一种应用太阳能和燃气机组联合供热的中央热水系统的制作方法

本发明涉及贮水加热器，特别是一种应用太阳能和燃气机组联合供热的中央热水系统。

背景技术：

近年来，随着社会对节能环保意识的加强，对家用电器提出越来越高的要求，太阳能热水逐渐受到用户的青睐，然而单独的太阳能热水器受气候影响大，难以保证时刻有充足热水使用，作为中央热水系统，需要时候保持足够的热水供给用户，以此，必须确保稳定的热源，若使用燃气或电热为主热源，则生成成本较高，而且难以控制温度，有热水加热过度问题，造成用户使用不便。现有多能源中央热水器因贮水罐中因燃气反复加热保持设定温度，造成太阳能提供的热能未参与热能输出，现有的混合能源中央热水系统，回流的未使用热水一般采用燃气再加热，太阳能利用率低下。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种可解决上述技术问题的一种应用太阳能和燃气机组联合供热的中央热水系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用太阳能和燃气机组联合供热的中央热水系统，包括：太阳能集热器机组、燃气热水器机组、热水保温水箱、热水恒温水箱、plc控制柜所述太阳能集热器机组通过太阳能循环管与热水保温水箱连接，所述热水保温水箱通过水箱间循环管与热水恒温水箱连接，所述热水保温水箱和热水恒温水箱通过加热管道与燃气热水器机组连接，所述水箱间循环管上具有水箱温差循环泵、防恒温水箱缺水电动蝶阀和直供热水恒温阀与plc控制柜连接，所述加热管道上有一次加热电动蝶阀和燃气热水器循环泵与plc控制柜连接。

作为本发明的进一步改进：所述热水保温水箱设有水位感应器、太阳能循环温度传感器、直供热水温度传感器和保温水箱循环温度传感器，与plc控制柜连接。

进一步的，所述热水保温箱水箱与补冷水管道连接，所述补冷水管道上设置补冷水电动阀，与plc控制柜连接。

进一步的，所述太阳能集热器机组分为主太阳能集热器和副太阳能集热器，所述主太阳能集热器上设置第一太阳能循环温度传感器，所述副太阳能集热器上设置第二太阳能循环温度传感器。

进一步的，所述太阳能循环管上设有太阳能循环电磁阀、太阳能热水器循环泵和太阳能循环变频器控制柜，所述太阳能循环电磁阀和太阳能热水器循环泵与plc控制柜连接。

进一步的，所述热水恒温水箱上设有防恒温水箱缺水水位传感器、恒温水箱循环温度传感器、恒温水箱温度传感器、防恒温水箱高温温度传感器和恒温水箱补水水位传感器，与plc控制柜连接。

进一步的，所述热水恒温水箱通过热水加压变频器控制柜与热水加压泵连接，供给热水至用水用户，未使用热水经过管道回流至恒温水箱，在于未使用热水回流分高区和低区，，管道上设有高区回水电动阀和低区回水电动阀，所述高区回水电动阀和低区回水电动阀与plc控制柜连接，所述回水电动阀都为二路回水电动阀，由plc控制柜控制。

进一步的，所述plc控制柜对系统内传感器输入的信号数据处理，输出信号控制太阳能循环电磁阀、水箱间温差循环电动蝶阀、燃气热水器循环泵、补冷水电动阀、一次加热电动蝶阀和防恒温水箱缺水电动蝶阀，具体方法如下：

(1)太阳能集热器循环

plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2,热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，上限为5℃，下限为2℃，t1/t2-t0≥5℃时，开启太阳能循环电磁阀，t1/t2-t0≤2℃时，关闭太阳能循环电磁阀，时间控制：8：00-19:00，太阳能热水器循环泵仅受时间控制；

(2)热水保温水箱和热水恒温水箱循环

plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，上限为5℃，下限为2℃，t4-t3≥5℃时，开启水箱间温差循环电动蝶阀，t4-t3≤2℃时，关闭水箱间温差循环电动蝶阀，当热水恒温水箱的防恒温水箱高温温度传感器探测结果t5≥55℃时，热水保温水箱和热水恒温水箱间循环停止，关闭水箱间温差循环电动蝶阀，防止热水恒温水箱内热水温度过高；

(3)热水恒温水箱二次加热

plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6≤50℃时，启动燃气热水器循环泵，t6≥55℃时，停止燃气热水器循环泵；

(4)补充冷水

plc控制柜接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，水箱高h，h1≤0.5h时，控制补冷水电动阀开启，h1＝h时，控制补冷水电动阀关闭；

(5)热水恒温水箱补水

plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，水箱高h，h2≤0.6h时，若热水保温水箱的直供热水温度传感器探测结果t7≤49℃，开启一次加热电动蝶阀，h2＝h时，关闭一次加热电动蝶阀，若t7≥50℃，开启直供热水恒温阀，h2＝h时，关闭供热水恒温阀，当热水恒温水箱的恒温水箱补水水位传感器探测结果h3≤0.3h时，开启防恒温水箱缺水电动蝶阀，h3＝h时，关闭防恒温水箱缺水电动蝶阀。

使水在太阳能集热器、燃气热水器、热水保温水箱和热水恒温水箱中循环流动，达到充分利用太阳能热能转化为水的内能，水不够温度时采用燃气热水补温。

进一步的，plc控制柜回水电动阀，plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8/t9≤38℃时，开启回水电动阀，t8/t9≥40℃时，关闭回水电动阀。

进一步的，当热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6≤50℃时，启动燃气热水器循环泵，t6≥55℃时，停止燃气热水器循环泵，启动直供热水恒温阀，打开热水保温水箱和热水恒温水箱间循环，降低热水恒温水箱内热水温度，使其保持在50～55℃间，且能减少过度使用燃气热水器加热热水，提高太阳能加热热水的使用率。

进一步的，水位传感器探测结果h1，设置4个检测反应点，h1＝0时为接地点，h1＝0.25h时为系统警戒点，h1＝0.5时为开阀点，h1＝h时为停阀点。

进一步的，所述燃气热水器可多个并排，同时使用，保证加热速率。

进一步的，所述水箱温差循环泵连接独立电源，自动运行，不受plc控制柜影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当热水恒温水箱需要补水时，热水保温水箱内高温水无需通过燃气热水器加热直接流入热水恒温水箱，热水保温水箱的低温水经过燃气热水器加热后流入热水恒温水箱，热水恒温水箱和热水保温水箱间温差循环，充分利用太阳能恒温热水，且仅当热水保温箱内热水温度不够时，才使用燃气热水器加热热水，当系统不停回水导致热水恒温水箱的温度降低时，通过热水恒温水箱和热水保温水箱的温差循环便可保持恒温水箱的水温恒定，充分利用太阳能热能，保证热水不过热不过冷，降低燃气热水器运行时间及费用。

附图说明

图1为发明的结构示意图。

图2为太阳能集热器机组的结构示意图。

图3为图1的a部局部示意图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

如图1～3所示的一种应用太阳能和燃气机组联合供热的中央热水系统，包括太阳能集热器机组1、燃气热水器机组4、热水保温水箱2、热水恒温水箱3、plc控制柜5、主太阳能集热器101、副太阳能集热器102、第一太阳能循环温度传感器103、第二太阳能循环温度传感器104、太阳能循环电磁阀105、太阳能热水器循环泵106、太阳能循环变频器控制柜107、补冷水电动阀201、水位传感器202、低水位太阳能循环温度传感器203、直供热水温度传感器204、保温水箱循环温度传感器205、水箱温差循环泵206、直供热水恒温阀207、恒温水箱补水水位传感器301、防恒温水箱缺水水位传感器302、恒温水箱温度传感器303、防恒温水箱高温温度传感器304、恒温水箱循环温度传感器305、水箱间温差循环电动蝶阀306、防恒温水箱缺水电动蝶阀307、一次加热电动蝶阀401、燃气热水器循环泵402、热水加压泵501、热水加压变频器控制柜502、高区回水温度传感器503、低区回水温度传感器504、高区回水电动阀505、低区回水电动阀506。

所述太阳能集热器机组1分为主太阳能集热器101、副太阳能集热器102，上有第一太阳能循环温度传感器103和第二太阳能循环温度传感器104，所述太阳能集热器机组1通过太阳能循环管与热水保温水箱2连接，太阳能循环管上设有太阳能循环电磁阀105、太阳能热水器循环泵106、太阳能循环变频器控制柜107与热水保温水箱2连接，所述热水保温水箱2内有水位传感器202、低水位太阳能循环温度传感器203、直供热水温度传感器204和保温水箱循环温度传感器205，所述热水保温水箱2通过与补冷水管道市水连接，所述补冷水管道上设有补冷水电动阀201，所述热水保温水箱2通过水箱间循环管与热水恒温水箱3连接，所述水箱间循环管上具有水箱温差循环泵206、防恒温水箱缺水电动蝶阀307、水箱间温差循环电动蝶阀306和直供热水恒温阀207，所述热水恒温水箱3上设有防恒温水箱缺水水位传感器302、恒温水箱循环温度传感器305、恒温水箱温度传感器303、防恒温水箱高温温度传感器304和恒温水箱补水水位传感器301，所述热水保温水箱2和热水恒温水3箱通过加热管道与燃气热水器机组4连接，所述加热管道上有一次加热电动蝶阀401和燃气热水器循环泵402，所述热水恒温水箱3通过热水加压变频器控制柜502和热水加压泵501供给热水给用水用户，用户分为高区用户和低区用于，未使用热水回流进热水恒温水箱3，回流管道上有高区回水温度传感器503、低区回水温度传感器504、高区回水电动阀505、低区回水电动阀506。

所述第一太阳能循环温度传感器103、第二太阳能循环温度传感器104、太阳能循环电磁阀105、太阳能热水器循环泵106、补冷水电动阀201、水位传感器202、低水位太阳能循环温度传感器203、直供热水温度传感器204、保温水箱循环温度传感器205、水箱温差循环泵206、直供热水恒温阀207、恒温水箱补水水位传感器301、防恒温水箱缺水水位传感器302、恒温水箱温度传感器303、防恒温水箱高温温度传感器304、恒温水箱循环温度传感器305、水箱间温差循环电动蝶阀306、防恒温水箱缺水电动蝶阀307、一次加热电动蝶阀401、燃气热水器循环泵402、高区回水温度传感器503、低区回水温度传感器504、高区回水电动阀505、低区回水电动阀506。与plc控制柜5连接，

太阳能循环电磁阀105、太阳能热水器循环泵106、补冷水电动阀201、水箱温差循环泵206、直供热水恒温阀207、水箱间温差循环电动蝶阀306、防恒温水箱缺水电动蝶阀307、一次加热电动蝶阀401、燃气热水器循环泵402、高区回水电动阀505、低区回水电动阀506，受plc控制柜12控制。

本发明的工作原理如下：

plc控制柜开启，plc控制柜接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，水箱高h，h1≤0.5h时，控制补冷水电动阀开启，h1＝h时，控制补冷水电动阀关闭；plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2,热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，上限为5℃，下限为2℃，t1/t2-t0≥5℃时，开启太阳能循环电磁阀，t1/t2-t0≤2℃时，关闭太阳能循环电磁阀；plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，上限为5℃，下限为2℃，t4-t3≥5℃时，开启水箱间温差循环电动蝶阀，t4-t3≤2℃时，关闭水箱间温差循环电动蝶阀，当热水恒温水箱的防恒温水箱高温温度传感器探测结果t5≥55℃时，热水保温水箱和热水恒温水箱间循环停止，关闭水箱间温差循环电动蝶阀；plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6≤50℃时，启动燃气热水器循环泵，t6≥55℃时，停止燃气热水器循环泵；plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，水箱高h，h2≤0.6h时，若热水保温水箱的直供热水温度传感器探测结果t7≤49℃，开启一次加热电动蝶阀，h2＝h时，关闭一次加热电动蝶阀，若t7≥50℃，开启直供热水恒温阀，h2＝h时，关闭供热水恒温阀，当热水恒温水箱的恒温水箱补水水位传感器探测结果h3≤0.3h时，开启防恒温水箱缺水电动蝶阀，h3＝h时，关闭防恒温水箱缺水电动蝶阀；热水恒温水箱中热水供给用户，plc控制柜回水电动阀，plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8/t9≤38℃时，开启回水电动阀，t8/t9≥40℃时，关闭回水电动阀。

下面将结合实施案例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施案例一：

(1)开启系统，plc控制柜开启，接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，h1＝0.1h，h1≤0.5h，控制补冷水电动阀开启直至h1＝h时关闭。

(2)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为20℃。

(3)plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2，t1为50℃，t2为48℃。

(4)plc控制柜处理接收讯号，t1/t2-t0≥5℃，开启太阳能循环电磁阀。

(5)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为48℃，t1/t2-t0≤2℃，关闭太阳能循环电磁阀。

(6)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t3为40℃，t4为47℃。

(7)plc控制柜处理接收讯号，t4–t3≥5℃，开启水箱间温差循环电动蝶阀。

(8)plc控制柜接收热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t4为45℃，t4–t3≤2℃，开关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

(9)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为46℃，t6≤50℃，启动燃气热水器循环泵。

(10)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为55℃，t6≥55℃，关闭燃气热水器循环泵。

(11)plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，h2为0.7h。

(12)plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8为35℃，t9为40℃。

(13)plc控制柜处理接收讯号，t8/t9≤38℃，开启水箱间温差循环电动蝶阀。

实施案例二：

(1)开启系统，plc控制柜开启，接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，h1＝0.8h，控制补冷水电动阀关闭。

(2)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为50℃。

(3)plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2，t1为59℃，t2为62℃。

(4)plc控制柜处理接收讯号，t1/t2-t0≥5℃，开启太阳能循环电磁阀。

(5)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为57℃，t1/t2-t0≤2℃，关闭太阳能循环电磁阀。

(6)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t3为50℃，t4为55℃。

(7)plc控制柜处理接收讯号，t4–t3≥5℃，开启水箱间温差循环电动蝶阀。

(8)plc控制柜接收热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t4为55℃，t4–t3≤2℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

(9)plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱高温温度传感器探测结果t5，t5为55℃，t5≥55℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀

(10)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为55℃，t6≥55℃，关闭燃气热水器循环泵。

(11)plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，h2为0.4h。

(12)plc控制柜处理接收讯号，h2≤0.6h，探测热水保温水箱的直供热水温度传感器探测结果t7，t7为55℃。

(13)plc控制柜处理接收讯号，t7≥50℃，开启直供热水恒温阀，直至h2＝h时关闭。

(14)plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8为40℃，t9为42℃。t8/t9≥40℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

实施案例三：

(1)开启系统，plc控制柜开启，接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，h1＝0.5h，h1≤0.5h，控制补冷水电动阀开启直至h1＝h时关闭。

(2)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为35℃。

(3)plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2，t1为42℃，t2为46℃。

(4)plc控制柜处理接收讯号，t1/t2-t0≥5℃，开启太阳能循环电磁阀。

(5)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为43℃，t1/t2-t0≤2℃，关闭太阳能循环电磁阀。

(6)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t3为45℃，t4为44℃。

(7)plc控制柜处理接收讯号，t4–t3≤2℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

(8)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为44℃，t6≤50℃，启动燃气热水器循环泵。

(9)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为56℃，t6≥55℃，关闭燃气热水器循环泵。

(10)plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，h2为0.3h。

(11)plc控制柜处理接收讯号，h2≤0.6h，探测热水保温水箱的直供热水温度传感器探测结果t7，t7为44℃。

(12)plc控制柜处理接收讯号，t7≤49℃，开启一次加热电动蝶阀，h2＝h时，关闭一次加热电动蝶阀。

(13)plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8为43℃，t9为41℃。t8/t9≥40℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

实施案例四：

(1)开启系统，plc控制柜开启，接收热水保温水箱的水位传感器探测结果h1，h1＝0.7h，控制补冷水电动阀关闭。

(2)plc控制柜热水保温水箱内低水位太阳能循环温度传感器探测结果t0，t0为53℃。

(3)plc控制柜接收第一太阳能循环温度传感器探测结果t1和第二太阳能循环温度传感器探测结果t2，t1为54℃，t2为55℃。

(4)plc控制柜处理接收讯号，t1/t2-t0≤2℃，关闭太阳能循环电磁阀。

(5)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱循环温度传感器探测结果t3，和热水保温水箱的保温水箱循环温度传感器探测结果t4，t3为53℃，t4为54℃。

(6)plc控制柜处理接收讯号，t4–t3≤2℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

(7)plc控制柜接收热水恒温水箱的恒温水箱温度传感器探测结果t6，t6为54℃，50℃≤t6≤55℃，关闭燃气热水器循环泵。

(8)plc控制柜接收热水恒温水箱的防恒温水箱缺水水位传感器探测结果h2，h2为0.8h。

(9)plc控制柜接收回水温度传感器高区探测结果t8和低区探测结果t9，t8为41℃，t9为40℃。t8/t9≥40℃，关闭水箱间温差循环电动蝶阀。

本发明的主要功能：当热水恒温水箱需要补水时，热水保温水箱内高温水无需通过燃气热水器加热直接流入热水恒温水箱，热水保温水箱的低温水经过燃气热水器加热后流入热水恒温水箱，热水恒温水箱和热水保温水箱间温差循环，充分利用太阳能恒温热水，且仅当热水保温箱内热水温度不够时，才使用燃气热水器加热热水，当系统不停回水导致热水恒温水箱的温度降低时，通过热水恒温水箱和热水保温水箱的温差循环便可保持恒温水箱的水温恒定充分利用太阳能热能，保证热水不过热不过冷保持在50～55℃间，降低燃气热水器运行时间及费用。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。