一种采暖系统及其控制方法与流程

本发明涉及换热系统技术领域，具体涉及一种采暖系统及其控制方法。

背景技术：

户式水空调和采暖热水炉是家庭采暖较为常用的两种采暖系统。户式水空调具有使用成熟、耗能小、花费少、无污染等优点，在当下技术条件下，户式水空调能实现采暖和制冷两种模式。当户式水空调切换制冷模式，低温水进入风机盘管，风机盘管将排出低温空气，起到降低房间温度的作用。当户式水空调处于制热模式，则高温水进入风机盘管，风机盘管将排出高温空气，起到升高房间温度的作用。户式水空调采用排风口换热，其在制热模式下制热快、升温快，但是升温不均匀，房间空气干燥，极大影响采暖舒适性。

采暖热水炉作为家庭采暖系统具有操作简单、污染小的优点，其常见的散热末端是地暖管或者暖气片，都是采用自主辐射散热，因此房间散热均匀，但是升温时间较长。特别是地暖，经常是开动2～3小时后，房间温度依旧升不上来，极大的影响用户体验。

因此如何提供一种兼顾升温速率和取暖舒适性的采暖系统成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决现有的采暖系统无法兼顾升温速率和取暖舒适性的技术问题，本发明提供了一种采暖系统及其控制方法。

第一方面，本发明提供了一种采暖系统，包括：

加热系统，适于为循环管路供热；

风机换热端和辐射换热端，均设于所述循环管路末端，且与所述加热系统连通；以及

分流控制器，设于所述循环管路上，适于控制所述加热系统的出口端与所述风机换热端和所述辐射换热端的连通管路的流量。

在一些实施方式中，所述加热系统包括第一加热器和第二加热器，所述第一加热器和所述第二加热器并联在所述循环管路上，所述第一加热器和所述第二加热器的出口端均通过所述分流控制器与所述风机换热端和所述辐射换热端连通。

在一些实施方式中，所述分流控制器包括：

第一分流器，其入口端连通所述第一加热器的出口端，两出口端分别连通所述风机换热端和所述辐射换热端的入口端，且分别控制两出口端的流量；和

第二分流器，其入口端连通所述第二加热器的出口端，两出口端分别连通所述风机换热端和所述辐射换热端的入口端，且分别控制两出口端的流量。

在一些实施方式中，所述第一分流器和所述第二分流器均为三通调节阀。

在一些实施方式中，所述循环管路包括：

第一回水管，连通所述辐射换热端的出口端和所述加热系统的入口端；

第二回水管，连通所述风机换热端的出口端和所述加热系统的入口端；

第一进水管，连通所述辐射换热端的入口端和所述加热系统的出口端；以及

第二进水管，连通所述风机换热端的入口端和所述加热系统的出口端。

在一些实施方式中，所述第一回水管的入口端连通所述辐射换热端的出口端，两出口端分别连通所述第一加热器和所述第二加热器的入口端；所述第二回水管的入口端连通所述风机换热端的出口端，出口端连通于所述第一加热器的入口端；所述第一进水管的两入口端分别连通于所述第一分流器和所述第二分流器的一出口端，出口端连通于所述辐射换热端的入口端；所述第二进水管的两入口端分别连通于所述第一分流器和所述第二分流器的另一出口端，出口端连通于所述风机换热端的入口端。

在一些实施方式中，所述风机换热端包括风机盘管，所述辐射换热端包括暖气片和/或地暖。

在一些实施方式中，所述第一加热器为户式水机，所述第二加热器为壁挂炉。

在一些实施方式中，所述的采暖系统，还包括：

循环泵和耦合罐，设于所述循环管路上。

在一些实施方式中，所述的采暖系统，还包括：

温度传感器，适于检测待取暖空间的环境温度。

第二方面，本发明提供了一种采暖系统的控制方法，所述采暖系统为根据第一方面中任一实施方式所述的采暖系统，所述采暖系统还包括主控制器，所述方法包括：

获取待取暖空间的环境温度和用户设定温度；

判断所述环境温度与所述设定温度的差值是否大于预设阈值；

若是，开启所述风机换热端；或者，开启所述风机换热端和所述辐射换热端；

若否，开启所述辐射换热端。

在一些实施方式中，在所述若是，开启所述风机换热端；或者，开启所述风机换热端和所述辐射换热端之后，还包括：

检测待取暖空间的环境温度，直到所述环境温度到达所述设定温度，关闭所述风机换热端，开启所述辐射换热端。

在一些实施方式中，所述关闭所述风机换热端，开启所述辐射换热端包括：

控制所述分流控制器，减小流入所述风机换热端的流量，增大流入所述辐射换热端的流量，直到第一预设时间之后，完全关闭流入所述风机换热端的流量。

本发明提供的采暖系统，包括加热系统、风机换热端、辐射换热端、以及分流控制器，加热系统为采暖系统的循环管路供热，风机换热端和辐射换热端均设于循环管路末端，且与加热系统连通，分流控制器设于循环管路上，适于控制流入两换热端的热水流量。本发明的采暖系统将风机换热与辐射散热并联，风机换热端为房间提供快速升温，减少升温时间，当房间温度升至设定温度之后，为保证采暖舒适性，采用辐射散热供暖，散热更加均匀，避免房间空气干燥，极大的提高了采暖舒适性，因此同时兼顾了升温速率和取暖舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一些实施方式中采暖系统的结构示意图。

图2是根据本发明一些实施方式中采暖系统的控制方法的流程图。

附图标记说明：

1-第一回水管；2-第二回水管；3-第一进水管；4-第二进水管；11-第一加热器；12-第二加热器；21a-第一风机盘管；21b-第二风机盘管；22a-第一暖气片；22b-第二暖气片；31-第一分流器；32-第二分流器；40-循环泵；50-耦合罐；61-第一流量阀；62-第二流量阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施例，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供的采暖系统，可用于室内采暖循环系统，例如家庭采暖或商业采暖等。在现有技术中，户式水空调和采暖壁挂炉是常用的两种采暖设备。户式水空调的散热末端为风机盘管，风机将散热盘管的热量快速从出风口排出，由于外加风机作用，因此户式水空调的升温速度快，但是同时由于热量从排风口快速排出，导致整个房间升温不均匀，房间内空气干燥，影响采暖舒适性。而壁挂炉的散热末端一般为暖气片或者地暖管，暖气片和地暖管都是采用自主辐射散热，且散热面积大，尤其是地暖，因此房间升温均匀，舒适性较强，但是同时由于暖气片和地暖管的管路长、辐射散热效率差，导致壁挂炉采暖升温速度很慢。

需要说明的是，如果用户想兼顾采暖舒适性和升温速率，就需要两套采暖系统，一方面增加了成本，另一方面由于两套系统独立供应，用户手动进行切换增加了操作复杂性。最重要的是，两套系统的前端不能共用，增加了循环管路结构，且加热系统无法实现共用，降低了系统前端的利用率，现有技术中尚未有一种可以兼顾采暖舒适性和升温速率的采暖系统。

正是基于上述，本发明提供了一种兼顾采暖舒适性和升温速率的采暖系统，该采暖系统包括加热系统、风机换热端、辐射换热端、以及分流控制器。加热系统作为采暖系统的主供热系统，为循环管路内的循环水进行加热，从而为散热末端提供热量，加热系统可采用任何形式的加热装置，例如燃气壁挂炉、户式水机、电加热装置等。风机换热端和辐射换热端作为采暖系统的散热末端，风机换热端可包括例如风机盘管，从而为房间提供快速的热量交换，实现快速升温，辐射换热端可包括例如地暖和暖气片等依靠自主辐射散热的换热设备，从而为房间提供均匀的供热，实现舒适采暖。分流控制器设置在循环管路上，适于控制加热系统的出口端与散热末端连通管路的流量，从而实现不同散热末端的切换。

本发明提供的采暖系统，通过将风机换热和辐射散热并联，风机换热端为房间提供快速升温，减少升温时间，当房间温度升至谁定温度之后，为保证采暖舒适性，切换为辐射散热供暖，散热更加均匀，避免房间内空气干燥，极大的提高了采暖舒适性，因此本发明的采暖系统同时兼顾了升温速率和取暖舒适性。

图1中示出了根据本发明一些实施方式中采暖系统的结构，下面结合图1对本发明采暖系统做进一步说明。

如图1所示，在一些实施方式中，本发明提供的采暖系统包括加热系统、风机换热端、辐射换热端、以及分流控制器。加热系统包括第一加热器11和第二加热器12，第一加热器11和第二加热器12并联在循环管路上，均可以为循环管路供热。在本实施方式中，第一加热器为户式水机11，第二加热器12采用燃气壁挂炉，户式水机11一般包括室内机和室外机，户式水机11的工作原理与一般水机相同即可，本领域技术人员可以实现，在此不再赘述。燃气壁挂炉12是一种利用燃气加热实现换热的加热设备，其包括燃烧器和换热器，燃烧器连通例如天然气供气系统，换热器通过燃烧器燃烧实现对循环管路内循环水的加热。

在本实施方式中，风机换热端包括第一风机盘管21a和第二风机盘管21b，第一风机盘管21a和第二风机盘管21b并联设置在循环管路的散热末端，通过风机的转动，将盘管的热量以热风的形式快速散向室内环境，从而实现室内环境的快速升温。由于热风吹向人体，会造成人体口干舌燥、呼吸困难，因此风机盘管一般设置在室内顶部的出风口内，避免对人体直吹。辐射换热端包括第一暖气片22a和第二暖气片22b，第一暖气片22a和第二暖气片22b并联设置在循环管路的散热末端，暖气片通过自主向室内空气中辐射散热，由于暖气片一般为多级并联，换热面积大且散热效率高，因此向空气中散热更均匀，不会对人体造成不适感，舒适性高，因此第一暖气片22a和第二暖气片22b可设于室内下部空间，一般为靠墙设置。

风机换热端和辐射换热端均通过循环管路与加热系统连通，循环管路包括第一回水管1、第二回水管2、第一进水管3、以及第二进水管4。第一回水管1的入口端连通辐射换热端的出口端，两出口端分别连通第一加热器11和第二加热器12的入口端，从而经两暖气片换热后的低温水流回第一加热器11和/或第二加热器12中进行加热，参与下次循环。第二回水管2的入口端连通风机换热端的出口端，出口端连通于第一加热器11和第二加热器12的入口端，从而经两风机盘管换热后的低温水流回第一加热器11和/或第二加热器12中进行加热，参与下次循环。

第一进水管3连通辐射换热端的入口端和加热系统的出口端，第二进水管4连通风机换热端的入口端和加热系统的出口端，从而加热系统加热后的高温水进入辐射换热端和风机换热端，通过分流控制器实现对不同散热末端的切换。

如图1所示，在本实施方式中，分流控制器包括第一分流器31和第二分流器32，分流控制器实现加热系统出水的流向切换，第一分流器31和第二分流器32可采用三通调节阀，三通调节阀通过步进电机控制出口的开度，从而实现每个出口流量的控制。第一分流器31设置在第一加热器11的出口端，其入口端与第一加热器11的出口端连通，第二分流器32设置在第二加热器23的出口端，其入口端与第二加热器12的出口端连通。第一进水管3的两入口端分别连通于第一分流器31和第二分流器32的一出口端，其出口端连通于辐射换热端的入口端，从而经第一加热器11和第二加热器12加热后的高温水进入两个暖气片中参与换热，换热后的低温水经第一回水管1流回第一加热器11和第二加热器12，实现循环。第二进水管4的两入口端分别连通于第一分流器31和第二分流器32的另一出口端，其出口端连通于风机换热端的入口端，从而经第一加热器11和第二加热器12加热后的高温水进入两个风机盘管中参与换热，换热后的低温水经第二回水管2流回第一加热器11和第二加热器12，实现循环。

在本实施方式中，由于风机盘管和暖气片的前端通过分流控制器实现共用，因此本发明的采暖系统可实现多种采暖模式。例如第一加热器11可单独为某一散热末端进行供热，也可同时为两散热末端进行供热，第二加热器12同理；再例如第一加热器11和第二加热器12可同时为某一散热末端进行供热，也可同时为两散热末端进行供热。采暖前端的共用性，大大提高了采暖系统的联动，一方面实现多种供热量的调节，另一方面实现多种采暖方式的切换，同时提高了系统的容错率，即使某一加热前端出现故障，也能保证采暖系统的正常使用。

在一些实施方式中，本发明的采暖系统还包括循环泵40、耦合罐50、温度传感器(附图未示出)、以及流量调节阀。循环泵40设于第一回水管1上，为循环管路内的循环水提供动力。耦合罐50设置在循环管路上，实现对管路内循环水的水力平衡。循环泵40和耦合罐50的结构及原理与现有技术相同即可，本领域技术人员在上述公开的基础上可以实现，在此不再赘述。温度传感器可设置在室内中间，从而检测室内空间的环境温度。如图1所示，流量调节阀包括第一流量阀61和第二流量阀62，其分别设于第一暖气片22a和第二暖气片22b的出口端，从而实现对出口流量的调节。

上述对本发明一些实施方式中的采暖系统的结构进行了说明，在上述公开的基础上，本发明的采暖系统还可以有其他可替代的实施方式。

在一些替代实施方式中，与上述实施方式的区别在于，加热系统还可以设置为其他任何适于实施的数量和形式，还可设置为一个加热器或多个加热器，加热器的形式也可以是相同或不相同的任何形式的加热器。例如第一加热器11和第二加热器12均可采用燃气壁挂炉，或者可增加其他数量的加热器等。只要能实现对循环管路进行供热的任何形式的加热器，均可作为本发明的替代方案。

在另一些替代实施方式中，散热末端也可以根据具体需要，设置为其他数量或者形式，例如风机换热端还可包括其他数量的风机盘管，辐射换热端也可设置为其他数量的暖气片或者地暖管等，本发明对此不作限制。

上述对本发明采暖系统的结构及原理进行了说明，在第二方面，本发明还提供了一种采暖系统的控制方法，该采暖系统可以是上述任一实施方式中的采暖系统，采暖系统还包括有主控制器(附图未示出)，主控制器与各个加热器、分流器以及温度传感器等连通，从而实现对采暖系统的控制。图1中示出了本发明提供的控制方法的流程图，该控制方法包括：

s1、获取待取暖空间的环境温度和用户设定温度。可通过例如温度传感器等对室内温度进行检测，从而获取室内的当前环境温度t0。用户设定温度t设为用户期望的室内温度，用户可通过室内ntc或者遥控等手动调节设定温度，从而获取用户设置的设定温度t设。

s2、判断环境温度t0与设定温度t设的差值是否大于预设阈值，若是，则执行步骤s3，若否，则执行步骤s5。环境温度与设定温度的差值表征了当前室内温度与用户预期温度的差距，差值越大，表明室内温度与预期温度的温差越大，此时快速升温是优先需求。而差值越小，表明室内温度与预期温度的温差越小，此时无需快速升温。例如用户刚回到家，此时室内温度为10℃，用户设定温度为22℃，预设阈值为5℃，此时环境温度t0与设定温度t设的差值(t设-t0)为12℃，远大于5℃，此时需要快速升温，执行步骤s3。同理，若环境温度与设定温度的差值小于预设阈值，则无需快速升温，保持采暖舒适即可，执行步骤s5。

s3、开启风机换热端；或者开启风机换热端和辐射换热端。当环境温度与设定温度差值较大时，此时需要快速升温，风机换热端的升温速率高，因此此时至少开启风机换热端，实现对室内的快速升温。具体而言，主控制器可控制第一分流器31和第二分流器32与风机换热端连通的管路开启至最大流量，从而保证风机换热端热量供应，实现室内的快速升温。

s4、判断环境温度是否等于用户设定温度，若是，执行步骤s5；若否，返回步骤s3。温度传感器检测室内的环境温度t0，随着室内温度的上升，直到室内温度上升至设定温度时，此时需要将室内温度维持在设定温度，因此此时无需在对房间进行升温，则进入步骤s5。当室内温度未上升至设定温度时，则一直维持步骤s3的状态，保持风机换热端开启。

s5、关闭风机换热端，开启辐射换热端。当室内温度上升到设定温度时，此时无需在对房间进行升温，因此切换至舒适采暖的状态维持温度即可。当升温阶段仅采用风机换热端升温时，可关闭风机换热端，开启辐射换热端。当升温阶段同时采用风机换热端和辐射换热端升温时，仅关闭风机换热端即可。

在一些实施方式中，由于辐射换热端的散热速率较慢，如果直接从风机换热端切换为辐射换热端供热，会造成房间温度的骤降，一定程度上也会影响到用户采暖舒适性，因此在步骤s5中，还包括：

控制分流控制器，减小流入风机换热端的流量，增大流入辐射换热端的流量，直到第一预设时间之后，完全关闭流入风机换热端的流量。

当室内温度到达设定温度时，此时控制分流控制器，逐渐减小流入风机换热端的流量，从而减小风机换热端的热量，逐渐增加流入辐射换热端的流量，从而增加辐射换热端的热量，从快速升温向舒适采暖逐渐过渡。直到第一预设时间之后，完全关闭风机换热端，进入舒适采暖。第一预设时间可以根据不同的辐射换热端的升温快慢进行调整，例如一般家庭空间可为5～10min。通过第一预设时间的过渡，辐射换热端的热量趋于稳定，从而避免切换后出现温度骤降的情况，进一步提高采暖舒适性。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。