用于控制组合锅炉的方法和系统技术方案

一种组合锅炉将被加热的水提供给锅炉回路并且将家用热水（DHW）提供给家用水回路。组合锅炉包括被连接到锅炉回路的主要热交换器（PHE）和向主要热交换器提供热量的燃烧器。次要热交换器（SHE）将热能从锅炉回路传递到家用水回路。控制器监测PHE入口温度和DHW输出温度、获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值以及探测低温条件。响应于低温条件，通过使得被加热的水从PHE循环到SHE，开始预热操作。至少部分根据PHE的出口温度选择性地点火燃烧器。

Method and System for Controlling Combined Boiler

A combined boiler supplies heated water to the boiler loop and domestic hot water (DHW) to the domestic water loop. Combination boilers include primary heat exchangers (PHE) connected to the boiler circuit and burners that provide heat to the primary heat exchangers. Secondary heat exchanger (SHE) transfers heat energy from boiler loop to household water loop. The controller monitors PHE inlet temperature and DHW output temperature, obtains preheating initialization temperature threshold and preheating cancellation temperature threshold, and detects low temperature conditions. In response to low temperature conditions, the preheating operation is started by circulating the heated water from PHE to SHE. Fire burners are selected at least partially according to the exit temperature of PHE.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制组合锅炉的方法和系统
本专利技术大体涉及组合锅炉的控制操作。更具体地，本专利技术涉及提供一种组合锅炉控制件来减少其针对家用热水（DHW）要求达到期望的温度所用的时间量、管理低DHW流量汲取以及允许在组合锅炉系统内的热水循环（例如，再循环）。
技术介绍
当前组合锅炉实施方式难以管理在开始汲取热水之后其在期望的温度下供应水所用的时间。组合锅炉会依赖于流量开关或者流量传感器来识别何时已经开始DHW汲取并导致锅炉点火。然而，组合锅炉流量开关通常具有能够被探测到的最小流动速率。在所需的DHW流量小于流量开关的最小设定的情况下，锅炉将不点火并且单元将不提供被加热的水。此外，当DHW流量小于最小流量开关设定时，通常需要比组合锅炉燃烧器的最小点火速率更小的热输出。由于与组合锅炉一起使用恒温混合阀，所以不希望实现全部循环（和/或再循环）流通过组合锅炉的热水循环系统。这使得达到足以触发组合锅炉的流量开关的足够高的流量是不现实的。在组合锅炉中提供预热功能存在许多挑战。一种这样的挑战涉及避免组合锅炉的频繁点火循环和短的运行时间，否则这将导致主要燃烧热交换器的有问题的热循环并且可能降低锅炉的寿命。在一些组合锅炉和按需的水加热器中所用的当前预热方法需要手动或动态调度。然而，这种调度仅在如果DHW要求根据调度发生时有益。例如，如果在早上5:00时调度预热方法，则如果DHW要求发生在早上4:30时预热方法将是没有用的。其它预热方法取决于在特定时间间隔点火锅炉。然而，周期性点火不允许实现热水循环（和/或再循环）或者低流量DHW汲取。因此将需要一种组合锅炉来提供预热操作以减少针对DHW要求达到期望的设定点温度的时间、管理低流量DHW汲取以及允许热水循环/再循环。
技术实现思路
本文公开的专利技术可以通过如下来解决上述问题。在一种示例性实施例中，提供一种组合锅炉从而将被加热的水提供给锅炉回路并且将家用热水（DHW）提供给家用水回路。组合锅炉包括被构造成被连接到锅炉回路的主要热交换器和被构造成向主要热交换器提供热量的燃烧器。组合锅炉进一步包括被构造成将热能从锅炉回路传递到家用水回路的次要热交换器。控制器被包括为组合锅炉的一部分。控制器被构造成监测主要热交换器入口温度和DHW输出温度，以便获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值，并且当主要热交换器入口温度和DHW输出温度中的至少一个下降到预热初始化温度阈值以下时探测低温条件。控制器进一步被构造成通过使得被加热的水从主要热交换器循环到次要热交换器而响应于低温条件开始组合锅炉的预热操作，并且当主要热交换器入口温度和DHW输出温度二者均超过预热取消温度阈值时在不点火燃烧器的情况下结束预热操作。在另一示例性实施例中，提供一种用于控制组合锅炉的方法，该组合锅炉具有：被连接到锅炉回路的主要热交换器；被构造成向主要热交换器提供热量的燃烧器；以及被构造成将热能从锅炉回路传递到家用水回路的次要热交换器。该方法开始于在主要热交换器处存储被加热的水；获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值；以及监测主要热交换器入口温度和家用热水（DHW）输出温度。该方法包括：探测主要热交换器入口温度和DHW输出温度中的至少一个下降到预热初始化温度阈值以下；以及通过使得被加热的水从主要热交换器循环到次要热交换器来开始组合锅炉的预热操作。该方法进一步包括：当主要热交换器入口温度和DHW输出温度二者均超过预热取消温度阈值时在不点火燃烧器的情况下结束预热操作。在另外的示例性实施例中，提供一种用于控制组合锅炉的方法，该组合锅炉具有：被连接到锅炉回路的主要热交换器；被构造成向主要热交换器提供热量的燃烧器；以及被构造成将热能从锅炉回路传递到家用水回路的次要热交换器。该方法包括：在主要热交换器处存储被加热的水；获得预热初始化温度和最小出口温度阈值；以及监测主要热交换器入口温度和家用热水（DHW）输出温度。该方法通过探测主要热交换器入口温度和DHW输出温度中的至少一个下降到预热初始化温度阈值以下来继续。通过使得被加热的水从主要热交换器循环到次要热交换器来开始所述组合的预热操作。主要热交换器的出口温度被监测，并且当出口温度下降到最小出口温度阈值以下时点火燃烧器。本领域的技术人员在结合附图阅读以下公开内容时将更容易显而易见到本专利技术的许多其它目的、特征和优点。附图说明图1是示出根据示例性实施例的组合锅炉的图释性框图。图2示出用于控制组合锅炉的预热操作的示例性方法。图3示出用于根据DHW设定点温度操作组合锅炉的示例性过程。图4示出用于实现组合锅炉的循环时间间隔的示例性过程。图5示出根据示例性实施例的循环过程。图6示出用于控制组合锅炉的燃烧器点火的示例性过程。图7示出用于选择性结束组合锅炉的预热操作的示例性过程。图8示出用于提供对应于组合锅炉的预热操作的延时测量的示例性过程。图9示出用于通过组合锅炉来转向锅炉回路水的至少一部分的示例性控制过程。图10示出在执行预热操作期间用于执行优先化操作的示例性过程。图11示出当优先化操作被接收时控制燃烧器点火的示例性过程。图12示出用于提供对应于预热操作的预热计时器阈值的示例性控制方法。图13示出用于提供组合锅炉的基于流量的控制的示例性过程。图14示出用于提供组合锅炉控制和燃烧器点火的示例性过程。图15示出用于组合锅炉的示例性燃烧器点火控制过程。图16示出反映在提供组合锅炉控制时所用的温度阈值之间的关系的图表。图17示出用于组合锅炉的燃烧器在预热操作期间不点火的实施方式的示例性正时图。图18示出用于组合锅炉的燃烧器被点火的实施方式的示例性正时图。具体实施方式大体参考图1-18，现在可以详细描述本专利技术的各种示例性实施例。在各种附图可以描述实施例与其它实施例共用各种共同元件和特征的情况下，相似的元件和特征被给予相同附图标记并且下文可以省略其多余的描述。本文公开的各种实施例涉及用于控制组合锅炉的方法和系统。根据本公开的示例性实施方式可以减少提供处于期望的水温的热水所需的时间，例如通过将存储在组合锅炉的主要热交换器内的锅炉回路水维持在升高温度以便在开始热水要求时但在能够点火锅炉之前能够开始立即传递热。根据本公开的实施方式还可以识别何时发生与DHW输出有关的低流量条件并且操作组合锅炉的入口泵以便通过使用存储在主要热交换器处的锅炉回路水中的热能来初始满足DHW要求并且之后根据需要点火组合锅炉燃烧器以便补充存储的热能。本公开进一步提供了与提供热水循环/再循环以及提供可以最大化循环次数和运行次数同时仍提供满意操作的热存储有关的优点。根据本公开的一个方面，DHW汲取可以被探测到并且一个或更多个操作可以被执行，而不需要DHW流量开关，且因此可以解决与低流量DHW汲取有关的问题。图1示出了示出根据示例性实施例的组合锅炉的图释性框图。组合锅炉100被构造成控制与两个水回路有关的操作。第一回路是锅炉回路，其在组合锅炉100的输入BOILER_IN和组合锅炉100的输出BOILER_OUT处被连接到组合锅炉100。在各种实施例中，锅炉回路可以被构造成提供空间加热或者液体循环加热。组合锅炉100也包括用于提供饮用水的家用水回路。家用回路在组合锅炉100的输入DOMESTIC_IN处连接到组合锅炉100并且在输出DOMESTIC_OUT处从组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合锅炉，用于将被加热的水提供给锅炉回路并且将家用热水即DHW提供给家用水回路，所述组合锅炉包括：被构造成连接到所述锅炉回路的主要热交换器；被构造成向所述主要热交换器提供热量的燃烧器；被构造成将热能从所述锅炉回路传递到所述家用水回路的次要热交换器；以及控制器，所述控制器被构造成：监测主要热交换器入口温度和DHW输出温度；获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值；当所述主要热交换器入口温度和所述DHW输出温度中的至少一个下降到所述预热初始化温度阈值以下时探测低温条件；响应于所述低温条件，通过使得被加热的水从所述主要热交换器循环到所述次要热交换器来开始所述组合锅炉的预热操作；以及当所述主要热交换器入口温度和所述DHW输出温度二者均超过所述预热取消温度阈值时结束所述预热操作而不点火所述燃烧器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 US 15/2650551.一种组合锅炉，用于将被加热的水提供给锅炉回路并且将家用热水即DHW提供给家用水回路，所述组合锅炉包括：被构造成连接到所述锅炉回路的主要热交换器；被构造成向所述主要热交换器提供热量的燃烧器；被构造成将热能从所述锅炉回路传递到所述家用水回路的次要热交换器；以及控制器，所述控制器被构造成：监测主要热交换器入口温度和DHW输出温度；获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值；当所述主要热交换器入口温度和所述DHW输出温度中的至少一个下降到所述预热初始化温度阈值以下时探测低温条件；响应于所述低温条件，通过使得被加热的水从所述主要热交换器循环到所述次要热交换器来开始所述组合锅炉的预热操作；以及当所述主要热交换器入口温度和所述DHW输出温度二者均超过所述预热取消温度阈值时结束所述预热操作而不点火所述燃烧器。2.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：获得DHW设定点温度；以及至少部分基于所述DHW设定点温度来确定所述预热初始化温度阈值和所述预热取消温度阈值中的至少一个。3.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：获得循环时间间隔；以及在所述预热操作已经结束且对应于所述循环时间间隔的时间段已经期满之后，开始循环操作。4.根据权利要求3所述的组合锅炉，其中：所述主要热交换器包括被构造成存储所述被加热的水的存储容量；以及其中，在所述循环操作期间，所述控制器被构造成:获得与所述主要热交换器相关联的最小出口温度阈值；导致所述被加热的水从所述主要热交换器被输出；测量所述被加热的水的当前温度；以及当所述当前温度下降到所述最小出口温度阈值以下时选择性地点火所述燃烧器。5.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：获得最小出口温度阈值；监测所述主要热交换器的出口温度；以及当所述出口温度下降到所述最小出口温度阈值以下时在结束所述预热操作之前点火所述燃烧器。6.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：获得最大出口温度阈值；监测所述主要热交换器的出口温度；以及当所述出口温度超过所述最大出口温度阈值时结束所述预热操作。7.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：获得出口测量延迟时段；当所述预热操作开始时开始根据所述出口测量延迟时段的时间延迟；以及在所述延迟时段期满之后监测所述主要热交换器的出口温度。8.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述组合锅炉包括泵和流动转向阀，并且其中，所述控制器被构造成使得通过如下方式开始所述预热操作：确定估计的热量要求；操作所述泵以便使水在所述锅炉回路内循环；以及做出对所述流动转向阀的位置的测量或调节中的至少一者，以便确保被加热的水以对应于所述估计的热量要求的速率从所述主要热交换器流向所述次要热交换器。9.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器进一步被构造成：在所述预热操作正被执行的同时，接收具有比所述预热操作更高优先级的锅炉命令；中断所述预热操作并且执行对应于所述锅炉命令的优先化操作；以及在所述优先化操作已经完成之后恢复所述预热操作。10.根据权利要求9所述的组合锅炉，其中，所述控制器被构造成：作为所述优先化操作的一部分点火所述燃烧器；获得与所述优先化操作相关联的时间段；获得最大出口温度阈值；以及在恢复所述预热操作之后继续点火所述燃烧器直到如下中的至少一种情况：（i）所述时间段期满；以及（ii）所述出口温度超过所述最大出口温度阈值。11.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述控制器被构造成获得预热计时器阈值并且在对应于所述预热计时器阈值的时间段期间还没有点火所述燃烧器时在所述时间段之后结束所述预热操作。12.根据权利要求1所述的组合锅炉，进一步包括：与所述家用水回路相关联的流量开关；以及其中，所述控制器被构造成：（i）从所述流量开关获得DHW流动速率；（ii）获得DHW要求流动速率阈值；以及（iii）当所述DHW流动速率超过所述DHW要求流动速率阈值时结束所述预热操作并且点火所述燃烧器。13.根据权利要求1所述的组合锅炉，其中，所述主要热交换器包括被构造成存储所述被加热的水的存储容量。14.一种控制组合锅炉的方法，所述组合锅炉具有被连接到锅炉回路的主要热交换器、被构造成将热量提供至所述主要热交换器的燃烧器以及被构造成将热能从所述锅炉回路传递到家用水回路的次要热交换器，所述方法包括：(a)在所述主要热交换器处存储被加热的水；(b)获得预热初始化温度阈值和预热取消温度阈值；(c)监测主要热交换器入口温度和家用热水输出温度，即DHW输出温度；(d)...

【专利技术属性】
技术研发人员：CG加涅，
申请(专利权)人：烈骑有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US