CN109724262A - 一种热水系统的多机控制装置、热水系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水系统的多机控制装置、热水系统及控制方法。其中热水系统的多机控制装置包括中央控制器、第一循环泵以及第二循环泵，所述中央控制器与第一循环泵、第二循环泵电连接，所述第一循环泵用于设置在即热式热水装置的进水管，第二循环泵用于设置在太阳能集热热水器的进水管；所述中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，所述温度传感器接口用于连接太阳能集热热水器的集热水温度传感器，所述模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。本发明对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行统一控制使用。

Description

一种热水系统的多机控制装置、热水系统及控制方法

技术领域

本发明涉及热水系统控制领域，特别涉及一种热水系统的多机控制装置、热水系统及控制方法。

背景技术

现有技术中，一般的家用热水器产品，都是单独独立的工作，热水器上设置有控制器，控制器用于收集热水器工作时的各种信号，以及用户设置的参数；热水器满足运行条件后，自动的运行加热程序，当热水器运行到达用户设定的条件后，停止工作。热水器在工作时，需要采集如进水温度，出水温度，水流量等信号，根据各种信号来控制热水器的加热控制，或者输出故障状态等热水器的基本功能。

在多台热水器设备集成的系统应用中，通常需要对单台热水器进行控制，则必须通过以下的方法：开发一款中央控制器，通过该控制器上的通信接口与每台热水器单机连接，通过该控制器与热水器间的控制协议来实现对热水器单机的控制。通过以上方法可以实现中央控制器对单机热水器的控制，但这样实现的话，存在几个题：1、中央控制器需要重新开发硬件且预留各个单机的通信接口；2、单机热水器需要重新开发硬件，预留与控制器通信的接口；3、需要开发专用的通信控制协议。而且通过以上方法开发的控制系统非常受限，只能使用一些固定的机型（带有外部控制功能）；且由于控制协议的受限（各种产品间不通用），这种控制方法多用于一个厂家生产的产品，无法兼容市场上其它品牌的产品，这样极大的限制了该类产品的市场推广（一般厂商无法做到所有产品自制，这样就会限制该类产品的应用）。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种热水系统的多机控制装置，旨在克服以上至少一个问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种热水系统的多机控制装置，包括中央控制器、第一循环泵以及第二循环泵，所述中央控制器与第一循环泵、第二循环泵电连接，所述第一循环泵用于设置在即热式热水装置的进水管，第二循环泵用于设置在太阳能集热热水器的进水管；所述中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，所述温度传感器接口用于连接太阳能集热热水器的集热水温度传感器，所述模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

一种热水系统的多机控制装置的设计思路：鉴于即热式热水器（例如，燃气热水器装置）的工作启动是受外部水流驱动，太阳能集热热水器的热水使用也是受受外部水流驱动内部热水对外供应，热泵热水器是受感应外部温度而启动工作，因此，本设计人员通过设计一种热水系统的多机控制装置，通过中央控制器进行管控，控制第一循环泵以给即热式热水器输入水流，驱动即热式热水器开启工作，通过设置温度传感器接口连接到太阳能集热热水器的集热水温度传感器，以获取太阳能集热热水器的集热水温度，在满足使用条件下控制第二循环泵以给太阳能集热热水器输入水流，驱动太阳能集热热水器对外供热热水，通过设置模拟电压输出接口，在使用中时将模拟电压输出接口连接到热泵热水器的控制主板上的温度传感器接口，在需要启动热泵热水器时，可以通过模拟电压输出接口主动输出模拟电压信号给热泵热水器的温度传感器接口，以驱动热泵热水器启动工作。

可见，热水系统的多机控制装置可以不需要对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器的控制主板以及控制程序进行重新开发，也能对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行统一控制使用，解决了热水系统的设计局限性，利于热水系统的推广使用。

基于上述热水系统的多机控制装置，本发明还提供了一种热水系统，包括中央控制器、水箱、即热出水管、即热进水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热泵出水管、热泵进水管、第一循环泵、第二循环泵、水箱温度传感器、冷水进水管和流量传感器，即热出水管、即热进水管与水箱相通连接并用于与即热式热水装置相通连接，太阳能出水管、太阳能进水管与水箱相通连接并用于太阳能热水器；第一循环泵设于即热进水管，第二循环泵设于太阳能进水管；冷水进水管与水箱相通连接，流量传感器设于冷水进水管上；中央控制器与第一循环泵、第二循环泵、水箱温度传感器电连接，中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，温度传感器接口用于连接太阳能热水器的集热水温度传感器，模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

上述热水系统，围绕上述控制装置设计了具体的应用方案，通过设置水箱及相应管路以连接即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器，利用即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器为水箱进行加热水。基于上述热水系统的多机控制装置，上述热水系统可以不需要对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器的控制主板以及控制程序进行重新开发，也能对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行统一控制使用，解决了热水系统的设计局限性，利于推广使用。

基于上述热水系统，本发明还提供了一种热水系统的控制方法，包括以下步骤：获取用户设置的温度值T0、水箱的水温值T1、冷水进水管的水流量L1和太阳能热水器的集热板温度值T2；

当T2-T0＞预设差值，控制第二循环泵运行；

当T1＜第一预设温度值且L1＞预设流量值，控制第一循环泵运行；

当T1＜第一预设温度值且L1≤预设流量值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＜第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值，并保持至T1= T0，T0的设置范围的设置值＞第一预设温度值；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＞第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；

第二预设温度值≤T1＜T0，控制第一循环泵运行。

上述热水系统的控制方法，在不同的条件下相应地控制即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行工作，提高能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明热水系统的多机控制装置一实施例的控制原理图；

图2为所述热水系统原理图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，一种热水系统的多机控制装置，包括中央控制器、第一循环泵1以及第二循环泵2，所述中央控制器与第一循环泵1、第二循环泵2电连接，所述第一循环泵1用于设置在即热式热水装置的进水管，第二循环泵2用于设置在太阳能集热热水器的进水管；所述中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，所述温度传感器接口用于连接太阳能集热热水器的集热水温度传感器，所述模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

一种热水系统的多机控制装置的设计思路：鉴于即热式热水器（例如，燃气热水器装置）的工作启动是受外部水流驱动，太阳能集热热水器的热水使用也是受受外部水流驱动内部热水对外供应，热泵热水器是受感应外部温度而启动工作，因此，本设计人员通过设计一种热水系统的多机控制装置，通过中央控制器进行管控，控制第一循环泵1以给即热式热水器输入水流，驱动即热式热水器开启工作，通过设置温度传感器接口连接到太阳能集热热水器的集热水温度传感器，以获取太阳能集热热水器的集热水温度，在满足使用条件下控制第二循环泵2以给太阳能集热热水器输入水流，驱动太阳能集热热水器对外供热热水，通过设置模拟电压输出接口，在使用中时将模拟电压输出接口连接到热泵热水器的控制主板上的温度传感器接口，在需要启动热泵热水器时，可以通过模拟电压输出接口主动输出模拟电压信号给热泵热水器的温度传感器接口，以驱动热泵热水器启动工作。

可见，热水系统的多机控制装置可以不需要对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器的控制主板以及控制程序进行重新开发，也能对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行统一控制使用，解决了热水系统的设计局限性，利于热水系统的推广使用。

如图2所示，基于上述热水系统的多机控制装置，本发明还提供了一种热水系统，包括中央控制器、水箱、第一循环泵1、第二循环泵2、即热出水管3、即热进水管4、太阳能出水管5、太阳能进水管6、热泵出水管7、热泵进水管8、水箱温度传感器9、冷水进水管10和流量传感器11，即热出水管3、即热进水管4与水箱相通连接并用于与即热式热水装置相通连接，太阳能出水管5、太阳能进水管6与水箱相通连接并用于太阳能热水器；第一循环泵1设于即热进水管4，第二循环泵2设于太阳能进水管6；冷水进水管10与水箱相通连接，流量传感器11设于冷水进水管10上；中央控制器与第一循环泵1、第二循环泵2、水箱温度传感器9电连接，中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，温度传感器接口用于连接太阳能热水器的集热水温度传感器，模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

上述热水系统，围绕上述控制装置设计了具体的应用方案，通过设置水箱及相应管路以连接即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器，利用即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器为水箱进行加热水。基于上述热水系统的多机控制装置，上述热水系统提供了一种硬件架构，可以不需要对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器的控制主板以及控制程序进行重新开发，也利用来能对即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行统一控制使用，解决了热水系统的设计局限性，利于推广使用。

进一步，在即热出水管3、即热进水管4、太阳能出水管5、太阳能进水管6、热泵出水管7、热泵进水管8上均设有开关阀15。该方案通过在各管路设置开关阀15，可以根据需要对不同能源进行组合使用，使用方便。不同能源的组合使用，在实际应用中应当配置不同的控制程序，控制程序不是本热水系统的设计点，在此不作累赘。

上述热水系统还包括与水箱相通连接的热水出水管12，热水出水管12、冷水进水管10分对应连接于水箱的上端部、下端部。

进一步，上述热水系统还包括回水管13和第三循环泵14，回水管13的一端连接在热水出水管12的末端，回水管13的另一端连接在冷水进水管10上，第三循环泵14设于回水管13上并与中央控制器电连接。通过设置回水管13，而且连接在热水出水管12的末端和冷水进水管10之间，由于冷水管是连通水箱，通过启动第三循环泵14，可以驱使水箱内的水流动，使热量均匀，也能是热水出水管12的水保持一定温度，实现出水即热。

进一步，上述热水系统还包括与中央控制器连接的显示电路和输入电路。其中，显示装置为TFT显示板、CRT 显示板、LCD显示板中的一种。当然，显示电路和输入电路也可以整合为触控显示屏。

基于上述热水系统，本发明还提供了一种热水系统的控制方法，包括以下步骤：获取用户设置的温度值T0、水箱的水温值T1、冷水进水管10的水流量L1和太阳能热水器的集热板温度值T2；

当T2-T0＞预设差值，控制第二循环泵2运行；该步骤是在集热水温度与温度值T0在满足一定温差下，控制太阳能集热热水器对水箱供应热水，预设差值通常设置为8℃。

当T1＜第一预设温度值且L1＞预设流量值，控制第一循环泵1运行；该步骤是在水箱水温过低，而且使用量过大时，需要控制加热功率较大、加热较快的即热式热水装置进行工作；第一预设温度值通常设置为42℃，预设流量值通常设置为8L/min；

当T1＜第一预设温度值且L1≤预设流量值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；该步骤是在水箱水温过低而且使用量不大时，控制热泵热水器工作；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＜第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值，并保持至T1= T0，T0的设置范围的设置值＞第一预设温度值（T0的设置范围的设置值是小于即热式热水器的最高制热水温度）；该步骤是在水箱水温偏低而用户设置的温度值T0又不高于第二预设温度值（第二预设温度值设置为热泵热水器的最高制热水温度或略低0-5℃，通常设置为55℃）时，控制热泵热水器工作以使水箱温度达到用户设置的温度值T0；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＞第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；该步骤是在水箱水温偏低而且用户设置的温度值T0高于第二预设温度值时，控制热泵热水器工作以使水箱温度达到第二预设温度值；

第二预设温度值≤T1＜T0，控制第一循环泵1运行。该步骤是在水箱水温高于第二预设温度值，控制热泵热水器工作。

上述热水系统的控制方法，在不同的条件下相应地控制即热式热水器、太阳能集热热水器、热泵热水器进行工作，提高能效。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热水系统的多机控制装置，其特征在于，包括中央控制器、第一循环泵以及第二循环泵，所述中央控制器与第一循环泵、第二循环泵电连接，所述第一循环泵用于设置在即热式热水装置的进水管，第二循环泵用于设置在太阳能集热热水器的进水管；所述中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，所述温度传感器接口用于连接太阳能集热热水器的集热水温度传感器，所述模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

2.一种热水系统，其特征在于，包括中央控制器、水箱、即热出水管、即热进水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热泵出水管、热泵进水管、第一循环泵、第二循环泵、水箱温度传感器、冷水进水管和流量传感器，即热出水管、即热进水管与水箱相通连接并用于与即热式热水装置相通连接，太阳能出水管、太阳能进水管与水箱相通连接并用于太阳能集热热水器；第一循环泵设于即热进水管，第二循环泵设于太阳能进水管；冷水进水管与水箱相通连接，流量传感器设于冷水进水管上；中央控制器与第一循环泵、第二循环泵、水箱温度传感器电连接，中央控制器通过ADC模块连接有温度传感器接口和通过DAC模块连接有模拟电压输出接口，温度传感器接口用于连接太阳能集热热水器的集热水温度传感器，模拟电压输出接口用于连接热泵热水器的温度传感器接口。

3.如权利要求1所述的热水系统，其特征在于，所述即热出水管、即热进水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热泵出水管、热泵进水管上均设有开关阀。

4.如权利要求2所述的热水系统，其特征在于，还包括与水箱相通连接的热水出水管，热水出水管、冷水进水管分对应连接于水箱的上端部、下端部。

5.如权利要求3所述的热水系统，其特征在于，还包括回水管和第三循环泵，回水管的一端连接在热水出水管的末端，回水管的另一端连接在冷水进水管上，第三循环泵设于回水管上并与中央控制器电连接。

6.如权利要求1所述的热水系统，其特征在于，还包括与中央控制器连接的显示电路和输入电路。

7.如权利要求5所述的热水系统，其特征在于，所述显示装置为TFT显示板、CRT 显示板、LCD显示板中的一种。

8.如权利要求5所述的热水系统，其特征在于，所述显示电路和所述输入电路整合为触控显示屏。

9.如权利要求1-8任一项所述的热水系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户设置的温度值T0、水箱的水温值T1、冷水进水管的水流量L1和太阳能集热热水器的集热板温度值T2；

当T2-T0＞预设差值，控制第二循环泵运行；

当T1＜第一预设温度值且L1＞预设流量值，控制第一循环泵运行；

当T1＜第一预设温度值且L1≤预设流量值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＜第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值，并保持至T1= T0，T0的设置范围的设置值＞第一预设温度值；

当第一预设温度值≤T1＜第二预设温度值且T0＞第二预设温度值，控制模拟电压输出接口输出预设电压值；

第二预设温度值≤T1＜T0，控制第一循环泵运行。

10.如权利要求9热水系统的多机控制装置的控制方法，其特征在于，

预设差值为8℃；第一预设温度值为42℃；第二预设温度值为55℃；预设流量值为8L/min。