CN201335541Y - 空气源热泵水箱补水的恒温控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种空气源热泵水箱补水的恒温控制装置，它包括以连接于空气源热泵循环出水口的保温水箱，该保温水箱上设置有提供用户热水的出水口，以及连接有带电磁阀的补水管道的进水口，在保温水箱内设置有连接液位控制继电器和电磁阀的水位上限触点和水位下限触点，所述的保温水箱内还安装有与温度控制器连接的温控探头，所述的温度控制器的常闭触点串接在液位控制继电器和电磁阀的串联电路中；所述的温控探头选用Pt100温度探头，该探头被安装在保温水箱下部的盲管中；它具有结构简单，使用方便可靠，成本低，自动化程度高等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种利用空气源热泵热水工程的水箱补水恒温控制装置，属于温度自动化控制技术。
背景技术
空气源热泵是运用逆卡诺循环原理，采用极少的电能驱动压缩机做功，吸收空气中的热能，通过冷凝器排放到通过水泵与保温箱循环的水中，使水逐渐升温，达到制取热水的目的。
同锅炉相比，热泵极其节能，因为其热能来自于空气，但其加热速度较慢，因为空气源热泵采用的是先加热再使用的工序，即按用户需要的热水总用量，制作几乎同等体积的保温水箱，将预热好的热水保存起来，如图1所示：
我们首先介绍一下空气源热泵热水工程的工作原理及通常的补水控制：
根据用户每天的用水量(以55℃作为热水设定标准，可调)设计几乎同量的保温水箱体积，设为L立方米(吨)。
根据冬天平均环境温度5℃时，空气源热泵连续16小时工作所能产生的L吨55℃热水来选定机组的总功率，即机组平均每小时能生产L/16＝6.3％L吨55℃的热水。
常规的补水方法，是由单一的液位继电器控制电磁阀的开闭来实现，如图2所示：
液位控制的上下差程一般为10％L吨水位差值，即当水位低于液位下限感应L触点时，液位继电器常开触点SL闭合，电磁阀M得电打开，补水；当水位到达液位上限感应H触点时，已闭合的液位继电器常开触点SL断开，电磁阀失电关闭，停止补水。
设自来水年平均温度为15℃，根据热力学原理，10％L(T-15℃)＝90％L(55℃-T)，计算此时水温，得T＝51℃。
热泵设定上限温度为55℃，下限为53℃(上下限皆可调)。由于此时水温为51℃，低于下限53℃，热泵开始对水加热，达到55℃时即止。机组如此循环，保证水温与水量。
通常情况下，我们所设计的单位时间热泵的加热功率总是大于单位时间补水的吸热功率，且单位时间的用水量都在液位控制线上下范围内波动。因此，热水系统都能满足使用要求。
但在用水高峰时，上述控制系统若不加以改进，出水温度就有可能低于43℃(人体洗浴的常规下限温度)。其机理剖析如下：
根据热力学原理
(43℃-15℃)V＝(55℃-43℃)(L-V)，计算得V＝0.3L
即水温下降到30％L时，若继续补冷水，水温就会低于43℃，那么水箱中仍有的70％L的热水就不能用了。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种在原有单一的液位控制的基础上，串联温度控制，使补水电磁阀受液位和温度同时控制，确保使用时不会出现低于43℃温水的空气源热泵供热水箱的控制装置。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括以连接于空气源热泵循环出水口的保温水箱，该保温水箱上设置有提供用户热水的出水口，以及连接有带电磁阀的补水管道的进水口，在保温水箱内设置有连接液位控制继电器和电磁阀的水位上限触点和水位下限触点，所述的保温水箱内还安装有与温度控制器连接的温控探头，所述的温度控制器的常闭触点串接在液位控制继电器和电磁阀的串联电路中。
所述的温控探头选用Pt100温度探头，该探头被安装在保温水箱下部的盲管中。
本实用新型能够确保空气源热泵热水工程的可靠有效，它具有结构简单，使用方便可靠，成本低，自动化程度高等特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的控制原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：附图1所示，本实用新型包括一连接于空气源热泵1循环出水口的保温水箱2，该保温水箱2上设置有提供用户热水的出水口3，该出水口3上可以接有带供水泵4的供水管5；在保温水箱2上还设置有连接有带电磁阀6的补水管道7的进水口8，在保温水箱2内设置有连接液位控制继电器9和电磁阀6的水位上限触点H和水位下限触点F，所述的保温水箱2内还安装有与温度控制器10连接的温控探头11，见附图2所示。所述的温度控制器10的常闭触点TD串接在液位控制继电器9和电磁阀6的串联电路中。
本实用新型所述的温控探头11选用Pt100温度探头，该探头被安装在保温水箱2下部的盲管12中。
本实用新型所述的具体工作过程是：由于是用水高峰，水位已低于液位下限L触点，此时液位继电器常开触点SL已闭合，但由于控制回路中串了一个温度常闭触点TD。由于水箱中的TD温度传感触点Pt100检测到水温度已低于43℃(可调，其回差也可调，一般为2℃)，此时常闭触点TD断开，电磁阀失电，停止补水。但机组此时仍在制热，可将水箱中仍有的70％L吨43℃的水不断的提高温度。
43℃水温时，主机的产水能力为(55℃-43℃)/(43℃-15℃)×6.3％L＝9.0％L吨/小时。
虽然此时水箱中没有水补进来，但由于机组仍在加热，水温会不断提高，除了原有的70％L吨43℃水外，相当于机组每小时还可增加9.0％L吨43℃的热水。
只要用水量不低于出水口高度(一般为15％L吨)，就永远不会有低于43℃的水流出，这样就完全可以保证平稳地度过用水高峰，因为用水高峰的水量一般不会超过40％L吨。
当高峰过后，随着机组的不断加热，水温就会不断上升，达到45℃时，已断开的温控常闭TD触点闭合，电磁阀得电补水，水位不断上升，达到液位上限H触点时，已闭合的SL常开触点断开，停止补水。当水温升到55℃时，热泵停止工作。
下一次用水高峰，补水恒温控制器与机组联动重复上述循环。
Claims (2)
1、一种空气源热泵水箱补水的恒温控制装置，它包括一连接于空气源热泵循环出水口的保温水箱，该保温水箱上设置有提供用户热水的出水口，以及连接有带电磁阀的补水管道的进水口，在保温水箱内设置有连接液位控制继电器和电磁阀的水位上限触点和水位下限触点，其特征在于所述的保温水箱内还安装有与温度控制器连接的温控探头，所述的温度控制器的常闭触点串接在液位控制继电器和电磁阀的串联电路中。
2、根据权利要求1所述的空气源热泵水箱补水的恒温控制装置，其特征在于所述的温控探头选用Pt100温度探头，该探头被安装在保温水箱下部的盲管中。
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