CN201819426U - 三热源热水器控制系统 - Google Patents

Abstract

一种三热源热水器控制系统，该三热源热水器包括太阳能加热部、空气源热泵加热部和电加热部，该控制系统包括有光控电路、第一温控驱动装置、第一温度传感器、第二温控驱动装置、第二温度传感器、第一计时装置、第二计时装置和报警装置；光控电路根据感测到的光照强弱在太阳能加热部与空气源热泵加热部之间切换输出，第一和第二温度传感器用以检测水温，报警装置用以报警，第一和第二计时装置分别对空气源热泵加热部和电加热部的运行进行计时，第一和第二温控驱动装置能够根据所测水温以及计时的结果分别启动或停止空气源热泵加热部和电加热部。本实用新型能够使热水器始终以最佳的节能模式进行运行，具有节能低耗、能源清洁、绿色环保的优点。

Description

三热源热水器控制系统

技术领域：

本实用新型涉及用水加热装置，特别涉及一种利用三种能源的热水器的控制系统。

背景技术：

热水器在住宅、酒店、办公楼、医院、学校、工厂等需要用热水的地方起着重要的作用。随着国民经济迅速发展和人民生活水平的提高，对生活热水方面的能源需求已上升为民用建筑物能源消耗的重要部分，因此，采用节能型热水器，最大化地利用清洁、低品位的能源，是热水器的研发与应用领域中应该遵循的基本原则，这也符合国家倡导的节能减排方针。目前热水器采用的能源有多种，比较常见的有燃煤、电、太阳能、空气源等，它们在能源消耗、环境污染、适用条件等方面具有很大的不同，都具有其各自的优缺点。

燃煤热水器对环境会造成较大的污染，并且热效率较低。电加热热水器清洁而方便，但能耗大、热效率不高。太阳能热水器仅吸收太阳能，几乎不消耗其他能源，因此节能效果十分显著，但其最大的缺点是只能在阳光普照的好天气条件下工作，即它无法全天候工作。空气源热泵热水器的工作原理是，通过压缩机对工作介质进行压缩并使之在整个系统中不断交替蒸发和冷凝以完成气、液态物相的循环，在蒸发器中低温的液态介质吸取空气环境中的热量，在冷凝器中高温高压的气态介质放出热量对水加热，从而将环境里的热量转移到水中。空气源热泵热水器不仅具有节能的优点，而且能够全天候工作，但是它的缺点是仍要消耗一部分常规能源(电能)。

综观上述，已有的各类热水器都具有其局限性，单独使用某一种能源显然都不是最佳的节能运行模式，因此在一台热水器上综合利用多种清洁、低品位的能源是一种理想的热水器的运行模式，自然太阳能、空气源和电能就是这些能源中的优选目标，而一种能够适应用这三种能源加热的热水器的控制系统就成为开发三热源热水器的关键。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有单一能源热水器的不足，提供一种三热源热水器控制系统，实现对以太阳能、空气源和电能作为综合能源的三热源热水器的控制，达到热水器全天候运行，并且始终以最节能的模式运行的效果。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种三热源热水器控制系统，该三热源热水器包括太阳能加热部、空气源热泵加热部和电加热部，所述控制系统包括有光控电路、第一温控驱动装置、第一温度传感器、第二温控驱动装置、第二温度传感器、第一计时装置、第二计时装置和报警装置；所述光控电路中连接有感光元件，并且根据该感光元件感测到的光照强弱在太阳能加热部与空气源热泵加热部之间切换输出启动信号；所述第一温度传感器和第二温度传感器设置于所述三热源热水器中以检测水温，该第一温度传感器与第一温控驱动装置相连接，该第二温度传感器与第二温控驱动装置相连接；所述第一温控驱动装置预设有最低温度值，其能够在第一温度传感器所测得水温低于该最低温度值时启动空气源热泵加热部和第一计时装置，反之反然；所述第一计时装置预设有第一加热时间以对空气源热泵加热部的运行进行计时，并且能够在该第一加热时间届满时启动第二温控驱动装置同时停止空气源热泵加热部；所述第二温控驱动装置预设有温度设定值，其能够在第二温度传感器所测得水温低于该温度设定值时启动所述电加热部和第二计时装置，反之反然；所述第二计时装置预设有第二加热时间以对电加热部的运行进行计时，并且能够在该第二加热时间届满时启动报警装置同时停止电加热部；所述报警装置与空气源热泵加热部和第二计时装置相连接，并且能够在空气源热泵加热部发生故障或者第二加热时间届满时进行报警。

本实用新型所述三热源热水器控制系统的光控电路还包括有三极管和继电器，所述感光元件为光敏电阻，其连接于该三极管的基极，所述继电器的原边连接于该三极管的发射极，所述继电器的副边连接一电磁阀，该电磁阀以通断方式实现输出在太阳能加热部与空气源热泵加热部之间的切换。

与现有的热水器相比较，本实用新型通过智能化控制手段，根据天气和水温的状况，使热水器能够综合利用太阳能、空气热能和电能三种能源，其利用感光元件感测光照的强弱，利用感温元件感测热水器内水温的高低，并以此为信号控制太阳能加热部、空气源热泵加热部和电加热部的启动和停止，使整个热水器能源以太阳能、空气热能和电能的优化次序全天候地进行工作，从而达到了热水器始终以最佳的节能模式运行的有益效果。本实用新型具有节能低耗、能源清洁、绿色环保的优点。

附图说明：

图1是本实用新型的结构简图。

图2是本实用新型的控制逻辑框图。

具体实施方式：

现结合具体实施例和附图对本实用新型作一详细说明。

请参阅图1本实用新型的结构简图，图示三热源热水器控制系统用于控制三热源热水器的运行，该三热源热水器综合运用太阳能、空气热能和电能三种能源，因而包括有包括太阳能加热部1、空气源热泵加热部2和电加热部3，该三加热部所加热的热水都流入三热源热水器的保温水箱。图1所示三热源热水器控制系统包括有光控电路、第一温控驱动装置D1、第一温度传感器RT1、第二温控驱动装置D2、第二温度传感器RT2、第一计时装置T1、第二计时装置T2和报警装置A。

所述三热源热水器控制系统的光控电路为一三极管开关电路，其包括有感光元件LDR、三极管TR1和继电器J。所述感光元件LDR为光敏电阻或其他光电传感器，其直接面对太阳，用于感测太阳光照的强弱；该感光元件LDR连接于所述三极管TR1的基极，所述继电器J的原边连接于该三极管TR1的发射极，所述继电器J的副边连接一电磁阀，该电磁阀以通断方式实现输出在太阳能加热部1与空气源热泵加热部2之间的切换。因此，所述光控电路能够根据该感光元件LDR感测到的光照强弱，实现三极管TR1的截止和导通以及电磁阀的通断，从而在太阳能加热部1与空气源热泵加热部2之间切换输出并给出启动信号。所述光控电路是本实用新型所述三热源热水器控制系统的第一级控制，其使三热源热水器在光照条件好的情况下优先使用太阳能。

所述第一温度传感器RT1和第二温度传感器RT2均设置于所述三热源热水器的保温水箱中，用以检测水温，该第一温度传感器RT1与第一温控驱动装置D1相连接，该第二温度传感器RT2与第二温控驱动装置D2相连接。

所述第一温控驱动装置D1还与空气源热泵加热部2和第一计时装置T1相连接，该第一温控驱动装置D1内预设有最低温度值，在第一温度传感器RT1所测得的保温水箱中的水温低于该最低温度值时，第一温控驱动装置D1能够启动空气源热泵加热部2对水加热，同时启动第一计时装置T1开始对空气源热泵加热部2的运行进行计时；反之反然，即在第一温度传感器RT1所测得的保温水箱中的水温已不低于所预设的最低温度值时，第一温控驱动装置D1就能够停止空气源热泵加热部2的加热运行，同时停止第一计时装置T1的计时。

所述第一计时装置T1用以对空气源热泵加热部2的运行进行计时，其中预设有第一加热时间，该第一计时装置T1还与第二温控驱动装置D2相连接，在计时启动后至该第一加热时间届满时，第一计时装置T1能够启动第二温控驱动装置D2，同时停止空气源热泵加热部2的加热运行。

所述第一温控驱动装置D1是本实用新型所述三热源热水器控制系统的第二级控制，其使三热源热水器在光照条件不好无法使用太阳能的情况下，退而求次使用空气热能。

所述第二温控驱动装置D2还与电加热部3和第二计时装置T2相连接，该第二温控驱动装置D2内预设有温度设定值，在第二温度传感器RT2所测得的保温水箱中的水温低于该温度设定值时，启动所述电加热部3对水加热，同时启动第二计时装置T2开始对电加热部3的运行进行计时；反之，当第二温度传感器RT2所测得的保温水箱中的水温已不低于该温度设定值时，则第二温控驱动装置D2就能够停止电加热部3的加热运行，同时停止第二计时装置T2的计时。

所述第二计时装置T2用以对电加热部3的运行进行计时，其中预设有第二加热时间，该第二计时装置T2还与电加热部3相连接，在计时启动后至该第二加热时间届满时，第二计时装置T2能够停止电加热部3的加热运行并启动报警装置A。

所述第二温控驱动装置D2是本实用新型所述三热源热水器控制系统的第三级控制，其使三热源热水器在光照条件不好而空气源热泵加热部2又失效的情况下，最后能够使用电能。

所述报警装置A与空气源热泵加热部2和第二计时装置T2相连接，该报警装置A能够在空气源热泵加热部2发生故障或者第二加热时间届满时进行报警。

本实用新型所述三热源热水器控制系统控制三热源热水器运行的过程请参阅图2并简述如下。

所述三热源热水器开始工作时，本实用新型的光控电路中的感光元件LDR首先对太阳光进行检测。当天气晴好光照达到一定强度时，感光元件LDR的阻值减小，三极管TR1导通，继电器J原边通电，电磁阀切换至并启动太阳能加热部1，同时关闭空气源热泵加热部2，从而使三热源热水器充分利用太阳能工作；反之，当光照强度小于一定强度以致热水器无法利用太阳能运行时，感光元件LDR的阻值变大，三极管TR1截止，则电磁阀切换至空气源热泵加热部2，同时关闭太阳能加热部1，于是系统切换到利用空气热运行的模式。

此时，所述第一温度传感器RT1检测保温水箱内水温的高低，当所测得的水温低于第一温控驱动装置D1内预设的最低温度值时，第一温控驱动装置D1就启动空气源热泵加热部2对水加热，同时启动第一计时装置T1开始对空气源热泵加热部2的运行进行计时。若空气源热泵加热部2运行不正常，则报警装置A进行报警。若空气源热泵加热部2工作正常，则保温水箱内水温上升，与此同时第一计时装置T1进行计时，当第一计时装置T1内预设的第一加热时间届满之前，保温水箱中的水温就已经上升到或超过所预设的最低温度值时，所述第一温控驱动装置D1就停止空气源热泵加热部2的加热运行，同时停止第一计时装置T1的计时；若第一计时装置T1内预设的第一加热时间已经届满，而保温水箱中的水温尚未上升到所预设的最低温度值时，说明此时空气源热泵加热部2不能满足水加热的要求或者运行有问题，则第一温控驱动装置D1就能够停止空气源热泵加热部2，同时启动第二温控驱动装置D2。

第二温控驱动装置D2被启动后，所述第二温度传感器RT2就开始对保温水箱内的水温进行检测。当所测得的水温低于第二温控驱动装置D2内预设的温度设定值时，第二温控驱动装置D2就启动电加热部3对水加热，同时启动第二计时装置T2开始对电加热部3的运行进行计时。若在第二计时装置T2内预设的第二加热时间届满之前，保温水箱中的水温就已经上升到或超过所预设的温度设定值，则第二温控驱动装置D2就停止电加热部3的加热运行，同时停止第二计时装置T2的计时；若第二计时装置T2内预设的第二加热时间已经届满，而保温水箱中的水温尚未上升到所预设的温度设定值，说明此时电加热部3发生故障，则第二温控驱动装置D2就停止电加热部3，同时启动报警装置A报警。

综上所述，本实用新型所述的三热源热水器控制系统对三热源热水器进行智能化控制，当太阳光照足够时首先运行太阳能工作模式，以充分利用最清洁最低廉的太阳能，当太阳光照不足时，再启动空气源热泵工作模式，以利用环境空气的低品位能源，当空气热能不能满足要求时，再利用电能加热，从而达到了使热水器始终以最节能的模式全天候运行的效果。本实用新型具有节能低耗、能源清洁、绿色环保的优点，可广泛应用于热水器的结构中。

Claims (3)

1.一种三热源热水器控制系统，所述三热源热水器包括太阳能加热部、空气源热泵加热部和电加热部，其特征在于：所述三热源热水器控制系统包括有光控电路、第一温控驱动装置、第一温度传感器、第二温控驱动装置、第二温度传感器、第一计时装置、第二计时装置和报警装置；所述光控电路中连接有感光元件，并且根据该感光元件感测到的光照强弱在太阳能加热部与空气源热泵加热部之间切换输出启动信号；所述第一温度传感器和第二温度传感器设置于所述三热源热水器中以检测水温，该第一温度传感器与第一温控驱动装置相连接，该第二温度传感器与第二温控驱动装置相连接；所述报警装置与空气源热泵加热部和第二计时装置相连接。

2.根据权利要求1所述的三热源热水器控制系统，其特征在于：所述光控电路还包括有三极管和继电器，所述感光元件连接于该三极管的基极，所述继电器的原边连接于该三极管的发射极，所述继电器的副边连接一电磁阀。

3.根据权利要求1或2所述的三热源热水器控制系统，其特征在于：所述感光元件为光敏电阻。 

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