CN109059283A - 热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热水系统。根据本发明的热水系统包括水温调节部、储水部、主水管、进水口和出水口，主水管设置在水温调节部内，并与水温调节部换热，储水部与主水管连接，进水口选择性地与储水部或主水管连接，出水口选择性地与储水部或主水管连接。该热水系统用水舒适度更好。

Description

热水系统

技术领域

本发明涉及温度调节设备领域，具体而言，涉及一种热水系统。

背景技术

目前热泵热水系统分为静态加热式(即储热式)、循环加热式(即循环式)、一次加热式(即直热式)等几种。对于直热式热泵热水系统，可以实现直热出水，大大减少用水等待时间及提升用水体验，但在多次少量用水时会造成热泵热水系统频繁短时开停，使水温不太稳定，影响系统节能性、可靠性及用水舒适性。

发明内容

本发明旨在提供一种热水系统，以解决现有技术中的直热式热水系统在频繁小量用水的情况下水温不稳定的问题。

本发明提供了一种热水系统，其包括水温调节部、储水部、主水管、进水口和出水口，主水管设置在水温调节部内，并与水温调节部换热，储水部与主水管连接，进水口选择性地与储水部或主水管连接，出水口选择性地与储水部或主水管连接。

可选地，水温调节部包括第一换热器和与第一换热器连接的冷媒循环系统，主水管设置在第一换热器内，且主水管中的换热介质与第一换热器内的冷媒换热。

可选地，冷媒循环系统包括压缩机、第二换热器和节流结构，压缩机、第一换热器、节流结构和第二换热器依次连接，冷媒在压缩机、第一换热器、节流结构和第二换热器间循环，并在第一换热器内与主水管中换热介质换热。

可选地，储水部包括储水箱，储水箱通过第一进水管和第一出水管与主水管连接，储水箱通过第二进水管与进水口连接，通过第二出水管与出水口连接。

可选地，第一出水管上设置有水泵和单向阀。

可选地，进水口通过第一控制阀分别与第二进水管和主水管连接，且第一控制阀具有使进水口与主水管连通的第一工作状态和使进水口与第二进水管连通的第二工作状态。

可选地，出水口通过第二控制阀分别与第二出水管和主水管连接，且第二控制阀具有使出水口与主水管连通的第一工作状态和使出水口与第二出水管连通的第二工作状态。

可选地，储水箱内设置有第一温度检测器、第二温度检测器和第三温度检测器，第一温度检测器检测储水箱的下部温度，第二温度检测器检测储水箱的中部温度，第三温度检测器检测储水箱的上部温度；热水系统还包括测量主水管的进口温度第四温度检测器和测量主水管的出口温度的第五温度检测器。

可选地，热水系统还包括控制器，当第二温度检测器检测的温度大于或等于第一预设温度时，或者，当第三温度检测器检测的温度大于或等于第一预设温度与第一预设差值的和时，或者，当第一温度检测器检测的温度大于或等于第一预设温度与第二预设差值的差时，控制器停止水温调节部。

可选地，热水系统还包括控制器，当第二温度检测器检测的温度小于或等于第二预设温度与第三预设差值的差时，或者，当第一温度检测器检测的温度小于或等于第三预设温度与第四预设差值的差时，控制器启动水温调节部。

可选地，热水系统还包括控制器，当出水口输出时，若第三温度检测器检测的温度小于或等于第四预设温度与第五预设差值的差，或者，第二温度检测器检测的温度和第三温度检测器检测的温度的平均温度小于或等于第二预设温度与第三预设差值的差，则控制器调整水温调节部的运行频率，且进水口与主水管连通，出水口与储水部连通。

可选地，热水系统还包括控制器，当出水口输出时，若第三温度检测器检测的温度小于或等于第四预设温度时，则控制器调整水温调节部的运行频率，且进水口与主水管连通，出水口与主水管连通。

可选地，当第三温度检测器检测的温度小于或等于第二温度检测器检测的温度与第六预设差值的和时，第二温度检测器检测的温度和第三温度检测器检测的温度的平均温度等于第二温度检测器检测的温度与第三温度检测器检测的温度的和的平均值；当第三温度检测器检测的温度大于第二温度检测器检测的温度与第六预设差值的和时，第二温度检测器检测的温度和第三温度检测器检测的温度的平均温度根据公式确定，

average(t2，t3)＝a*t3+b*t2 公式(1)

其中，average指第二温度检测器检测的温度和第三温度检测器检测的温度的平均温度，a和b指平均温度计算系数，t2指第二温度检测器检测的温度，t3指第三温度检测器检测的温度。

根据本发明的热水系统，该热水系统包括水温调节部用于进行水温调节。储水部可以用于储存热水，从而根据用户需求通过储水部提供热水。由于进水口和出水口均可选择地与储水部和水温调节部连接，因而，可以根据不同的使用需求和储水部的热水储备情况，选择不同的连接方式，从而实现由水温调节部或储水部供水，解决现有技术中直热式热水系统在频繁小量用水的情况下水温不稳定的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的热水系统的结构示意图。

附图标记说明：

10、水温调节部；11、第一换热器；12、压缩机、13、第二换热器；14、节流结构；20、储水部；221、水泵；222、单向阀；23、第一进水管；24、第二进水管；25、第二出水管；26、第一温度检测器；27、第二温度检测器；28、第三温度检测器；40、进水口；50、出水口；71、第一控制阀；72、第二控制阀；81、第四温度检测器；82、第五温度检测器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的实施例，热水系统包括水温调节部10、储水部20、主水管、进水口40和出水口50，主水管设置在水温调节部10内，并与水温调节部10换热，储水部20与主水管连接，进水口40选择性地与储水部20或主水管连接，出水口50选择性地与储水部20或主水管连接。

该热水系统包括水温调节部10用于进行水温调节。储水部20可以用于储存热水，从而根据用户需求通过储水部20提供热水。由于进水口40和出水口50均可选择地与储水部20和水温调节部10连接，因而，可以根据不同的使用需求和储水部20的热水储备情况，选择不同的连接方式，从而实现由水温调节部10或储水部20供水，解决现有技术中直热式热水系统在频繁小量用水的情况下水温不稳定的问题。

如图1所示，在本实施例中，水温调节部10用于提供热源，对水温进行调节。

具体地，水温调节部10包括第一换热器11和与第一换热器11连接的冷媒循环系统，主水管设置在第一换热器11内，且主水管中的换热介质(如水)与第一换热器11内的冷媒换热。

需要说明的是，第一换热器11可以盘绕在储水部20上，也可以独立设置。

冷媒循环系统用于向第一换热器11内输送冷媒，并使冷媒在系统中循环，以实现供热。其中，冷媒循环系统包括压缩机12、第二换热器13和节流结构14，压缩机12、第一换热器11、节流结构14和第二换热器13依次连接，冷媒在压缩机12、第一换热器11、节流结构14和第二换热器13间循环，并在第一换热器11内与主水管中换热介质换热。

在本实施例中，储水部20包括储水箱，储水箱用于存储热水，其可以为保温水箱、蓄热水箱等。

储水箱通过第一进水管23和第一出水管与主水管连接，以实现向主水管中输送水，例如当储水箱内的水需要加热时，可以通过第一出水管将水输送到主水管，再从第一进水管23回收水。储水箱通过第二进水管24与进水口40连接，以从进水口40进水；通过第二出水管25与出水口50连接，以向出水口50输送热水。

可选地，为了实现较为可靠地向主水管输水，第一出水管上设置有水泵221和单向阀222，单向阀222可以防止回水。

在本实施例中，进水口40通过第一控制阀71分别与第二进水管24和主水管连接，且第一控制阀71具有使进水口40与主水管连通的第一工作状态和使进水口40与第二进水管24连通的第二工作状态。通过控制第一控制阀71的工作状态控制进水口40向主水管输水还是向储水箱输水。

类似的，出水口50通过第二控制阀72分别与第二出水管25和主水管连接，且第二控制阀72具有使出水口50与主水管连通的第一工作状态和使出水口50与第二出水管25连通的第二工作状态。通过控制第二控制阀72的工作状态控制主水管向出水口50出水，或者储水箱向出水口50出水。

在本实施例中，第一控制阀71和第二控制阀72均为三通阀，第一控制阀71的阀口1(图1中以①标示)与进水口40连接，第一控制阀71的阀口2(图1中以②标示)与储水箱上的第二进水管24连接。第一控制阀71的阀口3(图1中以③标示)与主水管的进口连接。

第二控制阀72的阀口1(图1中以①标示)与出水口50连接，第二控制阀72的阀口2(图1中以②标示)与储水箱的第二出水管25连接，第二控制阀73的阀口3(图1中以③标示)与主水管的出口连接。

在本实施例中，根据使用需求的不同，采用的供水方式不同，下面对几种使用需求及对应的供水方式进行说明如下：

当储水箱内热水量充足，可满足多次少量用水需求时，可使用储水箱供水，此时第一控制阀71的阀口1和阀口2连通，第二控制阀72的阀口2和阀口1连通，出水口50优先使用储水器内的热水。同时根据储水箱内的热水温度控制是否开启水温调节部10进行加热。

当储水箱内热水量不足时，无法满足大量紧急用水需求，可使用直热供水，此时第一控制阀71的阀口1和阀口3连通、第二控制阀72的阀口3和阀口1连通，进水口40的进水通过主水管形成热水后从出水口50流出，从而保证出水温度，直接供水至用水端，满足使用。

当储水箱内热水量较少，可适当满足短时小量用水需求，可使用直热+储热供水，此时第一控制阀71的阀口1和阀口3连通、第二控制阀72的阀口2和阀口1连通，从进水口40进入的水在主水管加热后，通过第一进水管进入储水箱内，补充储水箱热水量，可继续使用储水箱内的热水给出水口50供水。

由于用水优先使用储水箱内的热水，当储水箱内的热水量较少且用水量较小时开启直热+储热用水，当储水箱内的热水量不足，且用水较大时，开启直热用水。

可选地，为了准确地检测水温，以确保能够满足用户的用水需求，储水箱内设置有第一温度检测器26、第二温度检测器27和第三温度检测器28，第一温度检测器26检测储水箱的下部温度，第二温度检测器27检测储水箱的中部温度，第三温度检测器28检测储水箱的上部温度。

热水系统还包括测量主水管的进口温度第四温度检测器81和测量主水管的出口温度的第五温度检测器82。

热水系统还包括控制器，控制器通过检测的温度和用户的用水量进行控制。

水温调节部10停止工作的情况：

当第二温度检测器27检测的温度(记作t2)大于或等于第一预设温度(记作T1)时，或者，当第三温度检测器28检测的温度(记作t3)大于或等于第一预设温度与第一预设差值(记作ΔT1)的和时，或者，当第一温度检测器26检测的温度(记作t1)大于或等于第一预设温度与第二预设差值(记作Δt02)的差时，控制器停止水温调节部10。

即，当控制器确定t2≥T1，或者，t3≥T1+ΔT1，或者t1≥T1-ΔT1时，表示水温满足预设温度，可以停止加热，所以水温调节部10可以停止，以节省能源。

水温调节部10运行的情况：

当第二温度检测器27检测的温度(记作t2)小于或等于第二预设温度(记作T2)与第三预设差值(记作ΔT3)的差时，或者，当第一温度检测器26检测的温度(记作t1)小于或等于第三预设温度(记作T3)与第四预设差值(记作ΔT4)的差时，控制器启动水温调节部10。

换而言之，当控制器确定t2≤T2-ΔT3，或者，t1T3-ΔT4时，控制水温调节部10启动。

需要说明的是，T1、T2和T3为预设的水温值，其可以根据需要具体确定，三者可以相等也可以不等。ΔT1、ΔT2、ΔT3、和ΔT4均为温度偏差值，可以根据需要确定，四者可以相等也可以不等。

在用户用水时：

一种情况下，出水口50输出，若第三温度检测器28检测的温度小于或等于第四预设温度(记作T4)与第五预设差值(记作ΔT5)的差，或者，第二温度检测器27检测的温度和第三温度检测器28检测的温度的平均温度(记作average(t2,t3))小于或等于第二预设温度与第三预设差值的差，则控制器调整水温调节部10的运行频率，且进水口40与主水管连通，出水口50与储水部20连通。

换而言之，当t3≤T4-ΔT5，或者average(t2,t3)≤T2-ΔT3时，控制器根据第四温度检测器81检测的温度(记作t4)和第五温度检测器82检测的温度(记作t5)的温差控制压缩机12的变频频率，以调整出水温度t5使其满足设定的出水温度，从而补充储水箱中的热量，此时通过储水箱进行供水。

其中，由于检测的温度的不同，average(t2,t3)的计算方式不同。当第三温度检测器28检测的温度小于或等于第二温度检测器27检测的温度与第六预设差值(记作ΔT6)的和时，第二温度检测器27检测的温度和第三温度检测器28检测的温度的平均温度等于第二温度检测器27检测的温度与第三温度检测器28检测的温度的和的平均值。换而言之，当t3≤t2+ΔT6时，average(t2,t3)＝(t2+t3)/2。

当第三温度检测器28检测的温度大于第二温度检测器27检测的温度与第六预设差值的和时，第二温度检测器27检测的温度和第三温度检测器28检测的温度的平均温度根据公式(1)确定，

average(t2,t3)＝a*t3+b*t2 公式(1)

其中，average(t2,t3)指第二温度检测器27检测的温度和第三温度检测器28检测的温度的平均温度，a和b指平均温度计算系数，t2指第二温度检测器27检测的温度，t3指第三温度检测器28检测的温度。

换而言之，当t3＞t2+ΔT6时，average(t2,t3)＝a*t3+b*t2。

另一种情况下，出水口50输出，若第三温度检测器28检测的温度小于或等于第四预设温度时，则控制器调整水温调节部10的运行频率，且进水口40与主水管连通，出水口50与主水管连通。

换而言之，当t3≤T4时，控制器根据第四温度检测器81检测的温度(记作t4)和第五温度检测器82检测的温度(记作t5)的温差控制压缩机12的变频频率，以保证出水温度t5满足设定的直接用水时的温度，并通过主水管直接供水。

简单来说，当主水管的出水温度t5小于或等于直接用水温度和一个预设差值的差时，第二控制阀72的阀口1和阀口2连通，从第一换热器11流出的出水补充至储水箱，由储水箱供水。当主水管的出水温度t5大于直接用水温度和一个预设差值的差时，第二控制阀72的阀口1和阀口3连通，从第一换热器11流出的出水直接补至用水端。

当出水口50不出水时，可切换至循环加热运行，将储水箱内的水加热至目标温度，以备使用。

根据本发明的热水系统具有如下技术效果：

由于该热水系统带储热功能，可以存储热水，因而，解决了热泵热水系统频繁短时开停问题，使热泵热水系统启停更合理，出水温度稳定提高系统节能性、可靠性及用水舒适性，系统运行更节能、更可靠，用水舒适性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种热水系统，其特征在于，包括水温调节部(10)、储水部(20)、主水管、进水口(40)和出水口(50)，所述主水管设置在所述水温调节部(10)内，并与所述水温调节部(10)换热，所述储水部(20)与所述主水管连接，所述进水口(40)选择性地与所述储水部(20)或所述主水管连接，所述出水口(50)选择性地与所述储水部(20)或所述主水管连接。

2.根据权利要求1所述的热水系统，其特征在于，所述水温调节部(10)包括第一换热器(11)和与所述第一换热器(11)连接的冷媒循环系统，所述主水管设置在所述第一换热器(11)内，且所述主水管中的换热介质与所述第一换热器(11)内的冷媒换热。

3.根据权利要求2所述的热水系统，其特征在于，所述冷媒循环系统包括压缩机(12)、第二换热器(13)和节流结构(14)，所述压缩机(12)、所述第一换热器(11)、所述节流结构(14)和所述第二换热器(13)依次连接，所述冷媒在所述压缩机(12)、所述第一换热器(11)、所述节流结构(14)和所述第二换热器(13)间循环，并在所述第一换热器(11)内与所述主水管中换热介质换热。

4.根据权利要求1所述的热水系统，其特征在于，所述储水部(20)包括储水箱，所述储水箱通过第一进水管(23)和第一出水管与所述主水管连接，所述储水箱通过第二进水管(24)与所述进水口(40)连接，通过第二出水管(25)与所述出水口(50)连接。

5.根据权利要求4所述的热水系统，其特征在于，所述第一出水管上设置有水泵(221)和单向阀(222)。

6.根据权利要求4所述的热水系统，其特征在于，所述进水口(40)通过第一控制阀(71)分别与所述第二进水管(24)和所述主水管连接，且所述第一控制阀(71)具有使所述进水口(40)与所述主水管连通的第一工作状态和使所述进水口(40)与所述第二进水管(24)连通的第二工作状态。

7.根据权利要求4所述的热水系统，其特征在于，所述出水口(50)通过第二控制阀(72)分别与所述第二出水管(25)和所述主水管连接，且所述第二控制阀(72)具有使所述出水口(50)与所述主水管连通的第一工作状态和使所述出水口(50)与所述第二出水管(25)连通的第二工作状态。

8.根据权利要求1所述的热水系统，其特征在于，

所述储水箱内设置有第一温度检测器(26)、第二温度检测器(27)和第三温度检测器(28)，所述第一温度检测器(26)检测所述储水箱的下部温度，所述第二温度检测器(27)检测所述储水箱的中部温度，所述第三温度检测器(28)检测所述储水箱的上部温度；

所述热水系统还包括测量所述主水管的进口温度第四温度检测器(81)和测量所述主水管的出口温度的第五温度检测器(82)。

9.根据权利要求8所述的热水系统，其特征在于，所述热水系统还包括控制器，当所述第二温度检测器(27)检测的温度大于或等于第一预设温度时，或者，当所述第三温度检测器(28)检测的温度大于或等于第一预设温度与第一预设差值的和时，或者，当所述第一温度检测器(26)检测的温度大于或等于第一预设温度与第二预设差值的差时，所述控制器停止所述水温调节部(10)。

10.根据权利要求8所述的热水系统，其特征在于，所述热水系统还包括控制器，当所述第二温度检测器(27)检测的温度小于或等于第二预设温度与第三预设差值的差时，或者，当第一温度检测器(26)检测的温度小于或等于第三预设温度与第四预设差值的差值时，所述控制器启动所述水温调节部(10)。

11.根据权利要求8所述的热水系统，其特征在于，所述热水系统还包括控制器，

当所述出水口(50)输出时，若第三温度检测器(28)检测的温度小于或等于第四预设温度与第五预设差值的差，或者，第二温度检测器(27)检测的温度和第三温度检测器(28)检测的温度的平均温度小于或等于第二预设温度与第三预设差值的差，则所述控制器调整所述水温调节部(10)的运行频率，且所述进水口(40)与所述主水管连通，所述出水口(50)与所述储水部(20)连通。

12.根据权利要求8所述的热水系统，其特征在于，所述热水系统还包括控制器，

当所述出水口(50)输出时，若第三温度检测器(28)检测的温度小于或等于第四预设温度时，则所述控制器调整所述水温调节部(10)的运行频率，且所述进水口(40)与所述主水管连通，所述出水口(50)与所述主水管连通。

13.根据权利要求11所述的热水系统，其特征在于，

当所述第三温度检测器(28)检测的温度小于或等于第二温度检测器(27)检测的温度与第六预设差值的和时，所述第二温度检测器(27)检测的温度和第三温度检测器(28)检测的温度的平均温度等于第二温度检测器(27)检测的温度与第三温度检测器(28)检测的温度的和的平均值；

当所述第三温度检测器(28)检测的温度大于所述第二温度检测器(27)检测的温度与所述第六预设差值的和时，所述第二温度检测器(27)检测的温度和第三温度检测器(28)检测的温度的平均温度根据公式(1)确定，

average(t2,t3)＝a*t3+b*t2 公式(1)

其中，average(t2,t3)指所述第二温度检测器(27)检测的温度和第三温度检测器(28)检测的温度的平均温度，a和b指平均温度计算系数，t2指第二温度检测器(27)检测的温度，t3指第三温度检测器(28)检测的温度。