СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ МНОГОБЛОЧНОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
CONTROL METHOD OF PARALLEL OPERATION OF MULTIPLE-UNIT WATER HEATER

Область техники
Данное изобретение относится к способу регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, и более конкретно, к способу регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, позволяющему повысить эффективность работы этого водонагревателя за счет использования разницы температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды, т.е. холодной воды.
Уровень техники
Говоря в общих чертах, многоблочный водонагреватель конструктивно выполнен таким образом, что обладает производительностью крупногабаритного водонагревателя за счет параллельного соединения малогабаритных бытовых водонагревателей. Таким многоблочным водонагревателем, в отличие от крупногабаритного водонагревателя, может управлять обычный человек, не обращаясь к услугам специалиста по водонагревателям. Кроме того, поскольку данный многоблочный водонагреватель имеет вид малогабаритного бытового водонагревателя, для его размещения достаточно небольшого пространства, и при этом он прост в обслуживании и управлении. Наконец, данный многоблочный водонагреватель замечателен с точки зрения сбережения энергии, поскольку группа водонагревателей вводится в работу последовательно, в соответствии с количеством тепла, которое необходимо передать для того, чтобы изменить температуру до заданного уровня, определенного потребителем.
Последовательный ввод в работу группы водонагревателей в соответствии с необходимым количеством тепла, которое изменяется в соответствии с заданной потребителем температурой, называется параллельной работой.
Согласно способу регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, известному из уровня техники, если каждый водонагреватель работает при заданном показателе (называемом в данной заявке «контрольным значением включения») или при большей производительности, дополнительно запускают в работу бездействующий водонагреватель, а если каждый водонагреватель работает при заданном показателе (называемом в данной заявке «контрольным значением останова») или при меньшей производительности, дополнительно останавливают работающий водонагреватель.
Однако если контрольное значение включения и контрольное значение останова являются фиксированными во время запуска в работу бездействующего водонагревателя или во время останова работающего водонагревателя, то в зависимости от обстоятельств и условий эксплуатации их работа может стать неэффективной.
Например, если производительность водонагревателя равна 48000 ккал/час, контрольное значение включения составляет 80% от производительности водонагревателя, а разница между заданной температурой и температурой прямоточной воды составляет приблизительно 13°C (заданная температура равна 43°C, а температура прямоточной воды равна 30°C), то расход должен составлять, как видно из нижеприведенной формулы, по меньшей мере 49,2 литров воды в минуту для того, чтобы дополнительно ввести в работу отключенный водонагреватель.
<mrow><mfrac><mrow><mn>4</mn><mn>8</mn><mn>0</mn><mn>0</mn><mn>0</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>к</mi><mi>к</mi><mi>а</mi><mi>л</mi><mo>/</mo><mi>ч</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow><mrow><mn>6</mn><mn>0</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi><mo>⋅</mo><mn>1</mn><msup><mn>3</mn><mi>o</mi></msup><mi>С</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>4</mn><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>2</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>л</mi><mo>/</mo><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi></mrow>
Однако на практике трудно получить расход воды в 49 л/мин на один водонагреватель. Соответственно, если разница между заданной температурой и температурой прямоточной воды составляет 13°C, а контрольное значение включения соответствует 80% от производительности водонагревателя или составляет большую величину, то водонагреватель не будет дополнительно срабатывать, даже, если потребуется дополнительно ввести в работу отключенный водонагреватель во время регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, и, соответственно, многоблочный водонагреватель будет работать неэффективно.
Задача изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в решении указанной проблемы. Для этого в изобретении предложен способ регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, который обеспечивает эффективную работу многоблочного водонагревателя с учетом различных обстоятельств и условий эксплуатации, возникающих во время регулирования его параллельной работы.
Сущность изобретения
Поставленная задача решена путем создания способа регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, в котором предусмотрена группа водонагревателей, параллельно соединенных друг с другом, содержащего следующие этапы: измерение температуры прямоточной воды, поступающей в многоблочный водонагреватель; считывание заданной температуры, установленной потребителем; вычисление разницы между заданной температурой и температурой прямоточной воды; изменение контрольного значения включения для дополнительного включения каждого водонагревателя и контрольного значения останова для дополнительного отключения каждого водонагревателя в соответствии с вычисленной разницей температур; и регулирование параллельной работы многоблочного водонагревателя на основании измененных контрольного значения включения и контрольного значения останова.
Согласно одному из вариантов изобретения, по меньшей мере один водонагреватель может быть дополнительно подключен или отключен в соответствии с вычисленной разницей температур.
Согласно дополнительному варианту изобретения, контрольное значение включения и контрольное значение останова могут быть линейно изменены пропорционально вычисленной разнице температур.
Согласно другому варианту изобретения, контрольное значение включения может содержать первое контрольное значение включения в качестве указателя для дополнительного подключения одного водонагревателя и второе контрольное значение включения в качестве указателя для дополнительного подключения двух водонагревателей, при этом градиент первого контрольного значения включения может превышать градиент второго контрольного значения включения.
Технический результат
Предложенный способ регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, позволяет, даже при изменении обстоятельств и условий эксплуатации, повысить эффективность параллельной работы многоблочного водонагревателя за счет изменения контрольного значения включения и контрольного значения останова с использованием разницы температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды.
Описание фигур
Фиг.1 изображает структурную схему многоблочного водонагревателя, реализующего предложенный способ регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя.
Фиг.2 изображает график, иллюстрирующий изменения в контрольном значении включения и контрольном значении останова в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды в многоблочном водонагревателе, показанном на фиг.1.
Фиг.3 изображает блок схему, иллюстрирующую предложенный способ регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя.
Номера позиций
2 впуск прямоточной воды
4 выпуск горячей воды
5 первый температурный датчик
10 многоблочный водонагреватель
30 второй температурный датчик
40 датчик расхода
50 модуль регулирования горячей воды
60 модуль задания температуры горячей воды.
Предпочтительные варианты изобретения
Далее со ссылкой на сопроводительные чертежи приводится более подробное описание предложенного способа регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя.
Фиг.1 изображает структурную схему многоблочного водонагревателя, реализующего способ регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя, соответствующий одному из вариантов данного изобретения.
Как следует из фиг.1, впуск 2 прямоточной воды и выпуск 4 горячей воды обычно присоединены к отдельным водонагревателям от первого до n-го, т.е. от 10-1 до 10-n, многоблочного водонагревателя 10. У впуска 2 прямоточной воды предусмотрен первый температурный датчик 5, измеряющий температуру прямоточной воды, поступающей во впуск 2, при этом у выпуска 4 горячей воды предусмотрен второй температурный датчик 30, измеряющий температуру горячей воды. Расход горячей воды, используемой потребителем, измеряется датчиком 40 расхода, установленным у выпуска 4 горячей воды.
Кроме того, в многоблочном водонагревателе 10 предусмотрен модуль 50 регулирования горячей воды, который принимает значение с выхода температурного датчика 30 и поддерживает температуру горячей воды в резервуаре с горячей водой на заданном значении путем заблаговременного избирательного подключения водонагревателей от первого до n-го, т.е. от 10-1 до 10-n, входящих в многоблочный водонагреватель 10, в соответствии с заданной температурой горячей воды, осуществляя тем самым регулирование температуры горячей воды с поддержанием ее значения на постоянном уровне.
При этом многоблочный водонагреватель 10, показанный на фиг.1, на основании разницы между заданной температурой, установленной потребителем, и температурой прямоточной воды, поступающей в многоблочный водонагреватель 10, изменяет контрольное значение включения в качестве указателя для дополнительного подключения остановленного водонагревателя и контрольное значение останова в качестве указателя для дополнительного отключения работающего водонагревателя.
Более конкретно, контрольное значение включения может быть разделено на первое контрольное значение, используемое в качестве контрольного значения для дополнительного подключения одного водонагревателя, и второе контрольное значение, используемое в качестве контрольного значения для дополнительного подключения двух водонагревателей в соответствии с разницей между установленной температурой и температурой прямоточной воды.
Фиг.2 изображает график, иллюстрирующий изменения первого и второго контрольных значений включения и контрольного значения останова в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды в многоблочном водонагревателе 10, показанном на фиг.1.
Согласно данному варианту изобретения, устанавливают два контрольных значения включения и одно контрольное значение останова, однако можно установить больше число значений, чем два контрольных значений включения и одно контрольное значение останова.
Первое и второе контрольные значения включения, а также контрольное значение останова, меняют линейно пропорционально разнице температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды. Кроме того, градиент первого контрольного значения включения устанавливают большим, чем градиент второго контрольного значения включения.
Далее приведено подробное описание трех способов регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя 10, показанного на фиг.1.
Согласно первому, дополнительно вводят в работу один водонагреватель в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды. Одновременно линейно изменяют, по линии А на графике, показанном на фиг.2, первое контрольное значение включения для дополнительного подключения одного водонагревателя в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды.
Нижеприведенная таблица 1 показывает первое контрольное значение включения в нескольких точках, когда разница температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды изменяется от 15°C до 45°C.
Таблица 1
Различие в температуре прямоточной воды
15°C
20°C
25°C
30°C
35°C
40°C
45°C
Контрольное значение
40%
46,7%
53,3%
60%
66,7%
73,3%
80%
Согласно второму, дополнительно вводят в работу два водонагревателя в соответствии с разницей между заданной температурой и температурой прямоточной воды. Одновременно линейно изменяют, по линии В на графике, показанном на фиг.2, второе контрольное значение включения для дополнительного введения в работу двух водонагревателей в соответствии с разницей между заданной температурой и температурой прямоточной воды.
На следующей таблице 2 приведено второе контрольное значение включения в нескольких точках, когда разница температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды изменяется от 15°C до 45°C.
Таблица 2
Различие в температуре прямоточной воды
15°C
20°C
25°C
30°C
35°C
40°C
45°C
Контрольное значение
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
Согласно третьему, дополнительно отключают один водонагреватель в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды. Одновременно линейно изменяют, по линии С на графике, показанном на фиг.2, контрольное значение останова для дополнительного отключения одного водонагревателя в соответствии с разницей температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды (таблица 3).
Таблица 3
Различие в температуре прямоточной воды
15°C
20°C
25°C
30°C
35°C
40°C
45°C
Контрольное значение
15%
17,5%
20%
22,5%
25%
27,5%
30%
Ниже со ссылкой на фиг.3 приведено подробное описание предложенного способа регулирования параллельной работы многоблочного водонагревателя.
При подаче питания на многоблочный водонагреватель 10, который приводится в действие, первый температурный датчик 5 измеряет температуру прямоточной воды, поступающей из впуска 2 (S100). Значение температуры прямоточной воды, измеренное датчиком 5, передают модулю 50 регулирования горячей воды.
Затем, когда потребитель устанавливает температуру горячей воды посредством модуля 60 задания температуры горячей воды, заданную температуру передают модулю 50 регулирования горячей воды и, в результате, модуль 50 регулирования горячей воды считывает заданную температуру (S200).
Далее, модуль 50 регулирования горячей воды вычисляет разницу между заданной температурой, переданной от модуля 60 задания температуры горячей воды, и температурой прямоточной воды, переданной от первого температурного датчика 5 (S300).
Затем в соответствии с вычисленной разницей температур изменяют контрольное значение включения для дополнительного включения каждого водонагревателя и контрольное значение останова для дополнительного отключения каждого водонагревателя (S400).
Модуль 50 регулирования горячей воды регулирует параллельную работу многоблочного водонагревателя на основании измененных контрольного значения включения и контрольного значения останова (S500). В это время на основании разницы температур между заданной температурой и температурой прямоточной воды могут быть дополнительно одновременно подключены два или более водонагревателей.
Как изложено выше, изменение контрольного значения включения и контрольного значения останова выполняют в соответствии с разницей между заданной температурой и температурой прямоточной воды, обеспечивая тем самым эффективную работу многоблочного водонагревателя даже при изменении обстоятельств и условий эксплуатации.