CN106091103A - 恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，特点是控制***的节能控制方法的步骤为：建立热泵供水计算温度Tgj与室内设定温度Tsd及室外环境温度Tw之间的基础函数式，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第一修正函数式，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第二修正函数式；通过控制定频热泵热水器的压缩机的开停，使供水实际温度Tgs高于按第二修正函数式所得到的供水计算温度Tgj的0～1℃；控制***通过检测供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj的偏差，调节三通比例调节阀的供水及回水比例，使供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj趋于一致。其优点为：充分考虑了不同建筑物保温特性及热水盘管敷设的差别，在运行过程中自动判断修正，节能效果更加明显，供水温度恒定，房间的温度波动小。

Description

恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法
技术领域
本发明涉及一种恒温供水定频热泵热水采暖***的节能控制方法。
背景技术
热泵热水器作为一种高效节能热水产品，越来越多的应用到采暖***中。目前无论是定频还是定频热泵热水器地暖***设计，供水/回水温度一般为45℃/35℃，房间空气温度控制大多通过地板表面温度或房间空气温度控制热泵热水器开停来实现。因热泵热水器的能效随供水温度的升高而下降，而在一个供暖周期内室外环境温度变化较大，并且在一天内室外环境温度的变化也较大，因此，在不同时间段其供热负荷相差较大。当室外环境温度较高时，所需供热负荷较小，地暖的供水温度可以适当降低，这样热泵热水器的能效就可以提高。为实现热泵运行节能的目的，热泵在满足使用要求的前提下，尽可能降低供水温度，但供水温度的确定取决于所需供热负荷，它不仅与室外环境温度、室内设定温度有关，而且与建筑物围护结构的保温性能以及换热盘管敷设有关。但由于室外环境温度动态变化，不同建筑物的保温性能和换热盘管敷设差异较大以及不同人群的温感不同，如何采用一种简单的方法来确定最佳的热泵供水温度是实现热泵运行节能的关键。同时由于定频热泵采用开停控制来实现供水温度的控制，供水温度波动大，对采暖房间的温度稳定性有一定的影响，因此也有必要考虑如何在***中实现供水温度的稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，其可根据室外环境温度和室内设定温度的变化以及建筑物自身保温特性，确定定频热泵的最佳供水温度，并以此对定频热泵热水器进行开停控制，实现定频热泵运行节能，同时在供水循环侧设有三通比例调节阀，恒定供水温度。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，其特征在于定频热泵热水采暖***包括定频热泵热水器、储水箱、三通比例调节阀、循环水泵、热水盘管、控制***、储水箱温度传感器、供水温度传感器、回水温度传感器、房间空气温度传感器及室外环境温度传感器；其中所述热水盘管的出水口分别与储水箱的回水口及三通比例调节阀的一入水口连通， 所述三通比例调节阀的另一入水口与储水箱的出水口连通, 所述定频热泵热水器对储水箱内的水进行加热；所述循环水泵的入水口与三通比例调节阀的出水口连通，循环水泵的出水口与热水盘管的入水口连通；所述储水箱温度传感器感应的温度为储水箱内的热水温度Trs，所述供水温度传感器感应的温度为热水盘管入水口的供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器感应的温度为热水盘管出水口的回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器感应的温度为室内的房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器感应的温度为室外的室外环境温度Tw，控制***的节能控制方法的步骤如下：
（一）热泵的供水计算温度Tgj计算函数式的确定
（a）所述控制***首先根据定频热泵热水器的性能和典型采暖房间的热负荷特性，建立热泵供水计算温度Tgj与室内设定温度Tsd及室外环境温度Tw之间的基础函数式；
（b）所述控制***通过对供水实际温度Tgs及回水实际温度Ths差值进行判断，在基础函数式的基础上，对热泵的供水计算温度Tgj进行修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第一修正函数式；
（c）所述控制***根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差值，在第一修正函数式的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行再次修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第二修正函数式；
（二）通过控制定频热泵热水器的压缩机的开停，使供水实际温度Tgs高于按第二修正函数式所得到的供水计算温度Tgj的0～1℃；热泵热水器的开停由储水箱温度传感器控制，当热水温度Trs≤供水计算温度Tgj时，热泵开启，当热水温度Trs≥供水计算温度Tgj+2℃时，热泵热水器停机；
（三）控制***通过检测供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj
的偏差，调节三通比例调节阀的供水及回水比例，使供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj趋于一致。
在本技术方案中，所述控制***还可以在***工作1～２天后，自动获取稳定的室内的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的固定平均偏差，作为第二修正函数式的计算依据，这样只要用户设定房间温度，控制***可立即得到供水计算温度Tgj，而不需要待室内温度稳定后再根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差进行修正。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
（1）当室外环境温度较高时，采暖***供水温度可以适当降低，热泵热水器能效较高，实现运行节能；
（2）***充分考虑了不同建筑物保温特性及热水盘管敷设的差别，在运行过程中自动判断修正，供水计算温度更加准确，节能效果也更加明显；
（3）供水温度恒定，采暖房间的温度波动小。
附图说明
图1是本发明实施的采暖***结构原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，其是一种恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，定频热泵热水采暖***包括定频热泵热水器1、储水箱2、三通比例调节阀3、循环水泵4、热水盘管5、控制***6、储水箱温度传感器7、供水温度传感器8、回水温度传感器9、房间空气温度传感器10及室外环境温度传感器11；其中所述热水盘管5的出水口分别与储水箱2的回水口及三通比例调节阀3的一入水口连通， 所述三通比例调节阀3的另一入水口与储水箱2的出水口连通；所述循环水泵4的入水口与三通比例调节阀3的出水口连通，循环水泵4的出水口与热水盘管5的入水口连通, 所述定频热泵热水器1对储水箱2内的水进行加热；所述储水箱温度传感器7感应的温度为储水箱2内的热水温度Trs，所述供水温度传感器8感应的温度为流入热水盘管5热水的供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器9感应的温度为从热水盘管5流出的回水的回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器10感应的温度为室内的房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器11感应的温度为室外的室外环境温度Tw，控制***6的节能控制方法的步骤如下：
（一）热泵的供水计算温度Tgj计算函数式的确定
（a）因室内、外温度的变化大，对确定热泵供水温度的影响也最大；所述控制***6首先根据定频热泵热水器1的性能和典型采暖房间的热负荷特性，建立热泵的供水计算温度Tgj与室内设定温度Tsd及室外环境温度Tw之间的基础函数式Ⅰ即为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw），基础函数式Ⅰ中，模拟典型采暖房间的热负荷特性，通过具体定频热泵在不同室内、外温差下的性能试验，对实验数据进行线性回归得到系数a及系数b，系数a的取值范围一般为20～40，系数b的取值范围一般为0.5～2；因全天室外环境温度Tw变化较大，可采用每0.5小时按基础函数式Ⅰ重新计算热泵的供水计算温度Tgj一次；
（b）因建筑物围护结构的保温性能不同，直接影响采暖房间的热负荷特性，所述控制***6通过对热泵的供水实际温度Tgs及回水实际温度Ths差值进行判断，在基础函数式Ⅰ的基础上，对热泵的供水计算温度Tgj进行修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第一修正函数式Ⅱ即为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw）+k*（Tgs-Ths），第一修正函数式Ⅱ中，k为围护结构修正系数，k与围护结构保温特性及水泵循环流量有关，一般取0.5；
（c）因热水盘管的敷设不同，要达到同样的室内设定温度Tsd，那么热泵供水温度不同；所述控制***6根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差值，在第一修正函数式Ⅱ的基础上，对热泵的供水计算温度Tgj进行再次修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第二修正函数式Ⅲ即为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw）+k*（Tgs-Ths）+（Tsd-Tns）；
（d)***分自动模式和手动模式，自动模式下室内设定温度Tsd默认为18℃，或根据实际情况选择室内设定温度Tsd的默认值，可以是17℃、19℃、20℃等；手动模式下室内设定温度Tsd由人工设定；
因全天室外环境温度Tw变化较大，可采用每0.5小时重新计算热泵供水计算温度Tgj一次；
（二）通过控制热泵热水器1的压缩机的开停，使供水实际温度Tgs高于按第二修正函数式Ⅲ所得到的供水计算温度Tgj的0～1℃；热泵热水器1的开停由储水箱温度传感器7控制，当热水温度Trs≤供水计算温度Tgj时，热泵开启，当热水温度Trs≥供水计算温度Tgj+2℃时，热泵热水器1停机；
（三）控制***6通过检测供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj的偏
差，调节三通比例调节阀3的供水及回水比例，使供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj趋于一致。
在本实施例中，所述控制***6还可以在***工作1～２天后，自动获取稳定的室内的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的固定平均偏差，作为第二修正函数式Ⅲ的计算依据，这样只要用户设定房间温度，控制***可立即得到供水计算温度Tgj，而不需要待室内温度稳定后再根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差进行修正。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，其特征在于定频热泵热水采暖***包括定频热泵热水器（1）、储水箱（2）、三通比例调节阀（3）、循环水泵（4）、热水盘管（5）、控制***（6）、储水箱温度传感器（7）、供水温度传感器（8）、回水温度传感器（9）、房间空气温度传感器（10）及室外环境温度传感器（11）；其中所述热水盘管（5）的出水口分别与储水箱（2）的回水口及三通比例调节阀（3）的一入水口连通， 所述三通比例调节阀（3）的另一入水口与储水箱（2）的出水口连通；所述循环水泵（4）的入水口与三通比例调节阀（3）的出水口连通，循环水泵（4）的出水口与热水盘管（5）的入水口连通, 所述定频热泵热水器（1）对储水箱（2）内的水进行加热；所述储水箱温度传感器（7）感应的温度为储水箱（2）内的热水温度Trs，所述供水温度传感器（8）感应的温度为热水盘管（5）入水口的供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器（9）感应的温度为热水盘管（5）出水口的回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器（10）感应的温度为室内的房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器（11）感应的温度为室外的室外环境温度Tw，控制***（6）的节能控制方法的步骤如下：
（一）热泵的供水计算温度Tgj计算函数式的确定
（a）所述控制***（6）首先根据定频热泵热水器（1）的性能和典型采暖房间的热负荷特性，建立热泵供水计算温度Tgj与室内设定温度Tsd及室外环境温度Tw之间的基础函数式（Ⅰ）；
（b）所述控制***（6）通过对供水实际温度Tgs及回水实际温度Ths差值进行判断，在基础函数式（Ⅰ）的基础上，对热泵的供水计算温度Tgj进行修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第一修正函数式（Ⅱ）；
（c）所述控制***（6）根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差值，在第一修正函数式（Ⅱ）的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行再次修正，建立热泵的供水计算温度Tgj计算的第二修正函数式（Ⅲ）；
（二）通过控制定频热泵热水器（1）的压缩机的开停，使供水实际温度Tgs高于按第二修正函数式（Ⅲ）所得到的供水计算温度Tgj 的0～1℃；热泵热水器（1）的开停由储水箱温度传感器（7）控制，当热水温度Trs≤供水计算温度Tgj时，热泵开启，当热水温度Trs≥供水计算温度Tgj+2℃时，热泵热水器（1）停机；
（三）控制***（6）通过检测供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj
的偏差，调节三通比例调节阀（3）的供水及回水比例，使供水实际温度Tgs与供水计算温度Tgj趋于一致。
2.根据权利要求1所述的恒温供水定频热泵热水采暖***节能控制方法，其特征在于所述控制***（6）还可以在***工作1～２天后，自动获取稳定的室内的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的固定平均偏差，作为第二修正函数式（Ⅲ）的计算依据，这样只要用户设定房间温度，控制***可立即得到供水计算温度Tgj，而不需要待室内温度稳定后再根据稳定后的房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差进行修正。
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