CN109489153B - 一种制热共用方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制热共用方法及系统。其中，该方法包括：确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现所述空调制热系统和所述地暖系统的共用。通过本发明，将空调制热水路与地暖模式水路串联起来，再辅以配套设备以及控制策略。实现制热模式与地暖模式共用功能，可以均匀化室内上下温度场，解决用户“头冷脚热”或者“头热脚冷”舒适性差的难题。大大提高室内舒适性体验，打造理想室内温度场分布。

Description

一种制热共用方法及系统
技术领域
本发明涉及水多联技术领域，具体而言，涉及一种制热共用方法及系统。
背景技术
当前的多联式冷热水机组，是先由主机制取冷冻水或热水，再将其通过管道输送到末端供用户调节空气的空调，无法实现空调制热与地暖模式共用功能。原因在于空调制热系统和地暖系统的需求水温不同，一般情况下，空调制热系统的需求水温为45℃，地暖系统的需求温度为35℃；再者就是二者的水流量需求也不一样，地暖系统的水流量需求远远小于空调制热系统。
当用户使用空调制热系统时，热空气主要集中在室内空间上方，造成用户生理上“头热脚冷”现象；当用户使用地暖系统时，辐射换热效率低，热空气主要沉积在地面附近，造成“头冷脚暖”现象。这严重影响用户舒适性体验，对多联式冷热水机组的末端水路设计以及机组控制是很大的难题。
针对现有技术中空调制热系统和地暖系统无法共用的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种制热共用方法及系统，以解决现有技术中空调制热系统和地暖系统无法共用的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种制热共用方法，其中，所述方法包括：确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现所述空调制热系统和所述地暖系统的共用；其中，所述空调制热系统与所述地暖系统串联连接，所述第一阀门用于控制从所述空调制热系统出来的水流回主机，所述第二阀门用于控制从所述空调制热系统出来的水流向所述地暖系统。
进一步地，确定所述空调制热系统的需求水流量H，包括：检测所述空调制热系统的风盘开启数量；根据所述风盘开启数量确定所述空调制热系统的负荷；根据所述负荷确定所述空调制热系统的需求水流量H。
进一步地，根据所述风盘开启数量确定所述空调制热系统的负荷，通过以下公式实现：Q制热＝N·q风盘；其中，Q制热是所述空调制热系统的负荷，N是所述风盘开启数量，q风盘是每个风盘的额定容量；根据所述负荷确定所述空调制热系统的需求水流量H，通过以下公式实现：H＝a1·Q制热；其中，a1是第一流量系数。
进一步地，确定所述地暖系统的需求水流量h，包括：检测所述地暖系统的地暖开启数量；根据所述地暖开启数量确定所述地暖系统的负荷；根据所述负荷确定所述地暖系统的需求水流量h。
进一步地，根据所述地暖开启数量确定所述地暖系统的负荷，通过以下公式实现：Q地暖＝n·q地暖；其中，Q地暖是所述地暖系统的负荷，n是所述地暖开启数量，q地暖是每个地暖的额定容量；根据所述负荷确定所述地暖系统的需求水流量h，通过以下公式实现：h＝a2·Q地暖；其中，a2是第二流量系数。
进一步地，根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，包括：如果H＞h，则将所述第一阀门的开度K1调节为：
Figure BDA0001826180290000021
将所述第二阀门的开度K2调节为：
Figure BDA0001826180290000022
如果H＝h，则调节所述第一阀门为全关状态，调节所述第二阀门为全开状态；如果H＜h，则调节所述第一阀门全关，将所述第二阀门的开度调节为：先调节为全关状态且维持预设关阀时间t关，再调节为全开状态且维持预设开阀时间t开，以此循环；其中，所述预设关阀时间
Figure BDA0001826180290000031
所述预设开阀时间
Figure BDA0001826180290000032
进一步地，确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h之后，所述方法还包括：调节变频水泵的频率，以使得所述变频水泵的出口水流量等于所述空调制热系统的需求水流量H；其中，所述变频水泵位于所述主机与所述空调制热系统之间。
进一步地，所述方法应用于水路多联机组。
本发明还提供了一种制热共用系统，其中，所述制热共用系统包括：主机、第一阀门、第二阀门，以及，串联连接的空调制热系统和地暖系统；所述主机，与所述空调制热系统连接，用于提供热水；所述第一阀门，位于所述空调制热系统的出水口与所述主机连接的支路上；所述第二阀门，位于所述空调制热系统和所述地暖系统之间连接的支路上；其中，所述第一阀门和所述第二阀门的开度，取决于所述空调制热系统的需求水流量和所述地暖系统的需求水流量。
进一步地，所述主机，具体用于确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现所述空调制热系统和所述地暖系统的共用。
进一步地，所述制热共用系统还包括：变频水泵，位于所述主机与所述空调制热系统之间连接的支路上，用于控制所述热水的水流量等于所述空调制热系统的需求水流量。
进一步地，所述主机提供热水的温度等于所述空调制热系统的预设温度。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的制热共用方法。
本发明还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述的制热共用方法。
应用本发明的技术方案，将空调制热水路与地暖模式水路串联起来，再辅以配套设备以及控制策略。实现制热模式与地暖模式共用功能，可以均匀化室内上下温度场，解决用户“头冷脚热”或者“头热脚冷”舒适性差的难题。大大提高室内舒适性体验，打造理想室内温度场分布。
附图说明
图1是根据本发明实施例的制热共用方法的流程图；
图2是相关技术的空调制热系统与地暖系统的连接原理图；
图3是根据本发明实施例的空调制热系统与地暖系统的连接原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，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。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
下面通过实施例对本发明的技术方案进行介绍。
实施例一
图1是根据本发明实施例的制热共用方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤(步骤S101-步骤S102)：
步骤S101，确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；
步骤S102，根据空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现空调制热系统和所述地暖系统的共用；
其中，空调制热系统与地暖系统串联连接，第一阀门用于控制从空调制热系统出来的水流回主机，第二阀门用于控制从空调制热系统出来的水流向地暖系统。
通过本实施例，将空调制热水路与地暖模式水路串联起来，再辅以配套设备以及控制策略。实现制热模式与地暖模式共用功能，可以均匀化室内上下温度场，解决用户“头冷脚热”或者“头热脚冷”舒适性差的难题。大大提高室内舒适性体验，打造理想室内温度场分布。
图2是相关技术的空调制热系统与地暖系统的连接原理图，如图2所示，多联式冷热水机组的主机通过三通阀分别与空调制热系统、地暖系统连接，主机的热水可以分别流向空调制热系统和地暖系统，但是空调制热系统和地暖系统之间没有支路，无法实现两个系统之间热水的流动。
图3是根据本发明实施例的空调制热系统与地暖系统的连接原理图，如图3所示，多联式冷热水机组的主机通过变频水泵与空调制热系统连接，从空调制热系统的末端出来两个支路，第一支路通过阀1连接到主机，第二支路通过阀2连接到地暖系统。也就是说，在本发明中，主机的热水先流向空调制热系统供其使用，之后，在空调制热系统流出后，再通过第二支路流向地暖系统供气使用，多余的热水则通过第一支路流回主机。需要说明的是，图3中仅以4个风盘和4个地暖进行示意性说明，风盘和地暖的个数可以根据实际情况确定。
在本实施例的步骤S101中，确定空调制热系统的需求水流量H，可以通过以下优选实施方式实现：
检测空调制热系统的风盘开启数量；
根据风盘开启数量确定空调制热系统的负荷；具体地，可以通过以下公式实现：Q制热＝N·q风盘；其中，Q制热是空调制热系统的负荷，N是风盘开启数量，q风盘是每个风盘的额定容量；
根据负荷确定空调制热系统的需求水流量H；具体地，可以通过以下公式实现：H＝a1·Q制热；其中，a1是第一流量系数。
在本实施例的步骤S101中，确定地暖系统的需求水流量h，可以通过以下优选实施方式实现：
检测地暖系统的地暖开启数量；
根据地暖开启数量确定地暖系统的负荷；具体地，可以通过以下公式实现：Q地暖＝n·q地暖；其中，Q地暖是地暖系统的负荷，n是地暖开启数量，q地暖是每个地暖的额定容量；
根据负荷确定地暖系统的需求水流量h；具体地，可以通过以下公式实现：h＝a2·Q地暖；其中，a2是第二流量系数。
基于此，可以较为准确的计算得出空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h，之后，可以在满足空调制热系统的需求水流量之后，确定是否可以继续为地暖系统提供需求水流量，通过调节第一阀门和第二阀门的开度，实现两个系统的共用。
如果空调制热系统的需求水流量H＞地暖系统的需求水流量h，则将第一阀门的开度K1调节为：
Figure BDA0001826180290000061
将第二阀门的开度K2调节为：
Figure BDA0001826180290000062
基于此，在空调制热系统的需求水流量超过地暖系统的需求水流量的情况下，从空调制热系统末端流出的水中，一部分水流向地暖系统供其使用，另一部分水流回主机，可重复利用避免浪费。
如果空调制热系统的需求水流量H＝地暖系统的需求水流量h，则调节第一阀门为全关状态，调节第二阀门为全开状态。基于此，在空调制热系统与地暖系统的需求水流量相等时，从空调制热系统末端流出的水，全部流向地暖系统供其使用。
如果空调制热系统的需求水流量H＜地暖系统的需求水流量h，则调节第一阀门全关，将第二阀门的开度调节为：先调节为全关状态且维持预设关阀时间t关，再调节为全开状态且维持预设开阀时间t开，以此循环；其中，预设关阀时间
Figure BDA0001826180290000063
预设开阀时间
Figure BDA0001826180290000064
基于此，在在空调制热系统的需求水流量小于地暖系统的需求水流量的情况下，从空调制热系统末端流出的水中，不能完全满足地暖系统的需求，则控制第二阀门关一会儿再开一会儿，并循环该动作，即存储一段时间的水之后再流向地暖系统，从而满足地暖系统的需求。
需要说明的是，为了保证从主机流到空调制热系统的热水符合空调制热系统的需求，本实施例还提供了一种实施方式，即调节变频水泵的频率，以使得变频水泵的出口水流量等于空调制热系统的需求水流量H；其中，变频水泵位于主机与空调制热系统之间。
本实施例中的方案可以应用于水路多联机组。
实施例二
本实施例提供了一种制热共用系统，如上述图3所示，制热共用系统包括：主机、第一阀门(图3中的阀1)、第二阀门(图3中的阀2)，以及，串联连接的空调制热系统和地暖系统；其中，空调制热系统中有风盘若干，地暖系统中有地暖若干；
主机，与空调制热系统连接，用于提供热水；
第一阀门，位于空调制热系统的出水口与主机连接的支路上；
第二阀门，位于空调制热系统和地暖系统之间连接的支路上；
其中，第一阀门和第二阀门的开度，取决于空调制热系统的需求水流量和地暖系统的需求水流量。
该制热共用系统还包括：变频水泵，位于主机与空调制热系统之间连接的支路上，用于控制热水的水流量等于空调制热系统的需求水流量。
上述主机提供热水的温度等于空调制热系统的预设温度。这样，主机流向空调制热系统的热水合适，可以直接使用。
上述主机，具体用于确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；根据空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现空调制热系统和地暖系统的共用。对于上述技术手段的具体实现，实施例一已经进行了详细的介绍，在此不再赘述。
通过本实施例，将空调制热水路与地暖模式水路串联起来，再辅以配套设备以及控制策略。实现制热模式与地暖模式共用功能，可以均匀化室内上下温度场，解决用户“头冷脚热”或者“头热脚冷”舒适性差的难题。大大提高室内舒适性体验，打造理想室内温度场分布。
主机制取满足空调制热系统需求的高温热水，变频水泵根据空调制热系统的需求水流量，调节主机流向空调制热系统的水流量，空调制热系统与地暖系统串联连接，高温热水经过风盘换热后温度降低至地暖需求温度，通过阀1、阀2调节水流量，以满足地暖系统的水流量需求。两个系统间增加一路辅路使超出地暖系统需求的流量直接回到主机。
通过本方案可解决传统末端系统(如图二所示)无法同时满足空调制热系统与地暖系统对水温、水流量差异化需求的难题。
本发明旨在为水路多联机组提供一种可同时使用空调制热系统与地暖系统的实施方案及配套控制策略。
本实施例的控制原理及控制策略主要如下：
1)系统开机，启动空调制热模式和地暖模式；
2)设置空调制热模式的水温为T1＝40℃-45℃，设置地暖模式的水温为T2＝35℃-40℃。
3)主机调节运行参数，使得出水温度为T1。
4)实时检测空调制热系统的风盘开启数量N，计算空调制热系统的负荷：
Q制热＝N·q风盘；其中，Q制热是空调制热系统的负荷，N是风盘开启数量，q风盘是每个风盘的额定容量；
计算空调制热系统的需求水流量H＝a1·Q制热；其中，a1是第一流量系数。第一流量系数的取值与换热温差有关，存在一定的线性关系，例如，当换热温差为6℃时，第一流量系数取值为0.143。
5)调节变频水泵的频率，使变频水泵的出口水流量为H。
6)实时检测地暖系统的地暖开启数量n，计算地暖系统的负荷：Q地暖＝n·q地暖；其中，Q地暖是地暖系统的负荷，n是地暖开启数量，q地暖是每个地暖的额定容量；
计算地暖系统的需求水流量：h＝a2·Q地暖；其中，a2是第二流量系数。第二流量系数的取值与换热温差有关，存在一定的线性关系，例如，当换热温差为2℃时，第二流量系数取值为0.43。
7)实时判断，根据H与h的大小关系，调整第一阀门和第二阀门的开度；具体地：
如果H＞h，则将第一阀门的开度K1调节为：
Figure BDA0001826180290000091
将第二阀门的开度K2调节为：
Figure BDA0001826180290000092
如果H＝h，则调节第一阀门为全关状态，调节第二阀门为全开状态；
如果H＜h，则调节第一阀门全关，将第二阀门的开度调节为：先调节为全关状态且维持预设关阀时间t关，再调节为全开状态且维持预设开阀时间t开，以此循环；其中，预设关阀时间
Figure BDA0001826180290000093
预设开阀时间
Figure BDA0001826180290000094
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如实施例一介绍的制热共用方法。
本发明还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如实施例一介绍的制热共用方法。
从以上的描述中可知，本发明主要实现以下技术效果：(1)均匀化室内上下温度场；(2)实现制热模式与地暖模式共用；(3)提高用户使用舒适性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机，计算机，服务器，热水器器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种制热共用方法，其特征在于，所述方法包括：
确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h，包括：检测所述空调制热系统的风盘开启数量；根据所述风盘开启数量确定所述空调制热系统的负荷；根据所述负荷确定所述空调制热系统的需求水流量H；
根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现所述空调制热系统和所述地暖系统的共用，具体包括：如果H＞h，则将所述第一阀门的开度K1调节为：
Figure FDA0002413433130000011
将所述第二阀门的开度K2调节为：
Figure FDA0002413433130000012
如果H＝h，则调节所述第一阀门为全关状态，调节所述第二阀门为全开状态；如果H＜h，则调节所述第一阀门全关，将所述第二阀门的开度调节为：先调节为全关状态且维持预设关阀时间t关，再调节为全开状态且维持预设开阀时间t开，以此循环；其中，所述预设关阀时间
Figure FDA0002413433130000013
所述预设开阀时间
Figure FDA0002413433130000014
其中，所述空调制热系统与所述地暖系统串联连接，所述第一阀门用于控制从所述空调制热系统出来的水流回主机，所述第二阀门用于控制从所述空调制热系统出来的水流向所述地暖系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
根据所述风盘开启数量确定所述空调制热系统的负荷，通过以下公式实现：
Q制热＝N·q风盘；其中，Q制热是所述空调制热系统的负荷，N是所述风盘开启数量，q风盘是每个风盘的额定容量；
根据所述负荷确定所述空调制热系统的需求水流量H，通过以下公式实现：
H＝a1·Q制热；其中，a1是第一流量系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述地暖系统的需求水流量h，包括：
检测所述地暖系统的地暖开启数量；
根据所述地暖开启数量确定所述地暖系统的负荷；
根据所述负荷确定所述地暖系统的需求水流量h。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
根据所述地暖开启数量确定所述地暖系统的负荷，通过以下公式实现：
Q地暖＝n·q地暖；其中，Q地暖是所述地暖系统的负荷，n是所述地暖开启数量，q地暖是每个地暖的额定容量；
根据所述负荷确定所述地暖系统的需求水流量h，通过以下公式实现：
h＝a2·Q地暖；其中，a2是第二流量系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h之后，所述方法还包括：
调节变频水泵的频率，以使得所述变频水泵的出口水流量等于所述空调制热系统的需求水流量H；其中，所述变频水泵位于所述主机与所述空调制热系统之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法应用于水路多联机组。
7.一种制热共用系统，采用权利要求1至5中任一项所述的制热共用方法，其特征在于，所述制热共用系统包括：主机、第一阀门、第二阀门，以及，串联连接的空调制热系统和地暖系统；
所述主机，与所述空调制热系统连接，用于提供热水，具体用于确定空调制热系统的需求水流量H和地暖系统的需求水流量h；根据所述空调制热系统的需求水流量H和所述地暖系统的需求水流量h，调节第一阀门和第二阀门的开度，以实现所述空调制热系统和所述地暖系统的共用；
所述第一阀门，位于所述空调制热系统的出水口与所述主机连接的支路上；
所述第二阀门，位于所述空调制热系统和所述地暖系统之间连接的支路上；
其中，所述第一阀门和所述第二阀门的开度，取决于所述空调制热系统的需求水流量和所述地暖系统的需求水流量。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制热共用系统还包括：
变频水泵，位于所述主机与所述空调制热系统之间连接的支路上，用于控制所述热水的水流量等于所述空调制热系统的需求水流量。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主机提供热水的温度等于所述空调制热系统的预设温度。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的制热共用方法。
11.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1至6中任一项所述的制热共用方法。
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