Теплообменная система
Изобретение относится к теплообменной системе. Теплообменная система содержит первый теплообменник, выполненный с возможностью выпуска заданной горячей воды, имеющей заданную температуру, путем нагрева подогретой воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования горячей воды первого источника тепла от горячей воды источника тепла подачи, подаваемой по первому трубопроводу; первый клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды первого источника тепла, подаваемой в первый теплообменник по первому трубопроводу; второй клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды второго источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку по третьему трубопроводу, ответвляющемуся от первого трубопровода. Теплообменная система содержит также второй теплообменник, выполненный с возможностью нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования смешанной горячей воды, включающей в себя по меньшей мере одно из горячей воды первого источника тепла и горячей воды второго источника тепла, для создания подогретой воды, имеющей температуру подогрева, и для подачи подогретой воды в первый теплообменник; первый датчик расхода, выполненный с возможностью измерения расхода смешанной горячей воды, выпускаемой по первому трубопроводу после ее прохождения через второй теплообменник; и контроллер, выполненный с возможностью управления работой по меньшей мере одного из первого клапана и второго клапана на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного датчиком расхода. В результате обеспечивается эффективное управление горячей водой и отоплением. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Перекрестная ссылка на связанную заявку
[0001] В данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Кореи №10-2020-0182053, поданной в Корейское ведомство по интеллектуальной собственности 23 декабря 2020 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящее изобретение относится к теплообменной системе.
Уровень техники
[0003] Двухтрубная система горячего водоснабжения и теплоснабжения -это система, обеспечивающая подачу горячей воды и воды для отопления путем использования источника тепла определенной температуры, поступающей от централизованной отопительной установки или локальной отопительной установки. В общей системе вода для отопления опосредованно подается пользователю через трубопровод в общей системе, тогда как горячая вода предоставляется в форме, в которой горячая вода напрямую контактирует с пользователем, и, таким образом, подаваемый источник тепла предпочтительно используется для регулирования температуры, а остаточный источник тепла используется для регулирования воды для отопления.
[0004] Однако, традиционно, поскольку трудно точно знать расход подаваемого источника тепла, часть источника тепла обязательно должна подаваться в теплообменник на стороне горячей воды, который сначала обменивается теплом с источником тепла, и расход, подаваемый на отопительную нагрузку, должен быть спрогнозирован на основе расхода, подаваемого в теплообменник на стороне горячей воды. Таким образом, в зависимости от ситуаций, источник тепла может необязательно подаваться в теплообменник на стороне горячей воды.
Раскрытие сущности изобретения
[0005] Настоящее изобретение было разработано для решения вышеупомянутых проблем, имеющих место в предшествующем уровне техники, в то время как преимущества, достигнутые предшествующим уровнем техники, не затрагиваются.
[0006] В аспекте настоящего изобретения предусмотрена теплообменная система для эффективного управления горячей водой и отоплением.
[0007] Технические проблемы, которые должны быть решены с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются вышеупомянутыми проблемами, и любые другие технические проблемы, не упомянутые в данном документе, будут ясно поняты из следующего описания специалистами в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.
[0008] Согласно аспекту настоящего изобретения, теплообменная система может содержать первый теплообменник, выполненный с возможностью выпуска заданной горячей воды, имеющей заданную температуру, путем нагрева подогретой воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования горячей воды первого источника тепла от горячей воды источника тепла подачи, подаваемой по первому трубопроводу; первый клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды первого источника тепла, подаваемой в первый теплообменник по первому трубопроводу; второй клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды второго источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку по третьему трубопроводу, ответвляющемуся от первого трубопровода; второй теплообменник, выполненный с возможностью нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования смешанной горячей воды, включающей в себя по меньшей мере одно из горячей воды первого источника тепла и горячей воды второго источника тепла, для создания подогретой воды, имеющей температуру подогрева, и для подачи подогретой воды в первый теплообменник; первый датчик расхода, выполненный с возможностью измерения расхода смешанной горячей воды, выпускаемой по первому трубопроводу после ее прохождения через второй теплообменник; и контроллер, выполненный с возможностью управления работой по меньшей мере одного из первого клапана и второго клапана на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного датчиком расхода.
[0009] В одном варианте осуществления контроллер может вычислять первое требуемое количество теплоты, необходимое для создания заданной горячей воды путем нагрева подогретой воды с помощью первого теплообменника, и второе требуемое количество теплоты, необходимое для создания подогретой воды путем нагрева прямоточной воды с помощью второго теплообменника.
[0010] В одном варианте осуществления контроллер может вычислять расход горячей воды первого источника тепла, необходимый для создания заданной горячей воды с помощью первого теплообменника, на основании первого требуемого количества теплоты, температуры горячей воды первого источника тепла, температуры подогретой воды и разности между температурой заданной горячей воды и температурой подогретой воды, и вычисления расхода смешанной горячей воды, необходимого для создания подогретой воды с помощью второго теплообменника, на основании второго требуемого количества теплоты, температуры смешанной горячей воды, температуры прямоточной воды и разницы между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
[0011] В одном варианте осуществления контроллер может управлять работой по меньшей мере любого одного из первого клапана и второго клапана на основании вычисленного расхода смешанной горячей воды и расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком расхода.
[0012] В одном варианте осуществления контроллер может вычислять количество теплоты, обеспечиваемое вторым теплообменником, путем использования расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком расхода, и управления работой первого клапана на основании вычисленного количества теплоты и второго требуемого количества теплоты.
[0013] В одном варианте осуществления контроллер может управлять первым клапаном для приведения его в более открытое положение, когда вычисленное количество теплоты не больше второго требуемого количества теплоты, и управлять первым клапаном для приведения его в более закрытое положение, когда вычисленное количество теплоты больше второго требуемого количества теплоты.
[0014] В одном варианте осуществления контроллер может закрыть первый клапан, когда подогретая вода с температурой, соответствующей заданной температуре, создается путем нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования смешанной горячей воды, с помощью второго теплообменника, когда первый клапан приведен в минимально открытое положение.
[0015] В одном варианте осуществления контроллер может вычислять расход горячей воды второго источника тепла, необходимый для создания подогретой воды с помощью второго теплообменника, на основании второго требуемого количества теплоты, температуры горячей воды второго источника тепла, температуры прямоточной воды и разности между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
[0016] В одном варианте осуществления контроллер может управлять работой второго клапана на основании вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла и расхода горячей воды второго источника тепла, измеренного первым датчиком расхода.
[0017] В одном варианте осуществления контроллер может управлять вторым клапаном для приведения его в более открытое положение, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком расхода, не больше вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла, и управлять вторым клапаном для приведения его в более закрытое положение, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком расхода, больше вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла.
[0018] В одном варианте осуществления теплообменная система может дополнительно содержать второй датчик расхода, выполненный с возможностью измерения расхода прямоточной воды, подаваемой во второй трубопровод.
[0019] В одном варианте осуществления заданная температура и температура подогрева подогретой воды могут быть заданы заранее.
Краткое описание чертежей
[0020] Вышеупомянутые и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из следующего подробного описания, рассматриваемого совместно с прилагаемыми чертежами.
[0021] На фиг. 1 и 2 показаны виды, иллюстрирующие теплообменную систему согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0022] На фиг. 3 показан вид, иллюстрирующий теплообменную систему согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
[0023] В дальнейшем некоторые варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на приведенные в качестве примера чертежи. Следует отметить, что во всем описании одинаковые или подобные ссылочные позиции обозначают одинаковые или подобные компоненты, даже если они представлены на разных чертежах. Кроме того, в нижеследующем описании настоящего изобретения подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в него, будет опущено, если это может привнести некоторую неясность в объект настоящего изобретения.
[0024] Такие термины, как «первый», «второй», «А», «В», (а), (b) и т.п. могут использоваться в настоящей заявке при описании компонентов настоящего изобретения. Эти термины предназначены только для того, чтобы отличать компоненты от других компонентов, и сущности, последовательности, порядки и т.п. компонентов не ограничиваются этими терминами. Кроме того, если не определено иное, все используемые в настоящей заявке термины, включая технические или научные термины, имеют те же значения, которые обычно понимаются специалистами в той области, к которой относится настоящее изобретение. Термины, определенные с использованием общих словарных значений, должны толковаться как имеющие значения, совпадающие со значениями контекстов соответствующих технологий, и не должны толковаться в идеальном или чрезмерно формальном значении, если они четко не определены в описании настоящего изобретения.
[0025] На фиг. 1 и 2 показаны виды, иллюстрирующие теплообменную систему согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0026] Для начала, как показано на фиг. 1, теплообменная система 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя первый теплообменник 110, первый клапан 120, второй клапан 130, второй теплообменник 140, первый датчик 150 расхода, контроллер 160 и второй датчик 170 расхода.
[0027] В первый теплообменник 110 может подаваться горячая вода первого источника тепла через первый трубопровод 11. Например, горячая вода первого источника тепла может быть горячей водой, которая представляет собой по меньшей мере часть горячей воды источника тепла подачи, подаваемой от централизованной отопительной установки или локальной отопительной установки. В первый теплообменник 110 может подаваться подогретая вода через второй трубопровод 12. Например, подогретая вода может представлять собой горячую воду, полученную путем нагрева прямоточной воды, подаваемой извне, до заданной температуры подогрева посредством второго теплообменника 140.
[0028] Первый теплообменник 110 может создавать заданную горячую воду путем нагрева подогретой воды путем использования горячей воды первого источника тепла. Например, первый теплообменник 110 может создавать заданную горячую воду путем нагрева подогретой воды, так чтобы подогретая вода имела заданную температуру, путем использования горячей воды первого источника тепла в качестве источника тепла. Говоря конкретнее, первый теплообменник 110 может создавать заданную горячую воду путем нагрева подогретой воды в соответствии с количеством теплоты, основанном на расходе горячей воды первого источника тепла. Здесь заданная температура может означать температуру горячей воды, подаваемой пользователю, и она может быть задана заранее пользователем или контроллером (не проиллюстрировано). Заданная горячая вода, выпускаемая через первый теплообменник 110, может быть предоставлена пользователю.
[0029] Таким образом, теплообменная система 100 может предоставлять пользователю заданную горячую воду с заданной температурой путем нагрева прямоточной воды, подаваемой во второй теплообменник 140, посредством двухкратного теплообмена путем использованием первого теплообменника 110 и второго теплообменника 140, на основании подаваемой горячей воды источника тепла. Количество теплоты, необходимое для обеспечения заданной температуры путем нагрева прямоточной воды, может быть обеспечено из количеств теплоты первого теплообменника 110 и второго теплообменника 140. Кроме того, теплообменная система 100 может подавать по меньшей мере часть горячий воды источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку, для обеспечения нагрева воды.
[0030] Первый клапан 120 может быть соединен с первым теплообменником 110. Первый клапан 120 может быть предусмотрен на первом трубопроводе 11. Первый клапан 120 может управлять расходом горячей воды первого источника тепла, подаваемой в первый теплообменник 110 по первому трубопроводу 11. Первый клапан 120 может открываться или закрываться в ответ на команду управления, поступающую от контроллера 160. Кроме того, степень открытия первого клапана 120 может регулироваться в ответ на команду управления, поступающую от контроллера 160. То есть, первый клапан 120 может управлять расходом горячей воды первого источника тепла в соответствии с командой управления, поступающей от контроллера 160.
[0031] Второй клапан 130 может быть соединен с отопительной нагрузкой. Например, второй клапан 130 может быть предусмотрен на третьем трубопроводе 13, который ответвляется от первого трубопровода 11 в направлении отопительной нагрузки. Второй клапан 130 может управлять расходом горячей воды второго источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку по третьему трубопроводу 13. Третий трубопровод 13 может быть соединен с первым трубопроводом 11, который проходит до задней части первого клапана 120. Соответственно, горячая вода второго источника тепла, которая течет по третьему трубопроводу 13, может объединяться с горячей водой первого источника тепла в первом трубопроводе 11 с образованием смешанной горячей воды. Между тем, когда горячая вода первого источника тепла или горячая вода второго источника тепла заблокирована, поскольку первый клапан 120 или второй клапан 130 закрыт, смешанная горячая вода может включать в себя только горячую воду первого источника тепла или горячую воду второго источника тепла.
[0032] Второй клапан 130 может открываться или закрываться в ответ на команду управления, поступающую от контроллера 160. Кроме того, степень открытия второго клапана 130 может регулироваться в ответ на команду управления, поступающую от контроллера 160. То есть, второй клапан 130 может управлять расходом горячей воды второго источника тепла в соответствии с командой управления, поступающей от контроллера 160.
[0033] Второй теплообменник 140 может быть предусмотрен на первом трубопроводе 11. То есть, первый теплообменник 110, первый клапан 120 и второй теплообменник 140 могут быть расположены вдоль первого трубопровода 11. Второй теплообменник 140 может создавать подогретую воду путем нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу 12, путем использованием смешанной горячей воды, включающей в себя по меньшей мере любую одну из горячей воды первого источника тепла и горячей воды второго источника тепла. Например, второй теплообменник 140 может создавать подогретую воду путем нагрева подаваемой прямоточной воды, так чтобы прямоточная вода имела заданную температуру подогрева. Говоря конкретнее, второй теплообменник 140 может создавать подогретую воду путем нагрева прямоточной воды в соответствии с полученным количеством теплоты на основании расхода смешанной горячей воды.
[0034] Второй теплообменник 140 может подавать подогретую воду в первый теплообменник 110. Кроме того, второй теплообменник 140 может выпускать смешанную горячую воду, включающую в себя по меньшей мере одну из горячей воды первого источника тепла и горячей воды второго источника тепла, вовне. Например, смешанная горячая вода, выпускаемая из второго теплообменника 140, может быть снова возвращена в централизованную/локальную отопительную установку.
[0035] Первый датчик 150 расхода может быть соединен со вторым теплообменником 140. Первый датчик 150 расхода может быть установлен на первом трубопроводе 11 и может измерять расход смешанной горячей воды, выпускаемой из второго теплообменника 140. Первый датчик 150 расхода может отправлять измеренный расход смешанной горячей воды в контроллер 160.
[0036] Контроллер 160 может управлять работой первого клапана 120 и второго клапана 130. Например, контроллер 160 может управлять работой по меньшей мере любого одного из первого клапана 120 и второго клапана 130 на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком 150 расхода.
[0037] Второй датчик 170 расхода может измерять расход прямоточной воды, подаваемой во второй теплообменник 140. Второй датчик 170 расхода может быть предусмотрен во втором трубопроводе 12. Второй датчик 170 расхода может отправлять измеренный расход прямоточной воды в контроллер 160.
[0038] Далее будет подробно описана работа контроллера 160.
[0039] Для начала, в подробном описании первой операции контроллера 160, контроллер 160 может управлять работой первого клапана 120 и второго клапана 130 на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком 150 расхода.
[0040] Для этого контроллер 160 вначале может вычислять первое требуемое количество теплоты Q1, необходимое для создания заданной горячей воды путем нагрева подогретой воды с помощью первого теплообменника 110. Например, контроллер 160 может вычислять первое требуемое количество теплоты Q1 на основании следующего уравнения 1.
[0041] [Уравнение 1]
[0042] Первое требуемое количество теплоты Q1=(T3set-T2)*m*60
[0043] Здесь T3set может быть определена как заданная температура, Т2 - как температура подогретой воды, и m - как расход прямоточной воды, и, как описано выше, заданная температура может быть задана заранее, а температура подогретой воды может быть получена с помощью датчика температуры (не проиллюстрирован), предусмотренного во втором трубопроводе 12.
[0044] Контроллер 160 может вычислять расход горячей воды первого источника тепла, необходимый для того, чтобы первый теплообменник 110 получил первое требуемое количество теплоты Q1, путем использования первого требуемого количества теплоты Q1. Например, контроллер 160 может рассчитать расход горячей воды первого источника тепла, необходимый для получения первого требуемого количества теплоты Q1 с помощью первого теплообменника 110, путем использования справочной таблицы теплообменника, которая создается заранее, на основании первого требуемого количества теплоты Q1, температуры горячей воды первого источника тепла, температуры подогретой воды и разности между температурой заданной горячей воды и температурой подогретой воды.
[0045] Кроме того, контроллер 160 может вычислять второе требуемое количество теплоты Q2, необходимое для создания подогретой воды путем нагрева прямоточной воды с помощью второго теплообменника 140. Например, контроллер 160 может вычислять второе требуемое количество теплоты Q2 на основании Уравнения 2 следующим образом.
[0046] [Уравнение 2]
[0047] Второе требуемое количество теплоты Q2=(T2set-T1)*m*60
[0048] Здесь T2set может быть определена как заданная температура, Т1 - как температура прямоточной воды и m - как расход прямоточной воды, и, как описано выше, заданная температура может быть задана заранее, а температура прямоточной воды может быть получена с помощью датчика температуры (не проиллюстрирован), предусмотренного во втором трубопроводе 12.
[0049] Контроллер 160 может рассчитывать расход смешанной горячей воды, необходимый для получения второго требуемого количества теплоты Q2 с помощью второго теплообменника 140, путем использования второго требуемого количества теплоты Q2. Например, контроллер 160 может рассчитывать расход смешанной горячей воды, необходимый для получения второго требуемого количества теплоты Q2 с помощью второго теплообменника 140, путем использования справочной таблицы теплообменника, которая создается заранее, на основании второго требуемого количества теплоты Q2, температуры смешанной горячей воды, температуры прямоточной воды и разности между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
[0050] Контроллер 160 может управлять работой по меньшей мере одного из первого клапана 120 и второго клапана 130 на основании вычисленного расхода смешанной горячей воды, необходимого для получения второго требуемого количества теплоты Q2 с помощью второго теплообменника 140, и расхода смешанной горячей воды, измеренного посредством первого датчика 150 расхода. Например, контроллер 160 может выполнять управление для увеличения степени открытия первого клапана 120, когда расход смешанной горячей воды, измеренный посредством первого датчика 150 расхода, меньше, чем вычисленный расход смешанной горячей воды, необходимый для получения второго требуемого количества теплоты Q2 с помощью второго теплообменника 140. Это связано с тем, что расход горячей воды первого источника тепла, необходимый для создания заданной горячей воды, подаваемой пользователю, с помощью первого теплообменника 110, регулируется посредством управления первым клапаном 120, и, таким образом, приоритет управления горячей водой, которая направляется непосредственно пользователю, должен быть выше, чем приоритет температурного управления отопительной нагрузки. Между тем, контроллер 160 может выполнять управление для увеличения степени открытия по меньшей мере любого одного из первого клапана 120 и второго клапана 130, когда расход смешанной горячей воды, измеренный посредством первого датчика 150 расхода, меньше, чем вычисленный расход смешанной горячей воды, необходимый для получения второго требуемого количества теплоты Q2 с помощью второго теплообменника 140.
[0051] Соответственно, первый клапан 120 и второй клапан 130 могут регулироваться точно и быстро. То есть, температура горячей воды, создаваемая посредством теплообменника, основана на расходе горячей воды источника тепла, подаваемой в теплообменник, и, традиционно, расход источника тепла, подаваемой в теплообменник, должен регулироваться посредством неоднократного управления с обратной связью в соответствии со степенью открытия клапана, который управляет подачей источника тепла с допущением в отношении максимального расхода, поскольку расход источника тепла не может быть известен. Между тем, в настоящем изобретении, поскольку используется расход смешанной горячей воды, измеренный посредством первого датчика 150 расхода, первый клапан 120 и второй клапан 130 можно регулировать точно и быстро.
[0052] Далее будет описана вторая операция контроллера 160.
[0053] Как описано в первой операции контроллера 160, контроллер 160 может вычислять первое требуемое количество теплоты Q1, которое необходимо для создания заданной горячей воды путем нагрева подогретой воды с помощью первого теплообменника 110, и второе требуемое количество теплоты Q2, необходимое для создания подогретой воды путем нагрева прямоточной воды с помощью второго теплообменника 140.
[0054] Контроллер 160 может вычислять обеспечиваемое количество теплоты Q2', обеспечиваемое вторым теплообменником 140, на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного посредством первого датчика 150 расхода. Контроллер 160 может управлять работой по меньшей мере любого одного из первого клапана 120 и второго клапана 130 на основании результата, полученного путем сравнения вычисленного обеспечиваемого количества теплоты Q2', обеспечиваемого вторым теплообменником 140, и второго требуемого количества теплоты Q2.
[0055] Например, контроллер 160 может выполнять управление для большего открытия первого клапана 120, когда обеспечиваемое количество теплоты Q2' не превышает второе требуемое количество теплоты Q2. Это связано с тем, что расход горячей воды первого источника тепла, необходимый для создания заданной горячей воды, подаваемой пользователю, с помощью первого теплообменника 110, регулируется посредством управления первым клапаном 120, и, таким образом, приоритет управления горячей водой, которая направляется непосредственно пользователю, должен быть выше, чем приоритет температурного управления отопительной нагрузки.
[0056] Между тем, контроллер 160 может выполнять управление для большего закрытия первого клапана 120, когда обеспечиваемое количество теплоты Q2' больше, чем второе требуемое количество теплоты Q2. В этом случае это можно понимать как ситуацию, в которой заданная горячая вода может быть предоставлена пользователю только с помощью второго теплообменника 140. Контроллер 160 может выполнять управление для большего закрытия второго клапана 130, когда обеспечиваемое количество теплоты Q2' все еще больше, чем второе требуемое количество теплоты Q2, даже когда первый клапан 120 путем управления приведен в положение, не большее минимально открытого положения. То есть, традиционно, расход источника тепла должен регулироваться путем неоднократного управления с обратной связью степенью открытия клапана с допущением, что расход является определенной величиной, поскольку используется расход источника тепла, подаваемого к горячей воде, и источника тепла, подаваемого в отопительную установку, тогда как в настоящем изобретении первый клапан 120 и второй клапан 130 могут регулироваться точно и быстро, поскольку используется расход смешанной горячей воды, измеренный посредством первого датчика 150 расхода.
[0057] Далее будет описана третья операция контроллера 160 со ссылкой на фиг. 2.
[0058] Например, когда подогретая вода с температурой, соответствующей заданной температуре, путем нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу 12, путем использованием смешанной горячей воды с помощью второго теплообменника 140, может создаваться в состоянии, в котором контроллер 160 приводит первый клапан 120 в минимально открытое положение в соответствии со второй операцией, контроллер 160 может закрыть первый клапан 120. Этот случай, например, можно понимать как случай, когда заданная горячая вода может обеспечиваться в достаточной степени только с помощью второго теплообменника 140, поскольку заданная температура низкая. Кроме того, в одном аспекте этот случай можно понимать как случай, в котором достаточное количество теплоты может быть обеспечено как для горячей воды, так и для отопительной нагрузки путем использования подаваемой горячей воды источника тепла.
[0059] То есть, контроллер 160 может прервать подачу горячей воды первого источника тепла в первый теплообменник 110, путем управления работой первого клапана 120. Расход горячей воды первого источника тепла становится равным 0, когда первый клапан 120 закрыт, и контроллер 160 может в достаточной степени подавать горячую воду источника тепла (то есть горячую воду второго источника тепла) на отопительную нагрузку путем управления работой второго клапана 130. Кроме того, в этом случае смешанная горячая вода может включать в себя только горячую воду второго источника тепла, подаваемую на отопительную нагрузку.
[0060] Традиционно, поскольку часть источника тепла обязательно должна подаваться в теплообменник на стороне горячей воды, поскольку трудно точно знать расход подаваемой горячей воды источника тепла, расход теплообменника на стороне горячей воды не может регулироваться, и расход горячей воды источника тепла, подаваемой на сторону тепловой нагрузки, должен регулироваться, даже когда заданная горячая вода может быть в достаточной степени обеспечена только вторым теплообменником 140, как описано выше, и, таким образом, расход горячей воды источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку, должен быть уменьшен даже в ситуации, в которой достаточные расходы могут быть обеспечены для горячей воды и отопительной нагрузки путем использования подаваемой горячей воды источника тепла.
[0061] Между тем, как показано на фиг. 2, в этом случае контроллер 160 может подавать заданную горячую воду пользователю, а также может в достаточной степени обеспечивать количество теплоты на отопительную нагрузку, путем закрытия первого клапана 120 и регулирования расхода горячей воды второго источника тепла, подаваемой во второй теплообменник 140. Соответственно, можно управлять эффективным нагревом и регулированием горячей воды.
[0062] Говоря конкретнее, контроллер 160 может рассчитывать расход горячей воды второго источника тепла, необходимый для создания подогретой воды с помощью второго теплообменника 140, на основании второго требуемого количества теплоты Q2, необходимого для создания подогретой воды путем нагрева прямоточной воды с помощью второго теплообменника 140, температуры горячей воды второго источника тепла, температуры прямоточной воды и разности между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
[0063] Контроллер 160 может управлять работой второго клапана 130 на основании вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла и расхода горячей воды второго источника тепла, измеренного первым датчиком 150 расхода. Например, контроллер 160 может выполнять управление для большего открытия второго клапана 130, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком 150 расхода, не больше, чем вычисленный расход горячей воды второго источника тепла, и может выполнять управление для большего закрытия второго клапана 130, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком 150 расхода, больше, чем вычисленный расход горячей воды второго источника тепла.
[0064] На фиг. 3 показан вид, иллюстрирующий теплообменную систему согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0065] Со ссылкой на фиг. 3, теплообменная система 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя первый теплообменник 210, первый клапан 220, второй клапан 230, второй теплообменник 240, первый датчик 250 расхода, контроллер 260 и второй датчик 270 расхода.
[0066] Теплообменная система 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения может отличаться от теплообменной системы 100, раскрытой на фиг. 1, расположением первого датчика 250 расхода.
[0067] Например, первый датчик 250 расхода может быть расположен между первым клапаном 220 и вторым теплообменником 240, в отличие от первого датчика 150 расхода. Работа первого датчика 250 расхода может быть по существу такой же, как работа первого датчика 150 расхода. Например, первый датчик 250 расхода может измерять расход смешанной горячей воды и может передавать результат измерения в контроллер 260.
[0068] Теплообменная система согласно варианту осуществления настоящего изобретения может обеспечивать эффективное управление горячей водой и отоплением.
[0069] Вышеприведенное описание является простым примером технической сущности настоящего изобретения, и настоящее изобретение может быть различным образом скорректировано и изменено специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение, без отклонения от существенных признаков настоящего изобретения.
[0070] Соответственно, варианты осуществления, раскрытые в настоящем изобретении, не предназначены для ограничения технической сути настоящего изобретения, но предназначены для описания настоящего изобретения, и объем технической сущности настоящего изобретения не ограничивается указанными вариантами осуществления. Соответственно, истинный технический объем настоящего изобретения должен быть истолкован прилагаемой формулой изобретения, и все технические сущности в эквивалентных диапазонах попадают в объем настоящего изобретения.
1. Теплообменная система, содержащая:
первый теплообменник, выполненный с возможностью выпуска заданной горячей воды, имеющей заданную температуру, путем нагрева подогретой воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования горячей воды первого источника тепла от горячей воды источника тепла подачи, подаваемой по первому трубопроводу;
первый клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды первого источника тепла, подаваемой в первый теплообменник по первому трубопроводу;
второй клапан, выполненный с возможностью управления расходом горячей воды второго источника тепла, подаваемой на отопительную нагрузку по третьему трубопроводу, ответвляющемуся от первого трубопровода;
второй теплообменник, выполненный с возможностью нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования смешанной горячей воды, включающей в себя по меньшей мере одно из горячей воды первого источника тепла и горячей воды второго источника тепла, для создания подогретой воды, имеющей температуру подогрева, и для подачи подогретой воды в первый теплообменник;
первый датчик расхода, выполненный с возможностью измерения расхода смешанной горячей воды, выпускаемой по первому трубопроводу после ее прохождения через второй теплообменник; и
контроллер, выполненный с возможностью управления работой по меньшей мере одного из первого клапана и второго клапана на основании расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком расхода.
2. Теплообменная система по п. 1, в которой контроллер выполнен с возможностью:
вычисления первого требуемого количества теплоты, необходимого для создания заданной горячей воды путем нагрева подогретой воды с помощью первого теплообменника, и второго требуемого количества теплоты, необходимого для создания подогретой воды путем нагрева прямоточной воды с помощью второго теплообменника.
3. Теплообменная система по п. 2, в которой контроллер выполнен с возможностью:
вычисления расхода горячей воды первого источника тепла, необходимого для создания заданной горячей воды с помощью первого теплообменника, на основании первого требуемого количества теплоты, температуры горячей воды первого источника тепла, температуры подогретой воды и разности между температурой заданной горячей воды и температурой подогретой воды, и
вычисления расхода смешанной горячей воды, необходимого для создания подогретой воды с помощью второго теплообменника, на основании второго требуемого количества теплоты, температуры смешанной горячей воды, температуры прямоточной воды и разности между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
4. Теплообменная система по п. 3, в которой контроллер выполнен с возможностью:
управления работой по меньшей мере одного из первого клапана и второго клапана на основании вычисленного расхода смешанной горячей воды и расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком расхода.
5. Теплообменная система по п. 2, в которой контроллер выполнен с возможностью:
вычисления количества теплоты, обеспечиваемого вторым теплообменником, путем использования расхода смешанной горячей воды, измеренного первым датчиком расхода, и управления работой первого клапана на основании вычисленного количества теплоты и второго требуемого количества теплоты.
6. Теплообменная система по п. 5, в которой контроллер выполнен с возможностью:
управления первым клапаном для приведения его в более открытое положение, когда вычисленное количество теплоты не больше второго требуемого количества теплоты, и управления первым клапаном для приведения его в более закрытое положение, когда вычисленное количество теплоты больше второго требуемого количества теплоты.
7. Теплообменная система по п. 2, в которой контроллер выполнен с возможностью:
закрытия первого клапана, когда подогретая вода с температурой, соответствующей заданной температуре, создается путем нагрева прямоточной воды, подаваемой по второму трубопроводу, путем использования смешанной горячей воды, с помощью второго теплообменника, когда первый клапан приведен в минимально открытое положение.
8. Теплообменная система по п. 7, в которой контроллер выполнен с возможностью:
вычисления расхода горячей воды второго источника тепла, необходимого для создания подогретой воды с помощью второго теплообменника, на основании второго требуемого количества теплоты, температуры горячей воды второго источника тепла, температуры прямоточной воды и разности между температурой подогретой воды и температурой прямоточной воды.
9. Теплообменная система по п. 8, в которой контроллер выполнен с возможностью:
управления работой второго клапана на основании вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла и расхода горячей воды второго источника тепла, измеренного первым датчиком расхода.
10. Теплообменная система по п. 9, в которой контроллер выполнен с возможностью:
управления вторым клапаном для приведения его в более открытое положение, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком расхода, не больше вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла, и управления вторым клапаном для приведения его в более закрытое положение, когда расход горячей воды второго источника тепла, измеренный первым датчиком расхода, больше вычисленного расхода горячей воды второго источника тепла.
11. Теплообменная система по п. 1, дополнительно содержащая:
второй датчик расхода, выполненный с возможностью измерения расхода прямоточной воды, подаваемой во второй трубопровод.
12. Теплообменная система по п. 1, в которой заданная температура и температура подогрева подогретой воды заданы заранее.
