一种处理器、复合式热水供应系统及其运行方法与流程

本发明属于热水系统，尤其是涉及一种太阳能热水器与热泵热水器相结合的复合式热水供应系统及其运行方法，以及该系统中的处理器。

背景技术：

目前市场上的属于节能热水器的主要有太阳能热水器、热泵热水器，以及太阳能和热泵相结合的热水器，他们既有自己的优点又有自己的缺点。

太阳能热水器：利用太阳能加热水，使用成本低，但受气候影响大，当无太阳或阳光不充足时，水温低，并且热水一旦用完后，需等很长时间才能使用，不能满足连续使用的要求。

热泵热水器：利用热泵原理来加热水，年均制热效率一般可达到300％以上，其受气候影响小，且当热水温度低时立即进行再次加热，满足连续使用的要求，但是其随着热水温度上升，能效比是逐渐下降，且使用成本高于太阳能。

太阳能和热泵结合的热水器：操作时，可以先用太阳能对水进行一次加热，然后再利用热泵对水进行二次加热；也可以同时使用太阳能和热泵来制热，该类热水器与纯热泵热水器相比，降低了耗电量提升了能效比。但是其存在以下缺点：1、未充分利用热泵制热水时水温越低能效比越高的特性；2、太阳能加热热水后，热水的温度不受控，有可能导致温度过高，使用时造成烫伤。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是针对上述问题，提供一种解决上述的现有的太阳能和热泵结合的热水器所存在的问题的复合式热水供应系统的运行方法。

本发明的第二个目的是提供一种执行上述运行方法的处理器。

本发明的第三个目的是提供一种具有上述处理器的复合式热水供应系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的复合式热水供应系统的运行方法，本复合式热水供应系统包括太阳能热水器和热泵热水器，其特征在于：太阳能热水器和热泵热水器之间通过进水管和出水管形成一个水路循环，进水管上设有循环水泵，运行方法包括以下步骤：

系统初始化，上机开电，将预设的用于记录热泵热水器中的热泵水箱中的水温的t1、太阳能热水器中的太阳能水箱中的水温的t2、太阳能热水器中的热量赋予热泵水箱内的水后所能提高的最大水温增加值δt1当前最大升温、用户预先设定的热泵水箱中的水所需达到的预设水温ts相对于当前测定的热泵水箱中的水温t1的差值δt1当前温差的值初始化为0；

开启热泵热水器内的压缩机，对热泵水箱内的水进行加热，直至热泵水箱内的水温t1达到用户预先设定的预设水温ts，停止热泵热水器内的压缩机的运行；

每隔设定的时间段t温度检测通过相应的温度传感器获取t1和t2的值，并结合预设的ts、热泵水箱的容积v1、太阳能水箱的容积v2来获得δt1当前最大升温和δt1当前温差，并存储；

根据上述获取的数据控制本供应系统中的循环水泵和/或压缩机的工作状态，重复上一个步骤，直至本系统停止运行。

在上述的复合式热水供应系统的运行方法中，控制本供应系统中的循环水泵和/或压缩机的工作状态包括以下步骤：

若δt1当前温差≤0，在将循环水泵和压缩机的当前工作状态控制为停止状态后，退出本控制步骤，否则转入下述的步骤；

若δt1当前最大升温≥δt1当前温差，则将压缩机的当前工作状态控制为停止状态，将循环水泵的当前工作状态控制为运行状态，否则转入下述的步骤；

若δt1当前最大升温＜δt1当前温差，则将循环水泵的当前工作状态控制为停止状态，将压缩机的当前工作状态控制为运行状态，进行热泵制热水。

在上述的复合式热水供应系统的运行方法中，控制本供应系统中的循环水泵和/或压缩机的启闭步骤还包括：在判断是否满足条件δt1当前温差≤0之前，先判断是否满足条件t2≥t2max，这里的t2max为预设的太阳能水箱中的水温升高后的一个高温警戒值，若满足，则在将压缩机的当前状态控制为停止状态、循环水泵的当前状态控制为运行状态后，退出本控制步骤，否则转入本控制步骤中的其它步骤中。

在上述的复合式热水供应系统的运行方法中，δt1当前最大升温的值由下列公式计算所得：δt1当前最大升温＝((t2-ts)*v2)/v1。

上述的处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的运行方法中的步骤。

上述的复合式热水供应系统，包括太阳能热水器和热泵热水器，太阳能热水器内设有太阳能水温温度传感器，热泵热水器内设有热泵水温温度传感器，其特征在于：太阳能热水器和热泵热水器之间通过进水管和出水管形成一个水路循环，进水管上设有使的太阳能热水器和热泵热水器内的水通过进水管和出水管形成循环流动的循环水泵，热泵热水器中的热泵机组中的控制箱内设有上述的处理器。

与现有技术相比，本处理器、复合式热水供应系统及其运行方法的优点在于：

1、通过太阳能热水器中的太阳能集热器收集太阳能，加热太阳能水箱的水，然后储存起来，利用循环水泵，控制热量输出，确保太阳能用于热泵水箱中的热水后端加热，提升系统的整体能效，实现节能；

2、通过太阳能热水器中的太阳能水温温度传感器记录太阳能水箱的水温，并计算太阳能热水器中的热量赋予热泵水箱内的水后所能提高的最大水温增加值，当热水水箱中的水温降低时，通过计算确保热水水箱中的水温度达到设定温度时，热泵机组运行时所需达到的最高热水温度，以提升机组的整体能效，实现节能；

3、当太阳能水箱中的水温过高时，通过启动循环水泵，将热量传递至热水水箱，避免太阳能水箱中的水温过高，导致的热能浪费，实现节能；

4、太阳能水箱的热水与热泵水箱热水通过循环水泵实现强制对流换热，提升换热效率，缩短加热时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1提供了本发明实施例中的工作原理图。

图中，热泵热水器a、太阳能热水器b、外置式换热器1、热泵水箱2、压缩机3、蒸发器4、风扇5、热泵水温温度传感器6、循环水泵7、太阳能水箱8、太阳能水温温度传感器9、太阳能集热器10、节流阀11、进水管12、出水管13。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本方法中的复合式热水供应系统包括太阳能热水器b和热泵热水器a，太阳能热水器b和热泵热水器a之间通过进水管12和出水管13形成一个水路循环，进水管12上设有循环水泵7，热泵热水器a包括外置式换热器1、热泵水箱2、压缩机3、蒸发器4、风扇5、节流阀11和热泵水温温度传感器6，太阳能热水器b包括太阳能水箱8、太阳能水温温度传感器9和太阳能集热器10。

本复合式热水供应系统的运行方法，包括以下步骤：

系统初始化，上机开电，将预设的用于记录热泵热水器a中的热泵水箱2中的水温的t1、太阳能热水器b中的太阳能水箱8中的水温的t2、太阳能热水器b中的热量赋予热泵水箱2内的水后所能提高的最大水温增加值δt1当前最大升温、用户预先设定的热泵水箱2中的水所需达到的预设水温ts相对于当前测定的热泵水箱2中的水温t1的差值δt1当前温差的值初始化为0；

开启热泵热水器a内的压缩机3，对热泵水箱2内的水进行加热，直至热泵水箱2内的水温t1达到用户预先设定的预设水温ts，停止热泵热水器a内的压缩机3的运行；

每隔设定的时间段t温度检测通过相应的温度传感器获取t1和t2的值，并结合预设的ts、热泵水箱2的容积v1、太阳能水箱8的容积v2来获得δt1当前最大升温和δt1当前温差，并存储；

根据上述获取的数据控制本供应系统中的循环水泵7和/或压缩机3的工作状态，重复上一个步骤，直至本系统停止运行。

另外地，控制本供应系统中的循环水泵7和/或压缩机3的工作状态包括以下步骤：

若δt1当前温差≤0，在将循环水泵7和压缩机3的当前工作状态控制为停止状态后，退出本控制步骤，否则转入下述的步骤；

若δt1当前最大升温≥δt1当前温差，则将压缩机3的当前工作状态控制为停止状态，将循环水泵7的当前工作状态控制为运行状态，否则转入下述的步骤；

若δt1当前最大升温＜δt1当前温差，则将循环水泵7的当前工作状态控制为停止状态，将压缩机3的当前工作状态控制为运行状态，进行热泵制热水。

优选地，控制本供应系统中的循环水泵7和/或压缩机3的启闭步骤还包括：在判断是否满足条件δt1当前温差≤0之前，先判断是否满足条件t2≥t2max，若满足，则在将压缩机3的当前状态控制为停止状态、循环水泵7的当前状态控制为运行状态后，退出本控制步骤，否则转入本控制步骤中的其它步骤中，这里的t2max为预设的太阳能水箱8中的水温的升高后的一个高温警戒值，因为当天气好的时候，太阳能水箱8中的水温可以很高，此时如果热泵水箱2的水温达到了设定水温ts，这时若是根据前述的控制本供应系统中的循环水泵7和/或压缩机3的工作状态的方法的话，循环水泵7是不会运行的，如果循环水泵7不运行，那么太阳能水箱8里的水温会继续升高，随着水温升高会导致太阳能水箱8与空气之间的散热增加，导致热量浪费加大，如果太阳能水箱8中的水温达到100℃，这时水就会沸腾汽化，并从太阳能水箱8顶部的排气阀处排走，导致热量更大的浪费，因此通过设置t2max，当太阳能水箱8内的水温超过t2max时，及时启动循环水泵7，以便将太阳能水箱8里的热量传递到热泵水箱2，可降低热量浪费。

另外地，δt1当前最大升温的值由下列公式计算所得：δt1当前最大升温＝((t2-ts)*v2)/v1。

本处理器的具体实施方式包括但不限于如下的实施例。

本处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的运行方法中的步骤。

本复合式热水供应系统的具体实施方式包括但不限于如下的实施例。

如图1所示，本复合式热水供应系统，包括太阳能热水器b和热泵热水器a，太阳能热水器b内设有太阳能水温温度传感器9，热泵热水器a内设有热泵水温温度传感器6，太阳能热水器b和热泵热水器a之间通过进水管12和出水管13形成一个水路循环，进水管12上设有使的太阳能热水器b和热泵热水器a内的水通过进水管12和出水管13形成循环流动的循环水泵7，热泵热水器中的热泵机组中的控制箱内设有上述的处理器。

下面结合具体案例说明白本发明在实际中的运用及效果。

太阳能水箱8的容积v2为100l，预设的太阳能水箱8中的水温升高后的一个高温警戒值t2max为80℃，热泵水箱2的容积v1＝200l，用户设定的热泵水箱2中的水所需达到的水温ts为55℃，热泵机组初次开机，热泵机组将热泵水箱2中的水温加热到t1为55℃后停机，当太阳能热水器b安装完成并启用后，太阳能水箱8中的水通过太阳能板或太阳能换热管，吸收太阳能，加热太阳能水箱8中的水，使其水温上升，在循环水泵7未启动的情况，其水温一直处于上升中，每隔设定的时间段t温度检测用太阳能水温温度传感器9检测太阳能水箱8内的水温t2，并根据检测到得温度t2进行相应操作。

假定用户白天一直未使用热水，那么当太阳能水箱8的热水温度大于80℃时，循环水泵7开始得电运行，此时太阳能水箱8的水温下降，热泵水箱2的水温上升，直到t2＝(80*100+55*200)/(200+100)≈63℃，当用户使用热水时，热泵水箱2中的水温由于15℃冷水的补入，水温下降值δt1当前温差为5℃，此时内置控制器按照如下公式计算获得当前太阳能热水器b中的热量赋予热泵水箱2内的水后，其所能提高的最大水温增加值δt1当前最大升温：

δt1当前最大升温＝((t2-ts)*v2)/v1＝((63℃-55℃)*100l)/200l＝4℃，

由4℃小于5℃，那么开启热泵机组中的压缩机3运行，将热泵水箱2的水温加热到51℃，然后关闭热泵机组中的压缩机3，开启循环水泵7，用太阳能水箱8中的热水加热热泵水箱2中的热水，使其达到55℃，用户总共放出的63℃热水容积为：

((63℃-50℃)*200l)/(60℃-15℃)≈54l，

转为为55℃的热水容积为：(63℃*54l)/55℃＝62l。

而以常规热泵热水器为例，假如其水箱为200升，用户设定的水温为55℃，当水温下降到50℃时，能放出的55℃热水容积为：

(55℃-50℃)*200l)/(55℃-15℃)＝25l，

由上述可知，采用常规的热泵热水器加热热水，在与本发明同等能效的情况下，其将50℃热水再次加热到55℃的功率约是加热到51℃的5倍。

因此采用本发明的复合式热水供应系统，在产生相同1l容积的55℃热水时，其耗电量约为同等能效常规热泵热水器的：

(1/62l)/(5/25l)≈8％，

上述的1比5的含义，是指每提升热泵水箱2的水温1℃，本发明的复合式热水供应系统中的热泵机组所消耗的电能与常规的热泵热水器所消耗的电能的比值。

通过上述案例可以明显的看出，本发明的复合式热水供应系统相比同等能效的常规热泵热水器可大幅降低能效。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了热泵热水器a、太阳能热水器b、外置式换热器1、热泵水箱2、压缩机3、蒸发器4、风扇5、热泵水温温度传感器6、循环水泵7、太阳能水箱8、太阳能水温温度传感器9、太阳能集热器10、节流阀11、进水管12、出水管13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。