[发明专利]垂直布管环路式家用再生热泵热水系统及其自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水热源再生技术领域，具体的说，是涉及到一种垂直布管环路式家用再生热泵热水系统及其自动控制方法。

背景技术

近几年我国城市化进程加快，人们也越来越关注自己的居住环境。部分住宅小区配备了24小时集中供应生活热水系统。该系统虽然给人们生活带来了便捷与舒适，但因建筑热水能耗较高而受到一定的限制。有资料表明：各类商业、住宅建筑热水能耗占总能耗的10%-40%。为了集中供应生活热水，保证24小时不间断，同时又尽可能降低建筑热水能耗，需要合理的系统设计。目前市场上应用的系统大多采用集中加热，供热到户，按量收费的模式。但这种模式存在着24小时循环供热能耗巨大，用户数量不足时效率极低，用户使用热水后收费难等等诸多问题。目前市场上的水源热泵，存在结构复杂，自动化程度低的缺点，例如，需要设置蓄水池以及污水交换器才能实现热交换，更重要的是，不能对整体系统的运行有着一个中控的功能，这就需要一种结构简单，制作成本低的水源热泵以解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有水源热泵，存在结构复杂，自动化程度低的缺点，提供一种垂直布管环路式家用再生热泵热水系统及其自动控制方法以解决上述问题。

本发明系统的方案是通过这样实现的：一种垂直布管环路式家用再生热泵热水系统，包括交换管路，以及交换管路上的中介水箱，有一段连通的换热盘管取热器设置在污水渠道污水池中，所述换热盘管取热器、中介水箱和家用终端热交换主机通过管路形成水循环单元。系统通过采用换热盘管取热器与污水进行热交换，使得交换得到的循环热水能够与家用终端热交换主机中的输出热水进行热交换，从而得到适温的使用水。采用换热盘管取热器的优势是费用低廉，且当水管中的水不流动的时候，还可以使得管道内的水面能够保持相平。

本发明中，以上所述家用终端热交换主机包括PLC中控系统，水加热系统和信息传递系统，所述PLC中控系统中数据采集模块与水循环单元中各部件连接。PLC中控系统是一个大的控制模块，其通过数据采集模块与例如水泵，换热盘管取热器，还有家用终端热交换主机安全元件等多个设备进行连接，并通过检测设备收集到数据采集信息，从而实施自动监控整个系统的效果。

本发明中，作为进一步的方案，所述PLC中控系统包括用于控制整个系统的中央自动控制器，检测环境温度检测模块，取热源检测模块，热水感应模块，水量补水模块，以及水管压力检测模块，以上模块均对应设有相应的数据采集设备，所述数据采集设备包括环境温度感应器、取热源温度传感器、热水温度探测器、水量检测仪和水压计。环境温度感应器设置在系统外部，取热源温度传感器设置在换热盘管取热器中，热水温度探测器设置在交换管道中，水量检测仪设置在水表中，水压计设置在水泵中。本系统中的PLC中控系统主要采集的数据包括，水表读数，水泵压力读数，热水温度，用水量，取水量水温，环境温度，压力传感数据，还有主机故障等数据，采集设备（如水表，电表等）可以按照预设的采集频次要求，通过数据连线将上述的数据采集到PLC中控系统中，PLC中控系统可以通过采集到的数据自动调节整个系统的运作。

以上所述换热盘管取热器中的换热盘管至少有3个。

以上垂直布管环路式家用再生热泵热水系统的自动控制方法，包括以下内容：

①PLC环境温度检测：通过PLC中控系统中的环境温度检测模块采集到环境温度感应器检测到的环境温度，以自动调节热交换主机的供热水温和热交换工作时间；

②PLC取热源检测：根据取热源温度传感器的温度情况，通过取热源检测模块将信息传送至PLC中控，以调整换热盘管取热器的取热要求，如果检测到取热源未能达到预设的取热要求，则PLC控制换热管取热器停止取热；

③PLC水温度检测：通过温度传感器感应水管内热水温度，并将采集信息通过热水感应模块传输至PLC中控系统，从而调动中央自动控制器自动控制水管水量以实现热量交换的效果；

④PLC水管压力检测：通过采集水泵中的压力计数据，水管压力检测模块将信息传送至PLC中控系统中，通过检测水压强从而能够判断水泵是否故障，通过并通过通信系统传递信息至管理人员联系通信设备当中；

⑤家用终端热交换机自动停机：当PLC中控系统检测到家用终端热交换机出现故障时，会自动控制其进行停机。 

通过采取以上的自动控制方法，可以使得通过设计通用的PLC模块，实现自动控制水温，调节系统状态的功能，而上述的PLC自动控制设备功能，均可以根据本发明的内容采用常规手段进行设计，例如，PLC自动控制水管水量的大小，可以通过PLC控制管泵开关实现。