一种模块水机及锅炉复合式热水系统及其控制方法与流程

本发明涉及热水系统技术领域，尤其是涉及一种模块水机及锅炉复合式热水系统及其控制方法。

背景技术：

现在，市场上大部分的模块水机在环境温度较低的情况下制取热水时，能效比较低，且为了保持较高的制热量，模块水机整体需要保持较高的运行负荷，在这种状态下模块水机极容易发生故障，导致模块水机的使用寿命大大降低；同时，模块水机机在环境温度较低的情况下制取较高温热水时能效低，耗电量大大增加，大大增加了用户的用电成本，且制热的效率和效果也较低。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有效降低成本的模块水机及锅炉复合式热水系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种模块水机及锅炉复合式热水系统的控制方法，包括以下步骤：所述热水系统开启工作，由所述模块水机对用水进行加热，同时，实时采集模块水机所处的环境温度t1和所述模块水机的水侧换热器的出水温度t2，当采集到的环境温度t1小于或等于预设定的环境温度值且采集到出水温度t2大于或等于预设定的出水温度值时，计算此时模块水机的运行成本，计算锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，将所述此时模块水机的运行成本与所述锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本进行比较，若此时模块水机的运行成本小于或等于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，继续由模块水机对用水进行加热，若此时模块水机的运行成本大于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，则切换至由锅炉对用水进行加热，控制模块水机停机。

进一步，所述计算此时模块水机的运行成本的步骤包括：检测此时模块水机当前的工作电压u和工作电流i，通过以下公式计算出模块水机当前的运行功率：p=u*i，再根据预先由用户输入的当地电费单价d1，通过以下公式计算出模块水机当前的单位时间运行电费w1：w1=p*d1，其中，所述模块水机当前的单位时间运行电费w1即为此时模块水机的运行成本。

进一步，所述计算锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本的步骤包括：检测此时模块水机的水侧换热器当前的进水温度t3、出水温度t2以及出水流量m，通过以下公式计算出模块水机当前的制热量q1：q1=4.18*m*（t2-t3），再根据预先由用户输入的当前使用的锅炉的燃烧热效率n，通过以下公式计算出锅炉产生与此时模块水机相等的制热量所需消耗的单位时间燃煤量l：l=q1÷n÷29300，进而根据预先由用户输入的当地标准燃煤的单价d2，通过以下公式计算出此时锅炉产生与此时模块水机相等的制热量的单位时间运行费用w2：w2=l*d2，其中，所述此时锅炉产生与此时模块水机相等的制热量的单位时间运行费用w2即为锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本。

进一步，所述预设定的环境温度值为-12℃。

进一步，所述预设定的出水温度值为45℃。

进一步，所述检测此时模块水机的水侧换热器当前的出水流量m的步骤包括：通过每过一定时间间隔向设于模块水机水侧换热器的出水管道上的流量计获取流量信息并记录下来，根据所记录的流量信息确定此时模块水机的水侧换热器当前的出水流量m。

进一步，还包括步骤：用户通过热水系统中预设有的输入模块输入当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n，若进行此时模块水机的运行成本的计算和锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本的计算时，用户没有对当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n进行重新输入修改，则当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n默认为上一次计算时的输入值。

进一步，在所述若此时模块水机的运行成本大于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，则切换至由锅炉对用水进行加热，模块水机停机的步骤之后，还包括有步骤：当模块水机的运行成本重新小于或等于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本时，则重新切换至由模块水机对用水进行加热，控制锅炉停机。

进一步，所述实时采集模块水机所处的环境温度t1的步骤包括：通过设于所述模块水机的空气侧换热器的壳体外部上的环境温度传感器采集模块水机所处的环境温度t1。

一种模块水机及锅炉复合式热水系统，所述热水系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时实现前述的一种模块水机及锅炉复合式热水系统的控制方法的步骤。

本发明对照现有技术的有益效果是，在环境温度较低，而所需制取的热水温度较高时，通过判断比较锅炉与模块水机的运行成本，选取运行成本较低的进行热水制备，有效降低用户的电费成本，解决了模块水机在环境温度较低而所需制取的热水温度较高时出现的能效较低，运行负荷和用电成本较高的问题，大大降低了模块水机发生故障的概率，增大了模块水机的使用寿命，提高了热水制备的效率和质量。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

参照附图1所示，本实施例为一种模块水机及锅炉复合式热水系统，包括分别模块水机、锅炉以及用水箱，其中，模块水机和锅炉分别用于对用水箱内储备的生活用水进行加热升温以获得热水；模块水机包括空气侧换热器、压缩机、节流件以及水侧换热器；模块水机和锅炉的结构均为本领域中已公开的常规结构，在此不再赘述。

在本实施例中，复合式热水系统还包括有控制模块水机和锅炉工作的控制系统，该控制系统包括有存储有控制程序的存储器、处理器、设于模块水机的空气侧换热器的壳体外部上的环境温度传感器、设于水侧换热器的出水口处的出水温度传感器和流量计、设于水侧换热器的进水口处的进水温度传感器以及输入模块（在本实施例中，输入模块为触控屏、按键输入模块或者语音输入模块），其中，处理器分别与存储器、环境温度传感器、出水温度传感器、进水温度传感器、流量计、用户输入模块、模块水机以及锅炉相电连接，处理器通过执行存储器内存储的控制程序，获取各个传感器、用户输入模块、模块水机以及锅炉的数据信息，并对模块水机和锅炉的工作进行控制，以使得模块水机和锅炉能合理地交替工作制热，实现能效和成本的最优化。

进一步地，本实施例的模块水机及锅炉复合式热水系统的控制方法如下：

热水系统开启工作，由模块水机对用水箱里的用水进行加热（此时，锅炉处于停机状态），同时，处理器通过环境温度传感器实时采集模块水机所处的环境温度t1和通过出水温度传感器实时采集模块水机的水侧换热器的出水温度t2，当采集到的环境温度t1小于或等于预设定的环境温度值（预设定的环境温度值为-12℃，通过多次试验得出）且采集到出水温度t2大于或等于预设定的出水温度值（预设定的出水温度值为45℃，通过多次试验得出）时，计算此时模块水机的运行成本，计算锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，将此时模块水机的运行成本与锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本进行比较，若此时模块水机的运行成本小于或等于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，继续由模块水机对用水进行加热，若此时模块水机的运行成本大于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本，则切换至由锅炉对用水进行加热，控制模块水机停机；当模块水机的运行成本重新小于或等于锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本时，则重新切换至由模块水机对用水进行加热，控制锅炉停机；

在本实施例中，计算此时模块水机的运行成本的步骤具体为：检测此时模块水机当前的工作电压u和工作电流i，通过以下公式计算出模块水机当前的运行功率：p=u*i，再根据预先由用户通过输入模块输入的当地电费单价d1（单位为元/kwh），通过以下公式计算出模块水机当前的单位时间运行电费w1：w1=p*d1，其中，模块水机当前的单位时间运行电费w1即为此时模块水机的运行成本；

在本实施例中，计算锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本的步骤具体为：检测此时模块水机的水侧换热器当前的进水温度t3、出水温度t2以及出水流量m（单位为kg/s），通过以下公式计算出模块水机当前的制热量q1（单位kw）：q1=4.18*m*（t2-t3）（其中，4.18为水的比热容，单位为kj/（kg*℃）），再根据预先由用户输入的当前使用的锅炉的燃烧热效率n，通过以下公式计算出锅炉产生与此时模块水机相等的制热量所需消耗的单位时间燃煤量l（单位为kg/s）：l=q1÷n÷29300（其中，29300为每公斤标准燃煤热值，单位为kj），进而根据预先由用户输入的当地标准燃煤的单价d2（单位为元/kg），通过以下公式计算出此时锅炉产生与此时模块水机相等的制热量的单位时间运行费用w2：w2=l*d2，其中，此时锅炉产生与此时模块水机相等的制热量的单位时间运行费用w2即为锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本。

在本实施例中，用户通过输入模块输入当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n，若进行此时模块水机的运行成本的计算和锅炉达到与此时模块水机等效的制热效果所需的运行成本的计算时，用户没有对当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n进行重新输入修改，则当地电费单价d1、输入当地标准燃煤的单价d2以及当前使用的锅炉的燃烧热效率n默认为上一次计算时的输入值。

在本实施例中，检测此时模块水机的水侧换热器当前的出水流量m的步骤具体为：通过每过一定时间间隔（一般为5s）向设于模块水机水侧换热器的出水管道上的流量计获取流量信息并记录下来，根据所记录的流量信息确定此时模块水机的水侧换热器当前的出水流量m。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。