CN115095998B - 换热系统及其出热水控制方法、热水系统 - Google Patents

换热系统及其出热水控制方法、热水系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种换热系统及其出热水控制方法、热水系统。其中换热系统，包括：用户端进水管路；用户端出水管路，以所述用户端进水管路的水为源头提供符合设定出水温度的用水；循环水管路，与所述用户端进水管路流向用户端出水管路的水进行换热；调温装置，包括设置在所述循环水管路上的多种不同类型的调温装置，用于对循环水管路内的水温进行调节；控制装置，其在进行系统自动判定启动方式时根据设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差，选择经济效益最高的控制策略，控制至少一个调温装置启动。本发明的调温方式多种多样，可以充分利用各种调温装置的优点，避免各调温装置的缺点，实现最经济的控制策略。

Description

换热系统及其出热水控制方法、热水系统
技术领域
本发明涉及换热的技术领域，尤其涉及一种换热系统，以及该换热系统的出热水控制方法。
背景技术
热水器作为实用性极高的生活电器，已遍布寻常百姓家。
现有技术中热水器依据其加热方式不同，可分为电加热、太阳能加热、热泵、燃气或天然气等各类形式。但无论何种加热方式的热水器，各自都存在各自的优缺点。
例如，电加热的方式，其优点是加热快，但是其缺点是一次性加热的水量不多，而且能耗相对较大。太阳能加热利用了太阳能，可以有效减少用电，但是该方式比较受到日光变化的影响。热泵加热可提供的热水量较多，但是加热需要一定的时间。燃气等方式加热快，但是也存在燃气是否充分燃烧的问题。
并且上述热水器在使用一定时间后，都存在能耗较大、自然能源利用率低、加热元件老化，导致热水器加热效率降低、热水出水时间延后等情况的发生。
除了热水器会出现上述问题以外，其他换热系统也存在该问题，因而如果提供一种既能够考虑运行效率又能够考虑能源利用率的问题的换热系统是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中换热系统单一调温的方式所导致的技术问题，本发明提出了换热系统及其出热水控制方法、热水系统。
本发明提出的换热系统，包括：
用户端进水管路；
用户端出水管路，以所述用户端进水管路的水为源头提供符合设定出水温度的用水；
循环水管路，与所述用户端进水管路流向用户端出水管路的水进行换热；
调温装置，包括设置在所述循环水管路上的多种不同类型的调温装置，用于对循环水管路内的水温进行调节；
控制装置，其在进行系统自动判定启动方式时根据设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差，选择经济效益最高的控制策略，控制至少一个调温装置启动。
进一步，所述控制装置在换热系统启动达到预设时间后，根据所述设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，以及用户用水量，对控制策略进行调整。
进一步，所述调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置、太阳能调温装置当中的至少两种。
进一步，当所述调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置时，所述地源热泵装置、热泵装置以及速热装置沿着所述循环水管路的水流方向顺次排布。
进一步，所述速热装置与热泵装置之间的循环水管路上设有循环水泵。
进一步，所述地源热泵装置上游换热后的循环水管路先通过板式换热器与生活用水进行换热。
进一步，所述用户端进水管路分流一补水分支与所述板式换热器上游换热后的循环水管路连接。
进一步，所述速热装置包括电加热装置、燃气加热装置当中的至少一种。
进一步，所述换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接。
进一步，所述用户端进水管路和用户端出水管路之间的管路与所述循环水管路进行换热。
进一步，所述用户端进水管路和用户端出水管路之间设有水箱，所述水箱内的水与所述循环水管路进行换热。
进一步，所述换热系统的用户端出水管路与所述用户端出水管路之间设有用于向用户输送冷空气或热空气的末端装置。
本发明提出的采用上述技术方案所述的换热系统的出热水控制方法，当所述换热系统的调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置，其特征在于，所述控制方法包括系统自动判定启动方式步骤：
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差小于第一预设温差时，启动速热装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，启动地源热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，启动热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，启动速热装置与地源热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，启动速热装置与热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第五预设温差时，启动速热装置、地源热泵装置与热泵装置。
进一步，当所述换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接，且所述换热系统启动达到预设时间后，对控制策略进行调整包括如下控制步骤：
计算设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，并判断用户用水量是否大于等于预设用水量，若是则执行下一步骤；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第一预设温差时，所述换热系统待机；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置，则关闭速热装置，开启地源热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则再开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则关闭地源热泵装置，开启热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和地源热泵装置，则关闭电源热泵装置，开启热泵装置，与速热装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和热泵装置，则再开启地源热泵装置，与速热装置和热泵装置一起进行调温。
进一步，当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第五预设温差时，根据设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差所处的范围，以及当前检测到的已开启的调温装置是否满足对应条件，若不满足，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
进一步，当用户用水量小于预设用水量时执行以下步骤：
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第二预设温差时，控制地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三温差时，控制速热装置和地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四温差时，控制速热装置和热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差时，控制速热装置、地源热泵装置以及热泵装置为开启状态。
进一步，在对设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差进行判断之前，先判断所述循环水管路换热前的进水水温是否大于用户端出水管路的进水水温，若是，则对设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差进行判断并执行后续步骤；若否，则启动速热装置进行预热，直至所述循环水管路换热前的进水水温大于用户端出水管路的进水水温。
本发明提出的热水系统，采用了上述除应用于末端装置的技术方案以外的其他技术方案所述的换热系统。
本发明提出的热水系统，包括控制器，所述控制器执行上述技术方案所述的换热系统的出热水控制方法。
本发明提供了一种新的换热系统，该换热系统通过循环水管路，设置了多种类型不同的调温装置，根据用户的需求不同，可以采用不同的调温装置或者是调温装置的组合及配合，实现各工况下利用不同制热系统特点，运行最佳工作模式，实现用户的经济需求，减少浪费，解决现有技术中，制热水耗能高、能源利用率低、加热效率低等问题。本发明可以在不同工况下，自动调整到最佳的工作模式，满足用户的需求，而且各工作模式下，最大限度利用系统制热，减少热量损失，而且本发明还可以利用地热能、废水回收等方式，提高能源利用率，节能减排。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的一实施例的结构示意图。
图2是本发明的一实施例的换热系统出热水控制方法的整体流程图。
图3是本发明的一实施例的输入工况判断的流程图。
图4是本发明一实施例的系统自动判定启动方式的流程图。
图5是本发明一实施例的调整调温装置的控制逻辑的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
本发明的换热系统，包括用户端进水管路、用户端出水管路、循环水管路以及设置在循环水管路上的调温装置。
用户端进水管路，为用户端出水管路提供进水。
用户端出水管路，以用户端进水管路的水为源头提供符合设定出水温度的用水。
循环水管路，其为一个闭环管路，该闭环管路的一部分与用户端进水管路流向用户端出水管路的水进行换热。
调温装置在循环水管路上设置有多种不同类型，这些多种不同类型的调温装置用于对循环水管路内的水温进行调节。在一个实施例中，调温装置可以包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置、太阳能调温装置当中的至少两种。其中速热装置可以是电加热装置，或者是燃气加热装置，或者是电加热装置和燃气加热装置。
控制装置在进行系统自动判定启动方式时，根据设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差，选择经济效益最高的控制策略，控制至少一个调温装置启动。
在一个进一步的实施例中，控制装置在换热系统启动达到预设时间后，根据设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，以及用户用水量，对控制策略进行调整，以实时适应换热系统的动态变化。
如图1所示，在一个具体实施例中，本发明的换热系统涉及速热装置(如电加热装置2)、热泵加热装置以及地源热泵装置。即调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置，并且地源热泵装置、热泵装置以及速热装置沿着循环水管路的水流方向顺次排布。
速热装置在一个实施例中，具体为电加热装置2。速热装置最靠近循环水管路的换热段，并且位于换热段的进水一侧。
地源热泵装置在一个实施例中，包括回灌井9、旋流除砂器10、抽水井11、地热回水管25、地热抽水管26，其中地热抽水管26与地热回水管之间的管路与循环水管路进行换热。循环水管路上设有地源热泵装置的出水温度检测点20，用来监测地源热泵的出水温度T3。循环水管路上设有地源热泵装置的进水温度检测点21，用来监测地源热泵装置的进水温度T2。
热泵装置在一个实施例中，包括压缩机7，与压缩机的排气口连接的四通换向阀5，与四通换向阀5连接的蒸发器4，与蒸发器4连接的电子膨胀阀6，与压缩机的吸气口连接的气液分离器8，连接在四通换向阀5与电子膨胀阀6之间换热管段与循环水管路进行换热。其中换热管段连接电子膨胀阀6的一侧为热泵液管23，换热管段连接四通换向阀5的一侧为热泵气管24。地源热泵装置的出水温度检测点20其实也是热泵装置的进水温度检测点。热泵装置的出水温度检测点19，用来监测热泵装置的出水温度T4。
除了上述温度检测点，在用户端进水管路16上设有用户端进水温度检测点，用来监测用户端进水温度T0。在用户端出水管路15上设有用户端出水温度检测点，用来监测用户端出水温度Tw。循环水管路的换热段进水处设有换热段进水温度检测点17，用来监测换热段进水温度T1。循环水管路的换热段出水处设有换热段出水温度检测点18，用来监测换热段进水温度T1’。进入到板式换热器12的生活用水的温度采用Tr来表示。
在一个实施例中，速热装置与热泵装置之间的循环水管路上设有循环水泵3。
在一个实施例中，地源热泵装置上游换热后的循环水管路先通过板式换热器12与生活用水进行换热。生活用水可以现通过污水过滤器13进行过滤以后，再与生活用水进行换热。
在一个实施例中，用户端进水管路还可以分流一补水分支与板式换热器上游换热后的循环水管路连接。
在一个实施例中，换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接，即把换热系统用作热水系统。当换热系统用作热水系统时，有两种方式来为用户提供热水，一是用户端进水管路和用户端出水管路之间的管路与循环水管路进行换热。二是用户端进水管路和用户端出水管路之间设有水箱1，水箱1内的水与循环水管路进行换热。
在另一个实施例中，换热系统的用户端出水管路与用户端出水管路之间设有用于向用户输送冷空气或热空气的末端装置。把换热系统作为空调使用。
如图2所示，本发明的换热系统的出热水控制方法，主要针对的是其调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置时。
当换热系统启动时，获取环境温度，并监测用户端进水温度T0、换热段进水温度T1、生活用水的温度Tr。并检测循环水、水箱用户端用水、回收废水的质量流量m1、m0、mr。用户输入运行工况，即输入设定出水温度等。例如当前环境温度为20℃，换热系统的目的是为了供应洗澡的热水时，用户输入的设定出水温度为15℃时，则说明用户的设置不太符合设定范围。需要用户再次输入。若是用户输入的设定出水温度为37-42℃，则说明用户输入的符合设定范围，再继续下一步骤。此处判断用户输入的运行工况是否符合设定范围，需要根据具体情况来判定，本领域内技术人员可以根据需要进行相应的调整和设置。如果用户不输入运行工况，则开机时长达到第三预设时间t3后选取默认工况。
如图3所示，用户输入运行工况时，判定是不是默认工况，即判定是不是要快速启动，如果不是，则判断用户端出水温度Tw是否大于用户端进水温度T0，如果小于等于，则系统待机。如果大于，则根据预设的板式换热器LMTD值，来计算用户端换热量Q1和循环水管路端换热量Q2。
LMTD的公式具体为
用户端换热量Q1的计算公式为Q1＝C0m0(Tw-T0)，循环水管路端换热量Q2的计算公式为Q2＝C1ma(T1-T1’)。由于循环水管路中开启的调温装置不同，因而流量ma根据循环水管路开启的调温装置来计算具体的换热流，C0为用户端的比热容，C1为循环水管路端的比热容。
判断是否满足T1>T1’>Tw>T0；如果不满足，则判断是否为快速启动，若满足，则判断是否满足Q1>Q2，若不满足，则系统待机，否则判断是否为快速启动，如果是快速启动，则按照快速启动的步骤执行。如果不是快速启动，则进入系统自动判定自动方式的步骤。
如图4所示，若是用户输入的设定出水温度符合设定范围，则判断是不是快速启动，如果是快速启动，则进入快速启动的步骤，如果不是快速启动，则进入系统自动判定启动方式步骤。
上述启动方式不管哪一种，在运行预设时间t1后，都将根据用户端出水管路的实测水温Tw’来对具体的调温装置的控制逻辑进行调整，直至关机。
如果是快速启动步骤，则控制模块控制所有调温装置均开启，即启动电加热装置、地源热泵装置、热泵装置三个制热系统，记录地源热泵的出水温度T3、热泵装置的出水温度T4、换热段进水温度T1，运行预设时间t1后，自动对具体的调温装置的控制逻辑进行调整。
在一个实施例中，如果不是快速启动模式，则先判断换热段进水温度T1是否大于用户端进水温度T0。即判断循环水管路换热前的进水水温是否大于用户端出水管路的进水水温，若是，则执行系统自动判定启动方式步骤，若不是，则启动速热装置进行预热，直至循环水管路换热前的进水水温大于用户端出水管路的进水水温。
系统自动判定启动方式步骤需要先计算设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差，即计算△T1＝Tw–T0。根据设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差的具体情况，来选择经济效益最高的控制策略。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差小于第一预设温差时，启动速热装置。例如，△T1＜2℃时，启动电加热装置，并记录换热段进水温度T1。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，启动地源热泵装置。例如，2℃≤△T1＜12℃时，启动地源热泵装置，并记录地源热泵的出水温度T3。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，启动热泵装置。例如，12℃≤△T1＜22℃时，启动热泵装置，并记录热泵装置的出水温度T4。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，启动速热装置与地源热泵装置。例如，22℃≤△T1＜32℃时，启动电加热装置和地源热泵装置，并记录换热段进水温度T1、地源热泵的出水温度T3。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，启动速热装置与热泵装置。例如，32℃≤△T1＜42℃时，启动电加热装置和热泵装置，并记录换热段进水温度T1、热泵装置的出水温度T4。
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第五预设温差时，启动速热装置、地源热泵装置与热泵装置，即进行快速启动。并记录换热段进水温度T1、热泵装置的出水温度T4、地源热泵的出水温度T3。
如图5所示，当换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接，且换热系统启动达到预设时间后，需要对控制策略进行调整，即对调温装置的控制策略进行调整。
调整时，计算设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，即△T2＝Tw–Tw’，并判断用户用水量是否大于等于预设用水量。
如果用户用水量大于等于预设用水量，根据以下情况进行控制策略的调整。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第一预设温差时，换热系统待机。例如，△T2＜2℃时，系统待机。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置，则关闭速热装置，开启地源热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则再开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温。例如2℃≤△T2＜12℃时，说明用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度还有一些小误差，则需要在当前的控制策略上，进一步选择供应热水效率略高一点的策略。如果当前检测到的已开启的调温装置不满足这两种情况，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则关闭地源热泵装置，开启热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温。例如，12℃≤△T2＜22℃时，说明当前用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度的温差还比较大，需要进一步选择供应热水效率高一点的策略。如果当前检测到的已开启的调温装置不满足这两种情况，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温。例如，22℃≤△T2＜32℃时，说明当前用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度的温差较大，需要进一步选择供应热水效率再高一点的策略。如果当前检测到的已开启的调温装置不满足这两种情况，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和地源热泵装置，则关闭电源热泵装置，开启热泵装置，与速热装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和热泵装置，则再开启地源热泵装置，与速热装置和热泵装置一起进行调温。例如，32℃≤△T2＜42℃时，说明当前用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度的温差非常大，则进一步加大供应热水的效率。如果当前检测到的已开启的调温装置不满足这两种情况，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第五预设温差时，则把所有调温装置都开启。
根据上述技术方案可以看出，当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第五预设温差时，根据设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差所处的范围，以及当前检测到的已开启的调温装置是否满足对应条件，若不满足，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
如果用户用水量小于预设用水量，根据以下情况进行控制策略的调整。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第二预设温差时，控制地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态。例如，2℃≤△T2＜12℃时，说明用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度还有一些小误差，此时选择地源热泵装置开启。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三温差时，控制速热装置和地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态。例如，12℃≤△T2＜22℃时，说明用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度还有一些差距，此时选择电加热装置和地源热泵装置开启。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四温差时，控制速热装置和热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态。例如，22℃≤△T2＜32℃时，说明用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度的差距相对较大，此时选择电加热装置和热泵装置开启。
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差时，控制速热装置、地源热泵装置以及热泵装置为开启状态。例如，32℃≤△T2＜42℃时，说明用户端出水管路的实测水温距离设定出水温度的差距非常大，此时选择电加热装置、地源热泵装置和热泵装置开启。
调整后的控制策略达到调整预设时间t2后，再采用上述技术方案对控制策略继续进行调整。调整预设时间t2和预设时间t1可相等，也可以不等，本领域内技术人员可以根据需要进行调整。
在调整的过程中，可以对需要记录的温度进行记录保持，以供技术人员进行数据分析或者用作于控制策略的进一步优化。
本发明还保护一种热水系统，采用了上述技术方案的换热系统。更进一步，该热水系统还可以采用上述技术方案的出热水控制方法。
本发明提供的上述热水系统，可以实现一种经济热水加热控制方法，解决现有技术中制热水耗能高、能源利用率低、加热效率低等问题，并利用可再生能源和热回收装置，满足用户需求的同时，实现经济需求。
本发明提供的控制方法和示例制热系统适用性广泛，可用于一般家庭用户，宿舍、宾馆等多人居住环境，以及教学楼、图书馆、小型商超等公共场合。也可根据建筑特点、用户需求和环境差异，对制热系统进行相应修改，如采取太阳能、空气能、风能、生物质能等其他可再生能源加入制热系统，本发明的上述技术方案的底层逻辑同样适用。
需要注意的是，本发明并不限定与上述列举的制热水工况为准，实际应用中可根据需求制冷或制热，以及将水管连至末端装置，为用户输送冷热空气等。
另外，本发明的上述出热水控制方法受使用地区、环境温度等条件影响，各制热系统工作效率可能会产生差异。如在地热能丰富的地区使用，地源热泵制热量相比一般地区会大大提高，所以落实到产品时，必须提前收集系统所在工作区域的参数，测试各制热系统的实际制热范围，再根据测试结果设定预设值。若应用于太阳能丰富的地区，可考虑将太阳能制热接入水循环系统，进一步增强系统制热，满足用户经济需求。并根据所采用多个系统制热效率及制热量的优先级，按照本发明的底层逻辑，设计一套衍生的控制方法，拓展适用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种换热系统的出热水控制方法，所述换热系统包括：
用户端进水管路；
用户端出水管路，以所述用户端进水管路的水为源头提供符合设定出水温度的用水；
循环水管路，与所述用户端进水管路流向用户端出水管路的水进行换热；
调温装置，包括设置在所述循环水管路上的速热装置、地源热泵装置、热泵装置，用于对循环水管路内的水温进行调节；
控制装置，其在进行系统自动判定启动方式时根据设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差，选择经济效益最高的控制策略，控制至少一个调温装置启动；
其特征在于，所述控制方法包括系统自动判定启动方式步骤：
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差小于第一预设温差时，启动速热装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，启动地源热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，启动热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，启动速热装置与地源热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，启动速热装置与热泵装置；
当设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差大于等于第五预设温差时，启动速热装置、地源热泵装置与热泵装置。
2.如权利要求1所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述控制装置在换热系统启动达到预设时间后，根据所述设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，以及用户用水量，对控制策略进行调整。
3.如权利要求1所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置、太阳能调温装置当中的至少两种。
4.如权利要求3所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，当所述调温装置包括速热装置、地源热泵装置、热泵装置时，所述地源热泵装置、热泵装置以及速热装置沿着所述循环水管路的水流方向顺次排布。
5.如权利要求4所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述速热装置与热泵装置之间的循环水管路上设有循环水泵。
6.如权利要求4所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述地源热泵装置上游换热后的循环水管路先通过板式换热器与生活用水进行换热。
7.如权利要求6所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述用户端进水管路分流一补水分支与所述板式换热器上游换热后的循环水管路连接。
8.如权利要求3所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述速热装置包括电加热装置、燃气加热装置当中的至少一种。
9.如权利要求1至8任意一项所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接。
10.如权利要求9所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述用户端进水管路和用户端出水管路之间的管路与所述循环水管路进行换热。
11.如权利要求9所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述用户端进水管路和用户端出水管路之间设有水箱，所述水箱内的水与所述循环水管路进行换热。
12.如权利要求1至8任意一项所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，所述换热系统的用户端出水管路与所述用户端出水管路之间设有用于向用户输送冷空气或热空气的末端装置。
13.如权利要求1所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，当所述换热系统的用户端出水管路与至少一个用户终端用水阀连接，且所述换热系统启动达到预设时间后，对控制策略进行调整包括如下控制步骤：
计算设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差，并判断用户用水量是否大于等于预设用水量，若是则执行下一步骤；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第一预设温差时，所述换热系统待机；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第二预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置，则关闭速热装置，开启地源热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则再开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则关闭地源热泵装置，开启热泵装置；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了地源热泵装置，则开启速热装置，与地源热泵装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了热泵装置，则再开启速热装置，与热泵装置一起进行调温；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差且小于第五预设温差时，若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和地源热泵装置，则关闭电源热泵装置，开启热泵装置，与速热装置一起进行调温；若当前检测到的已开启的调温装置满足仅开启了速热装置和热泵装置，则再开启地源热泵装置，与速热装置和热泵装置一起进行调温。
14.如权利要求13所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第一预设温差且小于第五预设温差时，根据设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差所处的范围，以及当前检测到的已开启的调温装置是否满足对应条件，若不满足，则报错，并提示用户重启，若对应时间内无用户操作，则控制所述换热系统关机。
15.如权利要求13所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，当用户用水量小于预设用水量时执行以下步骤：
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差小于第二预设温差时，控制地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第二预设温差且小于第三温差时，控制速热装置和地源热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第三预设温差且小于第四温差时，控制速热装置和热泵装置为开启状态，其余调温装置为关闭状态；
当设定出水温度与用户端出水管路的实测水温的温差大于等于第四预设温差时，控制速热装置、地源热泵装置以及热泵装置为开启状态。
16.如权利要求1所述的换热系统的出热水控制方法，其特征在于，在对设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差进行判断之前，先判断所述循环水管路换热前的进水水温是否大于用户端出水管路的进水水温，若是，则对设定出水温度与用户端进水管路的进水温度的温差进行判断并执行后续步骤；若否，则启动速热装置进行预热，直至所述循环水管路换热前的进水水温大于用户端出水管路的进水水温。
17.一种热水系统，包括控制器，其特征在于，所述控制器执行如权利要求1至16任意一项所述的换热系统的出热水控制方法。
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