[发明专利]一种变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法

权利要求书

1.一种变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对预测日之前n天中每天各时段的双水箱太阳能热水系统的多个参数进行采集，过程如下：

在供热水箱和集热水箱上分别安装上传式水位计及温度计,分别用于检测供热水箱内的实时水位、供热水箱内的实时水温，集热水箱内的实时水位、集热水箱内的实时水温；在连接在用户的入水口与供热水箱的出水口之间的系统供水干管上和连接在用户的出水口和供热水箱的回水口之间的系统回水干管上分别安装流量计,用于检测供水干管在预测日前n天的每天各时段的水流量，以及系统回水干管在相应时段的水流量，在集热器的进出口分别安装上传式温度计，分别用于检测集热器出口端的实时水温以及集热器进口端的实时水温；

步骤二、用供水干管在预测日前n天的每天各时段的水流量-回水干管在相应时段的水流量计算得到预测日前n天每天各时段的用水量；

步骤三、结合应用数理统计中t分布的统计方法，在设定的置信度下，分别采用下式计算得出预测日各时段用水量预测值；

式中μ_i代表样本均值；

Q_ij代表预测日前n天每天各时段的用水量；

S_i代表样本标准差；

t_p(n-1)代表可信度为p时的系数值；

Q_i代表预测日各时段用水量预测值；

n为预测日之前设定的采样天数；

i代表设定的每天各时段序号；

步骤四、计算预测日供热水量和集热水箱各时段最低水位值，公式如下：

式中h_1i代表供热水箱在预测日各时段最低水位要求值；

h_2i代表集热水箱在预测日各时段最低水位要求值；

S为供热水箱和集热水箱底面积；

h₀为供热水箱和集热水箱的最低安全水位；

步骤五、计算预测日梯度控温的供热水箱水位设定值，计算过程如下：

式中：h_s代表预测日梯度控温的供热水箱水位设定值；

a为高峰用水量的开始时间,b为高峰用水量的结束时间；

步骤六、集热循环，具体过程为：在预测日当集热器出口端的实时温度-集热水箱内的实时温度≥第一设定值，开启集热循环水泵，使得集热水箱内的水流出集热水箱并依次流经集热循环水泵和太阳能集热器后返回集热水箱进行集热循环，当集热器出口端的实时温度-集热水箱内的实时温度≤第二设定值，关闭集热循环泵；

步骤七、在预测日的各时段前第一设定时间检测供热水箱内的实时水位,当供热水箱内的实时水位＜供热水箱在预测日各时段最低水位要求值时，开启通过补水管线连接在集热水箱和供热水箱之间的补水泵，将集热水箱内的任意温度的热水送入供热水箱至供热水箱内的实时水位＝供热水箱在预测日各时段的最低水位要求值，关闭补水泵，补水泵关闭后检测供热水箱水温,当供热水箱温度＜系统供热水温度时，开启循环加热泵将供热水箱内的水抽出并经辅助热源加热后再返回供热水箱直至供热水箱内的实时水温＝供热水箱供水温度设定值时停止加热；当供热水箱温度≥供热水箱供水温度设定值，不开启辅助热源；

步骤八、在预测日的各时段晚于第一设定时间的第二设定时间或补水泵停止运行时检测集热水箱内的实时水位，若集热水箱内的实时水位＜集热水箱在预测日各时段最低水位要求值时，开启电动补水阀使补水经电动补水阀流入集热水箱进行补水直至集热水箱内的实时水位等于集热水箱在预测日各时段最低水位要求值时，关闭电动补水阀，然后利用太阳能集热循环对集热水箱内的水进行集热循环；若集热水箱内的实时水位≥集热水箱在预测日各时段最低水位要求值，则直接对集热水箱内的水进行集热循环；

步骤九、集热水箱向供热水箱补水，具体过程为：在任意时刻当集热水箱水温＝集热水箱向供热水箱补水温度设定值时,开启补水泵,将集热水箱中的水送入供热水箱至集热水箱内水位降至最低安全水位时，关闭补水泵，然后开启电动补水阀对集热水箱进行补水，再继续进行集热循环；

步骤十、梯度控温补水，具体过程为：在任意时刻当供热水箱内的实时水位达到预测日梯度控温的供热水箱水位设定值时，提高集热水箱向供热水箱补水温度设定值，然后重复步骤六-步骤九直至当供热水箱的水位达到供热水箱最高安全水位时,关闭补水泵，继续进行集热循环，此后当集热水箱内的实时水温≥集热水箱向供热水箱补水的水温设定值时，开启电动补水阀向集热水箱补水至集热水箱水位达到集热水箱最高安全水位时关闭电动补水阀，若集热水箱内水继续升温等于集热器损坏的极限温度，则关闭集热循环，启动过热循环保护模式,防止系统损坏。