蓄热水箱及蓄热水箱的控制方法和控制系统

摘要

本发明提供了一种蓄热水箱及蓄热水箱的控制方法和控制系统。其中，一种蓄热水箱，包括：壳体，壳体上设置有进水口、出水口和排污口；腔体，通过壳体围成腔体，腔体内部容置有水；至少两根电加热管，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个温度传感器，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个加热盘管，设置在腔体内部；至少一个地暖换热盘管，设置在腔体内部；至少一个控制器，设置在壳体上。通过本发明的技术方案，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水，同时有助于提高集热效率，减少热量损失，从而达到节能的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及蓄热水箱技术领域，具体而言，涉及一种蓄热水箱及蓄热水箱的控制方法，还涉及一种蓄热水箱的控制系统。

背景技术

随着热水机技术的发展，对蓄热水箱的要求有着更高的要求，目前热水机的水箱除了提供蓄热水功能以外，还可以连接多种热源，提供高低水温，但是都是需要通过与外界组合实现这种功能，没有一种能全天候保证稳定的高低水温输出，同时不受外界热源的影响的水箱。

因此，如何不受外界环境、温度条件及加热源形势的影响，全天候都能保证自动输出高低温水，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种蓄热水箱。

本发明的另一个目的在于提出了一种蓄热水箱的控制方法。

本发明的又一个目的在于提出了一种蓄热水箱的控制系统。

有鉴于此，本发明提出了一种蓄热水箱，包括：壳体，壳体上设置有进水口、出水口和排污口；腔体，通过壳体围成腔体，腔体内部容置有水；至少两根电加热管，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个温度传感器，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个加热盘管，设置在腔体内部；至少一个地暖换热盘管，设置在腔体内部，至少一个控制器，设置在所述壳体上。

根据本发明的蓄热水箱，利用蓄热水箱中热水分层的原理，合理设计水箱内至少两根电加热管、至少两个加热盘管、至少一个地暖换热盘管、至少两个温度传感器，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水，同时有助于提高集热效率，减少热量损失，从而达到节能的目的。

另外，根据本发明上述的蓄热水箱，还可以具有如下附加的技术特征：

在上述技术方案中，优选地，至少两根电加热管的数量为两个，分别为第一电加热管和第二电加热管；其中，第一电加热管位于壳体的上部，第二电加热管位于壳体的中部；至少两个温度传感器的数量为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器；其中，第一温度传感器位于第一电加热管的上方，第二温度传感器位于第二电加热管的上方；至少两个加热盘管的数量为两个，分别为第一加热盘管和第二加热盘管；其中，第一加热盘管位于腔体中下部、第二加热盘管位于腔体下部；至少一个地暖换热盘管的数量为一个，地暖换热盘管位于腔体中上部，至少一个控制器的数量为一个，控制器位于壳体中上部。

在该技术方案中，利用蓄热水箱中热水分层的原理，在水箱中部及上部设置两个电加热管，能够对蓄热水箱加热保证出水温度，同时避免对整个水箱的水加热，大幅降低了电加热管的功率，有助于延长电加热管的使用寿命；在腔体中下部及下部设置两个加热盘管，可以连接两个外部加热源，匹配适当的控制逻辑，通过两个加热盘管对水箱的水进行加热，以满足不同的温度需求；在腔体中上部设置一个地暖换热盘管，由于热水分层，腔体中上部的温度有助于快速达到地暖低温水的需求；两个温度传感器分别设置在两个电加热管的上方，感知水箱中部和上部的温度；进而保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水，同时有助于提高集热效率，减少热量损失，从而达到节能的目的。

在上述技术方案中，优选地，该蓄热水箱还包括：环境温度传感器，设置于壳体外部，用于检测蓄热水箱所处当前环境的温度。

在该技术方案中，通过在壳体外部设置环境温度传感器，能够感知当前的环境温度，匹配适当的控制逻辑，实现根据气候条件、白天昼夜来单独控制每个加热源的开启和关闭。举例来说，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述技术方案中，优选地，进水口包括：位于壳体下部的自来水进水口、位于壳体中部第一加热盘管进水口、位于壳体中下部的第二加热盘管进水口、位于壳体中部的地暖进水口；出水口包括：位于壳体上部的生活热水出水口、位于壳体中下部的第一加热盘管出水口、位于壳体下部的第二加热盘管出水口、位于壳体中上部的地暖出水口、位于壳体下部的排污口。

在该技术方案中，利用蓄热水箱中热水分层的原理，水箱内越上面温度越高，越下面温度越低，因此将生活热水出水口设置在壳体的上部，地暖出水口设置在壳体的中上部，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水。

在上述任一技术方案中，优选地，蓄热水箱为承压式蓄热水箱。

在该技术方案中，本领域技术人员应该理解，蓄热水箱为承压式蓄热水箱，但不限于此。

本发明还提出一种蓄热水箱的控制方法，用于上述任一项的蓄热水箱，第一加热盘管和第二加热盘管分别连接第一外部加热源和第二外部加热源，该控制方法包括：根据蓄热水箱的工作模式，设定生活热水温度T_S1和/或地暖用水温度T_S2；开启第一外部热源进行加热；判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；当T₁和/或T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；当T₁和/或T₂仍不满足要求时，开启第一电加热管和/或第二电加热管，直至T₁和/或T₂满足要求；当T₁和/或T₂满足要求后，先关闭第一电加热管和/或第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

根据本发明的蓄热水箱的控制方法，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，来确定生活热水温度和/或地暖用水温度是否达到设定温度，当T₁和/或T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，如果T₁和/或T₂仍没有达到设定温度，开启第一电加热管和/或第二电加热管进行辅助电加热，直至T₁和/或T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

另外，根据本发明上述的蓄热水箱的控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱所处的当前环境温度小于或等于预设环境温度，关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管；当蓄热水箱所处的当前环境温度大于预设环境温度，开启第一外部热源和/或第二外部热源。

在该技术方案中，当当前环境温度小于或等于预设环境温度，通过关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管，避免了外部热源的元件损耗，同时保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求。当当前环境温度大于预设环境温度时，通过开启第一外部热源和/或第二外部热源，达到节能环保的目的，并有助于延长电加热管的寿命，从而增加蓄热水箱的可靠性。举例来说，当第一外部热源为空气源热泵，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述技术方案中，优选地，蓄热水箱的工作模式包括以下至少任一项：生活热水模式、地暖用水模式、生活热水与地暖用水共用模式。

在该技术方案中，蓄热水箱可以提供单独生活热水、单独地暖用水、以及生活热水与地暖用水共用模式，满足不同终端用户的使用要求，提升用户体验效果。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水模式时，设定生活热水温度T_S1；开启第一外部热源进行加热；判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足T_S1要求；当T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T₁是否满足T_S1要求；当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；当T₁满足要求后，先关闭第一电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，来确定生活热水温度是否达到设定温度，当T₁没有达到设定温度时，说明生活热水温度没有达到设定温度，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，如果T₁仍没有达到设定温度，开启第一电加热管进行辅助电加热，直至T₁满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候生活用热水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于地暖用水模式时，设定地暖用水温度T_S2；开启第一外部热源进行加热；判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足T_S2要求；当T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T₂是否满足T_S2要求；当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；当T₂满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，开启第一外部热源后，通过判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，来确定地暖用水温度是否达到设定温度，当T₂没有达到设定温度时，说明地暖用水温度没有达到设定要求，开启第二外部热源，并继续判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，如果T₂仍没有达到设定温度，开启第二电加热管进行辅助电加热，直至T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候地暖低温水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时，设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2；开启第一外部热源进行加热；判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求；当T₁满足要求但T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T₂是否满足T_S2要求；当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；当T₂满足要求但T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T₁是否满足T_S1要求；当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₂满足要求；当T₂和T₁均不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；进一步判断T1和T2是否满足TS1和TS2要求；当T1满足要求但T2仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；当T₂满足要求但T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；当T₁和T₂均不满足要求时，同时开启第一电加热管和第二电加热管，直至T₁和T₂均满足要求；当T₁和T₂均满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，在设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2后，开启第一外部热源，判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求，来确定生活热水温度和地暖用水温度是否达到设定温度。当T₁满足要求但T₂不满足要求时，说明生活热水温度已达到设定温度，此时重复单独地暖用水模式的控制步骤，直至第二温度传感管的检测温度T₂满足设定温度T_S2要求；当T₂满足要求但T₁不满足要求时，说明地暖用水温度已达到设定温度，此时重复单独生活热水模式的控制步骤，直至第一温度传感管的检测温度T₁满足设定温度T_S1要求；当T₁和T₂均不满足要求时，说明生活热水及地暖用水温度均没有达到设定温度，此时开启第二外部热源进行加热，如果生活热水先达到设定温度T_S1，而地暖用水仍未达到设定温度T_S2，那么开启第二电加热管，直至地暖用水达到设定温度T_S2；反之，开启第一电加热管，直至生活热水达到设定温度T_S1；如果生活热水及地暖用水温度仍均没有达到设定温度，那么同时开启第一、二电加热管，直至两者均满足各自的设定温度。

在上述任一技术方案中，优选地，外部加热源包括以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

在该技术方案中，本领域技术人员应该理解，外部加热源包括但不限于以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

本发明还提出一种蓄热水箱的控制系统，用于上述任一技术方案的蓄热水箱，第一加热盘管和第二加热盘管分别连接第一外部加热源和第二外部加热源，其特征在于，控制系统包括：温度设定单元，用于根据蓄热水箱的工作模式，设定生活热水温度T_S1和/或地暖用水温度T_S2；第一控制单元，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；第二控制单元，当T₁和/或T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，进一步判断T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；第三控制单元，当T₁和/或T₂仍不满足要求时，开启第一电加热管和/或第二电加热管，直至T₁和/或T₂满足要求；第四控制单元，当T₁和/或T₂满足要求后，先关闭第一电加热管和/或第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

根据本发明的蓄热水箱的控制系统，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，来确定生活热水温度和/或地暖用水温度是否达到设定温度，当T₁和/或T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，如果T₁和/或T₂仍没有达到设定温度，开启第一电加热管和/或第二电加热管进行辅助电加热，直至T₁和/或T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。其中，第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元通过一个或多个处理器实现。

另外，根据本发明上述的蓄热水箱的控制系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在上述技术方案中，优选地，第五控制单元，用于当蓄热水箱所处的当前环境温度小于或等于预设环境温度，关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管；第五控制单元，还用于当蓄热水箱所处的当前环境温度大于预设环境温度，开启第一外部热源和/或第二外部热源。

在该技术方案中，当当前环境温度小于或等于预设环境温度，通过关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管，避免了外部热源的元件损耗，同时保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求。当当前环境温度大于预设环境温度时，通过开启第一外部热源和/或第二外部热源，达到节能环保的目的，并有助于延长电加热管的寿命，从而增加蓄热水箱的可靠性。举例来说，当第一外部热源为空气源热泵，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述技术方案中，优选地，蓄热水箱的工作模式包括以下至少任一项：生活热水模式、地暖用水模式、生活热水与地暖用水共用模式。

在该技术方案中，蓄热水箱可以提供单独生活热水、单独地暖用水、以及生活热水与地暖用水共用模式，满足不同终端用户的使用要求，提升用户体验效果。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水模式时，温度设定单元，用于设定生活热水温度；第一控制单元，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足T_S1要求；第二控制单元，用于当T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₁是否满足T_S1要求；第三控制单元，用于当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；第四控制单元，用于当T₁满足要求后，先关闭第一电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，来确定生活热水温度是否达到设定温度，当T₁没有达到设定温度时，说明生活热水温度没有达到设定要求，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，如果T₁仍没有达到设定温度，开启第一电加热管进行辅助电加热，直至T₁满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候生活用热水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于地暖用水模式时，温度设定单元，用于设定地暖用水温度；第一控制单元，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足T_S2要求；第二控制单元，用于当T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₂是否满足T_S2要求；第三控制单元，用于当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；第四控制单元，用于当T₂满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，开启第一外部热源后，通过判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，来确定地暖用水温度是否达到设定温度，当T₂没有达到设定温度时，说明地暖用水温度没有达到设定要求，开启第二外部热源，并继续判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，如果T₂仍没有达到设定温度，开启第二电加热管进行辅助电加热，直至T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候地暖低温水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述技术方案中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时，温度设定单元，用于设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2；第一控制单元，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求；第二控制单元，用于当T₁满足要求但T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₂是否满足T_S2要求；第三控制单元，用于当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；第二控制单元，用于当T₂满足要求但T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₁是否满足T_S1要求；第三控制单元，用于当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₂满足要求；第二控制单元，用于当T₂和T₁均不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₁和T₂是否满足T_S1和T_S2要求；第三控制单元，用于当T₁满足要求但T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；当T₂满足要求但T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；第三控制单元，还用于当T₁和T₂均不满足要求时，同时开启第一电加热管和第二电加热管，直至T₁和T₂均满足要求；第四控制单元，用于当T₁和T₂均满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该技术方案中，在设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2后，开启第一外部热源，判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求，来确定生活热水温度和地暖用水温度是否达到设定温度。当T₁满足要求但T₂不满足要求时，说明生活热水温度已达到设定温度，此时重复单独地暖用水模式的控制步骤，直至第二温度传感管的检测温度T₂满足设定温度T_S2要求；当T₂满足要求但T₁不满足要求时，说明地暖用水温度已达到设定温度，此时重复单独生活热水模式的控制步骤，直至第一温度传感管的检测温度T₁满足设定温度T_S1要求；当T₁和T₂均不满足要求时，说明生活热水及地暖用水温度均没有达到设定温度，此时开启第二外部热源进行加热，如果生活热水先达到设定温度T_S1，而地暖用水仍未达到设定温度T_S2，那么开启第二电加热管，直至地暖用水达到设定温度T_S2；反之，开启第一电加热管，直至生活热水达到设定温度T_S1；如果生活热水及地暖用水温度仍均没有达到设定温度，那么同时开启第一、二电加热管，直至两者均满足各自的设定温度。

在上述任一技术方案中，优选地，外部加热源包括以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

在该技术方案中，本领域技术人员应该理解，外部加热源包括但不限于以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的控制方法的流程示意图；

图3示出了根据本发明的再一个实施例的蓄热水箱的控制方法的流程示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于生活热水模式时控制方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于地暖用水模式时控制方法的流程示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时控制方法的流程示意图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的控制系统的示意框图；

图8示出了根据本发明的再一个实施例的蓄热水箱的控制系统的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的示意图，包括：壳体102，壳体上设置有进水口、出水口和排污口；腔体104，通过壳体围成腔体，腔体内部容置有水；至少两根电加热管，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个温度传感器，设置在壳体上，延伸至腔体内部；至少两个加热盘管，设置在腔体内部；至少一个地暖换热盘管，设置在腔体内部；至少一个控制器，设置在所述壳体上。

在该实施例中，利用蓄热水箱中热水分层的原理，合理设计水箱内至少两根电加热管、至少两个加热盘管、至少一个地暖换热盘管、至少两个温度传感器，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水，同时有助于提高集热效率，减少热量损失，从而达到节能的目的。

在上述实施例中，优选地，至少两根电加热管的数量为两个，分别为第一电加热管106和第二电加热管108；其中，第一电加热管106位于壳体102的上部，第二电加热管108位于壳体102的中部；至少两个温度传感器的数量为两个，分别为第一温度传感器110和第二温度传感器112；其中，第一温度传感器110位于第一电加热管106的上方，第二温度传感器112位于第二电加热管108的上方；至少两个加热盘管的数量为两个，分别为第一加热盘管114和第二加热盘管116；其中，第一加热盘管116位于腔体104中下部、第二加热盘管116位于腔体104下部；至少一个地暖换热盘管的数量为一个，地暖换热盘管118位于腔体104中上部，至少一个控制器的数量为一个，控制器120位于壳体中上部。

在该实施例中，利用蓄热水箱中热水分层的原理，在水箱中部及上部设置两个电加热管，能够对蓄热水箱加热保证出水温度，同时避免对整个水箱的水加热，大幅降低了电加热管的功率，有助于延长电加热管的使用寿命；在腔体104中下部及下部设置两个加热盘管，可以连接两个外部加热源，匹配适当的控制逻辑，通过两个加热盘管对水箱的水进行加热，以满足不同的温度需求；在腔体104中上部设置一个地暖换热盘管118，由于热水分层，腔体中上部的温度有助于快速达到地暖低温水的需求；两个温度传感器分别设置在两个电加热管的上方，感知水箱中部和上部的温度；进而保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水，同时有助于提高集热效率，减少热量损失，从而达到节能的目的。

在上述实施例中，优选地，该蓄热水箱还包括：环境温度传感器，设置于壳体外部，用于检测蓄热水箱所处当前环境的温度。

在该实施例中，通过在壳体102外部设置环境温度传感器，能够感知当前的环境温度，匹配适当的控制逻辑，实现根据气候条件、白天昼夜来单独控制每个加热源的开启和关闭。举例来说，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述实施例中，优选地，进水口包括：位于壳体下部的自来水进水口122、位于壳体中部第一加热盘管进水口124、位于壳体中下部的第二加热盘管进水口126、位于壳体中部的地暖进水口128；出水口包括：位于壳体上部的生活热水出水口130、位于壳体中下部的第一加热盘管出水口132、位于壳体下部的第二加热盘管出水口134、位于壳体中上部的地暖出水口136、位于壳体下部的排污口138。

在该实施例中，利用蓄热水箱中热水分层的原理，水箱内越上面温度越高，越下面温度越低，因此将生活热水出水口设置在壳体的上部，地暖出水口设置在壳体的中上部，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水。

在上述任一实施例中，优选地，蓄热水箱为承压式蓄热水箱。

在该实施例中，本领域技术人员应该理解，蓄热水箱为承压式蓄热水箱，但不限于此。

如图2示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的控制方法的流程示意图：

步骤202，根据蓄热水箱的工作模式，设定生活热水温度T_S1和/或地暖用水温度T_S2；

步骤204，开启第一外部热源进行加热；

步骤206，判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

步骤208，当T₁和/或T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤210，进一步判断T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

步骤212，当T₁和/或T₂仍不满足要求时，开启第一电加热管和/或第二电加热管，直至T₁和/或T₂满足要求；

步骤214，当T₁和/或T₂满足要求后，先关闭第一电加热管和/或第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，来确定生活热水温度和/或地暖用水温度是否达到设定温度，当T₁和/或T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，如果T₁和/或T₂仍没有达到设定温度，开启第一电加热管和/或第二电加热管进行辅助电加热，直至T₁和/或T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

如图3示，根据本发明的再一个实施例的蓄热水箱的控制方法的流程示意图：

步骤302，当蓄热水箱所处的当前环境温度小于或等于预设环境温度，关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管；

步骤304，当蓄热水箱所处的当前环境温度大于预设环境温度开启第一外部热源和/或第二外部热源。

在该实施例中，当当前环境温度小于或等于预设环境温度，通过关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管，避免了外部热源的元件损耗，同时保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求。当当前环境温度大于预设环境温度时，通过开启第一外部热源和/或第二外部热源，达到节能环保的目的，并有助于延长电加热管的寿命，从而增加蓄热水箱的可靠性。举例来说，当第一外部热源为空气源热泵，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述实施例中，优选地，蓄热水箱的工作模式包括以下至少任一项：生活热水模式、地暖用水模式、生活热水与地暖用水共用模式。

在该实施例中，蓄热水箱可以提供单独生活热水、单独地暖用水、以及生活热水与地暖用水共用模式，满足不同终端用户的使用要求，提升用户体验效果。

如图4示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于生活热水模式时控制方法的流程示意图：

步骤402，当蓄热水箱处于生活热水模式时，设定生活热水温度T_S1；

步骤404，开启第一外部热源进行加热；

步骤406，判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足T_S1要求；

步骤408，当T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤410，进一步判断T₁是否满足T_S1要求；

步骤412，当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；

步骤414，当T₁满足要求后，先关闭第一电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，来确定生活热水温度是否达到设定温度，当T₁没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，如果T₁仍没有达到设定温度，开启第一电加热管进行辅助电加热，直至T₁满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候生活用热水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

如图5示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于地暖用水模式时控制方法的流程示意图：

步骤502，当蓄热水箱处于地暖用水模式时，设定地暖用水温度T_S2；

步骤504，开启第一外部热源进行加热；

步骤506，判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足T_S2要求；

步骤508，当T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤510，进一步判断T₂是否满足T_S2要求；

步骤512，当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；

步骤514，当T₂满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，来确定地暖用水温度是否达到设定温度，当T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，如果T₂仍没有达到设定温度，开启第二电加热管进行辅助电加热，直至T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候地暖低温水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

如图6示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时控制方法的流程示意图：

步骤602，当蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时，设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2；

步骤604，开启第一外部热源进行加热；

步骤606，判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求；

步骤608，当T₁满足要求但T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤610，进一步判断T₂是否满足T_S2要求；

步骤612，当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；

步骤614，当T₂满足要求但T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤616，进一步判断T₁是否满足T_S1要求；

步骤618，当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₂满足要求；

步骤620，当T₂和T₁均不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

步骤622，进一步判断T1和T2是否满足TS1和TS2要求；

步骤624，当T1满足要求但T2仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；

步骤626，当T₂满足要求但T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；

步骤628，当T₁和T₂均不满足要求时，同时开启第一电加热管和第二电加热管，直至T₁和T₂均满足要求；

步骤630，当T₁和T₂均满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，在设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2后，开启第一外部热源，判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求，来确定生活热水温度和地暖用水温度是否达到设定温度。当T₁满足要求但T₂不满足要求时，说明生活热水温度已达到设定温度，此时重复单独地暖用水模式的控制步骤，直至第二温度传感管的检测温度T₂满足设定温度T_S2要求；当T₂满足要求但T₁不满足要求时，说明地暖用水温度已达到设定温度，此时重复单独生活热水模式的控制步骤，直至第一温度传感管的检测温度T₁满足设定温度T_S1要求；当T₁和T₂均不满足要求时，说明生活热水及地暖用水温度均没有达到设定温度，此时开启第二外部热源进行加热，如果生活热水先达到设定温度T_S1，而地暖用水仍未达到设定温度T_S2，那么开启第二电加热管，直至地暖用水达到设定温度T_S2；反之，开启第一电加热管，直至生活热水达到设定温度T_S1；如果生活热水及地暖用水温度仍均没有达到设定温度，那么同时开启第一、二电加热管，直至两者均满足各自的设定温度。

在上述任一实施例中，优选地，外部加热源包括以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

在该实施例中，本领域技术人员应该理解，外部加热源包括但不限于以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

如图7示，根据本发明的一个实施例的蓄热水箱的控制系统的示意框图：

温度设定单元702，用于根据蓄热水箱的工作模式，设定生活热水温度T_S1和/或地暖用水温度T_S2；

第一控制单元704，用于开启第一外部热源进行加热；

判断单元706，用于判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

第二控制单元708，当T₁和/或T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

判断单元706，进一步判断T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

第三控制单元710，当T₁和/或T₂仍不满足要求时，开启第一电加热管和/或第二电加热管，直至T₁和/或T₂满足要求；

第四控制单元712，当T₁和/或T₂满足要求后，先关闭第一电加热管和/或第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，来确定生活热水温度和/或地暖用水温度是否达到设定温度，当T₁和/或T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求，如果T₁和/或T₂仍没有达到设定温度，开启第一电加热管和/或第二电加热管进行辅助电加热，直至T₁和/或T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求，既可以提供地暖低温水，又可以提供生活用高温热水；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。其中，第一控制单元704、第二控制单元708、第三控制单元710、第四控制单元712通过一个或多个处理器实现。

如图8示，根据本发明的再一个实施例的蓄热水箱的控制系统的示意框图：

温度设定单元802，用于根据蓄热水箱的工作模式，设定生活热水温度T_S1和/或地暖用水温度T_S2；

第一控制单元804，用于开启第一外部热源进行加热；

判断单元806，用于判断第一温度传感器和/或第二温度传感器的检测温度T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

第二控制单元808，当T₁和/或T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；

判断单元806，进一步判断T₁和/或T₂是否满足设定温度T_S1和/或T_S2要求；

第三控制单元810，当T₁和/或T₂仍不满足要求时，开启第一电加热管和/或第二电加热管，直至T₁和/或T₂满足要求；

第四控制单元812，当T₁和/或T₂满足要求后，先关闭第一电加热管和/或第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源；

第五控制单元814，用于当蓄热水箱所处的当前环境温度小于或等于预设环境温度，关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管；

第五控制单元814，还用于当蓄热水箱所处的当前环境温度大于预设环境温度，开启第一外部热源和/或第二外部热源。

在该实施例中，当当前环境温度小于或等于预设环境温度，通过关闭第一外部热源和/或第二外部热源，同时开启第一电加热管和/或第二电加热管，避免了外部热源的元件损耗，同时保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候不同水温的使用要求。当当前环境温度大于预设环境温度时，通过开启第一外部热源和/或第二外部热源，达到节能环保的目的，并有助于延长电加热管的寿命，从而增加蓄热水箱的可靠性。举例来说，当第一外部热源为空气源热泵，由于昼夜温差大，白天温度高可以利用空气源热泵，晚上温度低，若继续利用空气源热泵运行，不仅能效低、不节能，且加热速度慢，可以考虑增加辅助热源，比如电加热管。

在上述实施例中，优选地，蓄热水箱的工作模式包括以下至少任一项：生活热水模式、地暖用水模式、生活热水与地暖用水共用模式。

在该实施例中，蓄热水箱可以提供单独生活热水、单独地暖用水、以及生活热水与地暖用水共用模式，满足不同终端用户的使用要求，提升用户体验效果。

在上述实施例中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水模式时，温度设定单元，用于设定生活热水温度；第一控制单元804，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元806，用于判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足T_S1要求；第二控制单元808，用于当T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元806，用于进一步判断T₁是否满足T_S1要求；第三控制单元810，用于当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；第四控制单元812，用于当T₁满足要求后，先关闭第一电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，来确定生活热水温度是否达到设定温度，当T₁没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第一温度传感器的检测温度T₁是否满足设定温度T_S1要求，如果T₁仍没有达到设定温度，开启第一电加热管进行辅助电加热，直至T₁满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候生活用热水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述实施例中，优选地，当蓄热水箱处于地暖用水模式时，温度设定单元，用于设定地暖用水温度；第一控制单元804，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足T_S2要求；第二控制单元808，用于当T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₂是否满足T_S2要求；第三控制单元810，用于当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；第四控制单元812，用于当T₂满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，开启第一外部热源后，通过判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，来确定地暖用水温度是否达到设定温度，当T₂没有达到设定温度时，开启第二外部热源，并继续判断第二温度传感器的检测温度T₂是否满足设定温度T_S2要求，如果T₂仍没有达到设定温度，开启第二电加热管进行辅助电加热，直至T₂满足要求，保证在不受外界环境温度条件及加热源形势的影响，达到全天候地暖低温水的使用要求；同时通过依次开启第一外部热源、第二外部热源、电加热管，并依次关闭电加热管、第二外部热源、第一外部热源，有助于节约能源，避免热量损耗。

在上述实施例中，优选地，当蓄热水箱处于生活热水与地暖用水共用模式时，温度设定单元，用于设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2；第一控制单元804，用于开启第一外部热源进行加热；判断单元，用于判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求；第二控制单元808，用于当T₁满足要求但T₂不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₂是否满足T_S2要求；第三控制单元810，用于当T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；第二控制单元808，用于当T₂满足要求但T₁不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₁是否满足T_S1要求；第三控制单元810，用于当T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₂满足要求；第二控制单元808，用于当T₂和T₁均不满足要求时，开启第二外部热源进行加热；判断单元，用于进一步判断T₁和T₂是否满足T_S1和T_S2要求；第三控制单元810，用于当T₁满足要求但T₂仍不满足要求时，开启第二电加热管，直至T₂满足要求；当T₂满足要求但T₁仍不满足要求时，开启第一电加热管，直至T₁满足要求；第三控制单元810，还用于当T₁和T₂均不满足要求时，同时开启第一电加热管和第二电加热管，直至T₁和T₂均满足要求；第四控制单元812，用于当T₁和T₂均满足要求后，先关闭第二电加热管，再关闭第二外部热源，最后关闭第一外部热源。

在该实施例中，在设定生活热水温度T_S1和地暖用水温度T_S2后，开启第一外部热源，判断第一温度传感管和第二温度传感管的检测温度T₁和T₂是否满足设定温度T_S1和T_S2要求，来确定生活热水温度和地暖用水温度是否达到设定温度。当T₁满足要求但T₂不满足要求时，说明生活热水温度已达到设定温度，此时重复单独地暖用水模式的控制步骤，直至第二温度传感管的检测温度T₂满足设定温度T_S2要求；当T₂满足要求但T₁不满足要求时，说明地暖用水温度已达到设定温度，此时重复单独生活热水模式的控制步骤，直至第一温度传感管的检测温度T₁满足设定温度T_S1要求；当T₁和T₂均不满足要求时，说明生活热水及地暖用水温度均没有达到设定温度，此时开启第二外部热源进行加热，如果生活热水先达到设定温度T_S1，而地暖用水仍未达到设定温度T_S2，那么开启第二电加热管，直至地暖用水达到设定温度T_S2；反之，开启第一电加热管，直至生活热水达到设定温度T_S1；如果生活热水及地暖用水温度仍均没有达到设定温度，那么同时开启第一、二电加热管，直至两者均满足各自的设定温度。

在上述任一实施例中，优选地，外部加热源包括以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

在该实施例中，本领域技术人员应该理解，外部加热源包括但不限于以下任一项或其组合：空气源热泵、锅炉、太阳能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。