热水机系统及其控制方法与流程

本发明涉及热水机技术领域，更具体地说是涉及一种热水机系统及其控制方法。

背景技术：

目前的空调耗能在城市用电中占比已经达到了20%左右，节能减耗成了最棘手解决的问题。与此同时很多城市也出台了针对不同时段的电价调整政策，具体就是白天乃至夜晚的用电高峰期较贵，凌晨乃至早上的用电低峰期电价较为便宜。比如下表为某城市的电价政策：

多功能热水机属于耗能大户，尤其是不间断的制热水与空调热泵功能切换，严重影响机组能效，频繁的开关机等动作也会损耗机组寿命（多功能热水机的制热功能、制冷功能与制热水功能，机组运行状态不同，需要停机再转换功能），降低使用可靠性。同时用户使用成本也会大幅上升，影响使用体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热水机系统及其控制方法，可以根据不同的用电时段来调整用电策略，消除系统频繁开关机的隐患，提高系统寿命。

本发明的技术方案为：提供一种热水机系统，包括主机、太阳能热水器、水箱、供暖系统，所述主机具有水路端，所述主机的水路端连接所述水箱，所述主机的水路端还连接供暖系统，所述水箱连接所述太阳能热水器。

所述水箱与所述太阳能热水器之间设有水泵，且所述水泵与所述主机通讯连接。

所述水箱与所述太阳能热水器之间设有电磁阀，且所述电磁阀与所述主机通讯连接。

所述主机包括内机和外机，所述内机具有冷媒端，所述内机的冷媒端与所述外机连接，所述水路端设于所述内机上。

所述供暖系统包括串联的风机盘管和地暖。

本发明还提供一种热水机系统的控制方法，所述热水机系统为上述所述的热水机系统，所述控制方法为：

根据用电时段，控制主机给水箱制热水，或控制太阳能热水器给水箱制热水以及控制主机给供暖系统供暖，或控制主机给水箱制热水以及控制主机给供暖系统供暖。

所述用电时段包括第一用电时段、第二用电时段、第三用电时段、第四用电时段和第五用电时段。

设水箱的当前温度为tx，水箱的目标温度为tx1，水箱的启动温差△tx=tx1-tx，水箱的预设启动温差为a，其特征在于，在第一用电时段，所述控制方法为：

当△tx≥a时，控制主机给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制主机为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制主机维持当前状态。

设水箱的当前温度为tx，水箱的目标温度为tx1，水箱的启动温差△tx=tx1-tx，水箱的预设启动温差为a；设室内的当前温度为ts，室内的目标温度为ts1，主机的启动温差△ts=ts1-ts，主机的预设启动温差为b，其特征在于，在第二用电时段，所述控制方法为：

当△tx≥a时，控制太阳能热水器给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制太阳能热水器为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制太阳能热水器维持当前状态；

当△ts≥b时，控制主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制主机为待机状态；

当-1＜△tx＜b时，控制主机维持当前状态。

设水箱的当前温度为tx，水箱的目标温度为tx1，水箱的启动温差△tx=tx1-tx，水箱的预设启动温差为a；设室内的当前温度为ts，室内的目标温度为ts1，主机的启动温差△ts=ts1-ts，主机的预设启动温差为b，其特征在于，在第三用电时段，所述控制方法为：

当△tx≥a时，控制太阳能热水器给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制太阳能热水器为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制太阳能热水器维持当前状态；

当△ts≥b时，控制主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制主机为待机状态；

当-1＜△tx＜b时，控制主机维持当前状态。

设水箱的当前温度为tx，水箱的目标温度为tx1，水箱的启动温差△tx=tx1-tx，水箱的预设启动温差为a，其特征在于，在第四用电时段，所述控制方法为：

当△tx≥a时，控制主机给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制主机给供暖系统供暖；

当0＜△tx＜a时，热水机系统维持当前状态。

设室内的当前温度为ts，室内的目标温度为ts1，主机的启动温差△ts=ts1-ts，主机的预设启动温差为b，其特征在于，在第五用电时段，所述控制方法为：

当△ts≥b时，控制主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制主机给水箱制热水；

当-1＜△tx＜b时，热水机系统维持当前状态。

本发明通过设置太阳能热水器和主机，在不同的用电时段，可以选择用太阳能热水器或电来给水箱制热水，从而来调整用电策略，消除系统频繁开关机的隐患，提高系统寿命，提高系统运行的可靠性，增加系统使用的安全性和舒适性，提高系统使用能效；而且还降低用户能耗和电费，进而降低客户使用成本，提高客户使用满意度，实现移锋填谷功能。

附图说明

图1为本发明实施例中热水机系统的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例中提出的热水机系统，包括主机1、太阳能热水器2、水箱3、供暖系统4，主机1包括内机101和外机102，内机101具有水路端和冷媒端，内机101的冷媒端与外机102连接，内机101的水路端连接水箱3，内机101的水路端还连接供暖系统4，水箱3连接太阳能热水器2。这样通过设置太阳能热水器和主机，在不同的用电时段，可以选择用太阳能热水器或电来给水箱制热水，从而来调整用电策略，消除系统频繁开关机的隐患，提高系统寿命，提高系统运行的可靠性，增加系统使用的安全性和舒适性，提高系统使用能效；而且还降低用户能耗和电费，进而降低客户使用成本，提高客户使用满意度，实现移锋填谷功能。

本实施例中，供暖系统4包括风机盘管401和地暖402，风机盘管401和地暖402串联，从内机101的水路端出来的热水依次通过风机盘管401和地暖402，再回到内机101。将风机盘管401与地暖402串联在一起能够为用户综合提供热力温度场，由于风机盘管401需求的温度一般高于地暖402，所以使得热水先通过风机盘管。

内机101、水箱3和风机盘管401之间设置有第一三通阀5，内机101、水箱3和地暖402之间设置有第二三通阀6，第一三通阀5与水箱3之间设有电磁阀8，第一三通阀5与风机盘管401之间设有电磁阀8，通过电磁阀来调节不同工况下的流量。

水箱3与太阳能热水器2之间设有水泵7和电磁阀8，且水泵7和电磁阀8与内机101通讯连接，水泵7和电磁阀8接收内机101的信号来进行工作。水泵7和电磁阀8设于连接水箱3与太阳能热水器2的同一管路上。

连接内机101与外机102的冷媒管路上设有截止阀9。

本发明还提供一种热水机系统的控制方法，热水机系统为上述的热水机系统，控制方法为：

根据用电时段，控制主机给水箱制热水，或控制太阳能热水器给水箱制热水以及控制主机给供暖系统供暖，或控制主机给水箱制热水以及控制主机给供暖系统供暖。这样在不同的用电时段，可以选择用太阳能热水器或电来给水箱制热水，从而来调整用电策略，消除系统频繁开关机的隐患，提高系统寿命。

本实施例中，用电时段包括第一用电时段（24:00-8:00时段）、第二用电时段（8:00-12:00时段）、第三用电时段（12:00-17:00时段）、第四用电时段（17:00-21:00时段）和第五用电时段（21:00-24:00时段）。

设水箱的当前温度为tx，水箱的目标温度为tx1，水箱的启动温差△tx=tx1-tx，水箱的预设启动温差为a（a为正数）；设室内的当前温度为ts，室内的目标温度为ts1，主机的启动温差△ts=ts1-ts，主机的预设启动温差为b（b为正数）。水箱内设置有第一温度传感器，第一温度传感器用于将水箱内的水温发送给内机；室内设置有第二温度传感器，第二温度传感器用于将室内温度发送给内机。

第一用电时段在低谷期，特点就是大多数用户已经进入休息中，空调（即内机和外机的组合）耗费非常小，且电价最便宜，利用主机进行制热水。在第一用电时段，控制方法为：

当△tx≥a时，控制主机给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制主机为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制主机维持当前状态。

第二用电时段在高峰期，特点就是大多数用户已经起来上班或者运动，空调功耗随着时间快速增长，且电价最贵，利用太阳能制热水，使用主机为室内供暖。在第二用电时段，控制方法为：

当△tx≥a时，控制太阳能热水器给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制太阳能热水器为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制太阳能热水器维持当前状态；

当△ts≥b时，控制主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制主机为待机状态；

当-1＜△tx＜b时，控制主机维持当前状态。

第三用电时段在平峰期，特点就是大多数用户在上班或者运动，空调功耗随着时间快速降低但是总体非常大，且电价相对较贵，利用太阳能制热水，使用主机为室内供暖。在第三用电时段，控制方法为：

当△tx≥a时，控制太阳能热水器给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制太阳能热水器为待机状态；

当0＜△tx＜a时，控制太阳能热水器维持当前状态；

当△ts≥b时，控制主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制主机为待机状态；

当-1＜△tx＜b时，控制主机维持当前状态。

第四用电时段在高峰期，特点就是大多数用户晚上都活动，空调功耗非常大，且电价最贵，此时太阳能系统已经不能使用了，利用主机制热水和为室内供暖。在第四用电时段，控制方法为：

当△tx≥a时，控制第一三通阀切换，将从内机流出的热水导向水箱，使主机给水箱制热水；

当△tx≤0时，控制第一三通阀切换，将从内机流出的热水导向风机盘管，使主机给供暖系统供暖；

当0＜△tx＜a时，热水机系统维持当前状态。

第五用电时段在平峰期，特点就是大多数用户晚上快进入熟睡，空调功耗非常大但是在降低，且电价相对较贵，此时太阳能系统已经不能使用了，利用主机制热水和为室内供暖。在第五用电时段，控制方法为：

当△ts≥b时，控制第一三通阀切换，将从内机流出的热水导向风机盘管，使主机给供暖系统供暖；

当△ts≤-1时，控制第一三通阀切换，将从内机流出的热水导向水箱，使主机给水箱制热水；

当-1＜△tx＜b时，热水机系统维持当前状态。

本发明将不同用电时段的电价因素切入在系统控制思路中，设计对应时段的调节策略，在不同的用电时段，可以选择用太阳能热水器或主机来给水箱制热水，从而来调整用电策略，消除系统频繁开关机的隐患，提高系统寿命，提高系统运行的可靠性，增加系统使用的安全性和舒适性，提高系统使用能效；而且还降低用户能耗和电费，进而降低客户使用成本，提高客户使用满意度，实现移锋填谷功能。

以上的具体实施例仅用以举例说明本发明的构思，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。