用于组合锅炉的基于需求的控制的方法和系统技术方案

组合锅炉将被加热的水提供给锅炉回路并且将被加热的家用热水（DHW）提供给DHW回路。主要热交换器被连接到锅炉回路。燃烧器向主要热交换器提供热量，并且输入风扇向燃烧器供应燃料和空气混合物。次要热交换器将热能从锅炉回路传递到家用水回路。控制器确定锅炉回路流动速率。控制器测量锅炉回路的输入温度、锅炉回路的输出温度和家用水回路的DHW输出温度。控制器确定DHW输入温度并且估计DHW流动速率。输入风扇速度根据对应于DHW流动速率的燃烧器的所需热量输出被初始化或操作。

Method and system of demand-based control for combined boilers

The combined boiler supplies the heated water to the boiler loop and the heated domestic hot water (DHW) to the DHW loop. The main heat exchanger is connected to the boiler circuit. The burner provides heat to the main heat exchanger, and the input fan supplies fuel and air mixture to the burner. Secondary heat exchangers transfer heat energy from the boiler loop to the domestic water loop. The controller determines the flow rate of the boiler loop. The controller measures the input temperature of the boiler circuit, the output temperature of the boiler circuit and the DHW output temperature of the household water circuit. The controller determines the DHW input temperature and estimates the DHW flow rate. The input fan speed is initialized or operated according to the required heat output of the burner corresponding to the DHW flow rate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组合锅炉的基于需求的控制的方法和系统
本专利技术总体涉及控制用于组合锅炉的燃烧器风扇控制件。更具体地，本专利技术涉及基于估计的DHW流动速率、DHW设定点和DHW输出温度的误差针对家用热水（DHW）需求适当地初始化、修改或控制组合锅炉的输入风扇的点火速率。
技术介绍
当前组合锅炉实施方式具有与在试图提供处于期望的设定点温度的DHW时初始地且连续地负调（undershoot）和超调被加热的水温相关联的缺点。一种尝试方案是，在组合锅炉内提供DHW输出流量传感器以便确定DHW输出流动速率并且使用直接测量的DHW输出流动速率来调整锅炉回路温度以补偿DHW输出流动速率。然而，提供DHW流量传感器会增加组合锅炉的成本和复杂性二者。此外，流量传感器通常具有最小流动速率探测阈值，该流量传感器无法探测到在该最小流动速率探测阈值以下的当前流动速率。因此，低DHW输出流动速率无法被探测并且被加热的DHW输出可能被显著延迟或者DHW输出可能在提供被加热的水之前被终止。组合锅炉还出现仅成比例地初始化燃烧器输入速率（例如，风扇速度）的问题。例如，如果当燃烧器点火时DHW输出温度接近设定点温度，则燃烧器的输入风扇可以以低输入速率初始化，从而导致明显的DHW输出温度负调。当存在低DHW输出流动速率时或者当初始DHW输出温度明显低于设定点温度时，组合燃烧器会明显超调DHW输出温度。因此将期望一种在最小超调或负调DHW输出设定点温度的情况下尽可能快地提供被加热的水的组合锅炉。
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，提供一种控制组合锅炉中的家用热水（DHW）输出温度的方法，所述组合锅炉包括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主要热交换器的燃烧器、被构造成向燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇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。该方法包括首先确定锅炉回路流动速率。测量主要热交换器的输入温度、主要热交换器的输出温度和次要热交换器的DHW输出温度。DHW输入温度被确定，并且至少部分基于锅炉回路流动速率、主要热交换器的输入温度、主要热交换器的输出温度以及在DHW输出温度和DHW输入温度之间的差来估计DHW流动速率。输入风扇根据对应于DHW流动速率的燃烧器的所需热量输出被初始化或操作。在另一示例性实施例中，组合锅炉系统被构造成向锅炉回路提供被加热的水并且向DHW回路提供被加热的家用热水（DHW）。组合锅炉系统包括被连接到锅炉回路的主要热交换器。组合锅炉系统进一步包括被构造成向主要热交换器提供热量的燃烧器和被构造成向燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇。组合锅炉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以及控制器。控制器被构造成确定锅炉回路流动速率。控制器进一步被构造成测量锅炉回路的输入温度、锅炉回路的输出温度和家用水回路的DHW输出温度。控制器被构造成确定DHW输入温度，并且至少部分基于锅炉回路流动速率、锅炉回路的输入温度、锅炉回路的输出温度以及在DHW输出温度和DHW输入温度之间的差来估计DHW流动速率。控制器进一步被构造成根据对应于DHW流动速率的燃烧器的所需热量输出来操作输入风扇。在另外的示例性实施例中，提供一种控制组合锅炉中的家用热水（DHW）输出温度的方法。所述组合锅炉包括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主要热交换器的燃烧器、被构造成向燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇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。方法通过初始化家用水回路流动和锅炉回路流动而开始。测量主要热交换器的入口温度和出口温度。测量次要热交换器的DHW输出温度。基于锅炉回路流动速率、基于入口温度和出口温度的锅炉回路温度差和在DHW输出温度和DHW输入温度之间的DHW温度差来确定DHW流动速率。计算与燃烧器相关联的所需热量输出，所需热量输出被限定为DHW流动速率乘以在DHW输出温度和DHW输入温度之间的差。以对应于所需热量输出的风扇速率来初始化、修改或以其它方式控制输入风扇。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是呈现根据示例性实施例的用于控制组合锅炉的输入风扇的过程的流程图。图3是呈现根据实施例的用于燃烧器初始化的示例性锅炉回路流动速率确定过程的流程图。图4是呈现根据示例性实施例的示例性DHW输出温度误差校正过程的流程图。图5是呈现根据示例性实施例的用于控制组合锅炉的输入风扇的过程的流程图。具体实施方式大体参考图1-5，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组合锅炉的基于需求的初始化的方法和系统。在本文描述的实施例中，家用热水（DHW）输出温度传感器可以被用于探测组合锅炉的DHW输出温度。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处从组合锅炉100输出。虽然被描述为回路，不过应该意识到家用回路可以采用闭合或开放流动回路的形式。例如，家用回路可以包括一个或更多个家用水输入区段，其被构造成将家用水输入到家用水回路中。在操作中，组合锅炉100被构造成将热能从锅炉回路提供到家用回路以便提供被加热的家用热水（DHW）输出。锅炉回路水在BOILER_IN处被输入到组合锅炉100并且流向主要热交换器（PHE）入口温度传感器102。虽然在图1中被示为位于组合锅炉100内，不过应该意识到PHE入口温度传感器102可以物理上位于组合锅炉100内部或外部而均没有背离本公开的精神和范围。经探测的PHE入口温度T1由PHE入口温度传感器102测量。在通过主要热交换器入口温度传感器102之后，锅炉回路水流向入口泵104。在各种实施例中，入口泵104被构造成调节在锅炉回路中的锅炉水的流动速率。入口泵104的输出（在图1中也被示为PHE_IN）继续至主要热交换器106。主要热交换器106可以采用壳-管式热交换器、板式热交换器、板-壳式热交换器、火管燃烧热交换器、水管燃烧热交换器、隔热轮式热交换器、板翅式热交换器、枕板式热交换器、流体热交换器、废热回收热交换器、动态刮削表面热交换器、相变热交换器、直接接触热交换器、微通道热交换器或者能够将热能传递给锅炉回路水的任何其它物理装置的形式。主要热交换器106包括或以其它方式连接到燃烧器108或被构造成提供热量的其它热源。燃烧器108被构造成加热锅炉回路中含有的水。燃烧器108可以被构造成包括输入风扇110。虽然被描述为风扇，不过应该意识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制组合锅炉中的家用热水输出温度的方法，所述家用热水即DHW，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、被构造成向所述燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇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：确定锅炉回路流动速率；测量所述主要热交换器的输入温度、所述主要热交换器的输出温度和所述次要热交换器的DHW输出温度；确定DHW输入温度；至少部分基于所述锅炉回路流动速率、所述主要热交换器的所述输入温度、所述主要热交换器的所述输出温度以及在所述DHW输出温度和所述DHW输入温度之间的差来估计DHW流动速率；以及根据对应于所述DHW流动速率的所述燃烧器的所需热量输出来操作所述输入风扇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 US 15/2650291.一种控制组合锅炉中的家用热水输出温度的方法，所述家用热水即DHW，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、被构造成向所述燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇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：确定锅炉回路流动速率；测量所述主要热交换器的输入温度、所述主要热交换器的输出温度和所述次要热交换器的DHW输出温度；确定DHW输入温度；至少部分基于所述锅炉回路流动速率、所述主要热交换器的所述输入温度、所述主要热交换器的所述输出温度以及在所述DHW输出温度和所述DHW输入温度之间的差来估计DHW流动速率；以及根据对应于所述DHW流动速率的所述燃烧器的所需热量输出来操作所述输入风扇。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述DHW输入温度包括假定或者测量所述DHW输入温度中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锅炉回路包括入口泵和流动转向阀，并且其中，至少部分基于所述入口泵和所述流动转向阀中的至少一个的操作特性来确定锅炉回路流动速率。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述锅炉回路流动速率对应于经由所述流动转向阀通过所述次要热交换器的锅炉回路水的流动速率。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：比较所述DHW输出温度与DHW设定点温度以确定误差量；以及基于所述误差量来选择性地修改所述组合锅炉的操作。6.根据权利要求5所述的方法，其中，至少部分基于所述误差量来修改所述输入风扇的风扇速度。7.根据权利要求5所述的方法，其中，至少部分基于所述误差量来修改假定的DHW输入温度。8.一种用于将被加热的水提供给锅炉回路并且将被加热的家用热水即DHW提供给DHW回路的组合锅炉系统，所述组合锅炉系统包括：被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；被构造成向所述燃烧器供应燃料和空气混合物的输入风扇；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；以及控制器，所述控制器被构造成：确定锅炉回路流动速率；测量所述锅炉回路的输入温度、所述锅炉回路的输出温度和所述家用水回路的DHW输出温度；确定DHW输入温度；至少部分基于所述锅炉回路流动速率、所述锅炉回路的所述输入温度、所述锅炉回路的所述输出温度以及在所述DHW输出温度和所述DHW输入温度之间的差来估计DHW流动速率；以及根据对应于所述DHW流动速率的所述燃烧器的所需热量输出来操作所述输入风扇。9.根据权利要求8所述的组合锅炉系统，其中，所述控制器被构造成通过假定或者测量所述DHW输入温度中的至少一种来确定所述DH...

【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