[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

说明书

本发明公开了一种变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法，包括以下步骤：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、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、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、计算预测日梯度控温的供热水箱水位设定值、集热循环、集热水箱向供热水箱补水、集热水箱补水、集热水箱向供热水箱补水、梯度控温补水以及过热保护，采用本方法减少了辅助热源的开启时间,预期比单水箱太阳能热水系统节约能源20％以上。

技术领域

本发明涉及双水箱太阳能热水系统的控制方法，本发明尤其涉及变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法。

背景技术

目前，国家大力发展可再生能源的利用，太阳能热水系统是太阳能利用中的一种最常用的方式。但太阳辐射量随季节、昼夜变化，同时还受天气变化等随机因素的强烈影响，具有很大的不稳定性，同时由于用户用水习惯的不同，导致各时段用水量差别很大，为此太阳能热水系统均配备了辅助热源，而辅助热源能耗也成为太阳能热水系统的主要能耗，如何在满足用户用水需求的情况下，尽量减少辅助热源的开启时间是减少太阳能热水系统能源消耗的主要方向。

常规的集中式太阳能热水系统如图1，系统主要包括太阳能集热器，辅助热源，储热水箱及控制系统，基本运行原理如图1所示：首先在夜间通过补水管路7为储热水箱补充定量的水，其中储热水箱的容积是按照规范《太阳能热水系统设计、安装及工程工程验收技术规范》选取，其次，使用温差控制集热循环时，当集热器9上部温度与储热水箱1的温度大于设定值(如5℃)时，集热循环泵8开启，系统进行集热循环，当用水终端用户10开始用水前一段时间(如1h)，判断太阳能储热水箱1中的水温是否满足设定值(如60℃),如未达到，开启循环加热泵2，利用辅助热源3循环进行加热，使水温达到设定值(60℃)，热水通过装有供水泵4的供水管5供给终端用户10，用户回水通过回水管6返回储热水箱1。

这种系统运行原理简单，控制方便，但通常为保证夏天的较高用水量的要求，水箱内设定的最低水位远远高于实际的小时用水量，并且参数的设定值为定值，无法随季节和用户用水习惯而变化，参数的设置缺乏科学性和准确性，而系统最低水位是影响系统辅助热源加热时间的主要因素，直接影响着系统的能源消耗，因季节、天气和用水量等不确定因素导致水箱内水量在绝大部分时刻比实际用水量大很多，为保证水箱内大量热水的水温，导致辅助热源加热时间明显增加，增加系统能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种能更好的适应季节及天气和用水量等随机因素的变化、减少辅助热源的消耗、提高太阳能利用率并实现节能的最大化的变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法。

一种变化最低水位的双水箱太阳能热水系统的控制方法，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；