一种最大化利用太阳能的热水系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种最大化利用太阳能的热水系统及其控制方法。该系统包括集热水箱、恒温水箱和若干太阳能集热器，集热水箱通过第一水管与冷水源连接，且其通过第二水管与太阳能集热器连接，第二水管上设有第一水泵和第一阀门组件，太阳能集热器分别通过第三水管和第四水管与集热水箱和恒温水箱连接，第三水管和第四水管上分别连接有第二阀门组件，集热水箱与恒温水箱之间连接有第四水管和第五水管，恒温水箱通过第六水管与备用加热装置。本发明专利技术在工作时，可实现太阳能的最大化利用，同时备用加热装置投入使用的时机更加合理，在保证供水温度调整响应迅速的同时，降低系统能耗，节能效果显著。果显著。果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种最大化利用太阳能的热水系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及太阳能的热水系统
，具体涉及一种最大化利用太阳能的热水系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]传统的太阳能集热装置通过将水存储在其顶部的水箱内，水箱内的水在白天利用太阳能加热，一般在夜晚洗澡使用，水箱内的水使用完毕后，再打开自来水进水阀门或启动补水泵运行来将向水箱内补水。近些年，有些企业单位为了节省成本，在如员工宿舍等区域对热水需求较多的场合也开始投入使用太阳能热水系统。
[0003]控制系统是太阳能集中热水工程的核心组成部分，直接影响着太阳能热水工程后期运行的稳定性，影响到太阳能热水工程的节能效果。随着国内公共建筑屋顶太阳能热水工程的普及，大量粗放、低端的控制系统也得以蔓延，导致很多太阳能热水工程并没有达到预期的节能效果。具体的，太阳能热水工程受到阴雨天气的影响，因此在项目设计、建设和运行阶段，需要配置辅助热源，并通过控制系统对整套设备进行控制管理。但目前大部分太阳能控制系统对加热方式控制粗放，未能实现太阳能系统的最大化利用。具体的，太阳能控制系统对辅助加热设备不合理控制，未实现优先利用太阳能，导致太阳能无法最大化利用。具体的，当水箱温度低于设定温度，辅助热源立即启动，保证水箱水温始终为设定温度，未考虑太阳能的利用情况，造成能源的浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种最大化利用太阳能的热水系统及其控制方法。
[0005]为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种最大化利用太阳能的热水系统，包括集热水箱、恒温水箱和若干太阳能集热器，所述集热水箱通过第一水管与冷水源连接，且其通过第二水管与太阳能集热器连接，所述第二水管上设有第一水泵和第一阀门组件，所述太阳能集热器分别通过第三水管和第四水管与集热水箱和恒温水箱连接，所述第三水管和第四水管上分别连接有第二阀门组件，所述集热水箱与恒温水箱之间连接有第四水管和第五水管，所述第四水管连接有第二水泵和第三阀门组件，所述恒温水箱通过第六水管与备用加热装置的进水口连接，所述第六水管上设有第三水泵和第四阀门组件，所述备用加热装置的出水口通过第七水管与恒温水箱连接，所述恒温水箱通过第八水管通往热水供应区域，所述太阳能集热器连接有第一温度传感器，所述集热水箱上设有第二温度传感器，所述恒温水箱上设有第三温度传感器，所述第一水泵、第二水泵、第二阀门组件、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和备用加热装置分别与太阳能控制柜连接，所述第三水泵与备用加热装置连接。
[0006]进一步的，所述集热水箱上还设有第一液位传感器，所述恒温水箱上设有第二液位传感器。
[0007]进一步的，所述第二水管上设有第四温度传感器。
[0008]进一步的，所述备用加热装置为热泵式备用加热装置。
[0009]进一步的，所述冷水源为自来水，所述第一管路上设有第五阀门组件，所述第五阀门组件与太阳能控制柜连接。
[0010]进一步的，所述第八水管上设有第四水泵和第六阀门组件，所述第四水泵与太阳能控制柜连接。
[0011]在第二方面，本专利技术提供了上述最大化利用太阳能的热水系统的控制方法，包括：
[0012](1)低水位补水
[0013]当集热水箱的水位低于设置的集水箱水位下限时，太阳能控制柜控制第五阀门组件开启，当集热水箱的水位达到集水箱水位时，控制第五阀门组件关闭；
[0014]当恒温水箱的水位低于设置水位下限时，太阳能控制柜控制第五阀门组件开启，冷水补入集热水箱内，然后通过集热水箱与恒温水箱之间的第五水管溢流至恒温水箱，当恒温水箱的水位达到恒温水箱水位上限时，太阳能控制柜控制第五阀门组件关闭；
[0015](2)太阳能集热器的控制
[0016]当太阳能集热器的水温－集热水箱的水温≥第一温差阈值时，太阳能控制柜控制第一水泵启动、第三水管上的第二阀门组件开启，期间，若集热水箱的水位低于设定的水位下限，或集热水箱温度达到设定的水温上限，或太阳能集热器的水温－集热水箱的水温≤第二温差阈值时，太阳能控制柜控制第一水泵停止、第三水管上的第二阀门组件关闭；
[0017](3)集热水箱与恒温水箱间的循环控制
[0018]当恒温水箱的水温≤设定的恒温水箱水温下限，且集热水箱的水温
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恒温水箱的水温≥第三温差阈值时，太阳能控制柜控制第二水泵启动，期间，若恒温水箱的水温≥设定的恒温水箱水温上限，则阳能控制柜控制第二水泵停止；
[0019](4)备用加热装置的控制
[0020]在早上8点
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下午16点，若恒温水箱的水温≥设定的第一启动温度，则太阳能控制柜控制备用加热装置停止；
[0021]若恒温水箱的水温＜设定的第一启动温度，先判断太阳能集热器的水温是否大于设定的高于设定的直供温度，若太阳能集热器的水温高于设定的直供温度，则太阳能控制柜首先控制第一水泵启动、第四水管上的第二阀门组件开启，使得太阳能集热器的热水直接流入恒温水箱内，当恒温水箱内的水温在设定的时间内仍低于设定的第一启动温度时，则太阳能控制柜控制备用加热装置启动，备用加热装置控制第三水泵启动，直至恒温水箱内的水温≥设定的第一启动温度时，备用加热装置控制第三水泵停止，太阳能控制柜控制备用加热装置，；
[0022]下午16点
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晚上22点，若恒温水箱的水温＜设定的第二启动温度，则太阳能控制柜控制备用加热装置运行，备用加热装置控制第三水泵启动，直至恒温水箱的水温≥设定的第二启动温度时，太阳能控制柜控制备用加热装置停止，备用加热装置控制第三水泵停止；
[0023]晚22点
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早6点，若集热水箱的水温＜设定的第二启动温度，则太阳能控制柜控制备用加热装置、第二水泵启动，备用加热装置控制第三水泵运行，直至集热水箱的水温≥设定的第二启动温度时，太阳能控制柜控制备用加热装置、第二水泵停止，备用加热装置控制第三水泵停止。
[0024]有益效果：本专利技术的系统集热水箱、恒温水箱、太阳能集热器和备用加热装置等部件，在工作时，可根据采集的水位信号实现自动补水控制，可根据采集的温度信号实现太阳能集热器、备用加热装置以及相应的水泵和阀门组件投入运行，可实现太阳能的最大化利用，同时备用加热装置投入使用的时机更加合理，在保证供水温度调整响应迅速的同时，降低系统能耗，节能效果显著。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例的最大化利用太阳能的热水系统的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0027]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种最大化利用太阳能的热水系统，包括集热水箱1、恒温水箱2和若干太阳能集热器3，若干太阳能集热器3优选以并联的方式连接。集热水箱1通过第一水管4与冷水源连接，集热水箱1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，包括集热水箱、恒温水箱和若干太阳能集热器，所述集热水箱通过第一水管与冷水源连接，且其通过第二水管与太阳能集热器连接，所述第二水管上设有第一水泵和第一阀门组件，所述太阳能集热器分别通过第三水管和第四水管与集热水箱和恒温水箱连接，所述第三水管和第四水管上分别连接有第二阀门组件，所述集热水箱与恒温水箱之间连接有第四水管和第五水管，所述第四水管连接有第二水泵和第三阀门组件，所述恒温水箱通过第六水管与备用加热装置的进水口连接，所述第六水管上设有第三水泵和第四阀门组件，所述备用加热装置的出水口通过第七水管与恒温水箱连接，所述恒温水箱通过第八水管通往热水供应区域，所述太阳能集热器连接有第一温度传感器，所述集热水箱上设有第二温度传感器，所述恒温水箱上设有第三温度传感器，所述第一水泵、第二水泵、第二阀门组件、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和备用加热装置分别与太阳能控制柜连接，所述第三水泵与备用加热装置连接。2.根据权利要求1所述的一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，所述集热水箱上还设有第一液位传感器，所述恒温水箱上设有第二液位传感器。3.根据权利要求1所述的一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，所述第二水管上设有第四温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，所述备用加热装置为热泵式备用加热装置。5.根据权利要求1所述的一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，所述冷水源为自来水，所述第一管路上设有第五阀门组件，所述第五阀门组件与太阳能控制柜连接。6.根据权利要求1所述的一种最大化利用太阳能的热水系统，其特征在于，所述第八水管上设有第四水泵和第六阀门组件，所述第四水泵与太阳能控制柜连接。7.一种如权利要求1所述的最大化利用太阳能的热水系统的控制方法，其特征在于，包括：(1)低水位补水当集热水箱的水位低于设置的集水箱水位下限时，太阳能控制柜控制第五阀门组件开启，当集热水箱的水位达到集水箱水位时，控制第五阀门组件关闭；当恒温水箱的水位低于设置水位下限时，太阳能控制柜控制第五阀门组件开启，冷水补入集热水箱内，然后通过集热水箱与恒温水箱之间的第五水管溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，王志伟，蒋雯雯，
申请(专利权)人：南京科之峰节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：