太陽能、熱泵及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種太陽能、熱泵及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，其特征在于控制步驟為：用戶通過輸入模塊輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間t1及水溫上限溫度T3；在上午6:00-8:00開啟第一循環(huán)水泵，太陽能熱水器開始對水箱進行加熱；微處理器根據(jù)全天所需的總熱量和室外環(huán)境溫度-時間函數(shù)關(guān)系式所預測的太陽能熱水器加熱所得到的熱量，微處理器計算出需要通過熱泵熱水器或燃氣熱水器加熱的輔助加熱量并比較運行熱泵熱水器加熱和燃氣熱水器加熱的經(jīng)濟性，以最大能效比為目標值。其優(yōu)點為：能預測全天太陽能加熱所能得到的熱量，盡可能的利用太陽能，節(jié)能效果好，使輔助加熱更經(jīng)濟。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種太陽能、熱栗及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法。
技術(shù)介紹
太陽能熱水器是一種最經(jīng)濟、節(jié)能及環(huán)保的熱水器，廣泛應用于生產(chǎn)及生活熱水供應，但太陽能熱水器在使用中存在的一個最大的問題是陰雨天加熱量不夠。為解決這一問題，目前常用的方法是采用電加熱輔助加熱，但電加熱屬二次能源，一次能源利用率低，經(jīng)濟性和環(huán)保性均較差。太陽能、熱栗、燃氣均屬于清潔能源，采用這三種加熱方式進行組合是最節(jié)能、最經(jīng)濟的熱水方式。目前其采用的控制方式是當太陽能熱水器加熱不能滿足需要時優(yōu)先啟動熱栗熱水器輔助加熱，當氣溫較低熱栗熱水器不能正常工作或不能達到所需熱水溫度時，啟動燃氣熱水器輔助加熱。由于熱栗熱水器運行的能效比與室外環(huán)境溫度和水箱水溫有關(guān)，也即在不同工況下開啟熱栗加熱的經(jīng)濟性和環(huán)保性不同，同時燃氣加熱的成本也隨地域和季節(jié)而變化，因此根據(jù)用戶使用需求、氣象條件和資源價格，對太陽能、熱栗、燃氣這三種熱水方式組成的清潔能源復合熱水系統(tǒng)進行優(yōu)化控制，以達到節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的目的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種在現(xiàn)有太陽能、熱栗、燃氣這三種熱水方式組成的清潔能源復合熱水系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)用戶使用需求、氣象條件和資源價格，對復合熱水系統(tǒng)運行進行優(yōu)化控制，以達到節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的目的太陽能、熱栗及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法。為了達到上述目的，本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，其是一種太陽能、熱栗及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，其特征在于控制步驟如下: (a)使用時，用戶通過輸入模塊輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間tl及水溫上限溫度T3 ;如果用戶沒有通過輸入模塊輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間tl及水溫上限溫度T3，系統(tǒng)則默認上一次使用時的輸入值； (b)通過溫度采集器實時采集室外溫度傳感器的室外環(huán)境溫度T1和水箱傳感器的水箱溫度T2，在上午6:00-8:00開啟第一循環(huán)水栗，太陽能熱水器開始對水箱進行加熱； (c)微處理器根據(jù)上午7:00-11:00時間內(nèi)通過太陽能熱水器加熱得到的熱量情況和室外環(huán)境溫度T1的變化情況，預測全天在用水高峰時間tl前太陽能熱水器所能得到的熱量和全天的室外環(huán)境溫度T1的變化情況，并建立室外環(huán)境溫度-時間函數(shù)關(guān)系式； (d)微處理器根據(jù)全天所需的總熱量和根據(jù)室外環(huán)境溫度-時間函數(shù)關(guān)系式所預測的太陽能熱水器加熱所得到的熱量，微處理器計算出需要通過熱栗熱水器或燃氣熱水器加熱的輔助加熱量； (e)微處理器比較運行熱栗熱水器加熱和燃氣熱水器加熱的經(jīng)濟性，以最大能效比為目標值，微處理器根據(jù)熱栗瞬時制熱量-室外環(huán)境溫度、水箱實際溫度的函數(shù)關(guān)系式以及能效比-室外環(huán)境溫度、水箱實際溫度的函數(shù)關(guān)系式，計算出熱栗熱水器開機時間t2以及停機時水箱4的中間溫度T4，從而計算出熱栗熱水器輔助加熱所需的總用電量，并根據(jù)當?shù)仉妰r計算所需用電總成本，微處理器計算運行燃氣熱水器加熱輔助加熱所需總用氣量，然后根據(jù)當?shù)厝細鈨r格計算所需燃氣總成本； (f)如運行熱栗熱水器加熱更經(jīng)濟，在時間到達熱栗熱水器最佳開啟時間t2時，熱栗熱水器和第二循環(huán)水栗開始運行，當水箱溫度T2到達水箱中間溫度T4時，熱栗熱水器和第二循環(huán)水栗停止運行，此后太陽能熱水器和第一循環(huán)水栗繼續(xù)獨立運行至達到水溫上限溫度T3 ;如運行燃氣熱水器加熱更經(jīng)濟，則在用戶使用時直接開啟燃氣熱水器和第三循環(huán)水栗加熱。在本技術(shù)方案中，當所述微處理器計算出采用燃氣熱水器輔助加熱更經(jīng)濟時，輔助加熱還可以采取熱栗熱水器和燃氣熱水器兩段加熱相結(jié)合的控制方式，即前段采用熱栗熱水器輔助加熱，后段采用燃氣熱水器輔助加熱，其控制步驟如下: (a)微處理器進一步計算出相對燃氣熱水器加熱成本低的熱栗熱水器加熱可達到水箱的中間溫度T4 ； (b)微處理器計算出達到中間溫度T4時熱栗熱水器最佳開啟時間t2; (c)在時間到達熱栗熱水器最佳開啟時間t2時刻時，熱栗熱水器和第二循環(huán)水栗開始運行； (d)當水箱溫度T2到達中間溫度T4時，熱栗熱水器和第二循環(huán)水栗停止運行，此后用戶直接開啟燃氣熱水器和第三循環(huán)水栗對水箱進行進一步加熱至水溫上限溫度T3。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點: (1)能預測全天太陽能加熱所能得到的熱量，盡可能的利用太陽能； (2)熱栗提前在最佳能效時間段工作，節(jié)能效果好； (3)通過熱栗加熱和燃氣加熱的經(jīng)濟性對比，使輔助加熱更經(jīng)濟。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)的控制流程框圖； 圖2是本專利技術(shù)的控制器的原理框圖； 圖3是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理圖。【具體實施方式】下面詳細描述本專利技術(shù)的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術(shù)，而不能理解為對本專利技術(shù)的限制。如圖2所示，太陽能、熱栗及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)包括太陽能熱水器1、熱栗熱水器2、燃氣熱水器3、水箱4、控制器5、第一循環(huán)水栗6、第二循環(huán)水栗7及第三循環(huán)水栗8。太陽能熱水器1、熱栗熱水器2及燃氣熱水器3可通過控制器5控制分別對水箱進行加熱。如圖3所示，控制器5由溫度采集器51、微處理器52、輸入模塊53以及室外環(huán)境溫度傳感器T1、水箱溫度傳感器T2組成。現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2及圖3詳細說明清潔能源復合熱水系統(tǒng)節(jié)能控制方法，其是一種太陽能、熱栗、燃氣三種熱水方式組合的復合熱水系統(tǒng)節(jié)能控制方法，其步驟如下: (a)使用時，用戶通過輸入模塊53輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間tl及水溫上限溫度T3 ;如果用戶沒有通過輸入模塊53輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間tl及水溫上限溫度T3，系統(tǒng)則默認上一次使用時的輸入值；過輸入模塊53為定量計算模塊，用水高峰時間tl 一般為16:00-24:00內(nèi)的某一時刻； (b)通過溫度采集器51實時采集室外溫度傳感器的室外環(huán)境溫度T1和水箱傳感器的水箱溫度T2，在上午6:00-8:00開啟第一循環(huán)水栗6，太陽能熱水器1開始對水箱4進行加熱；本實施例中，一般在7:00開啟第一循環(huán)水栗6 ； (c)微處理器52根據(jù)上午7:00-11:00時間內(nèi)通過太陽能熱水器1加熱得到的熱量情況和室外環(huán)境溫度T1的變化情況，預測全天在用水高峰時間tl前太陽能熱水器1所能得到的熱量和全天的室外環(huán)境溫度T1的變化情況，并建立室外當前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種太陽能、熱泵及燃氣三種能源復合的熱水系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，其特征在于控制步驟如下：（a）使用時，用戶通過輸入模塊（53）輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間t1及水溫上限溫度T3；如果用戶沒有通過輸入模塊（53）輸入當?shù)氐碾妰r、燃氣價格、用水高峰時間t1及水溫上限溫度T3，系統(tǒng)則默認上一次使用時的輸入值；（b）通過溫度采集器（51）實時采集室外溫度傳感器的室外環(huán)境溫度T1和水箱傳感器的水箱溫度T2，在上午6:00?8:00開啟第一循環(huán)水泵（6），太陽能熱水器（1）開始對水箱（4）進行加熱；（c）微處理器（52）根據(jù)上午7:00?11:00時間內(nèi)通過太陽能熱水器（1）加熱得到的熱量情況和室外環(huán)境溫度T1的變化情況，預測全天在用水高峰時間t1前太陽能熱水器（1）所能得到的熱量和全天的室外環(huán)境溫度T1的變化情況，并建立室外環(huán)境溫度?時間函數(shù)關(guān)系式；（d）微處理器（52）根據(jù)全天所需的總熱量和根據(jù)室外環(huán)境溫度?時間函數(shù)關(guān)系式所預測的太陽能熱水器（1）加熱所得到的熱量，微處理器（52）計算出需要通過熱泵熱水器（2）或燃氣熱水器（3）加熱的輔助加熱量；（e）微處理器（52）比較運行熱泵熱水器（2）加熱和燃氣熱水器（3）加熱的經(jīng)濟性，以最大能效比為目標值，微處理器（52）根據(jù)熱泵瞬時制熱量?室外環(huán)境溫度、水箱實際溫度的函數(shù)關(guān)系式以及能效比?室外環(huán)境溫度、水箱實際溫度的函數(shù)關(guān)系式，計算出熱泵熱水器（2）開機時間t2以及停機時水箱4的中間溫度T4，從而計算出熱泵熱水器（2）輔助加熱所需的總用電量，并根據(jù)當?shù)仉妰r計算所需用電總成本，微處理器（52）計算運行燃氣熱水器（3）加熱輔助加熱所需總用氣量，然后根據(jù)當?shù)厝細鈨r格計算所需燃氣總成本；（f）如運行熱泵熱水器（2）加熱更經(jīng)濟，在時間到達熱泵熱水器（2）最佳開啟時間t2時，熱泵熱水器（2）和第二循環(huán)水泵（7）開始運行，當水箱溫度T2到達水箱中間溫度T4時，熱泵熱水器（2）和第二循環(huán)水泵（7）停止運行，此后太陽能熱水器（1）和第一循環(huán)水泵（6）繼續(xù)獨立運行至達到水溫上限溫度T3；如運行燃氣熱水器（3）加熱更經(jīng)濟，則在用戶使用時直接開啟燃氣熱水器（3）和第三循環(huán)水泵（8）加熱。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐言生，傅仁毅，陳學鋒，何欽波，金波，鄒時智，
申請(專利權(quán))人：順德職業(yè)技術(shù)學院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44