CN110926041A - 一种热水系统及其控制方法 - Google Patents

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CN110926041A CN201911310025.0A CN201911310025A CN110926041A CN 110926041 A CN110926041 A CN 110926041A CN 201911310025 A CN201911310025 A CN 201911310025A CN 110926041 A CN110926041 A CN 110926041A
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李宏波
韦韬
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Abstract

本发明涉及一种热水系统及其控制方法，该系统包括：保温水箱，及，与保温水箱相连通的加热装置，温度检测装置用于分别检测保温水箱及加热装置的出水温度；控制装置用于根据所述出水温度，控制加热装置的启闭；所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。本发明提供的技术方案，由于加热装置包括太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置，所以当太阳能加热水源不能满足用户的用水需求时，可以启动辅助加热装置对水源进行加热，从而为用户提供稳定的热源，解决了太阳能资源不可控，太阳能加热水源时，由于受太阳能辐射强度的影响，水温不稳定的问题，减少了对气候及地理位置的依赖，适用场景和使用范围更广、用户体验度更好。

Description

一种热水系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及水加热技术领域，具体涉及一种热水系统及其控制方法。
背景技术
随着中国经济持续快速发展，太阳能作为一种可持续资源逐渐被人们所重视及利用。采用真空管集热器利用太阳能加热低温热水是目前太阳能应用最广泛的技术。我国太阳能总体资源丰富，但由于太阳能能量密度低，且辐射强度受到各种天气以及地理位置的影响，处于不稳定状态。单独使用太阳能的系统无法满足各种不同的气候情况。因此，在太阳能使用中，需要使用辅助热源来保证长时稳定的效果。
空气能作为一种可以随时随地取用的能源，由此产生的空气能热泵机组在系统简单性、安装便利性上有很好的优势。同时，空气能热泵机组能够节约大量能耗的损失。空气能热泵机组和太阳能热水系统配合适用，能够在满足热水使用需求的同时，达到节能减排的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热水系统及其控制方法，以解决现有技术中太阳能加热水源时，由于受太阳能辐射强度的影响，水温不稳定的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种热水系统，包括：
保温水箱，及，与所述保温水箱相连通的加热装置，
温度检测装置，用于分别检测所述保温水箱及加热装置的出水温度；
控制装置，用于根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
优选地，所述辅助加热装置包括：空气能加热装置，和/或，用户侧的电加热装置。
优选地，所述太阳能加热装置，包括：太阳能集热器；
所述太阳能集热器的出水管路上，设有第一感温包；
所述太阳能集热器的进水管路上，设有第二感温包及温差循环泵；
所述第一感温包、第二感温包，及温差循环泵分别与所述控制装置相连。
优选地，所述空气能加热装置，包括：空气能加热主机；
所述空气能加热主机与所述保温水箱连通的循环管路上设有热泵机组；
所述热泵机组与所述控制装置相连。
优选地，所述用户侧的电加热装置，设置在用户侧的用水循环管路上；
所述用户侧的用水循环管路上还设有管道循环泵及第三感温包；
所述管道循环泵及第三感温包分别与所述控制装置相连。
优选地，所述系统，还包括：
补水装置，与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱补水；
水位传感器，设置在所述保温水箱内，用于检测保温水箱内的水位高度；
所述控制装置，还用于根据所述水位高度，控制所述补水装置的启闭。
优选地，所述补水装置，包括：
补水管路，及设置在所述补水管路上的电磁阀；
所述电磁阀与所述控制装置相连。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种热水系统的控制方法，包括：
检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度；
根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
优选地，所述检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度，包括：
检测太阳能加热装置出口处的第一温度，及，保温水箱出水口处的第二温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第一温度与第二温度的差值大于等于阈值时，控制所述太阳能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述太阳能加热装置中进行加热；
当所述第一温度与第二温度的差值小于阈值时，控制所述太阳能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述太阳能加热装置中进行加热。
优选地，若所述辅助加热装置包括空气能加热装置，所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第二温度小于第一预设温度值时，控制所述空气能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述空气能加热装置中进行加热；
当所述第二温度大于等于第二预设温度值时，控制所述空气能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述空气能加热装置中进行加热；
所述第二预设温度值大于第一预设温度值。
优选地，若所述辅助加热装置包括用户侧的电加热装置，所述检测加热装置的出水温度，包括：
检测用户侧出水口处的第三温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第三温度小于等于第三预设温度值时，控制所述电加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述电加热装置中进行加热；
当所述第三温度大于第四预设温度值时，控制所述电加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述电加热装置中进行加热；
所述第四预设温度值大于第三预设温度值。
优选地，所述方法，还包括：
检测保温水箱内的水位高度；
根据所述水位高度，控制补水装置的启闭；
所述补水装置与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱补水。
优选地，所述控制补水装置的启闭，包括：
若所述水位高度大于或等于预设高度值，控制补水装置关闭；
若所述水位高度小于预设高度值，控制补水装置开启。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由于加热装置包括太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置，所以当太阳能加热水源不能满足用户的用水需求时，可以启动辅助加热装置对水源进行加热，从而为用户提供稳定的热源，解决了太阳能资源不可控，太阳能加热水源时，由于受太阳能辐射强度的影响，水温不稳定的问题，减少了对气候及地理位置的依赖，适用场景和使用范围更广、用户体验度更好。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种热水系统的示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种热水系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种热水系统的示意图，如图1所示，该系统包括：
保温水箱1，及，与所述保温水箱1相连通的加热装置，
温度检测装置，用于分别检测所述保温水箱1及加热装置的出水温度；
控制装置(附图中未示出)，用于根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用的场景包括但不限于：家用热水器中，为用户提供生活用热水；工业热水器中，为用户提供商业用热水；采暖系统中，为采暖系统提供换热用的热水。
所述控制装置包括但不限于：单片机、微处理器、PLC控制器、DSP控制器、FPGA控制器等。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，由于加热装置包括太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置，所以当太阳能加热水源不能满足用户的用水需求时，可以启动辅助加热装置对水源进行加热，从而为用户提供稳定的热源，解决了太阳能资源不可控，太阳能加热水源时，由于受太阳能辐射强度的影响，水温不稳定的问题，减少了对气候及地理位置的依赖，适用场景和使用范围更广、用户体验度更好。
优选地，所述辅助加热装置包括：空气能加热装置，和/或，用户侧的电加热装置。所述用户侧的电加热装置包括但不限于：电加热棒、电加热丝等。
优选地，所述太阳能加热装置，包括：太阳能集热器2；
所述太阳能集热器2的出水管路上，设有第一感温包T1；
所述太阳能集热器2的进水管路上，设有第二感温包T2及温差循环泵3；
所述第一感温包T1、第二感温包T2，及温差循环泵3分别与所述控制装置相连。
可以理解的是，控制装置根据第一感温包检测的第一温度和第二感温包检测的第二温度，通过控制温差循环泵的启闭，控制保温水箱中的水是否泵入到太阳能集热器中进行加热循环。
所述控制温差循环泵的启闭，包括：
当第一温度与第二温度的差值大于等于阈值时，控制温差循环泵开启，以使所述保温水箱中的水进入太阳能集热器中进行加热；
当第一温度与第二温度的差值小于阈值时，控制温差循环泵关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入太阳能集热器中进行加热。
优选地，所述空气能加热装置，包括：空气能加热主机4；
所述空气能加热主机4与所述保温水箱1连通的循环管路上设有热泵机组5；
所述热泵机组5与所述控制装置相连。
可以理解的是，控制装置通过控制热泵机组的启闭，控制保温水箱中的水是否进入空气能加热主机中进行加热循环，所述控制热泵机组的启闭，包括：
当所述第二温度小于第一预设温度值时，控制热泵机组开启，以使所述保温水箱中的水进入空气能加热主机中进行加热；
当所述第二温度大于等于第二预设温度值时，控制热泵机组关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入空气能加热主机中进行加热；
所述第二预设温度值大于第一预设温度值。
需要说明的是，所述第一预设温度值和第二预设温度值，根据历史经验值或者实验数据进行设置。
本实施例提供的技术方案，无论是否有足够的阳光，均优先使用太阳能集热器进行热水加热，在温度不能满足使用需求时，启用热泵机组补足，在保证热水使用温度的前提下，保证了太阳能的利用率，避免出现太阳辐射充足，但因太阳能加热时间较慢，而导致的热水使用温度不够的情况发生。
优选地，所述用户侧的电加热装置，设置在用户侧的用水循环管路上；
所述用户侧的用水循环管路上还设有管道循环泵9及第三感温包T3；
所述管道循环泵9及第三感温包T3分别与所述控制装置相连。
可以理解的是，控制装置根据第三感温包检测的第三温度，通过控制管道循环泵的启闭，控制保温水箱中的水是否进入用户侧的电加热装置进行加热循环，所述控制管道循环泵的启闭，包括：
当所述第三温度小于等于第三预设温度值时，控制管道循环泵开启，以使所述保温水箱中的水进入所述电加热装置中进行加热；
当所述第三温度大于第四预设温度值时，控制管道循环泵关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述电加热装置中进行加热；
所述第四预设温度值大于第三预设温度值。
需要说明的是，所述第四预设温度值和第三预设温度值，根据历史经验值或者实验数据进行设置。
优选地，所述系统，还包括：
补水装置，与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱1补水；
水位传感器8，设置在所述保温水箱1内，用于检测保温水箱1内的水位高度；
所述控制装置，还用于根据所述水位高度，控制所述补水装置的启闭。
优选地，所述补水装置，包括：
补水管路6，及设置在所述补水管路6上的电磁阀7；
所述电磁阀7与所述控制装置相连。
需要说明的是，所述水位传感器包括但不限于：水位开关、激光水位传感器、超声波水位传感器等。
可以理解的是，保温水箱中设置水位传感器，通过检测保温水箱中水位高度控制电磁阀的启闭，从而保证保温水箱中的水位恒定，保证用户的正常用水。
本系统控制逻辑简单，系统安装简便，在保证热水出水温度的情况下，充分利用了太阳辐射。
图2是根据一示例性实施例示出的一种热水系统的控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤S11、检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度；
步骤S12、根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用的场景包括但不限于：家用热水器中，为用户提供生活用热水；工业热水器中，为用户提供商业用热水；采暖系统中，为采暖系统提供换热用的热水。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，由于加热装置包括太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置，所以当太阳能加热水源不能满足用户的用水需求时，可以启动辅助加热装置对水源进行加热，从而为用户提供稳定的热源，解决了太阳能资源不可控，太阳能加热水源时，由于受太阳能辐射强度的影响，水温不稳定的问题，减少了对气候及地理位置的依赖，适用场景和使用范围更广、用户体验度更好。
优选地，所述检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度，包括：
检测太阳能加热装置出口处的第一温度，及，保温水箱出水口处的第二温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第一温度与第二温度的差值大于等于阈值时，控制所述太阳能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述太阳能加热装置中进行加热；
当所述第一温度与第二温度的差值小于阈值时，控制所述太阳能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述太阳能加热装置中进行加热。
需要说明的是，所述阈值根据历史经验值，或者，实验数据进行设置。
优选地，若所述辅助加热装置包括空气能加热装置，所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第二温度小于第一预设温度值时，控制所述空气能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述空气能加热装置中进行加热；
当所述第二温度大于等于第二预设温度值时，控制所述空气能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述空气能加热装置中进行加热；
所述第二预设温度值大于第一预设温度值。
需要说明的是，所述第一预设温度值和第二预设温度值，根据历史经验值或者实验数据进行设置。
优选地，若所述辅助加热装置包括用户侧的电加热装置，所述检测加热装置的出水温度，包括：
检测用户侧出水口处的第三温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第三温度小于等于第三预设温度值时，控制所述电加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述电加热装置中进行加热；
当所述第三温度大于第四预设温度值时，控制所述电加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述电加热装置中进行加热；
所述第四预设温度值大于第三预设温度值。
需要说明的是，所述第四预设温度值和第三预设温度值，根据历史经验值或者实验数据进行设置。
优选地，所述方法，还包括：
检测保温水箱内的水位高度；
根据所述水位高度，控制补水装置的启闭；
所述补水装置与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱补水。
优选地，所述控制补水装置的启闭，包括：
若所述水位高度大于或等于预设高度值，控制补水装置关闭；
若所述水位高度小于预设高度值，控制补水装置开启。
可以理解的是，保温水箱中设置水位传感器，通过检测保温水箱中水位高度控制电磁阀的启闭，从而保证保温水箱中的水位恒定，保证用户的正常用水。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种热水系统，其特征在于，包括：
保温水箱，及，与所述保温水箱相连通的加热装置，
温度检测装置，用于分别检测所述保温水箱及加热装置的出水温度；
控制装置，用于根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述辅助加热装置包括：空气能加热装置，和/或，用户侧的电加热装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述太阳能加热装置，包括：太阳能集热器；
所述太阳能集热器的出水管路上，设有第一感温包；
所述太阳能集热器的进水管路上，设有第二感温包及温差循环泵；
所述第一感温包、第二感温包，及温差循环泵分别与所述控制装置相连。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述空气能加热装置，包括：空气能加热主机；
所述空气能加热主机与所述保温水箱连通的循环管路上设有热泵机组；
所述热泵机组与所述控制装置相连。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述用户侧的电加热装置，设置在用户侧的用水循环管路上；
所述用户侧的用水循环管路上还设有管道循环泵及第三感温包；
所述管道循环泵及第三感温包分别与所述控制装置相连。
6.根据权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
补水装置，与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱补水；
水位传感器，设置在所述保温水箱内，用于检测保温水箱内的水位高度；
所述控制装置，还用于根据所述水位高度，控制所述补水装置的启闭。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述补水装置，包括：
补水管路，及设置在所述补水管路上的电磁阀；
所述电磁阀与所述控制装置相连。
8.一种热水系统的控制方法，其特征在于，包括：
检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度；
根据所述出水温度，控制所述加热装置的启闭；
所述加热装置包括：太阳能加热装置，及，至少一套辅助加热装置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述检测保温水箱及与所述保温水箱相连通的加热装置的出水温度，包括：
检测太阳能加热装置出口处的第一温度，及，保温水箱出水口处的第二温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第一温度与第二温度的差值大于等于阈值时，控制所述太阳能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述太阳能加热装置中进行加热；
当所述第一温度与第二温度的差值小于阈值时，控制所述太阳能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述太阳能加热装置中进行加热。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，若所述辅助加热装置包括空气能加热装置，所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第二温度小于第一预设温度值时，控制所述空气能加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述空气能加热装置中进行加热；
当所述第二温度大于等于第二预设温度值时，控制所述空气能加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述空气能加热装置中进行加热；
所述第二预设温度值大于第一预设温度值。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，若所述辅助加热装置包括用户侧的电加热装置，所述检测加热装置的出水温度，包括：
检测用户侧出水口处的第三温度；
所述控制所述加热装置的启闭，包括：
当所述第三温度小于等于第三预设温度值时，控制所述电加热装置开启，以使所述保温水箱中的水进入所述电加热装置中进行加热；
当所述第三温度大于第四预设温度值时，控制所述电加热装置关闭，以使所述保温水箱中的水停止进入所述电加热装置中进行加热；
所述第四预设温度值大于第三预设温度值。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
检测保温水箱内的水位高度；
根据所述水位高度，控制补水装置的启闭；
所述补水装置与市政供水系统相连通，用于为所述保温水箱补水。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制补水装置的启闭，包括：
若所述水位高度大于或等于预设高度值，控制补水装置关闭；
若所述水位高度小于预设高度值，控制补水装置开启。
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