多能源组合热水系统及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能热水器技术领域，特别涉及一种多能源组合热水系统及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 太阳能热水器作为绿色环保产品，现已被广泛的接受，越来越多的家庭采用太阳 能热水器提供生活用热水。然而在阴雨天气，太阳能热水器不能提供稳定热水，这种情况给 用户带来很大的不便。
[0003] 为了使用户能得到稳定的热水，目前采用在太阳能热水器上增加辅助能源的方 式，其主要有如下几种方式：1、太阳能和电加热组合，电加热不受其他环境因素的限制，可 随时启动，但效率不高，一般要加热4-6小时才能获得可用的热水，耗能较大；2、太阳能和 燃气组合，燃气加热速度快，但目前太阳能热水器和燃气热水器之间的连接往往采用多个 手动阀来转换，因而造成使用的不便；3、太阳能和热泵组合，热泵具有高效的优点，但转换 效率较低。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种运行安全稳定合理，且节约能源的多能 源组合热水系统及控制方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种多能源组合热水系统，包括水箱、集热器、空气源热泵、电加热器、水箱温度传 感器、集热器温度传感器、空气温度传感器，其中
[0008] 所述集热器温度传感器用来检测集热器真空管的温度；
[0009] 所述空气温度传感器用来检测空气的温度。
[0010] 本发明的有益效果在于：采用集热器、空气源热泵、电加热器作为热水系统的三种 供热源，通过水箱温度传感器、集热器温度传感器、空气温度传感器对热水系统选择三种供 热源中的一种或者几种提供依据，使热水系统具有节能的效果。
[0011] 一种多能源组合热水系统控制方法，所述方法为：
[0012] S1若集热器真空管温度比水箱水温高，且差值大于设定的集热器与水箱温差，则 集热器开；否则，集热器关；
[0013]S2若水箱水温小于设定水箱温度，则执行步骤S3;否则，返回步骤S1;
[0014] S3若水箱温升曲线不满足温升要求，则执行步骤S4 ;否则，返回步骤SI;
[0015] S4若空气温度大于空气源开启温度，则空气源热泵开；否则，空气源热泵关；
[0016] S5若水箱水温小于设定水箱温度，则执行步骤S6 ;否则，返回步骤S1 ;
[0017] S6若水箱温升曲线不满足温升要求，则电加热器开；否则，电加热器关；
[0018] S7返回步骤S1，重复执行上述步骤。
[0019] 本发明的有益效果在于：三种供热源依次按照集热器、空气源热泵、电加热器的 开启顺序进行条件判断，其中集热器的开启条件与集热器真空管温度和水箱水温的差值有 关，空气源热泵的开启条件与水箱水温和空气温度有关，电加热器作为最后选择的备用供 热源，保证集热器的安全使用环境，使三种供热源的开启配合达到较佳的组合效果，减小热 水系统的能耗。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的多能源组合热水系统控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0021] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附 图予以说明。
[0022] 本发明最关键的构思在于：采用集热器、空气源热泵、电加热器作为热水系统的 三种供热源，并且三种供热源的开启条件考虑各自的节能运行特点，而不是单纯考虑水箱 温度及温升曲线，比如，集热器开启需考虑集热器真空管温度与水箱水温的差值，空气源热 泵开启需考虑空气温度，使三种供热源的开启配合达到节能的效果，同时提高系统运行的 安全性。
[0023] 本发明的技术方案为：
[0024] 一种多能源组合热水系统，包括水箱、集热器、空气源热泵、电加热器、水箱温度传 感器、集热器温度传感器、空气温度传感器，其中
[0025] 所述集热器温度传感器用来检测集热器真空管的温度；
[0026] 所述空气温度传感器用来检测空气的温度。
[0027] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用集热器、空气源热泵、电加热器作 为热水系统的三种供热源，并且分别利用水箱温度传感器、集热器温度传感器、空气温度传 感器对水箱水温、集热器真空管的温度、空气温度进行检测，充分考虑三种供热源的供热特 点，对热水系统选择三种供热源中的一种或者几种提供依据，使三种供热源的能耗得到合 理利用，使热水系统具有节能的效果。
[0028] 请参照图1，一种多能源组合热水系统控制方法，所述方法为：
[0029] S1若集热器真空管温度比水箱水温高，且差值大于设定的集热器与水箱温差，则 集热器开；否则，集热器关；
[0030] S2若水箱水温小于设定水箱温度，则执行步骤S3 ;否则，返回步骤S1 ;
[0031] S3若水箱温升曲线不满足温升要求，则执行步骤S4 ;否则，返回步骤S1 ;
[0032] S4若空气温度大于空气源开启温度，则空气源热泵开；否则，空气源热泵关；
[0033] S5若水箱水温小于设定水箱温度，则执行步骤S6 ;否则，返回步骤S1 ;
[0034] S6若水箱温升曲线不满足温升要求，则电加热器开；否则，电加热器关；
[0035] S7返回步骤S1，重复执行上述步骤。
[0036] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：三种供热源依次按照集热器、空气源热 泵、电加热器的开启顺序进行条件判断，其中集热器开启的条件仅考虑集热器真空管温度 与水箱水温的差值，不单纯考虑水箱水温是否达到设定水箱温度，使集热器真空管温度达 到一定值时，集热器即与水箱进行水循环，防止集热器中温度过高，损坏集热器，保证系统 运行的安全性；空气源热泵开启的条件需要同时考虑水箱水温、水箱温升曲线，以及空气温 度是否大于空气源开启温度，空气源热泵工作时，需要将空气进行压缩转换成热能，当空气 温度低于一定值时，空气源热泵的能量转换率比较低，能耗比较大，电能消耗比较大；电加 热器作为最后选择的备用供热源，是三种供热源中消耗能耗最大的供热源，但具有加热快 速和直接的特点，当集热器所使用的自然能源不能提供足够的供热量，且空气温度较低，导 致空气源热泵的能量转换率比较低，能耗比较大时，开启电加热器也是比较好的选择。
[0037] 进一步的，所述设定水箱温度为水箱的目标水温，数值范围为40~80°C。
[0038] 由上述描述可知，用户可根据需要将设定水箱温度设置在40~80°C数值范围内， 40~80°C是用户使用热水的常用温度范围，符合用户的使用习惯。
[0039] 进一步的，所述设定的集热器与水箱温差为集热器真空管的温度高于水箱水温的 数值，数值范围为5~50°C。
[0040] 由上述描述可知，设定的集热器与水箱温差关系到集热器与水箱之间进行水循环 的条件，集热器主要利用的是太阳能这种自然能源，温度设置过高，会造成集热器中能量不 能及时传输至水箱，而导致其他供热源开启，造成电能的浪费；温度设置过低，会造成集热 器与水箱水循环太频繁，不利于集热器中水温的上升，同时造成电能的浪费。在冬天，集热 器真空管温升较慢的情况下，可将设定的集热器与水箱温差设置为5~20°C，及时将真空 管中积聚的热