自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法，特点是控制方法包括步骤为：建立热泵供水计算温度与室内设定温度及室外环境温度之间的基础函数式，通过对热泵供水计算温度与回水实际温度的温差进行判断，对热泵供水计算温度进行修正；根据稳定后的房间实际空气温度与室内设定温度的偏差，在第一次修正函数式的基础上，对热泵供水计算温度进行再次修正；根据供水实际温度与第二次修正函数式得到的热泵供水计算温度的差值，调节变频热泵热水器的压缩机转速，使供水实际计算温度与热泵供水计算温度趋于一致。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，供水计算温度更加准确，节能效果也更加明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法。
技术介绍
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系统中。变频热泵热水器因具有供水温度恒定及能效高等优点也逐渐开始在地板辐射采暖系统中应用。目前，无论是定频还是变频热泵热水器地暖系统设计，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。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种自适应变频热泵热水采暖系统的节能控制方法，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，确定变频热泵的最佳供水温度，并以此调节变频热泵的运行频率，实现变频热泵运行节能。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的，其是一种自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法，其特征在于变频热泵热水采暖系统包括变频热泵热水器、储水箱、循环水泵、热水盘管、控制系统、储水箱温度传感器、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；其中所述储水箱温度传感器感应储水箱内的温度即供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器感应热水盘管的出水温度即回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器感应室内温度即房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器感应室外温度即室外环境温度Tw，所述控制系统的节能控制方法包括步骤如下：（一）在控制系统中设定室内的室内设定温度Tsd；（二）工作时，控制系统首先根据变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；（三）所述控制系统通过对热泵供水计算温度Tgj与回水实际温度Ths的温差进行判断，在基础函数式的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行修正，得到修正后的热泵供水计算温度Tgj的第一次修正函数式；（四）所述控制系统（5）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，在第一次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，得到再次修正的热泵供水计算温度Tgj的第二次修正函数式（Ⅲ）；（五）根据供水实际温度Tgs与第二次修正函数式得到的热泵供水计算温度Tgj的差值，调节变频热泵热水器的压缩机转速，使供水实际计算温度Tgs与热泵供水计算温度Tgj趋于一致。所述控制系统还可以在系统工作1～2天后，自动获取室内稳定后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，作为第二次修正函数式（Ⅲ）的计算依据，这样只要用户设定室内的室内设定温度Tsd，控制系统可立即得到热泵供水计算温度Tgj，而不需要待室内温度稳定后再根据房间实际空气温度Tns与室内设定温度Tsd的偏差进行修正。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：（1）当室外环境温度较高时，采暖系统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。附图说明图1是本专利技术实施的采暖系统结构原理图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，其是一种自适应变频热泵热水采暖系统的节能控制方法，变频热泵热水采暖系统包括变频热泵热水器1、储水箱2、循环水泵3、热水盘管4、控制系统5、储水箱温度传感器6、回水温度传感器7、房间空气温度传感器8及室外环境温度传感器9；其中所述热水盘管4的出水口与储水箱2的回水口连通，热水盘管4的入水口与循环水泵3的出水口连通，所述循环水泵3的入水口与储水箱2的出水口连通，变频热泵热水器1对储水箱2进行加热；所述储水箱温度传感器6感应储水箱2内的温度即供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器7感应热水盘管4的出水温度即回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器8感应室内温度即房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器9感应室外温度即室外环境温度Tw，所述控制系统5的节能控制方法的步骤如下：（一）在控制系统5中设定室内的室内设定温度Tsd；控制系统5分自动模式和手动模式，自动模式下的室内设定温度Tsd默认为18℃，或根据实际情况，在自动模式下的室内设定温度Tsd默认为17℃、19℃或其它温度等，手动模式下的室内设定温度Tsd为人工设定；（二）因室内及室外温度的变化大，对热泵供水温度的影响也最大；工作时，控制系统5首先根据变频热泵热水器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，热泵供水计算温度Tgj的基础函数式Ⅰ为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw），式中，模拟典型采暖房间的热负荷特性，通过具体变频热泵在不同室内及室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重新计算热泵供水计算温度Tgj一次；（三）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；所述控制系统5通过对热泵供水计算温度Tgj与回水实际温度Ths的温差进行判断，在基础函数式Ⅰ的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行修正，得到修正后的热泵供水计算温度Tgj的第一次修正函数式Ⅱ即为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw）+k*（Tgs-Ths），式中，k为围护结构修正系数，k与围护结构保温特性及循环水泵3的循环流量有关，一般取0.5；（四）因热水盘管4的敷设不同，要达到同样的室内设定温度，那么热泵供水温度不同；所述控制系统5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，在第一次修正函数式Ⅱ的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行再次修正，得到再次修正的热泵供水计算温度Tgj的第二次修正函数式Ⅲ即为：Tgj=a+b*（Tsd-Tw）+k*（Tgs-Ths）+（Tsd-Tns），式中，k为围护结构修正系数，k与围护结构保温特性及循环水泵3的循环流量有关，一般取0.5；（五) 根据供水实际温度Tgs与第二次修正函数式Ⅲ得到的热泵供水计算温度Tgj的差值，调节变频热泵热水器1的压缩机转速，使供水实际计算温度Tgs与热泵供水计算温度Tgj趋于一致。在本实施例中，所述控制系统5还可以在系统工作1～２天后，自动获取室内温度稳定后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法，其特征在于变频热泵热水采暖系统包括变频热泵热水器（1）、储水箱（2）、循环水泵（3）、热水盘管（4）、控制系统（5）、储水箱温度传感器（6）、回水温度传感器（7）、房间空气温度传感器（8）及室外环境温度传感器（9）；其中所述储水箱温度传感器（6）感应储水箱（2）内的温度即供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器（7）感应热水盘管（4）的出水温度即回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器（8）感应室内温度即房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器（9）感应室外温度即室外环境温度Tw，所述控制系统（5）的节能控制方法包括步骤如下：（一）在控制系统（5）中设定室内的室内设定温度Tsd；（二）工作时，控制系统（5）首先根据变频热泵热水器（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）；（三）所述控制系统（5）通过对热泵供水计算温度Tgj与回水实际温度Ths的温差进行判断，在基础函数式（Ⅰ）的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行修正，得到修正后的热泵供水计算温度Tgj的第一次修正函数式（Ⅱ）；（四）所述控制系统（5）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，在第一次修正函数式（Ⅱ）的基础上，对热泵供水计算温度Tgj进行再次修正，得到再次修正的热泵供水计算温度Tgj的第二次修正函数式（Ⅲ）；（五）根据供水实际温度Tgs与第二次修正函数式（Ⅲ）得到的热泵供水计算温度Tgj的差值，调节变频热泵热水器（1）的压缩机转速，使供水实际计算温度Tgs与热泵供水计算温度Tgj趋于一致。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应变频热泵热水采暖系统节能控制方法，其特征在于变频热泵热水采暖系统包括变频热泵热水器（1）、储水箱（2）、循环水泵（3）、热水盘管（4）、控制系统（5）、储水箱温度传感器（6）、回水温度传感器（7）、房间空气温度传感器（8）及室外环境温度传感器（9）；其中所述储水箱温度传感器（6）感应储水箱（2）内的温度即供水实际温度Tgs，所述回水温度传感器（7）感应热水盘管（4）的出水温度即回水实际温度Ths，所述房间空气温度传感器（8）感应室内温度即房间实际空气温度Tns，所述室外环境温度传感器（9）感应室外温度即室外环境温度Tw，所述控制系统（5）的节能控制方法包括步骤如下：（一）在控制系统（5）中设定室内的室内设定温度Tsd；（二）工作时，控制系统（5）首先根据变频热泵热水器（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）；（三）所述控制系统（5）通过对热泵供水计算温度Tgj与回水实际温度Ths的温差进行判断，在基础函数式（Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐言生，邹时智，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44