CN203595180U - 家用再生热泵热水系统自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用再生热泵热水系统自动控制系统，包括家用终端热交换主机（3），还有设置在污水池的污水热量交换管道系统，所述家用终端热交换主机（3）与污水热量交换管路系统形成热循环交换单元，其特征在于：所述终端热交换主机（3）内包括PLC中控系统，所述PLC中控系统包括与污水热量交换管路系统各装置相连接的数据采集设备，以及根据所采集到的数据进行控制整个系统自动控制的中央自动控制器。本实用新型采用全自动的PLC控制系统进行操作控制，具备可靠性，安全性，全自动等技术特征，具有较好的市场竞争力。

Description

家用再生热泵热水系统自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种污水热源再生技术领域，具体的说，是涉及到一种家用再生热泵热水系统自动控制系统。

背景技术

    近几年我国城市化进程加快，人们也越来越关注自己的居住环境。部分住宅小区配备了24小时集中供应生活热水系统。该系统虽然给人们生活带来了便捷与舒适，但因建筑热水能耗较高而受到一定的限制。有资料表明：各类商业、住宅建筑热水能耗占总能耗的10%-40%。为了集中供应生活热水，保证24小时不间断，同时又尽可能降低建筑热水能耗，需要合理的系统设计。目前市场上应用的系统大多采用集中加热，供热到户，按量收费的模式。但这种模式存在着24小时循环供热能耗巨大，用户数量不足时效率极低，用户使用热水后收费难等等诸多问题，并且系统存在结构复杂，自动化程度低的缺点，更重要的是，现有的水源热泵系统无法实现自动控制化信息上传，从而使得操作和工作人员能够清晰了解到水源热泵工作情况，更重要的是，目前的水源热泵中，没有一种系统的数据统计系统，可以通过该统计系统对整个热泵能够进行分析，从而方便工作人员对不同时段的系统有着更好的了解。

发明内容

本实用新型针对现有水源热泵，存在着24小时循环供热能耗巨大，用户数量不足时效率极低，用户使用热水后收费难，系统存在结构复杂，自动化程度低，无法方便工作人员了解到工作设备信息的缺点，提供一种优化的家用再生热泵热水系统自动控制系统。

本实用新型系统的方案是通过这样实现的：一种家用再生热泵热水系统自动控制系统，包括家用终端热交换主机，还有设置在污水池的污水热量交换管路系统，所述家用终端热交换主机与污水热量交换管路系统形成热循环交换单元，所述终端热交换主机内包括PLC中控系统，所述PLC中控系统包括与污水热量交换管路系统各装置相连接的数据采集设备，以及根据所采集到的数据进行控制整个系统自动控制的中央自动控制器。

本实用新型的总体构思是：通过设置一个PLC中控系统，对污水热量交换管路系统中各装置进行数据采集，并进行自动控制，从而实现自动控制水源热泵的效果。

本实用新型中，所述污水热量交换管路系统包括交换管路，以及交换管路上的中介水箱，换热盘管取热器设置在污水渠道污水池中，所述数据采集设备设置如下：所述热盘管取热器上设有取热源温度传感器；交换管路上别设有用于记录压力变化和水流量变化的水压力计和水量检测仪；交换管路中还设有用于采集交换热水温度的热水温度探测器。

以上所述PLC中控系统还包括用于采集环境温度的环境温度感应器。以上所述的采集设备也还可以是现有设备进行改进，例如，热盘管取热器上设有温度采集设备可以是温度传感器，水泵中水压采集设备可以是压力变换传感器等，环境温度室外温度采集设备是空气温度传感器，其并不仅限于说明书只中所述的设备。

所述交换管路中还连接有补水管道，所述补水管道注水开关由PLC中控系统控制。当交换管路中的水量检测仪检测到交换管路中水量减少时，则将信息反馈至PLC中控系统中，PLC中控系统控制则控制补水管道开始注水。

所述数据采集设备对应设置有能够将数据解析传输至中央自动控制器的模块元件，例如，环境温度感应器所对应的则是环境温度检测模块，取热源温度传感器对应取热源检测模块，水压力计对应水管压力检测模块，水量检测仪对应水管补水检测模块，热水温度探测器对应热水感应模块。通过所述的数据采设备将数据传输至PLC中控系统中，并经过中央自动控制器进行处理，再回馈至各相应部件自动调节整个系统的运作。

以上的自动控制系统，包括以下自动控制内容：

①PLC环境温度检测：通过PLC中控系统中的环境温度检测模块采集到环境温度感应器检测到的环境温度，以自动调节热交换主机的供热水温和热交换工作时间；

②PLC取热源检测：根据取热源温度传感器的温度情况，通过取热源检测模块将信息传送至PLC中控，以调整换热盘管取热器的取热要求，如果检测到取热源未能达到预设的取热要求，则PLC控制换热管取热器停止取热；

③PLC水温度检测：通过温度传感器感应水管内热水温度，并将采集信息通过热水感应模块传输至PLC中控系统，从而调动中央自动控制器自动控制水管水量以实现热量交换的效果；

④PLC水管压力检测：通过采集水泵中的压力计数据，水管压力检测模块将信息传送至PLC中控系统中，通过检测水压强从而能够判断水泵是否故障，通过并通过通信系统传递信息至管理人员联系通信设备当中；

⑤家用终端热交换机自动停机：当PLC中控系统检测到家用终端热交换机出现故障时，会自动控制其进行停机。

通过采取以上的自动控制方法，可以使得通过设计通用的PLC模块，实现自动控制水温，调节系统状态的功能，而上述的PLC自动控制设备功能，均可以根据本实用新型的内容采用常规手段进行设计，例如，PLC自动控制水管水量的大小，可以通过PLC控制管泵开关实现。

本实用新型中，所述家用终端热交换主机还包括可将PLC中控系统所收集到的信息传送至分析终端的传输系统；所述家用终端热交换主机还包括水加热系统。通过传输系统将每次PLC中控系统收集到的信息传送至分析终端，从而能够更好的了解到整个系统的变化数字，从而便于工作人员进行维护修理。

另外，对于本实用新型需要说明的是，对于上述设备，例如换热盘管取热器的取热温度，还有控制补水管道开关，均可以通过现有的PLC控制装置实现，因此无需进行详细说明。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用全自动的PLC控制系统进行操作控制，具备可靠性，安全性，全自动等技术特征，具有较好的市场竞争力。

2.本实用新型可以将系统内各部件信息反馈至远程分析终端，从而能够让工作人员在远程能够更了解到设备相关信息。

3.本实用新型结构简单,通过现有的设备，并根据本实用新型进行电子设计，则可实现,其便于本行业推广运用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型PLC中控系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的结构示意图；

图中零部件名称及序号：

换热盘管取热器1、中介水箱2、家用终端热交换主机 3、交换管路 4、补水管道5、单元楼A，污水池B。 

污水渠道1b、水泵2b，胶软接管3b，止回阀4b，截止阀5b，污水交换器6b、蓄能水池7b、水泵8b、橡胶软管9b、止回阀10b、截止阀11b、截止阀12b，截止阀13b，加压水泵14b，橡胶软接管15b，止会阀16b，截止阀17b，高位水箱18b，截止阀19b，水阀20b，家用终端热交换器21b。

具体实施方式

以下结合附图和实施例描述本实用新型，以下实施例以实用新型最优效果进行解释说明。

实施例1：

如图1，为一种垂直布管环路式家再生热泵热水系统，家用终端热交换主机3与污水热量交换管路系统形成热循环交换单元。该系统其构建在一栋单元楼A中，其中污水池B构建在单元楼A水平面下，污水热量交换管路系统构建如下，在污水池B中，设置有相互连通的，换热盘管取热器1，换热盘管取热器1通过交换管路4与中介水箱2连接，其中，交换管路4中还设有中介水箱2另一侧的水管与单元楼A中的各个家用终端热交换主机3连接，补水管道5与中介水箱2连接。家用终端热交换器3中设有PLC中控系统，水加热系统和传输系统，PLC中控系统包括用于控制整个系统的中央自动控制器，以及与污水热量交换管路系统各装置相连接的数据采集设备，例如，在热盘管取热器1上设有取热源温度传感器；交换管路4上分别设有用于记录水压的水压力计和用于检测交换管路4中水量的水量检测仪，还包括探测室外温度的环境温度感应器，交换管路中还设有用于水量温度的-热水温度探测器。而在PLC中控系统中，设有对应数据采集设备的模块，如对应热盘管取热器1取热源温度传感器的是取热源检测模块，水压力计对应水管压力检测模块，热水温度探测器对应热水感应模块，采集环境温度室外温度的环境温度感应器所对应的则是检测环境温度检测模块，水量检测仪则对应水管补水检测模块，上述对应模块通过控制线与对应的采集设备，将其数据进行收集并反馈至中央自动控制器进行对应操作，例如，PLC中控系可以根据不同环境温度，取热源温度，控制换热盘管取热器1的取热温度；或当交换管路中的水量采集设备检测到交换管路中水量减少时，则将信息反馈至PLC中控系统中，PLC中控系统控制则控制补水管道的补水开关开启开始注水。

另外，家用终端热交换主机3还包括可将PLC中控系统所收集到的信息传送至分析终端的传输系统，分析终端是一个远程的服务器，其内部设有显示屏和数据计算分析工具，可以使得操作人员便于了解到整个系统的工作情况。

以下本实用新型具体自动过程

开启机器，PLC对环境温度检测，PLC中控系统中通过环境温度感应器检测到环境温度，

环境温度检测模块将信息反馈至PLC中控系统中，PLC中控系统做出判断，例如，当地温度室温是25度，则自动调节热交换主机1的供热水温和热交换工作时间以达到28度左右；

随后，换热盘管取热器1上的取热源温度传感器将检测到的温度反映至取热源检测模块中，PLC中控系统做出判断进行温度交换调节，例如，当检测到取热源温度低于20度以下时，如果强行使用换热盘管取热器1进行取热，则会损坏改装置，因此，PLC则控制换热管取热器1停止取热；

PLC通过热水温度探测器感应水管内热水温度，从而调动PLC中控系统控制交换水管4的控制实用新型的大小以控制水流量大小，以实现热量交换的效果；

随着热交换水温的降低，水表3中的水量检测仪将水量检测信息反馈到水管补水检测模块，水管补水检测模块将信息反馈至PLC中控系统中后，PLC中控系统启动补水管道5中的开关进行补水，另外，PLC控制系统还中的水管压力检测，通过连接水管中的压力表，从而了解到水的压强大小，从而判断水泵是否处于故障状态。

当交换水温较低的时候，PLC中控系统则启动水加热系统对使用水进行加热，最终实现恒温使用水的效果。

终端热交换机出现类似电脑主板坏死，短路，等故障时则会自动控制电路板进行断电其停机。

上述信息发生时，传输系统将信息发送至分析终端，从而使得工作人员可以通过分析终端的记录了解到系统工作信息，或者采取远程控制的手段实现人工操作。

以上要说明的是，家用终端热交换主机 3中，存在相应的常用的中央控制CPU，可以实现处理PLC信息的功能，而PLC控制系统中上述的检测功能，是可以根据本实用新型内容，采用现有的PLC技术中实现的，因此，无需进行详细的电路说明。

实施例2：

本实施例中，如图3所示，为一种带有污水换热器的再生能源热泵设备， 有一个由水泵2b，水管和污水换热器6b加热串联构成的污水循环单元。该污水循环单元的水管进水口设置在与污水渠道1b连通的泵坑中，该污水循环单元的水管排水口设在污水渠道1b中，所述污水循环单元中水泵2b安装在泵坑胖，在水泵2b的出水管中依次串联有一个橡胶软接管3b，一个止回阀4b和一个截止阀5b.有蓄水循环单元，它由水泵8b，水管和蓄能水池7b和污水交换器6b的受热端串联构成。该蓄能水循环单元在蓄能水池7b出水口至污水交换器6b的受热端之间的管路中依次串联有水泵8b、橡胶软管9b、止回阀10b，在水泵8b，香蕉软管9b、止回阀10b连接管路的两端各装有一个截止阀11b、12b.蓄水池7b的另一个出水口通过加压水泵14b和水管与高位水箱18b进水口连通，在加压水泵14b进水管路中装有截止阀13b，在加压水泵14b的出水管路中依次串装有橡胶软接管15b，止会阀16b和截止阀17b；高位水箱18b的进水口前装有截止阀19b；高位水箱18b的出水口通过多个水阀20b分别与多个位于高位水箱18b下的家用终端交换器21b的加热端进水口相连通；每一个家用终端热交换器21的加热端出水口均通过电磁阀22b和出水口管连通蓄能水池7b；家用终端热交换器21b的受热端的进水口连通家用自来水管，家用终端热交换器21b的受热端的出水口可以获取经过加热的自来水.

本实施例中，该家用终端热交换器21中设有PLC中控系统，而在加压水泵14b, 污水交换器6b中分别设有记录水泵压力变化的水压力计和控制污水交换器6b取热热量的温度感应器，它们均对应有相应的水管压力检测模块和取热源检测模块，其PLC自动控制方式和工作原理与实施例1相同，均是通过PLC中控系统实现整个系统的热交换器的控制，本实施例的仅仅是说明，本实用新型总构思是可行的，因此无需做过多的说明和解释。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对实施的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式子以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种家用再生热泵热水系统自动控制系统，包括家用终端热交换主机（3），还有设置在污水池的污水热量交换管道系统，所述家用终端热交换主机（3）与污水热量交换管路系统形成热循环交换单元，其特征在于：所述终端热交换主机（3）内包括PLC中控系统，所述PLC中控系统包括与污水热量交换管路系统各装置相连接的数据采集设备，以及根据所采集到的数据进行控制整个系统自动控制的中央自动控制器。

2.根据权利要求1所述的家用再生热泵热水系统自动控制系统，其特征在于：所述污水热量交换管路系统包括交换管路（4），以及交换管路（4）上中介水箱(2)，换热盘管取热器(1)设置在污水渠道污水池(B)中，所述数据采集设备设置如下：所述热盘管取热器(1)上设有取热源温度传感器；交换管路（4）上设有用于记录水流量变化的水压力计和水量检测仪；交换管路（4）中还设有用于采集交换热水温度的热水温度探测器。

3.根据权利要求2所述的家用再生热泵热水系统自动控制系统，其特征在于：所述PLC中控系统还包括用于采集环境温度的环境温度感应器。

4.根据权利要求2所述的家用再生热泵热水系统自动控制系统，其特征在于：所述交换管路（4）中还连接有补水管道（5），所述补水管道（5）注水开关由PLC中控系统控制。

5.根据权利要求1-4任一项所述的家用再生热泵热水系统自动控制系统，其特征在于：所述数据采集设备对应设置有能够将数据解析传输至中央自动控制器的模块元件。

6.根据权利要求1-4任一项所述的家用再生热泵热水系统自动控制系统，其特征在于：所述家用终端热交换主机（3）还包括可将PLC中控系统所收集到的信息传送至分析终端的传输系统；所述家用终端热交换主机（3）还包括水加热系统。

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