CN114738819A - 一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水系统，尤其涉及一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法。为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：包括太阳能系统、两联供系统、保温水箱、第一循环泵、第二循环泵、水流开关以及光敏开关；上述技术方案中，将太阳能系统和两联供系统耦合，使两个系统分别能够与保温水箱组成回路，便于对保温水箱中的水进行加热。该两系统的有机组合，彼此互补，扬长避短，让整体系统节能最大化运行，解决了太阳能系统易受天气影响的问题，又能够在需求温度到达后停止两联供系统的运作。

Description

一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水系统，尤其涉及一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法。

背景技术

太阳能和两联供产品作为一种低碳节能产品，在采暖和生活制热水方面备受市场青睐，但又因其自身的限制并没有做到真正意义上的节能最大化，主要存在如下问题：

①太阳能热水器在阴天或阳光不充裕的天气，制热水效率低甚至没法制热水，有时候需要额外的纯电加热制热水，没法实现真正低碳节能；

②在热水使用需求大的场景，太阳能热水器没法短时间内提供及时、充裕的热水；

③两联供系统作为依靠少量电能作为辅助动力，从空气中吸收热量来实现制热水，虽然没有外界因素的实用限制，但还需依靠电能来实现热水需求，并没有实现节能最大化；

④两联供系统由于控制的原因，在系统水温降低后，就算没有热水使用需求，也会开机制热水，导致额外浪费电能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法，将太阳能和两联供系统有机耦合，既解决了太阳能热水器的使用限制，又降低了两联供系统额外耗电，将两系统根据实际使用场景，合理、有序配合，实现节能最大化。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：包括太阳能系统、两联供系统、保温水箱、第一循环泵、第二循环泵、水流开关以及光敏开关；其中，

两联供系统上设有第一出口端与第一进口端；

太阳能系统上设有第二出口端与第二进口端；

保温水箱上设有第一端口通过第一管道与两联供系统的第一出口端连通、第二端口通过第二管道与两联供系统的第一进口端连通、第三端口通过第三管道与太阳能系统的第二出口端连通、第四端口通过第四管道与太阳能系统的第二进口端连通、第五端口通过第五管道与保温水箱的出水端连接；

第一循环泵，设置在所述第四管道上；

第二循环泵，设置在所述第二管道上；

水流开关，设置在所述第五管道上；

光敏开关，设置在所述太阳能系统上。

上述技术方案中，将太阳能系统和两联供系统耦合，使两个系统分别能够与保温水箱组成回路，便于对保温水箱中的水进行加热。

一种太阳能和两联供耦合系统的控制方法，设定保温水箱的设定温度为T1，需求温度为T2，即时温度为T0；

当保温水箱的温度T0＜T1，光敏开关闭合，且水流开关断开或者水流开关短时间内闭合，则第一循环泵打开，太阳能系统开始对保温水箱中的水进行加热，当保温水箱的温度T0≥T2，则第一循环泵关闭，太阳能系统停止对保温水箱中的水进行加热。

上述控制方案中，光敏开关闭合，既阳光充裕，而水流开关断开或者水流开关短时间内闭合，既无热水需求，或者是热水需求很小，既短时间用水，当保温水箱的温度T0＜T1，水温降低后，则只需打开第一循环泵，用太阳能系统对保温水箱中的水加热即可满足用户使用需求。

作为优选，当保温水箱的温度T0＜T1，光敏开关闭合，水流开关长时间闭合，同时

若单位时间内保温水箱的温度下降速度慢，则第一循环泵打开，太阳能系统开始对保温水箱中的水进行加热；当保温水箱的温度T0≥T2，则第一循环泵关闭，太阳能系统停止对保温水箱中的水进行加热。

若单位时间内保温水箱的温度下降速度快，则第一循环泵与第二循环泵均打开，太阳能系统与两联供系统同时开始对保温水箱中的水进行加热；当保温水箱的温度T0≥T2，则第一循环泵与第二循环泵均关闭，太阳能系统与两联供系统停止对保温水箱中的水进行加热。

上述控制方案中，光敏开关闭合，说明此时阳光充裕，水流开关长时间闭合，说明需要长时间使用热水，热水的需求量大。当保温水箱的温度T0＜T1，且此时若水温下降的速度慢，则打开第一循环泵，用太阳能系统对保温水箱中的水加热即可满足用户长时间的使用需求。若水温下降的速度快，仅仅靠太阳能系统的加热无法保持热水的持续供应，因此则需同时打开第一循环泵与第二循环泵，使用太阳能系统与两联供系统同时对保温水箱中的水加热。

作为优选，当保温水箱的温度T0＜T1，光敏开关断开，水流开关断开或者水流开关短时间内闭合；或

当保温水箱的温度T0＜T1，光敏开关断开，水流开关长时间内闭合，且单位时间内保温水箱的温度下降速度快；

则第二循环泵打开，两联供系统开始对保温水箱中的水进行加热，当保温水箱的温度T0≥T2，则第一循环泵关闭，两联供系统停止对保温水箱中的水进行加热。

上述技术方案中，光敏开关断开，此时阳光不充裕，太阳能系统无法对保温水箱中的水进行加热，当保温水箱的温度T0＜T1，此时无论是热水需求量小或者热水需求量大，都只能打开第二循环泵，使用两联供系统对保温水箱中的水进行加热。

本发明采用上述技术方案，该方案由太阳能系统和两联供系统组成，该两系统的有机组合，彼此互补，扬长避短，让整体系统节能最大化运行，解决了太阳能系统易受天气影响的问题，又能够在需求温度到达后停止两联供系统的运作，其具体解决了以下问题：

①解决了太阳能热水器系统在阴天或阳光不充裕场景下制热水效率低，甚至无法制热水去的缺陷；

②解决了太阳能热水器系统在热水使用需求大的场景，无没法短时间内提供及时、充裕热水的缺陷；

③解决了两联供系统，在水系统水温下降后，无热水需求仍然开机制热水，浪费额外电能的缺陷。

附图说明

图1为太阳能和两联供耦合系统的系统图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示的一种太阳能和两联供耦合系统，包括太阳能系统1、两联供系统2、保温水箱3、第一循环泵4、第二循环泵5、水流开关6以及光敏开关7；其中，

两联供系统2上设有第一出口端8与第一进口端9；

太阳能系统1上设有第二出口端10与第二进口端11；

保温水箱3上设有第一端口12通过第一管道101与两联供系统2的第一出口端8连通、第二端口13通过第二管道102与两联供系统2的第一进口端9连通、第三端口14通过第三管道103与太阳能系统1的第二出口端10连通、第四端口15通过第四管道104与太阳能系统1的第二进口端11连通、第五端口15通过第五管道105与保温水箱3的出水端16连接；

第一循环泵4，设置在所述第四管道104上；

第二循环泵5，设置在所述第二管道102上；

水流开关6，设置在所述第五管道105上；

光敏开关7，设置在所述太阳能系统1上。

上述技术方案中，将太阳能系统1和两联供系统2耦合，使两个系统分别能够与保温水箱3组成回路，便于对保温水箱3中的水进行加热。

一种太阳能和两联供耦合系统的控制方法，设定保温水箱3的设定温度为T1，需求温度为T2，即时温度为T0；

当保温水箱3的温度T0＜T1，光敏开关闭合，且水流开关6断开或者水流开关6短时间内闭合，则第一循环泵4打开，太阳能系统1开始对保温水箱3中的水进行加热，当保温水箱3的温度T0≥T2，则第一循环泵4关闭，太阳能系统1停止对保温水箱3中的水进行加热。

上述控制方案中，光敏开关7闭合，既阳光充裕，而水流开关6断开或者水流开关6短时间内闭合，既无热水需求，或者是热水需求很小，既短时间用水，当保温水箱3的温度T0＜T1，水温降低后，则只需打开第一循环泵4，用太阳能系统1对保温水箱3中的水加热即可满足用户使用需求。

此处需要说明的是，由于无热水需求，或是热水需求很小，因此即时温度T0在需求上可能会比T1小上一小段温度，既假设设定温度T1为50°，即时温度T0则可能在≤45°时，太阳能系统1开始对水系统加热。虽T0也在＜50°内，但温度T0是要比50°小一些再开始加热。

进一步地，当保温水箱3的温度T0＜T1，光敏开关7闭合，水流开关6长时间闭合，同时

若单位时间内保温水箱3的温度下降速度慢，则第一循环泵4打开，太阳能系统1开始对保温水箱3中的水进行加热；当保温水箱3的温度T0≥T2，则第一循环泵4关闭，太阳能系统1停止对保温水箱3中的水进行加热。

若单位时间内保温水箱3的温度下降速度快，则第一循环泵4与第二循环泵5均打开，太阳能系统1与两联供系统2同时开始对保温水箱3中的水进行加热；当保温水箱3的温度T0≥T2，则第一循环泵4与第二循环泵5均关闭，太阳能系统1与两联供系统2停止对保温水箱3中的水进行加热。

上述控制方案中，光敏开关7闭合，说明此时阳光充裕，水流开关6长时间闭合，说明需要长时间使用热水，热水的需求量大。当保温水箱3的温度T0＜T1，且此时若水温下降的速度慢，则打开第一循环泵4，用太阳能系统1对保温水箱3中的水加热即可满足用户长时间的使用需求。若水温下降的速度快，仅仅靠太阳能系统1的加热无法保持热水的持续供应，因此则需同时打开第一循环泵4与第二循环泵5，使用太阳能系统1与两联供系统2同时对保温水箱3中的水加热。

进一步地，当保温水箱3的温度T0＜T1，光敏开关断开，水流开关6断开或者水流开关6短时间内闭合；或

当保温水箱3的温度T0＜T1，光敏开关断开，水流开关6长时间内闭合，且单位时间内保温水箱3的温度下降速度快；

则第二循环泵5打开，两联供系统2开始对保温水箱3中的水进行加热，当保温水箱3的温度T0≥T2，则第一循环泵4关闭，两联供系统2停止对保温水箱3中的水进行加热。

上述技术方案中，光敏开关7断开，此时阳光不充裕，太阳能系统1无法对保温水箱3中的水进行加热，当保温水箱3的温度T0＜T1，此时无论是热水需求量小或者热水需求量大，都只能打开第二循环泵5，使用两联供系统2对保温水箱3中的水进行加热。

此处需要说明的是，其中，无热水需求，或是热水需求很小时，因此即时温度T0在需求上可能会比T1小上一小段温度，既假设设定温度T1为50°，即时温度T0则可能在≤45°时，两联供系统1开始对水系统加热。虽T0也在＜50°内，但温度T0是要比50°小一些再开始加热。

在本具体实施例中，使用一种太阳能和两联供耦合系统及其控制方法，该方案由太阳能系统1和两联供系统2组成，该两系统的有机组合，彼此互补，扬长避短，让整体系统节能最大化运行，解决了太阳能系统1易受天气影响的问题，又能够在需求温度到达后停止两联供系统2的运作，其具体解决了以下问题：

①解决了太阳能热水器系统在阴天或阳光不充裕场景下制热水效率低，甚至无法制热水去的缺陷；

②解决了太阳能热水器系统在热水使用需求大的场景，无没法短时间内提供及时、充裕热水的缺陷；

③解决了两联供系统，在水系统水温下降后，无热水需求仍然开机制热水，浪费额外电能的缺陷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种太阳能和两联供耦合系统，其特征在于：包括太阳能系统(1)、两联供系统(2)、保温水箱(3)、第一循环泵(4)、第二循环泵(5)、水流开关(6)以及光敏开关(7)；其中，

两联供系统(2)上设有第一出口端(8)与第一进口端(9)；

太阳能系统(1)上设有第二出口端(10)与第二进口端(11)；

保温水箱(3)上设有第一端口(12)通过第一管道(101)与两联供系统(2)的第一出口端(8)连通、第二端口(13)通过第二管道(102)与两联供系统(2)的第一进口端(9)连通、第三端口(14)通过第三管道(103)与太阳能系统(1)的第二出口端(10)连通、第四端口(15)通过第四管道(104)与太阳能系统(1)的第二进口端(11)连通、第五端口(15)通过第五管道(105)与保温水箱(3)的出水端(16)连接；

第一循环泵(4)，设置在所述第四管道(104)上；

第二循环泵(5)，设置在所述第二管道(102)上；

水流开关(6)，设置在所述第五管道(105)上；

光敏开关(7)，设置在所述太阳能系统(1)上。

2.一种太阳能和两联供耦合系统的控制方法，其特征在于：设定保温水箱(3)的设定温度为T1，需求温度为T2，即时温度为T0；

当保温水箱(3)的温度T0＜T1，光敏开关(7)闭合，且水流开关(6)断开或者水流开关(6)短时间内闭合，则第一循环泵(4)打开，太阳能系统(1)开始对保温水箱(3)中的水进行加热，当保温水箱(3)的温度T0≥T2，则第一循环泵(4)关闭，太阳能系统(1)停止对保温水箱(3)中的水进行加热。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能和两联供耦合系统的控制方法，其特征在于：当保温水箱(3)的温度T0＜T1，光敏开关(7)闭合，水流开关(6)长时间闭合，同时

若单位时间内保温水箱(3)的温度下降速度慢，则第一循环泵(4)打开，太阳能系统(1)开始对保温水箱(3)中的水进行加热；当保温水箱(3)的温度T0≥T2，则第一循环泵(4)关闭，太阳能系统(1)停止对保温水箱(3)中的水进行加热。

若单位时间内保温水箱(3)的温度下降速度快，则第一循环泵(4)与第二循环泵(5)均打开，太阳能系统(1)与两联供系统(2)同时开始对保温水箱(3)中的水进行加热；当保温水箱(3)的温度T0≥T2，则第一循环泵(4)与第二循环泵(5)均关闭，太阳能系统(1)与两联供系统(2)停止对保温水箱(3)中的水进行加热。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能和两联供耦合系统的控制方法，其特征在于：当保温水箱(3)的温度T0＜T1，光敏开关(7)断开，水流开关(6)断开或者水流开关(6)短时间内闭合；或

当保温水箱(3)的温度T0＜T1，光敏开关(7)断开，水流开关(6)长时间内闭合，且单位时间内保温水箱(3)的温度下降速度快；

则第二循环泵(5)打开，两联供系统(2)开始对保温水箱(3)中的水进行加热，当保温水箱(3)的温度T0≥T2，则第一循环泵(4)关闭，两联供系统(2)停止对保温水箱(3)中的水进行加热。

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