用于运行水循环系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行水循环系统的方法，特别是一种用于运行管道约束的饮用水或非饮用水系统的方法。

背景技术

由现有技术已知用于水循环系统的操作方法，其中，必须将水温保持在预定温度之上或之下，以便不促进细菌的生长。细菌(例如铜绿假单胞菌或军团菌)的生长在20℃至50℃的温度范围内尤为有利。出于卫生的原因，即为了尽可能防止细菌滋生，因此水温不应保持在此范围内。为了舒适起见，即为了能够迅速达到足够高的混合温度，通常将热水温度保持在55℃。由于热水管道不能完全隔热，因此热量不断从管道释放到较凉的环境，通常每米8到10瓦。热水与环境之间的温差越大，管道的热损失就越大。为了减少热量损失并因此节省能量，可以允许在夜间将热水温度降低。例如，温度可以降低10℃8小时。这方面的监管要求可能因国家/地区而异。顾名思义，晚上使用较少的热水或不使用热水时，温度最好降低。但是，经验表明，出于对细菌的恐惧或为了方便起见，很少或永远不会进行夜间关闭，以免长时间等待热水。因此，大多数热水循环系统没有利用节能的潜力。

以上也适用于冷水循环系统。因此，冷水应保持在20℃以下。由于不可能完全隔离冷水管道，因此管道会不断吸收较热环境中的热量。冷水与环境之间的温差越大，管道的吸热性就越大。为了将冷水系统中的水温始终保持在20℃以下，必须对其进行连续冷却，因此无法节省能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于操作饮用水或非饮用水系统的方法，该方法更加节能。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。该方法的其它实施方式由其它权利要求的特征限定。

根据本发明的用于运行水循环系统的方法包括以下步骤：

-提供一种水循环系统，该水循环系统包括：至少一个进水管线(feed line)；至少一个回水管线(return line)；至少一个分支管线(strand)，其将进水管线连接到回水管线；至少一个温度控制单元，其将进水管线连接到回水管线，从而水能够根据从至少一个进水管线通过至少一个分支管线和至少一个回水管线回到该至少一个进水管线的流动方向来循环；至少一个消耗端(consumer)，其沿着至少一个分支管线布置，并且其能够从循环系统中取出水；至少一个阀门，其能够改变循环系统中的水的流速；至少一个温度传感器，其能够检测出管路部分中的水温；至少一个系统控制，其能够处理温度传感器的数据，并且其能够驱动至少一个阀门；

-定义第一温度，定义第二温度并定义降低时间；

-用至少一个温度传感器检测水温；

-通过用至少一个阀门设定第一流速来设定第一温度；

-在降低时间期间用至少一个阀门设定第二流速来设定第二温度。

通过降低系统中的水温，能够减少水与环境之间的温差，从而减少水对环境的热损失。这样的方法允许在不降低舒适度的同时节省能量和水，同时满足严格的卫生要求。

例如，可以将热水循环系统的第一温度设定在50℃至60℃的范围内。在冷水循环系统中，第一温度可以设定在10℃至20℃的范围内。为此，温度控制单元(即锅炉或冷却系统)必须与阀门配合，从而达到规定的温度。阀门处的流速越高，水从锅炉到达消耗端的速度就越快。达到阀门处的第一温度所需的流速可以能够检索地存储在系统控件中。通常，此类阀门可用于将流速设定为最高每分钟1升、每分钟10升、最高每分钟30升。

可以直接定义第二温度，也可以根据第一温度和温差来计算第二温度。例如，可以将温差限定在1℃至15℃的范围内。例如，降低时间可以设定在1至12小时的范围内。降低时间和温差可以由规则来定义。例如，在8小时的降低时间期间温差可以为10℃。一旦水温降低，即设定了第二温度，则降低时间开始。温度是否仅略低于第一温度或该温度是否对应于第二温度无关紧要。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-定义时间窗口；

-定义阈值；

-计算记录的水温与第一温度之间的绝对差值；

-在时间窗口期间积分差值；

-当积分小于或等于阈值时设定第二温度；

-检测设定第二温度期间的时间；

-如果积分大于阈值或设定第二温度期间的总时间大于降低时间，则设定第一温度。

由于所检测的水温与第一温度之间的绝对差值的积分，该方法可以用于热水系统以及冷水系统。时间窗口与连续时间一起移动。这意味着，如果在任何时间点上确定(如在时间窗口的持续时间内向后看)消耗量低于阈值，则可以从该时间点降低分支管线中的水温或如果已经降低则保持降低。可替代地，如果检测到的水温低于热水系统中的允许值或高于冷水系统中的允许值(即超过了允许的最小温差)，则可以设定第一温度。这适用于热水系统和冷水系统。

可以预先设定允许的温差和降低时间的合规的值，并且使用者只能在规则允许的范围内单独调整这些值。

可以根据需要定义时间窗口。例如，如果在30分钟内不使用水，则对于热水系统，温度可以降低，对于冷水系统，温度可以提高。可以定义5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、45分钟、1小时或更长时间的时间窗口。

消耗量可以通过所检测的温度曲线来确定。在热水系统中，测量的温度通常在使用过程中降低，而在冷水系统中，测量的温度通常升高。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-确定时间段，其中仅在当前时间在该时间段内时才设定第二温度。

该时间段可以通过开始时间和结束时间或通过开始时间和持续时间来定义。通常，早上、中午和晚上的耗水量最高。因此，可以在主要消耗时间之间定义一天中的几个时间段。例如，从半夜至上午6点、从上午9点至上午11点、从下午2点至下午6点以及从晚上10点至半夜。

在一个实施例中，该时间段的边界区域中的时间窗口大于其中间区域中的时间窗口。

通常，在该时间段的边界区域比在中间区域更有可能发生活动。

例如，时间段可以设定为从晚上十点到早上六点。可以预计，在晚上十点与半夜之间以及在早上五点与六点之间，活动量(即消耗量)要比在半夜与早上五点之间的活动量多。例如，晚上十点与半夜之间的时间窗口可以为15分钟，而半夜至早上五点之间的时间窗口可以为30分钟。可以在一天中的任何时间设定时间段，并且可以根据需要对时间窗口进行分级。

在一个实施例中，计划在一天中分配几个时间段，所有时间段的第二温度相同、部分不同或不同。例如，在期望减少消耗的时间段中，可以预定第二温度，该第二温度仅略低于第一温度，而在期望几乎没有消耗的时间段中，可以预定第二温度，其甚至低于第一温度。例如，第二温度可以比第一温度低1℃、2℃、3℃、5℃或10℃。可以将第二温度设定为高于规则允许的降低温度(例如出于舒适的原因)。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-记录检测到的水温的温度曲线；

-在一个时间间隔期间将特定的消耗量分配给记录的温度曲线。

例如，在较小的时间间隔内的小的温差对应于洗手，在更长的时间段内更高的温差对应于淋浴，而在较长的时间段内较大的温差对应于泡澡。不同的用途可以通过其随时间变化的不同温度曲线而被识别出。规格可以在工厂或现场制定。例如，洗手需要5至15秒而每分钟消耗水2至10升，淋浴需要30秒至15分钟而每分钟消耗水8至20升，泡澡需要10至30分钟而每分钟消耗水超过20升。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-定义至少一个触发阈值；

-检测超过至少一个触发阈值的时间间隔(I

-将特定消耗量(V

触发阈值可以设定为温度值或与设定温度的温差。触发阈值也可以是设定温度。可以定义几个不同的触发阈值。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-基于特定消耗量来缩放水温的积分。

如果仅在短时间内洗手并且仅检测到温度的微小变化，则可以维持需要较少能量来维持的第二温度。淋浴或泡澡时，可以通过温度曲线来识别，并且可以尽早设定第一温度。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

-基于检测到的水温记录温度曲线；

-基于记录的温度曲线调整时间窗口、阈值、第二温度、降低时间或时间段。

例如，可以确定使用习惯，并将其用于优化节能。记录的温度曲线可用于创建使用率统计。可以基于使用率统计来调整上述参数，从而节省大量能量而不会降低舒适度，即，无需长时间等待热水或冷水。如果认识到在一定时间段内使用率相当高，则可以将时间窗口选择为短、将阈值选择为低并且将第二温度选择为高。在统计使用率较低的时间段中，可以将时间窗口设定为长、将阈值设定为高并且将第二温度设定为低。

在一个实施例中，至少一个阀门在流动方向上连接在至少一个消耗端的下游。

这样可以确保在热水系统中，最后一个消耗端的水温高于阀门处测得的温度。在冷水系统中，确保最后一个消耗端处的水温低于阀门处测得的温度。

在一个实施例中，水循环系统包括具有至少一个温度控制单元4的热水循环，该温度控制单元可以向循环系统供应热量(例如锅炉)。替代地或附加地，水循环系统包括具有至少一个温度控制单元(4)的冷水循环，该温度控制单元可以从循环系统提取热量(例如冷却机)。

该方法的上述实施例可以以任何组合使用，只要它们彼此不矛盾即可。

附图说明

下面使用附图更详细地解释本发明的示例性实施例。这些仅用于说明，而不是限制性的解释，其中：

图1是水循环系统的示意图。

图2示出了根据本发明的连续降低循环的示意图。

图3示出了根据本发明的复合降低循环的示意图。

图4示出了图1所示系统的分支管线中的温度曲线的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于执行根据本发明的方法的水循环系统的示意图。该系统包括进水管线1、回水管线2、用于将进水管线1与回水管线2连接的两个分支管线3。该系统还包括温度控制单元4，该温度控制单元将进水管线1连接到回水管线2。水沿从进水管线1经由两个分支管线3、回水管线2和温度控制单元4回到进水管线1的方向循环。该系统还包括几个消耗端5，它们沿着分支管线3排列并可以从循环系统中取水。在每个分支管线3中，都设有阀门6，该阀门位于分支管线3的区域中，该区域通向回水管线2。这意味着阀门6位于分支管线3的末端区域。通过阀门6，可以改变各个分支管线中的水的流速。通过改变流速，可以改变温度。流速越高，分支管线3中水的温度越接近温度控制单元的温度。在温度控制单元4的区域中，在进水管线1中设定有温度传感器60，利用该温度传感器60可以检测进水温度T

图2示出了根据本发明的连续降低循环的示意图。在用于运行水循环系统的方法的最简单的情况下，将阀门6设定为正常运行，以便达到第一温度T

图3示出了根据本发明的复合降低循环的示意图。与图2中的连续降低循环相反，一旦消耗量过高，温度降低便会中断。如果在分支管线中测得的温度太低，或者在时间窗口内积分的第一温度与铸坯温度之间的温差达到或超过阈值，则中断降低时间。在所示的图中，在时间窗口期间消耗量保持在阈值V

在进一步的发展中，可以定义额外的时间段，其中完全允许降低。例如，只能从第二天的晚上10点到凌晨6点才允许降低。然后，将所有分支管线的水温始终设定为该时间段之外的第一温度，如果如上所述允许，可以将其降低到第二温度。

图4示出了在单位消耗量V

附图标记列表

1进水管线 T

2回水管线 T

3分支管线 T

4温度控制单元 ΔT温差

5消耗端 T

6阀门 D

60温度传感器 ZR时间段

61温度传感器 ZF时间窗口

62温度传感器 V

7泵 V

8单向阀门 A降低时间

9过滤器 A

I