TWI437192B - Hot water supply device and method - Google Patents

Description

熱水供給裝置與方法

本發明係關於一種熱水供給裝置與方法，特別為一種應用於開放式儲熱水槽及熱泵或熱回收等製熱用途之熱水供給裝置與方法。

習知熱泵或熱回收裝置屬於儲熱能型式之熱水製熱裝置，一般需要較大容量之儲熱水槽，目前大部分都採用開放式儲熱水槽。熱水供給裝置應區分為三種運作行為，即熱泵或熱回收製熱裝置製造開放式儲熱水槽之熱水過程、開放式儲熱水槽供給熱水過程及補給水過程。習知熱水供給方法以開放式儲熱水槽為作動對象。熱泵或熱回收製熱裝置依儲熱水槽內熱水溫度設定作動或停止，開放式儲熱水槽供給熱水過程及補給水過程為同步運作，使補給水之較低溫度冷水直接進入儲熱水槽內，並與儲熱水槽內之熱水完全混合而降低槽內熱水供給溫度，因而使儲熱水槽之釋熱效率降低，致使需增加更多儲熱水量，以滿足供給熱水量與供給熱水溫度需求；另熱泵經常運轉於接近供水溫度條件下，致使熱泵系統整體運轉效率偏低。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。為了提供更符合節能效益，實際 需求之物品，發明人乃進行研發，以解決習知使用上易產生之問題。

本發明之目的即在於提供一種熱水供給裝置與方法，應用於開放式儲熱水槽和熱泵或熱回收等製熱裝置，目的在於提高儲熱水槽供熱水之釋熱效率與熱泵系統製熱循環之製熱效率，依不同供給熱水量、熱水溫度及節能需求提供(1)快速製熱供給熱水方法(2)滿足需量排程供給熱水方法(3)離峰用電時段全量製熱水方法等三種供給熱水方法。

達成上述發明目的之熱水供給裝置與方法：係利用補給水控制裝置、水液位感測裝置、製熱裝置之出水溫度感測器、製熱循環水泵控制裝置、供給熱水泵控制裝置、供給熱水溫度感測器、旁通裝置等之動作。係先執行各水液位、水液位差、溫度、溫度差等參數設定，再依序執行補給水控制裝置、製熱循環水泵控制裝置及供給熱水泵控制裝置；以獲致快速加熱供給熱水方法、需量排程供給熱水方法、全量製熱水供給熱水方法等熱水供給方法。

上述供給熱水方法依不同之供水量及節能需求方法為：(1)快速製熱供給熱水，利用儲熱水槽之液位開關控制一需求補給水量，在較少水量條件下快速升高熱水溫度，另一快速直接加熱供給熱水方法係依據製熱裝置(熱泵)之出 水溫度，調整製熱循環水泵之循環水量及補給水裝置之補給水量，使製熱裝置(熱泵)之出水溫度達供水溫度供給熱水，直接供給熱水(2)在非離峰用電時段，依排程估算熱水需求量，使補給水量充滿儲熱水槽，儲熱水槽溫度由最低溫加熱至供水需求溫度供水或輸送至擴充之儲熱水槽儲存，提高熱泵運轉效率，並滿足需量供給熱水，避免非離峰用電時段製造過量熱水而浪費能源(3)在離峰用電時段，依(2)之方法，將所有儲熱水槽及擴充之儲熱水槽全量儲滿至供水溫度。

供給熱水方法可分為快速直接加熱和節能供給熱水方法；其中節能供給熱水方法包含快速節能加熱供給熱水方法、需量排程供給熱水方法和全量製熱水供給熱水方法等。快速加熱供給熱水方法，包含有快速直接加熱和快速節能加熱等供給熱水方法。需量排程供給熱水方法包含有各時段熱水需求量及運轉方法設定。節能供給熱水方法具有提高儲熱水槽供給熱水之釋熱效率和提高熱泵系統製熱循環之製熱效率之功能。

本發明所提供之一種熱水供給裝置與方法，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.本發明所提供之熱水供給裝置與方法具有快速直接加熱供給熱水和節能製熱水供給熱水；其中節能供給熱水包含 快速節能加熱供給熱水、需量排程供給熱水和全量製熱水供給熱水等供給熱水方法。

2.本發明提供快速加熱供給熱水方法包含快速直接加熱供給熱水和快速節能加熱供給熱水二種供給熱水方法。在尖峰用水時段，可快速加熱供給熱水，滿足尖峰用水時段製熱供給熱水需求。

3.本發明提供離峰用水時段(非離峰用電時段)之排程需量節能運轉製熱供給熱水。依排程熱水量需求補給冷水至儲熱水槽內(低溫補水)，從低溫加熱至設定之供熱水溫度，提高熱泵機組整體運轉效率，並滿足需量供給熱水，避免非離峰用電時段製造過量熱水而浪費能源。

4.本發明提供離峰用電時段之製熱供給熱水節能運轉方法，在離峰用電時段製造並儲存熱水，降低運轉電費並提升熱泵機組運轉效率。

5.本發明具提升擴充儲熱水槽釋熱效率之功能。

請參閱圖一所示，為習知熱泵製造熱水供給裝置圖。係包含有開放式儲熱水槽，儲熱水槽槽體1內部設置有儲熱水槽內溫度感測器2，週邊配置有維護保養用之上方儲熱水槽人孔蓋、補給水裝置有補給水浮球閥5和常開補給水閥4搭配使用，另有一臨時補給水用之常閉補給水閥3；製熱循 環系統有製熱裝置(熱泵)6和製熱循環水泵7；供給熱水系統有供給熱水泵8，將儲熱水槽槽體1連接一個或並聯多個擴充之儲熱水槽9，或將熱水直接泵送至熱水供給系統10。

請參閱圖二所示，為本發明製造熱水供給裝置圖。一種熱水供給裝置，包含有：儲熱水槽內溫度感測器2、補給水裝置18、補給水控制裝置15、水液位感測裝置14、熱泵或熱回收等製熱裝置6之進水溫度感測器11和出水溫度感測器12、製熱循環水泵控制裝置16、供給熱水泵控制裝置17、供給熱水溫度感測器13、製熱循環水旁通裝置20、供給熱水旁通裝置21及L型管件19等。係先執行各水液位、水液位差、溫度、溫度差等參數設定，再依序執行補給水控制裝置15、製熱循環水泵控制裝置16及供給熱水泵控制裝置17；使具有快速加熱供給熱水、需量排程供給熱水和全量製熱水供給熱水等功能之熱水供給裝置。

補給水控制裝置15依水液位感測裝置14獲得之水液位與參數設定值，控制補給水裝置18動作；製熱循環水泵控制裝置16依熱泵或或熱回收之製熱裝置6之進水溫度感測器11和出水溫度感測器12與參數設定值，控制製熱循環水泵7動作；供給熱水泵控制裝置17依供給熱水溫度感應器13、水液位感測裝置14獲得之水液位、熱泵或熱回收之製熱裝置6之出水溫度感測器12與參數設定值，控制供給 熱水泵8動作；熱水旁通裝置20，供給熱水旁通裝置21依熱泵或熱回收之製熱裝置6之出水溫度感測器12、供給熱水溫度感測器13與參數設定值，控制熱水輸送至儲熱水槽槽體1；L型管件19使較高溫度熱水輸送至供給熱水泵8。

補給水控制裝置15設置一多段式液位開關或水液位感測裝置14感測水液位，依不同供熱水量與溫度需求設定各水液位、水液位差等設定值，控制補給水裝置18動作或停止補給水供給，達到快速加熱、需量排程及全量製熱水供給熱水方法之執行；水液位設定包含最低或較低水液位設定，控制供給熱水泵8或供水熱水裝置之停止運轉或停止供給熱水。

製熱循環水泵控制裝置16設置一製熱裝置出水溫度感測器12，依不同供給熱水方法之需求溫度、溫度差設定值，執行製熱循環水泵7加載(增頻率)與降載(減頻率)運轉、供給熱水泵8啟動或停止訊號、製熱循環水旁通裝置20旁通熱水至儲熱水槽等控制。

供給熱水泵控制裝置17設置一供給熱水溫度感測器13，依供給熱水溫度、溫度差設定值，執行供給熱水泵8加載(增頻率)與降載(減頻率)運轉、供給熱水旁通裝置21旁通熱水至儲熱水槽、供給熱水至擴充之儲熱水槽9或供給熱水系統10等控制。

熱水旁通裝置包含有：製熱循環水旁通裝置20和供給熱水旁通裝置21；目的將離開製熱裝置6之熱水和供給熱水之溫度未達設定值時，將熱水旁通至儲熱水槽之控制。

儲熱水槽槽體1內部設置一L型管件19，一端開口向上，一端連接儲熱水槽槽體1外側，再連接至供給熱水泵8入口端或製熱裝置6出口端管件。

供給熱水方法係利用一製造與供給熱水方法操作流程，使熱水供給裝置包含快速加熱供給熱水方法、需量排程供給熱水方法和全量製熱水供給熱水方法。使熱水供給裝置具有快速加熱供給熱水功能、需量排程供給熱水功能和全量製熱水供給熱水功能。其中需量排程供給熱水是指在非離峰用電時段的各時段熱水需求量，該製造與供給熱水方法操作流程，包含：運轉參數設定程序，係為下列各程序執行所需的參數設定；快速加熱供給熱水程序，係依最小熱水量決定該程序的執行；需量排程供給熱水程序，係為非離峰用電時段執行的程序；全量製熱水供給熱水程序，係為離峰用電時段執行的 程序；該製造與供給熱水方法操作先執行運轉參數設定程序，經各參數比較決定是否執行快速加熱供給熱水程序，再執行離峰用電時段判定程序決定執行需量排程供給熱水程序或全量製熱水供給熱水程序，最後依熱水需求量製造完成後停止製造熱水；經由執行上述程序以獲致依不同供水量及節能需求的供給熱水方法。

其中快速加熱供給熱水方法，包含有快速直接加熱供給熱水方法和快速節能加熱供給熱水方法。快速直接加熱供給熱水方法為控制製熱裝置6之循環水量和補給水量，使製熱裝置6(熱泵)之出水溫度達供水溫度設定值，直接供給熱水至擴充儲熱水槽9或供給熱水系統10；補給水量控制裝置15控制補給水量，使儲熱水槽維持一水液位範圍。快速節能加熱供給熱水方法為控制一需求補給水量，加熱低溫補給水至設定供給熱水溫度，再泵送至擴充儲熱水槽9或供給熱水系統10。需量排程供給熱水方法包含有各時段熱水需求量及運轉方法設定。

請參閱圖三所示，為本發明熱水製造與供給方法操作流程圖，熱水製造與供給方法主要包含有快速加熱供給熱水方法23、需量排程供給熱水方法24及全量製熱水供給熱水方法25等三種。其中需量排程供給熱水方法24在非離峰用 電時段執行；全量製熱水供給熱水方法25在離峰用電時段26執行；離峰用電時段26係指非尖峰用電時段。運轉方法之操作流程為：首先做運轉參數設定22，設定參數至少包含有現有熱水量V(儲存總熱水量)、最大需求熱水量M(預設製造最大需求熱水儲存量)、排程需求熱水量P(各時段預設製造熱水需求量)、最小需求熱水量N(預設最低儲存熱水量)以及比例係數p、n等參數之設定。p為排程需求熱水量P之容許熱水短少量比例，n為最小需求熱水量N之預設製熱水量。判定現有熱水量V是否小於最小熱水量N，若V<N 28則進入快速加熱供給熱水方法23，熱水製造量達現有熱水量V≧(1+n)N 29，停止快速加熱供給熱水方法23運轉，進入下階段方法判定；若V>N則直接進入下階段方法判定。判定是否為台電之離峰用電時段26，若不是則判定現有熱水量V是否小於(1-p)P之熱水儲存量，若是則進入需量排程供給熱水方法24，依據排程需求設定製造熱水量儲存，當現有熱水量大於等於排程需求熱水量V≧P 32，則停止製造熱水27；若現有熱水量V大於排程需求熱水量(1-p)P，則直接停止製造熱水27。若判定為台電之離峰用電時段26，則進入全量製熱水供給熱水方法25製造熱水儲存，當現有熱水量V達預設製造最大熱水儲存量M，則停止製造熱水27。

請參閱圖四所示，為本發明製造與供給熱水流程圖。製造與供給熱水流程主要包含有：運轉參數設定方塊36、補 給水量控制方塊38、製熱循環水泵控制方塊40、供給熱水泵控制方塊41、製熱循環水旁通裝置流程44及供給熱水旁通裝置流程45。係先執行運轉參數設定方塊36；再執行補給水控制方塊38，由補給水裝置依所需水液位、液位差等參數控制補給水方塊37(補給水量)進入儲熱水槽方塊39；復施以製熱循環水泵控制方塊40，依製熱裝置出水溫度、及其設定溫度、溫度差等參數控制製熱循環水泵加載或降載，或設定一溫度範圍控制水泵負載，以獲得所需之製熱裝置熱水出水溫度；最後執行供給熱水泵控制方塊41，依供給熱水溫度、及其設定溫度、溫度差等參數控制供給熱水泵加載或降載，或設定一溫度範圍控制水泵負載，以獲得所需之供給熱水溫度輸送至擴充之儲熱水槽9或熱水供給系統10。

運轉參數設定方塊36之運轉參數設定包含有水液位、溫度、液位差及溫度差等設定。其中水液位和水液位差設定，包含有：快速加熱供給熱水之直接供給熱水方法之維持一定水液位與水液位差設定，和節能供給熱水方法之高、低水液位設定；需量排程供給熱水與全量製熱水供給熱水方法之高、低水液位設定。其中溫度與溫度差設定，包含製熱裝置出水溫度設定與最低出水溫度設定二者，和其溫度差設定；供給熱水溫度、溫度差和熱水旁通溫度差設定。熱水旁通裝置包含有：製熱循環水旁通裝置方塊44和供給熱水旁通裝置方塊45；將離開製熱裝置之熱水和供給熱水之溫度未 達設定值時，將熱水旁通至儲熱水槽。

請參閱圖五和圖六所示為本發明補給水控制裝置操作流程圖。補給水控制流程係由一補給水量控制裝置方塊38控制，決定補給水方塊37是否進入儲熱水槽方塊39。補給水量控制裝置方塊38，其中包含快速直接加熱供給熱水方法和節能製熱水供給熱水方法。如圖五所示為快速直接加熱供給熱水方法之補給水控制裝置流程圖，係設定一水液位與水液位差控制補給水裝置，低於一水液位時補給水，達一水液位差時停止補給水，使維持一定水液位範圍。補給水量控制裝置方塊38操作流程係由X計算參數方塊51決定補給水量裝置方塊50之動作，其中X=LT/Ls，若X<1，則經由補給水量啟動訊號方塊52給予補給水裝置方塊50一訊號補給水；若X>1+△L/Ls，則經由補給水量停止訊號方塊53給予補給水裝置方塊50一訊號停止補給水，使水液位維持在Ls~(Ls+△L)之間。

如圖六所示為節能製熱水供給熱水方法之補給水控制裝置流程圖，係依製熱水量設定一低水位與一高水位，控制補給水裝置，若水液位低於低水位設定則給補給水裝置一訊號補給水；若水液位達高水位設定則給補給水裝置一訊號停止補給水。補給水量控制裝置方塊38操作流程係由X _n 計算參數方塊54之X _n =LT/Ls,_n計算結果，決定補給水量裝置 方塊50之動作。X計算參數下標n=Lo時，表示X計算參數在低水位狀態；X計算參數下標n=Hi時，表示X計算參數在高水位狀態。其中X _Lo =LT/Ls,_Lo，若X _Lo <1，則經由補給水量啟動訊號方塊52給予補給水裝置方塊50一訊號補給水；其中X _Hi =LT/Ls,_LoHi，若X _Hi >1，則經由補給水量停止訊號方塊53給予補給水裝置方塊50一訊號停止補給水。

請參閱圖七和圖八所示為本發明製熱循環水泵控制裝置操作流程圖。製熱循環水泵控制流程係由一製熱循環水泵控制裝置方塊40控制，決定儲熱水槽方塊39或離開製熱裝置之熱水是否進入供給熱水泵方塊71或泵送回儲熱水槽方塊39。製熱循環水泵控制裝置方塊40，其中包含快速直接加熱供給熱水方法和節能製熱水供給熱水方法。依製熱裝置出水溫度及其設定溫度、溫度差之計算值比較結果控制製熱循環水泵方塊61、供給熱水泵方塊71和製熱循環水旁通裝置方塊44。

如圖七所示為快速直接加熱供給熱水方法之製熱循環水泵控制裝置流程圖，製熱循環水泵控制裝置方塊40操作流程係由Y計算參數方塊62控制；其中Y=TL/Ts。若Y<1，製熱裝置出水溫度低於其設定溫度，則經由泵浦降載(減頻)訊號方塊63給予製熱循環水泵方塊61一降載訊號；另製熱循環水旁通裝置方塊44將製熱循環水旁通至儲熱水槽方塊 39。若Y>(1+△T/Ts)，製熱裝置出水溫度高於其設定溫度加一設定溫度差，則經由泵浦加載(增頻)訊號方塊64給製熱循環水泵方塊61一加載訊號。若Y<(1-△T/Ts)，製熱裝置出水溫度低於設定溫度減一設定溫度差，則經由泵浦停止訊號方塊65給予供給熱水泵方塊71一停止運轉訊號。若Y>1製熱裝置出水溫度高於設定溫度，則經由泵浦啟動訊號方塊66給予供給熱水泵方塊71一啟動運轉訊號；一啟動運轉訊號亦可為Y>(1±△T/Ta)，製熱裝置出水溫度高於其設定溫度增減一設定溫度差。

如圖八所示為節能製熱水供給熱水方法之製熱循環水泵控制裝置流程圖，製熱循環水泵控制裝置方塊40操作流程係由Y1計算參數方塊67和Y2計算參數方塊68控制；其中Y1=TL/Ts1，Y2=TL/Ts2。若Y1<1，製熱裝置出水溫度低於其設定溫度，則進入Y2計算參數方塊68作判定製熱循環水泵方塊61之加載或卸載動作；另製熱循環水旁通裝置方塊44將製熱循環水旁通至儲熱水槽方塊39。若Y1<1-(△T1/Ts1)，製熱裝置出水溫度低於設定溫度減一設定溫度差，則經由泵浦停止訊號方塊65給予供給熱水泵方塊71一停止運轉訊號。若Y1>1製熱裝置出水溫度高於其設定溫度，則經由泵浦啟動訊號方塊66給予供給熱水泵方塊71一啟動運轉訊號；一啟動運轉訊號亦可為Y1>(1±△T/Ts1)， 製熱裝置出水溫度高於其設定溫度增或減一設定溫度差。若Y2<1，製熱裝置出水溫度低於其最低出水設定溫度，則經由泵浦降載(減頻)訊號方塊63給予製熱循環水泵方塊61一降載訊號。若Y2>(1+△T2/Ts2)，製熱裝置出水溫度高於其設定溫度加一設定溫度差，則經由泵浦加載(增頻)訊號方塊64給製熱循環水泵方塊61一加載訊號。

請參閱圖九所示，為本發明供給熱水泵控制裝置操作流程圖。供給熱水泵控制流程係由一供給熱水泵控制裝置方塊41控制，決定儲熱水槽方塊39和製熱循環水泵控制裝置方塊40內之熱水是否達所需之供給熱水溫度，將熱水輸送至熱水供給系統42、擴充之儲熱水槽43或泵送回儲熱水槽方塊39。供給熱水泵控制裝置方塊41操作流程係由Z計算參數方塊72控制；其中Z=TS/Ts3。若Z<1，供給熱水溫度低於其設定溫度，則經由泵浦降載(減頻)訊號方塊63給予供給熱水泵方塊71一降載訊號；若Z>(1+△T3/Ts3)，供給熱水溫度高於其設定溫度加一設定溫度差，則經由泵浦加載(增頻)訊號方塊64給供給熱水泵方塊71一加載訊號。若Z<(1-△T4/Ts3)，供給熱水溫度低於設定溫度減一設定溫度差，則經由供給熱水旁通裝置方塊45將供給熱水旁通至儲熱水槽方塊39。若Z>1供給熱水溫度高於其設定溫度，則將供給熱水輸送至熱水供給系統42或擴充之儲熱水槽方 塊43。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1‧‧‧儲熱水槽槽體

2‧‧‧儲熱水槽內溫度感測器

3‧‧‧常閉補給水閥

4‧‧‧常開補給水閥

5‧‧‧補給水浮球閥

6‧‧‧製熱裝置(熱泵或熱回收裝置)

7‧‧‧製熱循環水泵

8‧‧‧供給熱水泵

9‧‧‧擴充之儲熱水槽

10‧‧‧熱水供給系統

11‧‧‧製熱裝置進水溫度感測器

12‧‧‧製熱裝置出水溫度感測器

13‧‧‧供給熱水溫度感測器

14‧‧‧多段式液位開關或液位感測裝置

15‧‧‧補給水量控制裝置

16‧‧‧製熱循環水泵控制裝置

17‧‧‧供給熱水泵控制裝置

18‧‧‧補給水量裝置

19‧‧‧L型管件

20‧‧‧製熱循環水旁通裝置

21‧‧‧供給熱水旁通裝置

22‧‧‧運轉方法設定方塊

23‧‧‧快速加熱供給熱水方法方塊

24‧‧‧需量排程供給熱水方法方塊

25‧‧‧全量製熱水供給熱水方法方塊

26‧‧‧離峰用電時段方塊

27‧‧‧停止製造熱水方塊

28‧‧‧快速加熱供給熱水方法動作決定方塊

29‧‧‧快速加熱供給熱水方法動作停止方塊

30‧‧‧排程需求熱水量動作決定方塊

31‧‧‧全量製熱水供給熱水方法停止方塊

32‧‧‧排程需求熱水量動作停止方塊

36‧‧‧運轉參數設定方塊

37‧‧‧補給水方塊

38‧‧‧補給水量控制裝置方塊

39‧‧‧儲熱水槽方塊

40‧‧‧製熱循環水泵控制裝置方塊

41‧‧‧供給熱水泵控制裝置方塊

42‧‧‧熱水供給系統方塊

43‧‧‧擴充之儲熱水槽方塊

44‧‧‧製熱循環水旁通裝置流程

45‧‧‧供給熱水旁通裝置流程

50‧‧‧補給水量裝置方塊

51‧‧‧X計算參數方塊

52‧‧‧補給水量啟動訊號方塊

53‧‧‧補給水量停止訊號方塊

54‧‧‧Xn計算參數方塊

61‧‧‧製熱循環水泵方塊

62‧‧‧Y計算參數方塊

63‧‧‧泵浦降載(減頻)訊號方塊

64‧‧‧泵浦加載(增頻)訊號方塊

65‧‧‧泵浦停止訊號方塊

66‧‧‧泵浦啟動訊號方塊

67‧‧‧Y1計算參數方塊

68‧‧‧Y2計算參數方塊

71‧‧‧供給熱水泵方塊

72‧‧‧z計算參數方塊

Tk‧‧‧儲熱水槽

Ttk‧‧‧儲熱水槽內溫度感測器

LT‧‧‧液位感測裝置

MWS‧‧‧補給水源

MWD‧‧‧補給水量裝置

M.W‧‧‧補給水量控制裝置

P.H‧‧‧製熱循環水泵控制裝置

Ph‧‧‧製熱循環水泵

P.S‧‧‧供給熱水泵控制裝置

Ps‧‧‧供給熱水泵

HWS‧‧‧熱水供給系統

ETK‧‧‧擴充之儲熱水槽

Ls‧‧‧液位(水量)設定值

Ts‧‧‧溫度設定值

△L‧‧‧液位(水量)差設定值

△T‧‧‧溫度差設定值

TL‧‧‧製熱裝置出水溫度

TS‧‧‧供給熱水溫度

DN‧‧‧泵浦降載(減頻)訊號

UP‧‧‧泵浦加載(增頻)訊號

on‧‧‧泵浦啟動訊號

stop‧‧‧泵浦停止訊號

X/Y/z‧‧‧計算參數

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖一為習知熱泵製造熱水供給裝置圖。

圖二為本發明製造熱水供給裝置圖。

圖三為本發明製造與供給熱水方法操作流程圖。

圖四為本發明製造與供給熱水流程圖。

圖五為本發明補給水控制裝置操作流程圖(一)。

圖六為本發明補給水控制裝置操作流程圖(二)。

圖七為本發明製熱循環水泵控制裝置操作流程圖(一)。

圖八為本發明製熱循環水泵控制裝置操作流程圖(二)。

圖九為本發明供給熱水泵控制裝置操作流程圖。

2‧‧‧儲熱水槽內溫度感測器

6‧‧‧製熱裝置(熱泵或熱回收裝置等)

7‧‧‧製熱循環水泵

8‧‧‧供給熱水泵

9‧‧‧擴充之儲熱水槽

10‧‧‧熱水供給系統

11‧‧‧製熱裝置進水溫度感測器

12‧‧‧製熱裝置出水溫度感測器

13‧‧‧供給熱水溫度感測器

14‧‧‧多段式液位開關或液位感測裝置

15‧‧‧補給水量控制裝置

16‧‧‧製熱循環水泵控制裝置

17‧‧‧供給熱水泵控制裝置

18‧‧‧補給水量裝置

19‧‧‧L型管件

20‧‧‧製熱循環水旁通裝置

21‧‧‧供給熱水旁通裝置

Claims (36)

1. 一種熱水供給裝置，包含：一補給水裝置；一補給水控制裝置，係依水液位感測裝置獲得之水液位與參數設定值，並控制該補給水裝置；一水液位感測裝置，係提供該水液位與該參數設定值至該補給水控制裝置；一熱泵或熱回收之製熱裝置之進水和出水溫度感測器；一供給熱水溫度感測器；一製熱循環水泵控制裝置，係依該熱泵或或熱回收之製熱裝置之進水和出水溫度感測器與參數設定值，控制製熱循環水泵；一供給熱水泵控制裝置，係依該供給熱水溫度感應器、及該水液位感測裝置獲得之水液位、該熱泵或熱回收之製熱裝置之出水溫度感測器與參數設定值，控制供給熱水泵動作；一製熱裝置；一製熱循環水泵，係由該製熱循環水泵控制裝置控制；一供給熱水泵；一熱水旁通裝置，係依該熱泵或熱回收之製熱裝置之出水 溫度感測器、該供給熱水溫度感測器與參數設定值，控制熱水輸送至儲熱水槽槽體，並包含製熱循環水旁通裝置和供給熱水旁通裝置，並將離開該製熱裝置之熱水和供給熱水之溫度未達設定值時，將熱水旁通至儲熱水槽之控制；以及一L型管件，係使較高溫度熱水輸送至該供給熱水泵；其該熱水供給裝置係依運轉參數設定程序先執行各水液位、水液位差、溫度、溫度差等參數設定，再依序執行補給水控制裝置、製熱循環水泵控制裝置及供給熱水泵控制裝置；使該熱水供給裝置具有快速加熱供給熱水、需量排程供給熱水和全量製熱水供給熱水等功能；該補給水控制裝置係依水液位感測裝置獲得之水液位與參數設定值，控制補給水裝置動作；製熱循環水泵控制裝置依熱泵或熱回收之製熱裝置之進水和出水溫度感測器與參數設定值，控制製熱循環水泵動作；供給熱水泵控制裝置依供給熱水溫度感應器、水液位感測裝置獲得之水液位、熱泵或熱回收等製熱裝置之出水溫度感測器與參數設定值，控制供給熱水泵動作；熱水旁通裝置依熱泵或熱回收之製熱裝置之出水溫度感測器、供給熱水溫度感測器與參數設定值，控制熱水輸送至儲熱水槽槽體；L型管件使較高溫度熱水輸送至供給熱水泵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱水供給裝置，其中該補給水控制裝置係設置一水液位感測裝置感測水液位，依各水液位、水液位差等設定值控制補給水裝置動作或停止補給水供給；並設定最低或較低水液位停止供給熱水或停止供給熱水泵運轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之熱水供給裝置，其中該水液位感測裝置包含多段式液位開關，依不同供熱水量與溫度需求，設定水位、水位差，執行快速加熱、需量排程及全量製熱水供給熱水方法。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱水供給裝置，其中該製熱循環水泵控制裝置設置一製熱裝置出水溫度感測器，依不同供給熱水方法之需求溫度、溫度差設定值，執行製熱循環水泵加載與降載運轉、供給熱水泵啟動或停止訊號、製熱循環水旁通至儲熱水槽等控制。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱水供給裝置，其中該供給熱水泵控制裝置設置一供給熱水溫度感測器，依供給熱水溫度、溫度差設定值，執行供給熱水泵加載與降載運轉、供給熱水旁通至儲熱水槽、供給熱水至擴充之儲熱水槽或供給熱水系統等控制。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熱水供給裝置，其中該熱水旁通裝置包含有：製熱循環水旁通裝置和供給熱水旁通裝 置；目的將離開製熱裝置之熱水和供給熱水之溫度未達設定值時，將熱水旁通至儲熱水槽之控制。
7. 如申請專利範圍第1項所述之熱水供給裝置，其中該L型管件設置於儲熱水槽槽體內部，一端開口向上，一端連接儲熱水槽槽體外側，再連接至供給熱水泵入口端或製熱裝置出口端管件。
8. 一種熱水供給方法，係利用一製造與供給熱水方法操作流程，使熱水供給裝置包含快速加熱供給熱水方法、需量排程供給熱水方法和全量製熱水供給熱水方法，使熱水供給裝置具有快速加熱供給熱水功能、需量排程供給熱水功能和全量製熱水供給熱水功能，其中需量排程供給熱水是指在非離峰用電時段的各時段熱水需求量，該製造與供給熱水方法操作流程，包含：運轉參數設定程序，係為下列各程序執行所需的參數設定；快速加熱供給熱水程序，係依最小熱水量決定該程序的執行；需量排程供給熱水程序，係為非離峰用電時段執行的程序；全量製熱水供給熱水程序，係為離峰用電時段執行的程序； 該製造與供給熱水方法操作先執行運轉參數設定程序，經各參數比較決定是否執行快速加熱供給熱水程序，再執行離峰用電時段判定程序決定執行需量排程供給熱水程序或全量製熱水供給熱水程序，最後依熱水需求量製造完成後停止製造熱水，經由執行上述程序以獲致依不同供水量及節能需求的供給熱水方法。
9. 如申請專利範圍第8項所述之熱水供給方法，其中該快速加熱供給熱水方法，包含有快速直接加熱供給熱水方法和快速節能加熱供給熱水方法。
10. 如申請專利範圍第9項所述之熱水供給方法，其中該快速直接加熱供給熱水方法為控制製熱裝置之循環水量和補給水量，使製熱裝置(熱泵)之出水溫度達供水溫度設定值，直接供給熱水至擴充儲熱水槽或供給熱水系統；並控制補給水量，使儲熱水槽維持一定水液位範圍。
11. 如申請專利範圍第9項所述之熱水供給方法，其中該快速節能加熱供給熱水方法為控制需求補給水量，加熱低溫補給水至設定供給熱水溫度，再泵送至擴充儲熱水槽或供給熱水系統。
12. 如申請專利範圍第8項所述之熱水供給方法，其中該需量排程供給熱水功能包含有各時段熱水需求量及運轉方法設定。
13. 如申請專利範圍第8項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該運轉參數設定程序，運轉參數設定包含有最大需求熱水量、排程需求熱水量、最小需求熱水量、最小和排程需求熱水量比例係數等。
14. 如申請專利範圍第13項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該快速加熱供給熱水程序，係先執行現有熱水量與最小需求熱水量判定，若現有熱水量小於最小需求熱水量，則執行快速加熱供給熱水方法；當現有熱水量大於或等於最小需求熱水量加預設之製熱水量，結束快速加熱供給熱水方法，該製熱水量由最小需求熱水量之比例係數判定。
15. 如申請專利範圍第13項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該離峰用電時段判定程序為需量排程和全量製熱水供給熱水程序是否執行之判定程序；若為離峰用電時段，則執行全量製熱水供給熱水方法；若為非離峰用電時段，則執行需量排程供給熱水方法。
16. 如申請專利範圍第13項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該需量排程供給熱水程序在非離峰用電時段執行；若現有熱水量小於設定參數之排程需求熱水量減容許熱水短少量比例，則執行需量排程供給熱水方法；若現有熱水量大於設定參數之排程需求熱水 量減容許熱水短少量比例，則停止製造熱水；容許熱水短少量由排程需求熱水量比例係數判定。
17. 如申請專利範圍第13項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該需量排程供給熱水程序執行需量排程供給熱水方法，若現有熱水量大於或等於排程需求熱水量，則停止製造熱水。
18. 如申請專利範圍第13項所述之熱水供給方法，其中該製造與供給熱水方法操作流程中該全量製熱水供給熱水程序在離峰用電時段執行；若現有熱水量大於或等於最大需求熱水量，則停止製造熱水。
19. 一種製造與供給熱水控制方法，其包含：運轉參數設定程序，為下列各程序執行所需之參數設定；補給水量控制程序，控制進入儲熱水槽之補給水量；製熱循環水泵控制程序，控制離開製熱裝置之熱水溫度；供給熱水泵控制程序，控制供給熱水之溫度；熱水旁通裝置控制程序，控制未達設定溫度之熱水旁通到儲熱水槽；係先執行運轉參數設定程序，再執行補給水控制程序，由補給水裝置依所需水液位、液位差等參數控制補給水量進入儲熱水槽；復施以製熱循環水泵控制程序，依製 熱裝置出水溫度、及其設定溫度、溫度差等參數，控制製熱循環水泵加載或降載，或設定一溫度範圍控制水泵負載，以獲得所需之製熱裝置熱水出水溫度；最後執行供給熱水泵控制程序，依供給熱水溫度、及其設定溫度、溫度差等參數控制供給熱水泵加載或降載，或設定一溫度範圍控制水泵負載，以獲得所需之供給熱水溫度輸送至擴充儲熱水槽或熱水供給系統。
20. 如申請專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該運轉參數設定程序之運轉參數設定包含有水液位、溫度、液位差及溫度差等設定。
21. 如申請專利範圍第20項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該運轉參數設定程序之運轉參數設定中，水液位和水液位差設定，包含快速加熱供給熱水程序之直接供給熱水方法之維持一定水液位與水液位差設定，和節能供給熱水方法之高、低水液位設定；需量排程供給熱水與全量製熱水供給熱水方法之高、低水液位設定。
22. 如專利範圍第20項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該運轉參數設定程序中該溫度與溫度差設定，包含製熱裝置出水溫度設定與最低出水溫度設定二者，和其溫度差設定；供給熱水溫度、溫度差和熱水旁通溫度差設定。
23. 如專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其 中該補給水量控制程序，由一補給水量控制裝置控制進入儲熱水槽之補給水量，其中包含快速直接加熱供給熱水方法和節能製熱水供給熱水方法。
24. 如專利範圍第23項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該快速直接加熱供給熱水方法，為設定一水液位與水液位差控制補給水裝置，低於一水液位時補給水，達一水液位差時停止補給水，使維持一設定水液位範圍。
25. 如專利範圍第23項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該節能製熱水供給熱水方法，係依製熱水量設定一低水位與一高水位控制補給水裝置，若水液位低於低水位設定則給補給水裝置一訊號補給水；若水液位達高水位設定則給補給水裝置一訊號停止補給水。
26. 如專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該製熱循環水泵控制程序，由製熱循環水泵控制裝置控制，控制方法包含快速直接加熱供給熱水方法和節能製熱水供給熱水方法。
27. 如專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該製熱循環水泵控制程序，依製熱裝置出水溫度及其設定溫度、溫度差之計算值比較結果控制製熱循環水泵、供給熱水泵和製熱循環水旁通裝置。
28. 如專利範圍第26項所述之製造與供給熱水控制方法，其 中該快速直接加熱供給熱水方法中該製熱循環水泵，若製熱裝置出水溫度低於其設定溫度，則給製熱循環水泵一降載訊號；若製熱裝置出水溫度高於其設定溫度加一設定溫度差，則給製熱循環水泵一加載訊號。
29. 如專利範圍第26項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該節能製熱水供給熱水方法中該製熱循環水泵依製熱裝置出水溫度與其最低出水溫度設定及其溫度差設定作加載或降載運轉；若製熱裝置出水溫度低於最低出水溫度設定，則給製熱循環水泵一降載訊號；若製熱裝置出水溫度高於最低出水溫度設定加一設定溫度差，則給製熱循環水泵一加載訊號。
30. 如專利範圍第27項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該製熱循環水泵控制程序中該供給熱水泵，若製熱裝置出水溫度高於設定溫度，或高於設定溫度增減一設定溫度差，則給供給熱水泵一啟動運轉訊號；若製熱裝置出水溫度低於設定溫度減一設定溫度差，則給供給熱水泵一停止運轉訊號。
31. 如專利範圍第27項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該製熱循環水泵控制程序中該製熱循環水旁通裝置，若製熱裝置出水溫度低於其設定溫度或設定溫度增減一設定溫度差，則給製熱循環水旁通裝置一熱水旁通訊號，旁 通熱水至儲熱水槽。
32. 如專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該供給熱水泵控制程序，依供給熱水溫度與其設定溫度、溫度差之計算值比較結果控制供給熱水泵、供給熱水旁通裝置及泵送供給熱水至擴充之儲熱水槽或熱水供給系統。
33. 如專利範圍第32項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該供給熱水泵控制程序中該供給熱水泵，若供給熱水溫度低於其設定溫度，則給供給熱水泵一降載訊號；若供給熱水溫度高於其設定溫度加一設定溫度差，則給供給熱水泵一加載訊號。
34. 如專利範圍第32項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該供給熱水泵控制程序中該供給熱水旁通裝置控制程序，若供給熱水溫度低於其設定溫度或設定溫度增減一設定溫度差，則給供給熱水旁通裝置一熱水旁通訊號，旁通熱水至儲熱水槽。
35. 如專利範圍第32項所述之製造與供給熱水控制方法，其中該供給熱水泵控制程序中該泵送供給熱水至擴充之儲熱水槽或熱水供給系統，若供給熱水溫度高於其設定溫度，則將供給熱水至擴充之儲熱水槽或熱水供給系統。
36. 如專利範圍第19項所述之製造與供給熱水控制方法，其 中該熱水旁通裝置控制程序如專利範圍第34項所述。