СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ В ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕ С ТЕПЛОВЫМ АККУМУЛЯТОРОМ Российский патент 2012 года по МПК F24H9/20 

В основу настоящего изобретения положена задача создания нового способа регулирования температуры воды, поддерживаемой в универсальном водонагревателе с тепловым аккумулятором, управляемым электронным регулятором.

Известно, что основной причиной неэффективности водонагревателей с тепловым аккумулятором является рассеяние тепла, которое может достигать очень высокой степени из-за того, что температуру воды доводят до необходимой заданной температуры с большим опережением по времени относительно фактического времени использования.

Также известно, что если температуру водонагревателя с тепловым аккумулятором поддерживать точно на уровне полезной температуры Т.u гигиенического применения, количество распределяемой воды будет составлять значительную долю объема резервуара, но не достигать его объема из-за так называемого явления перемешивания (поступающая холодная вода перемешивается с частью горячей воды в резервуаре, температура которой становится ниже полезной температуры Т.u). Кроме того, если заданная температура Т.set, которую поддерживают в водонагревателе с тепловым аккумулятором, значительно превышает упомянутую полезную температуру Т.u, вследствие перемешивания с холодной водой количество воды с полезной температурой Т.u будет значительно превышать объем резервуара.

На практике пользователю сложно определить оптимальное значение заданной температуры Т.set, необходимое для обеспечения соответствующей работы, к тому же, принимая во внимание, что оно может сильно колебаться в зависимости от дня недели, даже при регулировании заданной температуры Т.set пользователем ее значение часто поддерживается на значительно более высоких уровнях, чем фактически необходимы изо дня в день.

Также известно, что в некоторых странах, в особенности, в странах, в которых для производства электроэнергии используют ядерные источники, существует возможность пользоваться временными интервалами подачи электроэнергии по сниженному тарифу. Такие зависящие от временного интервала тарифы будут становиться все более распространенными в будущем.

Там, где стоимость электроэнергии бытового назначения дифференцирована по временным интервалам, дома оснащены приборами и средствами, позволяющими узнавать момент начала и окончания упомянутых временных интервалов и, разумеется, подсчитывать потребление, регистрируемое в каждом интервале согласно различным тарифам.

Также известно, что по меньшей мере в некоторых регионах сети снабжения метаном бывают перегружены в некоторые периоды, например, во время отопления помещений, из-за чего не исключено, что рано или поздно поставщики метана могут ввести тарифную политику, направленную на поощрение отложенного потребления с его переносом на определенные временные интервалы низкого потребления, как это происходит с электроэнергией.

Используемый в настоящем изобретении термин "сеть энергоснабжения" означает без различия сеть снабжения как электроэнергией, так и метаном, а термин "нагревательный элемент" означает без различия как группу электрических сопротивлений электрического водонагревателя, так и камеру сгорания газового водонагревателя.

Предложенный в изобретении способ, именуемый далее "ЭКО-способом", применим как в электрических, так и газовых водонагревателях с тепловым аккумулятором.

Основной задачей ЭКО-способа является уменьшение рассеяние тепла с поддержанием такой же температуры воды, которая доступна для пользователя в момент первого предполагаемого использования.

Дополнительной задачей ЭКО-способа является использование преимущества временных интервалов подачи энергии по сниженным тарифам.

Еще одной задачей ЭКО-способа является предотвращение перегрузок в сети снабжения бытовым метаном или электроэнергией в начале временных интервалов со сниженными тарифами, когда к той же самой сети подключены другие устройства, которые включаются одновременно.

Дополнительной задачей ЭКО-способа является регулирование температуры воды путем автоматического корректирования в соответствии с фактическими требованиями пользователя.

Эти и другие задачи решены с помощью ЭКО-способа регулирования температуры воды в водонагревателе с тепловым аккумулятором, при осуществлении которого: отсчитывают течение времени; принимают информацию о температуре воды внутри упомянутого водонагревателя; хранят предварительно введенные, и/или считанные, и/или расчетные данные; обрабатывают расчеты с использованием принимаемых или хранящихся данных; включают/выключают нагрев воды, исходя из обработанных расчетов и температуры воды; сохраняют значения поддерживаемой температуры (T.set) воды по числу (Н) идущих подряд периодов времени (Pt), покрывающих целые сутки, и за определенный период идущих подряд дней (GG; M.GG);

при этом упомянутый способ управления предусматривает снижение потребления энергии,

в способе варьируют хранящейся поддерживаемой температурой (T.set) путем осуществления, по меньшей мере, следующих стадий, на которых:

- на первой стадии определяют значение температуры (Т.асс) в резервуаре за определенный период идущих подряд дней (GG; M.GG) и в момент окончания (h.set) упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt);

- на второй стадии значение, принятое за характерное для упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре, сравнивают с предварительно заданной температурой (Т.u), считающейся приемлемой для гигиенического применения;

- на третьей стадии изменяют упомянутую хранящуюся поддерживаемую температуру воды (T.set) для каждого из упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt), для чего ее:

- снижают, если упомянутая температура (Т.асс) в резервуаре превышает упомянутую полезную температуру (T.u; T.s.max) на заданную положительную величину (ΔТ.есс), или

- повышают, если упомянутая температура (Т.асс) в резервуаре ниже упомянутой полезной температуры (T.u; T.s.min) на заданную отрицательную величину (ΔT.dif).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что упомянутые идущие подряд периоды времени (Pt) отсчитываются в одном 24-часовом периоде.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что упомянутый момент окончания (h.set) упомянутого одного 24-часового периода преимущественно совпадает с моментом окончанием (h.set) использования водонагревателя за сутки.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что упомянутый момент окончания (h.set) предварительно задает пользователь.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что упомянутый момент окончания (h.set) принимают за совпадающий с моментом начала временного интервала со сниженным тарифом.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что

- осуществляют контроль температуры (Т.асс) в резервуаре в течение целых суток,

- момент упомянутого окончания (h.set) задают таким образом, чтобы он совпадал с наиболее поздним моментом времени суток, после которого не регистрируется существенное падение упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что

- осуществляют контроль температуры (Т.асс) в резервуаре в течение множества дней, характерных для одного и того же дня недели,

- для каждого из упомянутых дней регистрируют наиболее поздний момент окончания (h.set), после которого не регистрируется существенное падение упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре, и

- задают упомянутый момент окончания (h.set) таким образом, чтобы он совпадал для этого дня недели со средним значением упомянутых наиболее поздних моментов окончания (h.set).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что значением температуры, считающимся характерным для температуры (Т.асс) в резервуаре, является фактическое значение температуры (Т.асс) в резервуаре, регистрируемое при осуществлении упомянутой первой стадии.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что значением температуры, считающимся характерным для температуры (Т.асс) в резервуаре, является среднее значение температуры (Т.асс) в резервуаре, регистрируемое при многократно повторяющемся осуществлении упомянутой первой стадии.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.max), при превышении которой осуществляют упомянутое снижение упомянутой поддерживаемой температуры (Т.set) воды, является предварительно заданная полезная температура (Т.u).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.max), при превышении которой осуществляют упомянутое снижение упомянутой поддерживаемой температуры (Т.set) воды, является предварительно заданная верхняя пороговая температура (T.s.max).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что верхняя пороговая температура (T.s.max) равна 45°С.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.min), при превышении которой осуществляют упомянутое повышение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная полезная температура (Т.u).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.min), при превышении которой осуществляют упомянутое повышение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная нижняя пороговая температура (T.s.min).

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что нижняя пороговая температура (T.s.min) равна 35°С.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что повышение или снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) составляет 10°С.

Способ регулирования температуры воды в водонагревателе отличается тем, что повышение или снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) составляет 1-2°С, а число упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt), покрывающих целые сутки, превышает один.

Кроме того предложен электронный регулятор, имеющий средства для:

- отсчета течения времени;

- приема информации о температуре воды внутри водонагревателя;

- сохранения предварительно введенных, и/или считанных, и/или расчетных данных;

- обработки расчетов с использованием принимаемых или хранящихся данных;

- включения/выключения водонагревательного элемента, помещающегося в водонагревателе с тепловым аккумулятором, исходя из обработанных расчетов и температуры воды,

который отличается тем, что нагрев упомянутого водонагревателя осуществляется способом по одному или нескольким предшествующим пунктам.

Предложен также водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором используется вышеуказанный электронный регулятор.

Предложен также водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором реализованы функции одного или нескольких способов нагрева по п.п.1-17.

На фиг.1А показаны различные возможные варианты распределения временных интервалов со сниженными тарифами.

На фиг.1Б показан период энергоснабжения нагревательных элементов водонагревателя с тепловым аккумулятором соответственно без использования ЭКО-способа (сплошная линия) и с использованием ЭКО-способа (прерывистая линия), в частности согласно функции "задержка" и применительно к сниженному тарифу 5h, проиллюстрированному на фиг.1А.

На фиг.1В показан профиль температур воды, содержащейся в водонагревателе с тепловым аккумулятором, без использования ЭКО-способа (сплошная линия) и с использованием ЭКО-способа (прерывистая линия), в частности согласно функции "задержка".

На фиг.2 показан пример работы водонагревателя с тепловым аккумулятором с использованием ЭКО-способа согласно функции "оптимизация".

ЭКО-способ позволяет снижать потребление путем рассеяния тепла, осуществляемого согласно двум основным процедурам, каждая из которых предусматривает множество вариантов.

Для осуществления двух таких процедур необходимо, чтобы водонагревателем управлял электронный регулятор, снабженный средством, способным выполнять по меньшей мере следующие функции:

- отсчитывать течение времени;

- принимать или содержать предварительно сохраненную информацию о моменте начала и окончания временных интервалов со сниженным тарифом;

- принимать информацию о температуре воды внутри водонагревателя;

- хранить предварительно введенные, и/или считанные, и/или расчетные данные;

- обрабатывать расчеты с использованием принимаемых или хранящихся данных;

- включать/выключать водонагревательный элемент, исходя из обработанных расчетов и температуры воды.

Первая функция, именуемая далее "задержкой", служит для того, чтобы осуществлять нагрев устройства до заданной температуры T.set на протяжении временного интервала со сниженным тарифом, но по мере возможности откладывать полный нагрев, чтобы он закончился непосредственно перед окончанием такого временного интервала со сниженным тарифом (так называемый внепиковый период).

Вторая функция, именуемая далее "оптимизацией", служит для оптимизации поддерживаемой температуры путем автоматического уменьшения заданной величины T.set, если водонагреватель обычно не используется на полную мощность, то есть если пользователь установил необычно высокую для фактического использования температуру T.set.

ЭКО-способ может быть активирован/деактивирован путем простого нажатия на клавишу, например, расположенную на передней панели стандартного водонагревателя с тепловым аккумулятором, либо функции задержки и оптимизации могут приводиться в действие независимо друг от друга по одной или обе сразу.

Далее более подробно описана функция задержки.

Электронный регулятор водонагревателя осуществляет мониторинг сети энергоснабжения с целью определения текущего тарифа.

В одном из вариантов функции задержки в электронном регуляторе предварительно задают скорость нагрева воды v.r в зависимости от модели водонагревателя, на котором он установлен; по существу, такая скорость известна, если известна электрическая мощность P.w, рассеяние тепла Q.d и тепловая мощность С соответствующей модели водонагревателя. Вместе с тем, отмечаем, что такую скорость можно считать обоснованной только в случае допущения некоторого приближения, то есть если не принимать во внимание тот факт, что в зависимости от типа каждой используемой модели:

- тепловая мощность P.w нагревательного элемента подвержена изменениям с учетом поправок на электрические сопротивления, а также на значительные колебания фактического напряжения сети относительно номинальной величины или колебания теплотворной способности газа;

- фактическое рассеяние тепла Q.d подвержено изменениям с учетом поправок на изолирующий слой и в зависимости от температуры в помещении, в котором установлено устройство;

- тепловая мощность С подвержена изменениям в зависимости от количества накипи, осаждающейся на электрических сопротивлениях и на стержне регулировочного термостата.

Затем согласно первому варианту функции задержки в начале интервала со сниженным тарифом электронный регулятор F.rid инициирует стадию нагрева F.2, на протяжении которой:

- определяет начальную температуру воды Т.2 внутри водонагревателя;

- считывает из памяти:

- предварительно сохраненную скорость нагрева воды v.r;

- и предварительно сохраненное время окончания интервала со сниженным тарифом F.rid;

- рассчитывает временной интервал нагрева Dt.2, необходимый для нагрева воды от температуры Т.2 до заданной температуры Т.set;

- заранее приводит в действие нагревательный элемент до начала временного интервала Dt.2 с учетом известного времени окончания интервала со сниженным тарифом F.rid, чтобы заданная температура T.set была достигнута одновременно с окончанием упомянутого интервала со сниженным тарифом F.rid.

Откладывание нагрева воды до наиболее позднего возможного момента и при этом его осуществление целиком в пределах временного интервала со сниженным тарифом обеспечивает двойное преимущество помимо пользования преимуществом такого тарифа:

- устранение возможных пиков поглощения энергии в начале интервала со сниженным тарифом F.rid, если к одной сети энергоснабжения подключено множество устройств и все они настроены на включение в начале интервала со сниженным тарифом без откладывания их работы;

- уменьшение рассеяния тепла за счет откладывания по мере возможности нагрева воды.

Согласно одному из дополнительных полезных вариантов функции задержки упомянутой стадии нагрева F.2, применимой для достижения заданной температуры, начиная с упомянутой начальной температуры Т.2, предшествует стадия предварительного нагрева F.1.

Согласно такому варианту электронный регулятор позволяет приводить в действие водонагреватель со временем запаздывания D.tr (например, D.tr=30 минут) относительно начала интервала со сниженным тарифом F.rid, чтобы предотвратить упомянутые возможные пики поглощения энергии.

По истечении времени запаздывания D.tr допускается только предварительный нагрев, в ходе которого водонагреватель нагревается от начальной температуры T.1 и достигает температуры ожидания T.sb, которая обычно значительно ниже устанавливаемой пользователем температуры T.set воды и предпочтительно равна или близка к полезной температуре Т.u, которая составляет, например, 45°С.

Электронный регулятор регистрирует фактическую продолжительность Dt.l предварительного нагрева от начальной температуры T.1 до температуры ожидания T.sb.

На этой стадии при известной начальной температуре T.1 и температуре ожидания T.sb, а также фактической продолжительности Dt.1 первой стадии предварительного нагрева F.1 электронный регулятор способен рассчитывать фактическую скорость нагрева v.r водонагревателя в соответствующих конкретных условиях работы и заменять необязательно предварительно сохраненные данные обновленными данными.

Описанная стадия предварительного нагрева F.1 обеспечивает следующие преимущества:

- устраняются упомянутые возможные пики поглощения энергии;

- но в то же время при установленной температуре ожидания T.sb, равной полезной температуре Т.u, почти немедленно после начала временного интервала F.rid обеспечивается достаточное количество доступной для гигиенического применения воды и одновременно ограничивается рассеяние тепла; и

- наконец, с высокой точностью определяется фактическая скорость нагрева v.r в текущих условиях.

Стадия нагрева F.2 для достижения заданной температуры T.set осуществляется в точности, как это уже описано выше, при этом:

- начальная температура Т.2 преимущественно совпадает за исключением незначительного снижения из-за рассеяния тепла с температурой ожидания T.sb, достигаемой в конце стадии предварительного нагрева F.1; и

- используется скорость нагрева v.r, сохраненная на предыдущей стадии предварительного нагрева F.1.

Такой перерасчет скорости нагрева v.r может осуществляться для каждой последующей стадии предварительного нагрева F.1, чтобы ее величина всегда была обновленной.

Функция задержки позволяет экономить денежные средства, поскольку она приводит водонагреватель в действие во время интервала со сниженным тарифом F.rid, и экономить энергию за счет разумного использования периодов времени в пределах такого интервала.

В некоторых случаях электронному регулятору дается команда не осуществлять стадию предварительного нагрева F.1, даже если его включает пользователь, и переходить непосредственно к стадии нагрева F.2.

Например, электронный регулятор может игнорировать стадию предварительного нагрева F.1, если:

- исходя из начальной температуры T.1 и предварительно сохраненной скорости нагрева v.r, он определяет, что время запаздывания D.tr + время, необходимое для нагрева от начальной температуры T.1 до заданной температуры T.set, превышает длительность интервала со сниженным тарифом; и/или

- начальная температура T.1 превышает полезную температуру Т.u; и/или

- разность между заданной температурой T.set и полезной температурой Т.u превышает предварительно заданную величину (например >40°С), при этом последнее условие является практическим и значительно упрощенным способом, позволяющим определить, имеется ли время для осуществления упомянутой стадии предварительного нагрева F.1.

Далее подробно описана функция оптимизации.

В известных водонагревателях с тепловым аккумулятором значение поддерживаемой температуры воды T.set, даже если его регулирует пользователь, обычно не меняется в зависимости от времени суток и дня недели.

Согласно функции оптимизации упомянутое значение поддерживаемой температуры T.set оптимизируют, исходя из фактического использования воды, с тем, чтобы оно было переменным в зависимости от дня недели и необязательно в течение дня в зависимости от времени с учетом различий в использовании воды в выходные и рабочие дни или в более общем смысле с учетом времени и различий для каждого дня недели.

С этой целью функцией оптимизации предусмотрено, что для каждого дня недели GG и в конце идущих подряд периодов времени Pt, которые покрывают целые сутки, определяют значение температуры Т.асс в резервуаре и значение поддерживаемой температуры T.set за тот же период времени того же дня следующей недели и изменяют такое значение поддерживаемой температуры T.set или оставляют его без изменения в зависимости от найденной температуры Т.асс в резервуаре.

Более точно, значение поддерживаемой температуры T.set:

- увеличивают, если найденная температура Т.асс в резервуаре меньше полезной температуры Т.u на отрицательную величину ΔT.dif;

- уменьшают, если найденная температура Т. асс в резервуаре больше полезной температуры Т.u на положительную величину ΔТ.есс;

- не изменяют, если найденная температура Т.асс в резервуаре находится в пределах от (T.u+ΔТ.есс) до (Т.u-ΔT.dif).

Описанная выше процедура может быть осуществлена несколькими более или менее точными способами.

Согласно первому способу упомянутые идущие подряд периоды времени Pt помещаются в одном 24-часовом периоде. Иными словами, температуру Т.асс в резервуаре ежедневно контролируют в момент окончания использования h.set, при этом "h.set" означает момент ежесуточного окончания использования водонагревателя. Такой момент окончания использования h.set может быть предварительно сохранен в электронном регуляторе, и обычно это происходит поздним вечером.

Чтобы определить фактический момент окончания использования h.set для каждого дня недели, полезно осуществлять контроль времени; если зарегистрированное падение температуры из-за рассеяния тепла из часа в час является лишь незначительным, это означает за этот период времени горячая вода не использовалась.

Таким образом, контроль времени позволяет определять профиль использования за сутки, который, как правило, является различным для каждого дня недели, и тем самым сохранять момент фактического ежесуточного окончания использования h.set в качестве наиболее позднего момента времени за сутки, после наступления которого не регистрируется падение температуры, если только оно не вызвано рассеянием тепла.

Затем момент фактического ежесуточного окончания использования h.set сохраняют вместо предыдущих значений.

Если на этой стадии в момент окончания использования h.set температура Т.асс в резервуаре превышает полезную температуру T.u на положительную величину ΔТ.есс, это означает, что заданная температура T.set может быть снижена на такую же

положительную величину ΔТ.есс без какого-либо влияния на потребности пользователя.

В отличие от этого, если в момент окончания использования h.set температура Т.асс в резервуаре ниже полезной температуры T.u на отрицательную величину ΔT.dif, это говорит о том, что пользователь не смог удовлетворить ожидаемые потребности, в связи с чем заданная температура T.set должна быть повышена на такую же отрицательную величину ΔT.dif, даже если это и не обязательно для удовлетворения потребностей пользователя.

При этом возможны следующие варианты функции оптимизации:

- электронный регулятор сохраняет на каждый день недели с 1 по 7 значение заданной температуры T.set и момент окончания использования h.set;

- по числу дней GG, равному семи, регулируют температуру Т.асс в резервуаре в конкретный момент окончания использования h.set за каждые сутки;

- если за каждый из семи идущих подряд суток GG температура Т.асс в резервуаре превышает полезную температуру Т.u на положительную величину ΔТ.есс, заданную температуру T.set снижают на величину, равную положительной величине ΔТ.есс, или на заданную величину ΔT;

- в отличие от этого, если за каждый из семи идущих подряд суток GG температура Т.асс в резервуаре меньше полезной температуры Т.u на отрицательную величину ΔT.dif, заданную температуру T.set за эти сутки повышают на величину, по меньшей мере равную отрицательной величине ΔT.dif, или на заданную величину ΔT.

В качестве альтернативы числу выборочных дней GG, равному 7, можно рассмотреть число выборочных дней GG, равное величине, кратной семи, а для необязательного изменения заданной температуры T.set принимается во внимание среднее значение температур Т.асс в резервуаре, зарегистрированных в тот же день недели, то есть типичный день GG, день GG + 7 и так далее.

Упомянутая процедура может периодически осуществляться для следующих подряд последовательностей дней с целью контроля любых изменений в привычках пользователя.

В качестве другой альтернативы, за значение температуры Т.асс в резервуаре принимается среднее значение выборок за последние SS недель, при этом число SS недель равно, например, двум.

Что касается момента фактического ежесуточного окончания использования h.set для каждого дня недели, он может регистрироваться путем упомянутого контроля времени и также непрерывно обновляться теми же способами, которые описаны применительно к определению температуры Т.асс в резервуаре.

Функция оптимизации может предусматривать следующую упрощенную процедуру, не выходящую за пределы объема изобретения, по меньшей мере в том, что касается способов изменения заданной температуры T.set.

Согласно такому варианту функции оптимизации:

- заданную температуру set T.set не меняют, если в момент окончания использования h.set температура Т.асс в резервуаре находится между нижним порогом T.s.min и верхним порогом T.s.max;

- снижают заданную температуру T.set только в момент окончания использования h.set, если температура Т.асс в резервуаре превышает упомянутый заданный верхний порог T.s.max;

- повышают заданную температуру T.set только в момент окончания использования h.set, если температура Т.асс в резервуаре ниже упомянутого заданного нижнего порога T.s.min;

- при этом, в частности, упомянутое снижение или повышение заданной температуры T.set осуществляют на постоянную величину; и

- в частности, упомянутый заданный нижний порог T.s.min равен, например, 35°С, упомянутый заданный верхний порог T.s.max равен, например, 45°С, а упомянутое снижение или повышение заданной температуры T.set равно, например, 10°С.

Согласно другому упрощенному варианту определяют момент окончания использования h.set, который не задается на каждый день недели и не рассчитывается путем изучения профиля ежесуточного использования, а может представлять собой момент начала временного интервала со сниженным тарифом.

В одном из дополнительных вариантов с целью оптимизации поддерживаемой температуры путем автоматического варьирования заданной величины T.set электронный регулятор контролирует температуру Т.асс в резервуаре во множестве моментов времени каждых суток, а не только в момент окончания использования h.set за каждые сутки, когда заканчивается использование водонагревателя, как это уже подробно пояснено.

Таким образом, упомянутый последний вариант контроля позволяет получать более подробный профиль ежесуточного использования, поскольку можно регулировать температуру Т.асс в резервуаре каждые "Н" часов на протяжении суток, каждый час или каждые 4/6 часов и, следовательно, варьировать заданную температуру T.set для каждого периода Pt, истекающего после наступления Н-го часа.

Как, в частности, описано выше, электронный регулятор осуществляет снижение заданной температуры T.set для каждого периода Pt, если температура Т.асс в резервуаре превышает верхний заданный порог T.s.max, и осуществляет повышение заданной температуры T.set, если температура Т.асс в резервуаре ниже нижнего заданного порога T.s.min. В отличие от этого, если такая температура Т.асс в резервуаре находится между упомянутым нижним порогом T.s.min и упомянутым верхним порогом T.s.max, он поддерживает температуру T.set без изменений.

В порядке примера, а не с целью какого-либо ограничения, упомянутое снижение или повышение заданной температуры T.set составляет 1-2°С, тогда как упомянутый заданный нижний порог T.s.min остается равным 35°С, а упомянутый заданный верхний порог T.s.max остается равным 45°С.

Описанная функция оптимизации способна формировать отличающийся профиль предварительно заданной поддерживаемой температуры T.set воды на каждый день недели.

В целом, вместо 7 или кратного 7 числа число выборочных дней GG может составлять только один день или типичное число М дней, что не выходит за пределы объема изобретения.

Таким образом, число выборочных дней в целом равно GG или кратной величине M.GG, при этом GG составляет от 1 до 7.

Число выборочных дней GG или M.GG может быть предварительно задано изготовителем или установлено пользователем.

Тем не менее, не исключен упрощенный вариант, в котором число выборочных дней GG составляет не 7 или кратную 7 величину, а 1 или кратную 1 величину, либо частота выборки может измеряться не сутками, а часами, что подразумевает, что между днями недели не делается различие, и любые следующие подряд выборочные дни используются только для регистрации среднего или минимального значения температур Т.асс в резервуаре.

Таким образом, число выборочных дней в целом равно GG или кратной величине M.GG, при этом GG составляет от 1 до 7, или частота выборки не измеряется часами.

Изобретение относится к способу регулирования поддерживаемой температуры воды, применимому для уменьшения рассеяния тепловой энергии в водонагревателе с тепловым аккумулятором. Упомянутый способ предусматривает процедуру так называемой "оптимизации", которая может осуществляться электронным регулятором водонагревателя. Процедура "оптимизации" применима для оптимизации поддерживаемой температуры путем автоматического уменьшения заданной величины Т.set, если водонагреватель обычно не используется на полную мощность, то есть если пользователь установил необычно высокую для своего фактического использования температуру Т.set. Изобретение также относится к электронному регулятору и водонагревателям. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе с тепловым аккумулятором, при осуществлении которого:
отсчитывают течение времени;
принимают информацию о температуре воды внутри упомянутого водонагревателя;
хранят предварительно введенные, и/или считанные, и/или расчетные данные;
обрабатывают расчеты с использованием принимаемых или хранящихся данных;
включают/выключают нагрев воды, исходя из обработанных расчетов и температуры воды;
сохраняют значения поддерживаемой температуры (Т.set) воды по числу (H) идущих подряд периодов времени (Pt), покрывающих целые сутки, и за определенный период идущих подряд дней (GG; M.GG);
при этом упомянутый способ управления предусматривает снижение потребления энергии,
отличающийся тем, что
варьируют хранящейся поддерживаемой температурой (Т.set) путем осуществления, по меньшей мере, следующих стадий, на которых:
на первой стадии определяют значение температуры (Т.асс) в резервуаре за определенный период идущих подряд дней (GG; M.GG) и в момент окончания (h.set) упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt);
на второй стадии значение, принятое за характерное для упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре, сравнивают с предварительно заданной температурой (Т.u), считающейся приемлемой для гигиенического применения;
на третьей стадии изменяют упомянутую хранящуюся поддерживаемую температуру воды (Т.set) для каждого из упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt), для чего ее:
снижают, если упомянутая температура (Т.асс) в резервуаре превышает упомянутую полезную температуру (T.u; T.s.max) на заданную положительную величину (ΔТ.есс), или
повышают, если упомянутая температура (Т.асс) в резервуаре ниже упомянутой полезной температуры (T.u; T.s.min) на заданную отрицательную величину (ΔT.dif).

2. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.1, отличающийся тем, что упомянутые идущие подряд периоды времени (Pt) отсчитываются в одном 24-часовом периоде.

3. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.2, отличающийся тем, что упомянутый момент окончания (h.set) упомянутого одного 24-часового периода преимущественно совпадает с моментом окончания (h.set) использования водонагревателя за сутки.

4. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.2, отличающийся тем, что упомянутый момент окончания (h.set) предварительно задает пользователь.

5. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.2, отличающийся тем, что упомянутый момент окончания (h.set) принимают за совпадающий с моментом начала временного интервала со сниженным тарифом.

6. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.2, отличающийся тем, что
осуществляют контроль температуры (Т.асс) в резервуаре в течение целых суток,
момент упомянутого окончания (h.set) задают таким образом, чтобы он совпадал с наиболее поздним моментом времени суток, после которого не регистрируется существенное падение упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре.

7. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.2, отличающийся тем, что
осуществляют контроль температуры (Т.асс) в резервуаре в течение множества дней, характерных для одного и того же дня недели,
для каждого из упомянутых дней регистрируют наиболее поздний момент окончания (h.set), после которого не регистрируется существенное падение упомянутой температуры (Т.асс) в резервуаре, и
задают упомянутый момент окончания (h.set) таким образом, чтобы он совпадал для этого дня недели со средним значением упомянутых наиболее поздних моментов окончания (h.set).

8. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что значением температуры, считающимся характерным для температуры (Т.асс) в резервуаре, является фактическое значение температуры (Т.асс) в резервуаре, регистрируемое при осуществлении упомянутой первой стадии.

9. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что значением температуры, считающимся характерным для температуры (Т.асс) в резервуаре, является среднее значение температуры (Т.асс) в резервуаре, регистрируемое при многократно повторяющемся осуществлении упомянутой первой стадии.

10. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.max), при превышении которой осуществляют упомянутое снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная полезная температура (Т.u).

11. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.max), при превышении которой осуществляют упомянутое снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная верхняя пороговая температура (T.s.max).

12. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.11, отличающийся тем, что верхняя пороговая температура (T.s.max) равна 45°С.

13. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.min), при превышении которой осуществляют упомянутое повышение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная полезная температура (T.u).

14. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что предварительно заданной исходной температурой (T.u; T.s.min), при превышении которой осуществляют упомянутое повышение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) воды, является предварительно заданная нижняя пороговая температура (T.s.min).

15. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по п.14, отличающийся тем, что нижняя пороговая температура (T.s.min) равна 35°С.

16. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что повышение или снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) составляет 10°С.

17. Способ регулирования температуры воды в водонагревателе по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что повышение или снижение упомянутой поддерживаемой температуры (T.set) составляет 1-2°С, а число упомянутых идущих подряд периодов времени (Pt), покрывающих целые сутки, превышает один.

18. Электронный регулятор, имеющий средства для:
отсчета течения времени;
приема информации о температуре воды внутри водонагревателя;
сохранения предварительно введенных, и/или считанных, и/или расчетных данных;
обработки расчетов с использованием принимаемых или хранящихся данных;
включения/выключения водонагревательного элемента, помещающегося в водонагревателе с тепловым аккумулятором, исходя из обработанных расчетов и температуры воды,
отличающийся тем, что нагрев упомянутого водонагревателя осуществляется способом по одному или нескольким предшествующим пунктам.

19. Водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором используется электронный регулятор по п.18.

20. Водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором реализованы функции одного или нескольких способов нагрева по пп.1-17.