CN113587448A - 多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，所述系统包括：自来水管、循环水泵、外接热源、自加热储热水箱、三通阀、第一温度探头和第二温度探头；所述控制方法包括：打开所述循环水泵；判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求，若满足，则打开第一通路，关闭第二通路，并执行下一步骤；判定T_回与T_回设的关系，若T_回≥T_回设，则关闭循环水泵；否则保持循环水泵处于打开状态。本发明提供的技术方案控制精度较高，适应于任意户型中的循环管路系统，特别适合大户型、长循环管路的使用条件，且考虑了四季环境温度变化对循环管路中水温的影响，节约能源，用户体验良好。

Description

多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法

技术领域

本发明涉及供热水路系统控制领域，尤其涉及一种多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法。

背景技术

在带有循环管路的供热系统中，循环水泵是控制加热装置启停和热水循环的重要器件，现有技术中对其的控制往往采用简单的温度比较方式，即使用设置于回水段水管中的温度探头监测的水温与预设水温比较，从而控制循环水泵的启停。

这样的控制方式精度较差，无法适应于现在越来越大的户型中越来越长的循环管路系统，且忽略了四季环境温度变化对循环管路中水温的影响，容易造成能源的浪费，且用户体验较差。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，所述多能源供热水路多循环系统包括：自来水管、循环水泵、外接热源、自加热储热水箱、三通阀、第一温度探头和第二温度探头，所述循环水泵进水端连接所述三通阀，出水端连接所述自加热储热水箱；所述三通阀进水端分别连通自来水管和外接热源，出水端连接循环水泵；所述第一温度探头设置在自加热储热水箱下部；所述所述第二温度探头设置在所述三通阀的出水端；所述三通阀进水端连通自来水管时的循环管路为第一通路；所述三通阀进水端连通外接热源时的循环管路为第二通路；

所述循环水泵控制方法包括：

打开所述循环水泵；

判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求，若满足，则打开第一通路，关闭第二通路，并执行下一步骤；

判定T_回与T_回设的关系，若T_回≥T_回设，则关闭循环水泵；否则保持循环水泵处于打开状态；其中，T_回为第二温度探头检测到的循环回水温度，T_回设为预设的循环回水控制温度。

在一些较优的实施例中，所述循环水泵控制方法还包括：

当判断所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求时，打开第二通路，关闭第一通路，并执行下一步骤；

判定T_回稳与T_回的关系，若T_回稳+T_补1≤T_回，则关闭循环水泵；否则保持循环水泵处于打开状态；其中，T_回稳为第二温度探头间隔预设时间后检测到的循环回水温度，T_补1为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

在一些较优的实施例中，步骤S2所述判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求的方法为：

根据使用季节和水路热水总需求量设定第一静态阈值水温T_固；

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则进一步判定T_设与T_下的关系；

若T_设≥T_下+T_补2，则判定所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱的供热能力满足系统的供热需求；

其中，T_下为第一温度探头检测到的自加热储热水箱中底部水的温度；T_补2为根据自加热储热水箱加热功率和水路热水总需求量设定的温度补偿值；T_设为根据用户需求设定的动态阈值水温。

在一些较优的实施例中，步骤S2所述判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求的方法还包括：

当T_设>T_固时，则进一步判定T_下与T_回设的关系；

当T_下≥T_回设时，则判定所述自加热储热水箱的供热能力满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求。

在一些较优的实施例中，关闭循环水泵后，还包括步骤：

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则执行下一步骤；

分别判定T_回稳、T_设与T_回的关系，当T_回稳≥T_回+T_补3或T_设≥T_回+T_补3中至少一项成立时，则重新打开循环水泵；否则维持循环水泵处于关闭状态；

其中，所述T_补3为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

在一些较优的实施例中，当T_设>T_固时，则进一步判定T_回与T_回设的关系；

当T_回+T_补4≤T_回设时，重新打开循环水泵；否则维持循环水泵处于关闭状态；

其中，所述T_补4为根据回水管路长度设定的温度补偿值。

有益效果

本发明提供的技术方案控制精度较高，适应于任意户型中的循环管路系统，特别适合大户型、长循环管路的使用条件，且考虑了四季环境温度变化对循环管路中水温的影响，节约能源，用户体验良好。

附图说明

图1为本发明一种较优的多能源供热水路多循环系统结构示意图；

图2为本发明一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图3为本发明另一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图4为本发明另一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图5为本发明另一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图6为本发明另一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图7为本发明另一种较优的实施例中的控制方法流程图；

图中：1、自来水管；2、循环水泵；3、外接热源；4、自加热储热水箱；5、三通阀；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例提供了一种多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，如图1所示，所述多能源供热水路多循环系统包括：自来水管1、循环水泵2、外接热源3、自加热储热水箱 4、三通阀5、第一温度探头和第二温度探头，所述循环水泵2进水端连接所述三通阀5，出水端连接所述自加热储热水箱4；所述三通阀5进水端分别连通自来水管1和外接热源3，出水端连接循环水泵2；所述第一温度探头设置在自加热储热水箱4下部；所述所述第二温度探头设置在所述三通阀5的出水端；所述三通阀5进水端连通自来水管1时的循环管路为第一通路；所述三通阀5进水端连通外接热源3时的循环管路为第二通路；

应当理解的是，当所述循环管路为第一通路时，是靠自加热储热水箱4自身的加热能力为整个系统的供热；当所所述循环管路为第二通路时，此时外接热源3启动，与自加热储热水箱4一起，为整个系统供热。所述第一温度探头监测的是自加热储热水箱4中靠近底部的水温，如此设计是考虑到在水箱中的水一般都是上部水温较下部水温高，因此，监测靠近底部的水温更能实际的反应水箱中水温的实际状态。

所述第二温度探头监测的是通过三通阀5进入水箱前的水的温度，此时，根据三通阀5 工作状态以及管路构成的不同，水温可能是回水管的水温，也可能是冷水管水温，还可能是外界热源输入的水温，还可能是上述任意两者的混合。如此设计的目的在于：现有方案中往往只考虑监测回水管中的水温，因此温度探头一般都设置于回水管末端，其只能监测回水管中的温度，当外接热源3接入或冷水管与回水管共用进水口时，如此测得的回水温度就不太客观，无法反应循环管路中的实际水温状态。因此，考虑将第二温度探头设置在三通阀5的出水端，此时，无论三通阀5进水端的进水实际情况如何，都能保证此时测得的水温能准确客观的反应循环系统中回水的实际温度情况。

如图2所示，所述循环水泵控制方法包括：

打开所述循环水泵2；

判断所述自加热储热水箱4的供热能力是否满足系统的供热需求，若满足，则打开第一通路，关闭第二通路，并执行下一步骤；

判定T_回与T_回设的关系，若T_回≥T_回设，则关闭循环水泵2；否则保持循环水泵2处于打开状态；其中，T_回为第二温度探头检测到的循环回水温度，T_回设为预设的循环回水控制温度。

如此设计的依据在于：所述T_回设为考虑了回水管路长度和环境温度对管内水温的影响，设定的理想状态下某段时间内，整个系统热水自然冷却后仍然能满足系统的热水需求时的回水管最低水温控制阈值。当T_回≥T_回设时，为了节约能源，控制循环水泵2关闭；否则，则保持循环水泵2处于打开状态，并重复上述判断步骤。

实施例2

本实施例是在上述实施例1的基础上展开的，本实施例给出了一种自加热储热水箱4的供热能力不满足系统供热需求时的循环水泵控制的方法，具体包括：

当判断所述自加热储热水箱4的供热能力不满足系统的供热需求时，打开第二通路，关闭第一通路，并执行下一步骤；

判定T_回稳与T_回的关系，若T_回稳+T_补1≤T_回，则关闭循环水泵2；否则保持循环水泵2处于打开状态；其中，T_回稳为第二温度探头间隔预设时间后检测到的循环回水温度，T_补1为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

如此设计的依据在于：述自加热储热水箱4储存的热水量是有限的，当用户大量使用热水时，水箱的热水慢慢消耗，本身电加热的功率不能长时间支撑加热速度，当判断水箱温度下降到某一设定值时，打开第二通路，关闭第一通路，启动外接热源3加热并把热水注入到水箱，来维持水箱温度恒定并提供用户舒适体验。当T_回稳+T_补1≤T_回条件满足时，水箱的温度和循环水路的水已被加热达到已到达预设值，关闭水泵即完成一次循环过程。

实施例3

本实施例是在上述实施例1的基础上展开的，如图3所示，本实施例给出了一种判断自加热储热水箱4的供热能力是否满足系统的供热需求的方法，具体包括：

根据使用季节和水路热水总需求量设定第一静态阈值水温T_固；

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则进一步判定T_设与T_下的关系；

若T_设≥T_下+T_补2，则判定所述自加热储热水箱4的供热能力不满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱4的供热能力满足系统的供热需求；

其中，T_下为第一温度探头检测到的自加热储热水箱4中底部水的温度；T_补2为根据自加热储热水箱4加热功率和水路热水总需求量设定的温度补偿值；T_设为根据用户需求设定的动态阈值水温。

其中，第一静态阈值水温T_固是一个判断参数，其设定方法由本领域技术人员以实验或历史数据为基础，结合季节的变化规律和具体用户的用水需求总量进行设定。该判断参数的设定目的在于判断用户和系统的用水需求强弱程度，当T_设>T_固时，可以认为用户和系统对高温度热水的需求较强，因此在后续的步骤中需要偏向于提高热水的供应量，反之则可以认为用户和系统对高温度热水的需求较弱，在后续的步骤中可以偏向于节约能源的低热水供应量工作模式。

因此，当判断出T_设≤T_固时，还需要进一步考虑T_设与T_下的关系，此时，为T_下附加一个补偿值T_补2，如此设计是考虑到：自加热储热水箱4底部的温度较低，若直接采用该值与预设温度T_设比较，无法准确的代表此时自加热储热水箱4中的实际水温，但直接采用平均水温又忽略了箱内水体的热交换速率，依然无法客观的表达其实际水温情况。因此，本领域技术人员一颗根据自加热储热水箱4加热功率和水路热水总需求量设定该补偿值，以使T_下+T_补2能更准确的反应自加热储热水箱4中的实际水温。

如图4所示，在一些较优的实施例中，还给出了当T_设>T_固时的供热能力判断方法，具体包括：

当T_设>T_固时，则进一步判定T_下与T_回设的关系；

当T_下≥T_回设时，则判定所述自加热储热水箱4的供热能力满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱4的供热能力不满足系统的供热需求。

实施例4

本实施例是在上述实施例1的基础上展开的，如图5所示，本实施例给出了一种关闭循环水泵2后的后续判断步骤，具体包括：

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则执行下一步骤；

分别判定T_回稳、T_设与T_回的关系，当T_回稳≥T_回+T_补3或T_设≥T_回+T_补3中至少一项成立时，则重新打开循环水泵2；否则维持循环水泵2处于关闭状态；

其中，所述T_补3为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

如此设计的依据为：

所述T_回稳是在获得T_回后延迟一段时间获得的稳定状态的回水温度，此时，由于循环水泵 2已经关闭，由于散热作用，此时的回水温度必然降低了，此时有两种可能，若打开的是第一通路，则外接热源3没有介入，此时T_回稳必然小于T_回，若打开的是第二通路，则由于外界热源的介入，此时，T_回稳必然大于T_回，因此，需要为T_回附加一个补偿值，才能准确判断温降后的水温是否还满足需求。当T_回稳≥T_回+T_补3，则说明此时循环管路中水温的自然温降以使其不满足系统的需求，需要重新打开循环水泵2。

T_设为根据用户需求设定的动态阈值水温，一般认为在循环判断的过程中认定其为固定参数。当T_设≥T_回+T_补3时，则说明此时循环管路中水温的自然温降以使其不满足系统的需求，需要重新打开循环水泵2。

应当理解的是，由于关闭循环水泵2前的三通阀5通路状态不同，因此，在此步骤只需满足上述两个判断条件中的一个，就足以说明循环管路中水温的自然温降以使其不满足系统的需求，需要重新打开循环水泵2。若两个都不满足，则说明循环管路中水温的自然温降依然满足系统的需求，无需重新打开循环水泵2。

在一些较优的实施例中，所述T_补3的设定依据如下：

当管路长度较长，且使用季节为冬季时，此时循环管路中水的自然温降最快，根据实验以及理论计算可知，在管道长度为40-60米，环境温度为2-10度时，5分钟时循环管路中水的自然温降在12度左右，因此，可以将该参数作为一种较优的参数设定，即T_补3＝12。

实施例5

本实施例是在上述实施例4的基础上展开的，如图6所示，本实施例给出了一种当T_设>T_固时的循环水泵2开启条件的判断，具体包括：

当T_设>T_固时，则进一步判定T_回与T_回设的关系；

当T_回+T_补4≤T_回设时，重新打开循环水泵2；否则维持循环水泵2处于关闭状态；

其中，所述T_补4为根据回水管路长度设定的温度补偿值。

如此设计的依据为：

当T_设>T_固时，可以认为用户和系统对高温度热水的需求较强，此时继续考察T_回稳可能导致还没有获得T_回稳数据，管路中的循环水温降就已经不能满足用户和系统的需求。因此，考虑直接为T_回附加一个补偿值，该补偿值是根据热水在回水管路中一定时间内的自然温降而设定的，当T_回+T_补4≤T_回设时，则直接认定管路中的循环水温降就已经不能满足用户和系统的需求，需要重新启动循环水泵2。而不必再进行其他判断。

在一些较优的实施例中，所述T_补4的设定依据如下：

如实施例4中的设定条件相同，此时，1分钟时循环管路中水的自然温降在4度左右，因此，可以将该参数作为一种较优的参数设定，即T_补4＝4。

专业人员还可以进一步意识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，所述多能源供热水路多循环系统包括：自来水管、循环水泵、外接热源、自加热储热水箱、三通阀、第一温度探头和第二温度探头，其特征在于：

所述循环水泵进水端连接所述三通阀，出水端连接所述自加热储热水箱；所述三通阀进水端分别连通自来水管和外接热源，出水端连接循环水泵；所述第一温度探头设置在自加热储热水箱下部；所述所述第二温度探头设置在所述三通阀的出水端；所述三通阀进水端连通自来水管时的循环管路为第一通路；所述三通阀进水端连通外接热源时的循环管路为第二通路；

所述循环水泵控制方法包括：

打开所述循环水泵；

判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求，若满足，则打开第一通路，关闭第二通路，并执行下一步骤；

判定T_回与T_回设的关系，若T_回≥T_回设，则关闭循环水泵；否则保持循环水泵处于打开状态；其中，T_回为第二温度探头检测到的循环回水温度，T_回设为预设的循环回水控制温度。

2.如权利要求1所述的多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，其特征在于，所述循环水泵控制方法还包括：

当判断所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求时，打开第二通路，关闭第一通路，并执行下一步骤；

判定T_回稳与T_回的关系，若T_回稳+T_补1≤T_回，则关闭循环水泵；否则保持循环水泵处于打开状态；其中，T_回稳为第二温度探头间隔预设时间后检测到的循环回水温度，T_补1为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

3.如权利要求1所述的多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，其特征在于，步骤S2所述判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求的方法为：

根据使用季节和水路热水总需求量设定第一静态阈值水温T_固；

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则进一步判定T_设与T_下的关系；

若T_设≥T_下+T_补2，则判定所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱的供热能力满足系统的供热需求；

其中，T_下为第一温度探头检测到的自加热储热水箱中底部水的温度；T_补2为根据自加热储热水箱加热功率和水路热水总需求量设定的温度补偿值；T_设为根据用户需求设定的动态阈值水温。

4.如权利要求3所述的多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，其特征在于，步骤S2所述判断所述自加热储热水箱的供热能力是否满足系统的供热需求的方法还包括：

当T_设>T_固时，则进一步判定T_下与T_回设的关系；

当T_下≥T_回设时，则判定所述自加热储热水箱的供热能力满足系统的供热需求；否则，则判定所述自加热储热水箱的供热能力不满足系统的供热需求。

5.如权利要求1所述的多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，其特征在于，关闭循环水泵后，还包括步骤：

判定T_设与T_固的关系，若T_设≤T_固，则执行下一步骤；

分别判定T_回稳、T_设与T_回的关系，当T_回稳≥T_回+T_补3或T_设≥T_回+T_补3中至少一项成立时，则重新打开循环水泵；否则维持循环水泵处于关闭状态；

其中，所述T_补3为根据使用季节和水路热水总需求量设定的温度补偿值。

6.如权利要求5所述的多能源供热水路多循环系统的循环水泵控制方法，其特征在于：

当T_设>T_固时，则进一步判定T_回与T_回设的关系；

当T_回+T_补4≤T_回设时，重新打开循环水泵；否则维持循环水泵处于关闭状态；

其中，所述T_补4为根据回水管路长度设定的温度补偿值。

Images