專利名稱：太陽能熱水器用熱水裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及到一種與太陽能熱水器相配套使用的熱水裝置及其控制方法。
背景技術：
一般家用太陽能熱水器依賴太陽光提供能量來加熱水。其熱水水溫取決于陽光的強弱以及陽光照射的長短。一般來說，夏天水溫高，冬天水溫低；晴天水溫高，陰雨天水溫低。所以就會出現在冬天或陰雨天時，太陽能熱水器不能提供足夠熱的熱水。而且在特別冷得天氣里，太陽能熱水器會出現水管結凍，以致不能提供熱水?，F在很多太陽能熱水器帶有電加熱，但這種電加熱具有以下缺點電加熱為手動，需要用戶自己打開電加熱裝置。如果用戶忘記，則無熱水可用。電加熱所需時間長，通常最少需要I 2小時，不能及時提供熱水。電加熱是將太陽能熱水器里的所有水都加熱，但用戶通常不需要馬上使用太陽能熱水器里所有的水。這樣就會浪費不必要的電能。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能全天候為用戶快速提供熱水、并且能節省電能的太陽能熱水器用熱水裝置及其控制方法。為解決上述問題，本發明采用的技術方案是太陽能熱水器用熱水裝置，包括熱水進水管、熱水流量調節裝置、冷水進水管、冷水流量調節裝置、中間管、電加熱裝置和出水管，所述熱水進水管的一端與太陽能熱水器的出水口相連接，熱水進水管的另一端與熱水流量調節裝置的進口相連接，冷水進水管的一端是冷水入水口，另一端與冷水流量調節裝置的進口相連接，熱水流量調節裝置的出口和冷水流量調節裝置的出口相交接并且其交接處連接中間管的一端，中間管的另一端與電加熱裝置的入水口相連接，電加熱裝置的出水口與出水管的一端相連接，出水管的另一端為出水口，中間管上設置有中間溫度傳感器和流量傳感器，出水管上設置有出水溫度傳感器。上述的太陽能熱水器用熱水裝置的控制方法，包括如下步驟開機后，冷水流量調節裝置控制冷水進水管關閉，熱水流量調節裝置控制熱水進水管打開，流量傳感器檢測中間管中的流量，如無流量，則熱水流量調節裝置控制熱水進水管關閉，冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，電加熱裝置同時工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度；如有流量，則中間溫度傳感器檢測中間管中的水溫，當水溫低于用戶設定所需溫度時，電加熱裝置工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度；當水溫略低于用戶設定所需溫度時，可以使冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，將冷水和熱水先混合至某一預混合溫度和設定流量，再由電加熱裝置進行加熱至所需溫度；當水溫高于用戶設定所需溫度時， 電加熱裝置停止工作，冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，通過冷水流量調節裝置和熱水流量調節裝置分別對冷水進水管和熱水進水管的流量進行調節，以達到對出水溫度及流量的控制。在電加熱裝置工作時，有三種控制方法水流控制式、功率控制式和混合式；水流控制式為在電加熱裝置功率一定，通過控制流量來達到出水溫度控制；功率控制式為在流量一定，通過對電加熱裝置功率的調節來達到出水溫度控制；混合式為水流控制式和功率控制式同時使用，通過對電加熱裝置功率和流量同時進行調節來達到出水溫度控制。本發明的有益效果是上述的太陽能熱水器用熱水裝置，其結構簡單、使用方便， 無論太陽能熱水器的水管是否結凍，均能夠在全天候為用戶快速提供熱水；其工作模式可根據太陽能熱水器的水溫情況自動切換，并且可節省電能。


圖I是本發明太陽能熱水器用熱水裝置的原理結構示意圖；圖2是本發明太陽能熱水器用熱水裝置的控制流程圖；圖中1、熱水進水管，2、冷水進水管，3、中間管，4、出水管，5、太陽能熱水器，6、電加熱裝置，7、出水口，8、冷水入水口，9、熱水流量調節裝置，10、冷水流量調節裝置，11、中間溫度傳感器，12、流量傳感器，13、出水溫度傳感器。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明太陽能熱水器用熱水裝置及其控制方法作進一步的詳細描述。如圖I所示，太陽能熱水器用熱水裝置，包括熱水進水管I、熱水流量調節裝置9、 冷水進水管2、冷水流量調節裝置10、中間管3、電加熱裝置6和出水管4，熱水進水管I的一端與太陽能熱水器5的出水口相連接，熱水進水管I的另一端與熱水流量調節裝置9的進口相連接，冷水進水管2的一端是冷水入水口 8，另一端與冷水流量調節裝置10的進口相連接，熱水流量調節裝置9的出口和冷水流量調節裝置10的出口相交接并且其交接處連接中間管3的一端，中間管3的另一端與電加熱裝置6的入水口相連接，電加熱裝置6的出水口與出水管4的一端相連接，出水管4的另一端為出水口 7，中間管3上設置有中間溫度傳感器11和流量傳感器12，出水管4上設置有出水溫度傳感器13。如圖2所示，上述的太陽能熱水器用熱水裝置的控制方法，包括如下步驟開機后，冷水流量調節裝置10控制冷水進水管2關閉，熱水流量調節裝置9控制熱水進水管I 打開，流量傳感器12檢測中間管3中的流量。如無流量，則說明太陽能熱水器5的水管凍結，則進入模式4，熱水流量調節裝置9 控制熱水進水管I關閉，冷水流量調節裝置10控制冷水進水管2打開，電加熱裝置6同時工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度。如有流量，則說明太陽能熱水器5的水管未凍結，中間溫度傳感器11檢測中間管 3中的水溫，當水溫遠低于用戶設定所需溫度時，則進入模式2，電加熱裝置6工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度。
4
當水溫略低于用戶設定所需溫度時，則進入模式3，冷水流量調節裝置10控制冷水進水管2打開，使冷水和熱水先混合至某一預混合溫度和設定流量，再由電加熱裝置6進行加熱至所需溫度，從而可以減少電加熱裝置6功率控制調節的復雜性，該預混合溫度的選擇應以在保證穩定溫度控制得前提下耗電最少為原則；當水溫高于用戶設定所需溫度時，則進入模式1，電加熱裝置6停止工作，冷水流量調節裝置10控制冷水進水管2打開，通過冷水流量調節裝置10和熱水流量調節裝置9 分別對冷水進水管2和熱水進水管I的流量進行調節，以達到對出水溫度及流量的控制。在模式I運行時，當熱水水溫降低時，冷水流量調節裝置10會減少冷水流量，以保持出水水溫為設定值；當熱水水溫低于用戶設定所需溫度時，冷水流量調節裝置10控制冷水進水管2關閉，同時切換至模式2。該切換為自動完成，無需人工切換。在模式2運行時，當出水溫度和流量不能同時滿足時，可切換至模式3，如模式3也不能滿足出水溫度和流量時，先滿足溫度控制。上述工作模式中，在電加熱裝置6參與工作時，其控制方法有三種水流控制式， 功率控制式和混合式。在水流控制式控制中，電加熱裝置6可有幾個功率檔，根據出水流量的需要選擇適當的功率檔。每個功率檔的功率是不可調節的，在某個功率檔，出水溫度是控制器通過對電加熱裝置6進水流量的調節來實現的?？刂破鞲鶕鏊疁囟扰c設定溫度的差值，電加熱裝置6所處的功率檔，電加熱裝置6進水水溫計算出流量控制信號來控制電加熱裝置6進水流量，以達到出水水溫與設定水溫一致。水流控制式可對水溫有精準的控制，但很難同時滿足對流量精準控制。在功率控制式控制中，電加熱裝置6的功率是在零功率和最大功率之間是無限可調的，控制器根據出水溫度與設定溫度的差值，流量傳感器信號，電加熱裝置6進水水溫計算出功率信號來控制電加熱裝置6的功率，以達到出水水溫與設定水溫一致。在混合式控制中，電加熱裝置6的功率是在零功率和最大功率之間是無限可調的。控制器根據出水溫度與設定溫度的差值，流量傳感器信號，電加熱裝置6進水水溫計算出功率信號盒流量信號來控制電加熱裝置6的功率和進水流量，以達隊出水水溫與流量的精準控制。上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發明；應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.太陽能熱水器用熱水裝置，包括熱水進水管、熱水流量調節裝置、冷水進水管、冷水流量調節裝置、中間管、電加熱裝置和出水管，其特征在于所述熱水進水管的一端與太陽能熱水器的出水口相連接，熱水進水管的另一端與熱水流量調節裝置的進口相連接，冷水進水管的一端是冷水入水口，另一端與冷水流量調節裝置的進口相連接，熱水流量調節裝置的出口和冷水流量調節裝置的出口相交接并且其交接處連接中間管的一端，中間管的另一端與電加熱裝置的入水口相連接，電加熱裝置的出水口與出水管的一端相連接，出水管的另一端為出水口，中間管上設置有中間溫度傳感器和流量傳感器，出水管上設置有出水溫度傳感器。
2.根據權利要求I所述的太陽能熱水器用熱水裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟開機后，冷水流量調節裝置控制冷水進水管關閉，熱水流量調節裝置控制熱水進水管打開，流量傳感器檢測中間管中的流量，如無流量，則熱水流量調節裝置控制熱水進水管關閉，冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，電加熱裝置同時工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度；如有流量，則中間溫度傳感器檢測中間管中的水溫，當水溫低于用戶設定所需溫度時， 電加熱裝置工作，將出水溫度加熱達到用戶設定溫度；當水溫略低于用戶設定所需溫度時， 可以使冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，將冷水和熱水先混合至某一預混合溫度和設定流量，再由電加熱裝置進行加熱至所需溫度；當水溫高于用戶設定所需溫度時，電加熱裝置停止工作，冷水流量調節裝置控制冷水進水管打開，通過冷水流量調節裝置和熱水流量調節裝置分別對冷水進水管和熱水進水管的流量進行調節，以達到對出水溫度及流量的控制。
3.根據權利要求2所述太陽能熱水器用熱水裝置的控制方法，其特征在于在電加熱裝置工作時，有三種控制方法水流控制式、功率控制式和混合式；水流控制式為在電加熱裝置功率一定，通過控制流量來達到出水溫度控制；功率控制式為在流量一定，通過對電加熱裝置功率的調節來達到出水溫度控制；混合式為水流控制式和功率控制式同時使用，通過對電加熱裝置功率和流量同時進行調節來達到出水溫度控制。
全文摘要
本發明涉及太陽能熱水器用熱水裝置，包括熱水進水管、熱水流量調節裝置、冷水進水管、冷水流量調節裝置、中間管、電加熱裝置和出水管，熱水進水管的兩端分別與太陽能熱水器的出水口和熱水流量調節裝置的進口相接，冷水進水管的一端是冷水入水口，另一端與冷水流量調節裝置的進口相接，熱水流量調節裝置的出口和冷水流量調節裝置的出口相交接并且其交接處連接中間管的一端，中間管的另一端與電加熱裝置的入水口相接，電加熱裝置的出水口與出水管相接，中間管上有中間溫度傳感器和流量傳感器，出水管上有出水溫度傳感器。其控制方法可根據太陽能熱水器的水溫情況自動切換模式，無論太陽能熱水器的水管是否結凍，均能夠在全天候為用戶快速提供熱水。
文檔編號F24J2/40GK102538220SQ20121003827
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者朱祥楨 申請人:朱祥楨