；直至差值等于0时，停止全部加热单元。本发明通过对各加热单元的模块化管理及控制，实现按需分级启动或停止的智能控制，让系统无限匹配设定的热水温度及用水负荷，既智能又节能。

Description

一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及燃气供热设备领域，具体涉及一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统。

背景技术

目前国内的热水锅炉普遍使用的是普通燃煤或燃气热水机(炉)+热水换热腔体(锅)的简单结构形式，其粗犷的燃烧和排放方式导致其整体热效率低下，且排放严重不达标，对大气和环境造成污染。随着国家和地区对锅炉排放及其安全的标准逐步提高，国内企业开始大量采用合资或进口热水机以改善其燃烧和排放。但欧美国家低氮锅炉热水机因造价昂贵而很少进口到我国，而随着北京地区严厉的排放标准的实施，目前欧美国家的低氮锅炉热水机也难以满足北京地区的标准要求。可见，当下情况对节能及排放的需求越变提高。

国内有部分企业尝试开发满足排放标准越来越严格的燃气锅炉，但终因在燃烧原理和燃烧控制的积累上不够而显得举步维艰。即使尝试使用新的燃烧技术，但技术的嫁接所产生的不稳定性又导致市场的推广存在很大的困难。就目前国内供热、供暖耗能比例在酒店、学校及企业的能耗总量越占比高，节能空间大，用户对供热、供暖系统的节能需求十分强烈。

现有技术的燃烧锅炉机组系统，在加热工作时，热水机组内的多台加热单元为同时加热，或同时熄火，同时加热造成排放升高，难以符合现今的节能排放标准需求；另外，加热单元同时启动，如个别发生故障情况，将影响加热操作导致不能使用，因此，目前的加热群控系统已不符合现今供热设备领域的科学化发展需求。

申请人为了结合节能和排放标准，研发了如中国发明专利CN201410189181.7公开的一种预混燃气正压燃烧的节能燃烧器和蒸汽发生器，解决了正压燃烧时容易回火及预混密闭燃烧易发生点火爆燃的问题，并让蒸汽产生过程中的余热被有效利用，密封预混的燃烧方式和各部件的合理连接使得体积远远小于传统蒸汽发生器；同时自动排水控制有效地降低和缓解了传统蒸汽发生器长时间使用后水垢的形成。为此，为了满足目前国家的排放标准，申请人在目前的单机加热单元基础上，组合形成多台加热单元的热水机组智能控制系统，并结合智能控制方式，以满足现今节能排放标准需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统，通过对各加热单元的模块化管理及控制，实现按需启动加热单元，并随着加热温度逐渐变化减少加热单元，让热水机组实现模块化的有级启动或递减的控制操作，使得热水机组系统既具智能化控制，又具节能供热管理操作，符合现今排放标准的需求。

为了符合上述目的给出，本发明的技术方案：

一种模块化的热水机组智能控制方法，所述热水机组由多台加热内胆和相同数量的燃烧器组成，水加热内胆与燃烧器密封连接一体形成加热单元；所述热水机组还包括热水罐和水泵，所述水泵用于将热水罐的水循环地驱动入多个加热单元换热，再回到热水罐，所述控制方法包括：

A1：实时比对水的实时温度和设定温度的差值；

A2：以平均每个加热单元的功率在设定时间内加热设定小时用水量的温升值作为参考值，当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，逐台启动N个加热单元工作；

A3：当所述温度的差值小于等于该温升值的(N-1)倍时，则停止一台加热单元的工作；直至N＝1，即当达到设定温度，所述差值等于0时，全部加热单元停止工作。

本发明的一种模块化热水机组智能控制方法，与现有技术相比，通过对各加热单元的模块化管理及控制，在加热操作时，各台加热单元不是同时全部启动或停止，而是根据加热的设定温度，分析设定温度与目前储水的实时温度的差值，并通过差值分析需要启动参与加热工作的加热单元数量，控制热水机组内的各台加热单元，从单台到多台的有级启动，参与加热操作；在加热的过程中，随温度的递增变化，持续分析运行中的加热单元的总功率在设定时间加热设定容量水的温升值与差值作比对，当逐渐符合加热温度时，逐台减少加热单元工作，直到该差值为0时，停止全部的加热单元，从而实现模块化的有级启动或递减的控制操作，使得热水机组系统无限匹配设定的热水温度及用水负荷，既具智能化控制，又具节能供热管理操作，符合现今排放标准的需求。

进一步的，还包括检测每个加热单元的运行时间累计值，并在步骤A2或A3中，优先启动累计工作时间最少的加热单元；或者，优先停止累计工作时间最多的加热单元。

也就是说，当执行增加启动加热单元操作时，优先启动运行时间最少的加热单元；当操作减少加热单元操作时，优先停止运行时间最多的加热单元，从而有效地分配加热单元的加热功耗，让同一热水机组内的各加热单元热效率均匀分配，参与加热工作，进一步提高智能控制效果。

其中，所述热水机组的增减启动加热单元控制步骤为：

当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，执行增加运行加热单元的步骤，并同时进行差值与温升值的(N-1)倍的比对操作；

同样的，执行减少运行加热单元的步骤时；同时进行差值与温升值的N倍比对操作；

让热水机组内的加热单元从单台到多台的有级启动，再从多台到单台的逐级停止操作，让加热操作既智能又节能。

具体地，所述温升值的计算为：K*S/U；

K为加热系数；

S为并联设置的运行热水机组套数；

U为设定的每小时热水用量；

所述加热系数K为：W(kw)*B(％)*T(min)*60秒/4.18(kJ/kg·℃)*1000(kg)；

W为平均单台加热单元的平均加热功率；

B为平均加热单元的平均热效率(％)；

T为设定允许加热的时间(min)；

4.18(kJ/kg·℃)为水的比热容。

进一步的，关于上述增减加热单元的操作，具体为对加热单元的进行启动并对启动状态的检测步骤，该检测步骤包括：

S1：启动加热单元，并对启动的加热单元状态进行分析，判断当前启动的加热单元是否已存在标识的报警信号，如是，则跳转S3；否则跳转到S2；

S2：分析当前启动的加热单元，指定的燃气电磁阀是否正常开启一定时间，如是，则确认当前加热单元启动正常，并继续进行差值与温升值的比对步骤；否则跳转到S3；

S3：分析当前加热单元是否为第二次启动，如是，识别故障代码，发出故障信号或提示信息，对另一台未运行的加热单元进行启动操作；否则，断电后再次启动，跳转到S1。

通过对启动的加热单元进行启动状态检测操作，如检测操作中的加热单元启动状态正常后，再继续进行差值与温升值的比对，再作进一级的加热单元启动操作。当检测操作中确认加热单元的启动状态异常时，将标识当前启动的加热单元存在故障状态，并发出故障信号，对另一台未运行的加热单元进行启动操作。

本发明的控制方法，还包括对发生故障的加热单元的报警操作步骤，该报警步骤包括：

获取步骤S3中的故障信号，并标识或提示故障加热单元的故障类型和操作建议；

获取触发报警操作的故障加热单元数量设定值；当标识的故障加热单元数量大于设定值时，触发可用加热单元数量不足的报警通知。

由于热水机组的加热单元数量较多，若其中一台出故障就报警维修，对实际使用效率的影响不一定很大，因此，本控制方法能设定报障的加热单元台数，当加热单元的故障台数小于设定数量时，热水机组还在可安全工作的条件下继续运行，避免频繁的报警操作，有效地保障使用率。只有当加热单元故障台数大于设定数量时，才触发报警操作，提醒需要进行维修恢复。

为了进一步对加热单元的智能控制作改进，本发明的热水机组控制方法，还包括对储水的恒温加热步骤，包括：

持续监测热水罐的水温；

当实时温度低于设定温度时，按逻辑自动启动加热操作，跳转到A2。

当热水机组处于待机状态时，将持续监测储水温度，当储水的实时温度低于用户设定温度时，将重新启动加热操作，让储水保持用户需求的设定温度状态。

对热水机组的智能控制作进一步改进，本发明的热水机组还包括根据用户实际需求为热水机组设定任意天和每天任意时间段内的工作或停机值守状态，以及不同工作时间段内的对应工作参数设定，并可在两种状态中自动转换。

也就是说，热水机组可根据用户的实际需求，相应设置工作状态时间段，或停机值守状态时间段，以及对应各时间段的工作参数设定，自动化地配合用户需求。

在上述基础上，本发明的控制方法还包括针对热水机组内的储水温度监测步骤：

持续检测热水机组内的温度；

在所述停机值守状态下，当温度低于5度时，启动水泵，将热水罐的水循环驱动入热水机组内；当温度回升至超过20度时，或持续运行超过5分钟时，停止水泵工作；

在所述停机值守状态下，当温度低于3度时，停止水泵工作，并执行水加热内胆排水操作，以保护内胆；持续排水为5分钟，同时进行低温报警操作；

当热水机组温度处于超过102度时，停止热水机组运行，执行报警操作。

特别是对于北方冬天的环境温度较低的情况下，为了避免热水机组内的积水容易结冰的状况，因而持续监测温度状态，当温度低于5度时，自动启动水泵，进行循环抽水操作，让储水流动，防止结冰。当温度低于3度时，停止水泵工作，执行加热内胆排水操作，以保护内胆。

另外，当热水机组温度超过102度，处于高温状态下，将及时采取停机操作，并发出报警，及时让操作人员进行检修，从而避免热水机组烧机损坏或危险情况发生，保障使用安全。

再进一步的，还包括针对热水机组内的水压监测步骤：

持续检测热水机组的水压；当水压超过0.08Mpa时，停止热水机组工作、禁止热水机组启动，并进行相应的报警提示，保护热水机组。

本发明还提供一种应用上述模块化的热水机组智能控制方法的智能控制系统，包括热水罐、加热主体以及控制装置，所述热水罐与加热主体通过循环水管连通；

所述加热主体包括设于循环水管上的水阀、水泵、温度传感器以及水流检测器，还包括多组与循环水管无缝连接的加热单元，所述加热单元设有燃烧器和水加热内胆，所述水加热内胆内设有换热管道；所述燃烧器与外接燃气连接产生热能，往换热管道输送高温烟气，对水加热内胆的水流进行加热；

所述控制装置与各加热单元电路连接，还包括控制器、人机控制端以及数据采集模块，所述数据采集模块用于采集温度、水流检测器及水泵、水阀的运行状态监测数据，所述控制器根据人机控制端输入的操作指令及检测的数据，按设定的控制逻辑转换为控制信号，控制整个热水机组的运行。

进一步的，所述加热单元由预混燃气正压燃烧的节能燃烧器和水加热内胆密封连接而成，所述水加热内胆布置多条换热管道，所述换热管道由两边具有槽体的换热板拼合而成，两换热板上的槽体相互拼合形成管道结构，各管道之间通过换热板相互连接，使得加热单元内的换热管道之间高度耦合，让换热管道的热传递面积加大，实现“燃烧即换热”，从而将预混正压表面燃烧所产生的高温稳定控制在低温状态，在不损失热效率的前提下实现低氮燃烧；另一方面，通过两换热板拼合组装，操作简单，加工成型速度快，有效地提高换热管道的生产效率。

在上述基础上，还包括环绕拼接后的换热板外沿的密封环，所述密封环用于密闭换热板之间的外沿连接部分，以便封锁换热管道。所述换热板的外沿呈光滑曲线设置，有利于使用自动焊接技术将密封环焊接成型，提高焊接的效率和可靠性。

所述控制装置还包括与各加热单元连接的燃烧控制器，所述燃烧控制器对各加热单元的启动和运行状态进行监控，并根据控制装置的设定作报警操作；所述燃烧器控制器还对各加热单元的工作状态进行监测累计运行时间。

所述加热主体还包括与循环水管连接的压力检测装置和排水口，所述压力检测装置与控制装置电路连接，用于检测循环水管内的水压状态和超压保护，并根据控制装置的设定进行排水操作，清空热水机组内储水，避免用水变质，或影响下次加热用水的运行数据分析造成误差，保障热水机组的产热效率。

附图说明

图1为本发明一种模块化的热水机组智能控制系统结构示意图；

图2为本发明控制系统中的加热单元换热管道结构主视图；

图3为本发明控制系统中的加热单元换热管道结构侧视图；

图4为本发明模块化的热水机组智能控制方法流程图；

图5为本发明控制方法对加热单元的启动状态检测步骤流程图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的一种模块化的热水机组智能控制方法及其控制系统。

如图1所示，该模块化的热水机组智能控制系统，包括热水罐1、加热主体2以及控制装置3，所述热水罐1与加热主体2通过循环水管4连通，燃气输入5以及燃气管道51；

所述加热主体2包括设于循环水管4上的水阀21、水泵22、水流检测器23以及温度传感器，温度传感器包括加热主体2上的第一感温器241，以及热水罐1上的第二感温器242，还包括多组与循环水管4无缝连接的换热加热单元25，所述加热单元25设有燃烧器251和水加热内胆252，所述水加热内胆252内设有换热管道253；所述燃烧器251与外接燃气连接通过燃气燃烧产生热能，往换热管道253输送高温烟气，对水加热内胆252的水流进行加热；

所述水泵22用于将热水罐1的水循环地驱动入加热单元25换热再回到热水罐1；

所述控制装置3与各加热单元25电路连接，包括控制器、人机控制端以及数据采集模块，所述数据采集模块用于采集第一感温器241以及第二感温器242的温度、水流检测器23以及水泵22、水阀21的运行状态监测数据，所述控制器根据人机控制端输入的操作指令及检测的数据，按设定的控制逻辑转换为控制信号，控制整个热水机组的运行。

所述加热主体2的各台加热单元25功率相同，且优选采用预混燃气正压燃烧的节能燃烧器251和水加热内胆252密封连接而成，如图2至3所示，各加热单元25的换热管道253由两边具有槽体2532的换热板2531拼合而成，两换热板2531上的槽体2532相互拼合形成管道结构，各管道之间通过换热板2531相互连接，使得加热单元25内的换热管道253之间高度耦合，让换热管道253的热传递面积加大，实现“燃烧即换热”，从而将预混正压表面燃烧所产生的高温稳定控制在低温状态，在不损失热效率的前提下实现低氮燃烧；另一方面通过两换热板2531拼合组装，操作简单，加工成型速度快，有效地提高换热管道的生产效率。

在上述基础上，还包括环绕拼接后的换热板2531外沿的密封环2533，所述密封环2533用于密闭换热板2531之间的外沿连接部分，以便封锁换热管道253。所述换热板2531的外沿呈光滑曲线设置，有利于使用自动焊接技术将密封环2533焊接成型，提高焊接的效率和可靠性。

如图1所示，所述控制装置3还包括与各加热单元25连接的燃烧控制器，所述燃烧控制器对各加热单元25的启动和运行状态进行监控，并根据控制装置3的设定作报警操作；所述燃烧器控制器还对各加热单元25的工作状态进行监测累计运行时间。

所述加热主体2还包括与循环水管4连接的压力检测装置26和排水口27，所述压力检测装置26与控制装置3电路连接，用于检测循环水管4内的水压状态和超压保护，并根据控制装置3的设定进行排水操作。

优选地，所述加热主体2还包括与各加热单元25的换热管道253连通的换热器6，所述换热器6内还设有与各加热单元25的水加热内胆252连接的换热水管61，所述换热水管61外设有吸热翅片611，所述吸热翅片611用于将从换热管道253排入换热器6的烟气余热进一步传递到换热水管61内。通过换热腔6对在加热单元25的烟气进行排出前的再利用，换热腔6设有多条所示换热水管61，换热水管61外壁设置吸热翅片611，将烟气余热在排出前再利用，将热量通过吸热片611传入换热水管61，进一步进行换热操作，提高节能效果。

其中，所述吸热翅片611设有多片，并环布于所述换热水管61外壁设置，从多角度最大化地吸收换热腔6内的加热蒸汽热能，传递到换热水管61内，进行换热操作。

优选地，所述换热腔6还包括排气管62及风机63，所述风机63用于将烟气从排气管62排出外部。此时，烟气余热已被进一步换热，因此排出的烟气温度较低，符合排放标准需求。

具体地，如图4所示，所述模块化的热水机组智能控制系统所采用的控制方法，包括如下步骤：

A1：实时比对水的实时温度和设定温度的差值；

A2：以平均每个加热单元25的功率在设定时间内加热设定小时用水量的温升值作为参考值，当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，逐台启动N个加热单元25工作；

A3：当所述温度的差值小于等于该温升值的(N-1)倍时，则停止一台加热单元25的工作；直至N＝1，即当达到设定温度，所述差值等于0时，全部加热单元25停止工作。

在上述控制方法中，还包括检测加热单元25的运行时间累计值，并在步骤A2或A3中，优先启动累计工作时间最少的加热单元25；或者，优先停止累计工作时间最多的加热单元25，从而有效地分配加热单元25的加热功耗，让同一热水机组内的各加热单元25热效率均匀分配，参与加热工作，进一步提高智能控制效果。

其中，上述产热温升值的计算为：K*S/U；

K为加热系数；

S为并联设置的运行热水机组套数；

U为设定的每小时热水用量；

上述加热系数K＝W(kw)*B(％)*T(min)*60秒/4.18(kJ/kg·℃)*1000(kg)的水量；

W为平均单台加热单元25的平均加热功率；

B为平均加热单元25的平均热效率(％)；

T为设定允许加热的时间(min)；

4.18(kJ/kg·℃)为水的比热容。

如下为根据上述控制方法运算的实施例：

例如：单台加热单元的平均加热功率W为60(kw)；各台加热单元的平均热效率B为100％，用户设定需要加热的时间T为6(min)，因此，

加热系数K＝60(kw)*100％*6(min)*60秒/4.18(kJ/kg·℃)*1000(kg)＝5

按加热系数K为5的情况下，我们以下列用水的加热过程作为事例。

按目前储水温度为30度，用户需要将用水的设定温度为40度，用水量U为2.5(T/H)，该热水机组优选为4台或4台以上的加热单元25的热水机组1套(即S＝1)。

首先，通过上述温升值的计算：K*S/U，即5*1/2.5(T/H)得出温升值为2；

再如下表所示，该热水机组系统运行过程的参数变化，及相应的控制操作。

通过上述步骤，根据加热温度变化，分析需要启动参与加热工作的加热单元25数量，控制热水机组内的各台加热单元25，从单台到多台的有级启动，参与加热操作；在加热的过程中，持续分析运行中的加热单元25的总功率在设定时间加热设定容量水的温升值与差值作比对，当逐渐符合加热温度时，逐台减少加热单元25工作，直到该差值为0时，停止全部的加热单元25，从而实现模块化的有级启动或递减的控制操作，使得热水机组系统无限匹配设定的热水温度及用水负荷，既具智能化控制，又具节能供热管理操作，符合现今排放标准的需求。

从上述表格可表示出，在实际运行过程中，所述热水机组的增加或减少加热单元25步骤为：

当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，执行增加运行加热单元25的步骤，并同时进行差值与温升值的(N-1)倍的比对操作；

同样的，执行减少运行加热单元25的步骤时；同时进行差值与温升值的N倍比对操作；

让热水机组内的加热单元25从单台到多台的有级启动，再从多台到单台的逐级停止操作，让加热操作既智能又节能。

其中，如图5所示，在上述关于增加或减少的运行加热单元25操作，具体为对加热单元25的进行启动并对启动状态的检测步骤，该检测步骤包括：

S1：启动加热单元25，并对启动的加热单元25状态进行分析，判断当前启动的加热单元25是否已存在标识的报警信号，如是，则跳转S3；否则跳转到S2；

S2：分析当前启动的加热单元25，指定的燃气电磁阀是否正常开启一定时间，如是，则确认当前加热单元25启动正常，并继续进行差值与温升值的比对步骤；否则跳转到S3；

S3：分析当前加热单元25是否为第二次启动，如是，识别故障代码，发出故障信号或提示信息，对另一台未运行的加热单元25进行启动操作；否则，断电后再次启动，跳转到S1。

通过上述步骤，对启动的加热单元25进行启动状态检测操作，如检测操作中的加热单元25启动状态正常后，再继续进行差值与温升值的比对，作进一级的加热单元25启动操作。当检测操作中确认加热单元25的启动状态异常，将标识当前启动的加热单元25存在故障状态，并发出故障信号，对另一台未运行的加热单元25进行启动操作。

优选地，本发明的控制方法还包括对发生故障的加热单元25的报警操作步骤，该报警步骤包括：

获取步骤S3中的故障信号，并标识或提示故障加热单元25的故障类型和操作建议；

获取触发报警操作的故障加热单元25数量设定值；当标识的故障加热单元25数量大于设定值时，触发可用加热单元25数量不足的报警通知。

由于热水机组的加热单元25数量较多，若其中一台出故障就报警维修，对实际使用效率的影响不一定很大，因此，本系统能设定报障的加热单元25的台数，当加热单元25的故障台数小于设定数量时，热水机组还在可安全工作的条件下继续运行，避免频繁的报警操作，有效地保障使用率。只有当加热单元25故障台数大于设定数量时，才触发报警操作，提醒需要进行维修恢复。

对本发明的热水机组控制系统作优化，本系统还包括燃烧器控制器，对各加热单元25的工作状态累计运行时间进行检测，所述控制装置3通过所述燃烧器控制器获取各加热单元25的运行时间累计值，并在上述步骤A2或A3中，进行下列分析操作：

当差值大于温升值时，所述控制装置3对未运行的加热单元25的运行时间累计值进行比对，优先启动累计工作时间最少的加热单元25；否则，优先停止累计工作时间最多的加热单元25。

即在实际系统运行过程中，当进行增加启动运行的加热单元25时，优先启动运行时间最少的加热单元25；当操作减少运行的加热单元25时，优先停止运行时间最多的加热单元25。从而有效地分配加热单元的工作时间，让热水机组内的加热单元25均匀分配，参与到加热工作中，进一步提高智能控制效果。

优选地，本系统的控制方法还包括对储水的恒温加热步骤，包括：

持续监测热水罐的水温，当实时温度低于设定温度时，按逻辑自动启动加热操作，跳转到上述步骤的A2开始加热操作。

当热水机组处于待机状态时，将持续监测储水温度，当储水的实时温度低于用户设定温度时，将重新启动加热操作，让储水保持用户需求的设定温度状态。

进一步对热水机组的智能控制作优化，本系统还包括根据用户实际需求为热水机组设定任意天和每天任意时间段内的工作或停机值守状态，以及不同工作时间段内的对应工作参数设定，并可在两种状态中自动转换。让热水机组可根据用户的实际需求，相应设置工作状态时间段，或停机值守状态时间段，以及对应各时间段的工作参数设定，自动化地配合用户需求。

在上述两种工作状态时间段中，根据实际使用环境的温度情况，本系统的控制方法还包括针对热水机组内的储水温度监测步骤：

持续检测热水机组内的温度；

在所述停机值守状态下，当温度低于5度时，启动水泵22，将热水罐1的水循环驱动入热水机组内；当温度回升至超过20度时，或持续运行超过5分钟时，停止水泵22工作。

在所述停机值守状态下，当温度低于3度时，停止水泵22工作，并执行水加热内胆252排水操作；持续排水为5分钟，同时进行低温报警操作。

特别是对于北方冬天的环境温度较低的情况下，为了避免热水机组内的积水容易结冰的状况，因而设置第一感温器241持续监测温度状态，当低于上述设定温度值时，自动启动水泵22，进行循环抽水操作，让储水流动，防止结冰。

当热水机组温度超过102度，处于超高温状态下，停止热水机组运行，所述报警装置执行报警操作，及时让操作人员进行检修，从而避免热水机组烧机损坏或危险情况发生，保障使用安全。

优选地，还包括针对热水机组内的水压监测步骤，包括：

持续检测热水机组的水压；

当水压超过0.08Mpa时，停止热水机组工作、禁止热水机组启动，并进行相应的报警提示，保护热水机组。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种模块化的热水机组智能控制方法，所述热水机组由多台加热内胆和相同数量的燃烧器组成，水加热内胆与燃烧器密封连接一体形成加热单元；所述热水机组还包括热水罐和水泵，所述水泵用于将热水罐的水循环地驱动入多个加热单元换热，再回到热水罐；其特征在于，所述控制方法包括：

A1：实时比对水的实时温度和设定温度的差值；

A2：以平均每个加热单元的功率在设定时间内加热设定小时用水量的温升值作为参考值，当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，逐台启动N个加热单元工作；

A3：当所述温度的差值小于等于该温升值的(N-1)倍时，则停止一台加热单元的工作；直至N＝1，即当达到设定温度，所述差值等于0时，全部加热单元停止工作。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括检测每个加热单元的运行时间累计值，并在步骤A2或A3中，优先启动累计工作时间最少的加热单元；或者，优先停止累计工作时间最多的加热单元。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述温度的差值大于该温升值的N倍时，执行增加运行加热单元的步骤，并同时进行差值与温升值的(N-1)倍的比对操作；同样的，执行减少运行加热单元的步骤时；同时进行差值与温升值的N倍比对操作；

所述温升值的计算为：K*S/U；

所述K为加热系数，S为并联设置的运行热水机组套数，U为设定的每小时热水用量；

所述加热系数K为：W(kw)*B(％)*T(min)*60秒/4.18(kJ/kg·℃)*1000(kg)；

所述W为平均单台加热单元的加热功率，B为平均加热单元的热效率(％)，T为设定允许加热的时间(min)。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述增加运行加热单元的操作具体为对加热单元进行启动并对启动状态的检测步骤；

S1：启动加热单元，并对启动的加热单元状态进行分析，判断当前启动的加热单元是否已存在标识的报警信号，如是，则跳转S3；否则跳转到S2；

S2：分析当前启动的加热单元，指定的燃气电磁阀是否正常开启，如是，则确认当前加热单元启动正常，并继续进行差值与温升值的比对步骤；否则跳转到S3；

S3：分析当前加热单元是否为第二次启动，如是，识别故障代码，发出故障信号或提示信息，对另一台未运行的加热单元进行启动操作；否则，断电后再次启动，跳转到S1。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括对发生故障的加热单元的报警操作步骤，该报警步骤包括：

获取步骤S3中的故障信号，并标识或提示故障加热单元的故障类型和操作建议；

获取触发报警操作的故障加热单元数量设定值；当标识的故障加热单元数量大于设定值时，触发可用加热单元数量不足的报警通知。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括对储水的恒温加热步骤，包括：

持续监测热水罐的水温；

当实时温度低于设定温度时，按逻辑自动启动加热操作，跳转到A2。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括根据用户实际需求为热水机组设定任意天和每天任意时间段内的工作或停机值守状态，以及不同工作时间段内的对应工作参数设定，并可在两种状态中自动转换。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括针对热水机组内的水温度监测步骤：

持续检测热水机组内的温度；

在所述停机值守状态下，当温度低于5度时，启动水泵，将热水罐的水循环驱动入热水机组内；当温度回升至超过20度时，或持续运行超过5分钟时，停止水泵工作；

在所述停机值守状态下，当温度低于3度时，停止水泵工作，并执行水加热内胆排水操作，以保护内胆；持续排水为5分钟，同时进行低温报警操作；

当热水机组温度超过102度时，停止热水机组运行，执行报警操作。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括针对热水机组内的水压监测步骤：

持续检测热水机组的水压；

当水压超过0.08Mpa时，停止热水机组工作、禁止热水机组启动，并进行相应的报警提示。

10.一种应用权利要求1至9任一项所述模块化的热水机组智能控制方法的智能控制系统，包括热水罐、加热主体以及控制装置，所述热水罐与加热主体通过循环水管连通，其特征在于：

所述加热主体包括设于循环水管上的水阀、水泵、温度传感器以及水流检测器，还包括多组与循环水管无缝连接的加热单元，所述加热单元设有燃烧器和水加热内胆，所述水加热内胆设有换热管道；所述燃烧器与外接燃气连接产生热能，往换热管道输送高温烟气，对水加热内胆的水流进行加热；

所述控制装置与各加热单元电路连接，还包括控制器、人机控制端以及数据采集模块，所述数据采集模块用于采集温度、水流检测器及水泵、水阀的运行状态监测数据，所述控制器根据人机控制端输入的操作指令及检测的数据，按设定的控制逻辑转换为控制信号，控制整个热水机组的运行；

所述加热单元由预混燃气正压燃烧的节能燃烧器和水加热内胆密封连接而成，所述水加热内胆布置多条换热管道，所述换热管道由两边具有槽体的换热板拼合而成，两换热板上的槽体相互拼合形成管道结构，各管道之间通过换热板相互连接；还包括环绕拼接后的换热板外沿形成的密封环，所述密封环用于密闭换热板之间的外沿连接部分；

所述控制装置还包括与各加热单元连接的燃烧控制器，所述燃烧控制器对各加热单元的启动和运行状态进行监控，并根据控制装置的设定作报警操作；所述燃烧器控制器还对各加热单元的工作状态进行监测累计运行时间；

所述加热主体还包括与循环水管连接的压力检测装置和排水口，所述压力检测装置与控制装置电路连接，用于检测循环水管内的水压状态和超压保护，并根据控制装置的设定进行排水操作。