CN103776213A - 热泵及其控制方法 - Google Patents

热泵及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103776213A
CN103776213A CN201310513357.5A CN201310513357A CN103776213A CN 103776213 A CN103776213 A CN 103776213A CN 201310513357 A CN201310513357 A CN 201310513357A CN 103776213 A CN103776213 A CN 103776213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor
frequency
heat pump
heated
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310513357.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103776213B (zh
Inventor
郑东云
金成九
朴昌绪
吴宰爀
全容贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN103776213A publication Critical patent/CN103776213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103776213B publication Critical patent/CN103776213B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/156—Reducing the quantity of energy consumed; Increasing efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/254—Room temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/258—Outdoor temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/281—Input from user
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/31—Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F24H15/38—Control of compressors of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F24H15/385—Control of expansion valves of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/395—Information to users, e.g. alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/421—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/19—Calculation of parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/17—Speeds
    • F25B2700/171—Speeds of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2104—Temperatures of an indoor room or compartment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2106—Temperatures of fresh outdoor air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

本发明提供了一种热泵及其控制方法，所述通过室外空气和制冷剂之间的热交换以及制冷剂和循环水之间的热交换加热待加热空间的热泵的控制方法包括：基于室外空气的温度和待加热空间的热负荷计算压缩机的允许最大频率；计算压缩机以计算的允许最大频率工作时压缩机的平均工作频率；基于平均工作频率和允许最大频率之间的比较结果重新计算允许最大频率；以重新计算的允许最大频率操作压缩机，从而提高热泵的性能系数（COP）。

Description

热泵及其控制方法
技术领域
下面的描述涉及一种提高了季节性能系数（SCOP）的热泵及其控制方法。
背景技术
近来，进行了对与传统燃料燃烧型锅炉相比具有较高的性能系数（COP）的热泵型锅炉的研究。
与传统的燃料燃烧型锅炉或电加热器相比，热泵型锅炉使用室外热能来加热室内空间并具有优良的能源效率。在待加热空间的热负荷偏离热泵型锅炉的热泵的加热性能范围的情况下，热泵的COP因热泵通过压缩机使制冷剂循环来提供热的特性而快速降低。
而且，即使待加热空间的热负荷在热泵的加热性能范围内，但是由于热泵的压缩机的开/关操作的重复也会降低热泵的COP。即，在通过热泵加热的情况下，在室外热能被制冷剂吸收，然后被供应到循环水后，循环水将热能供应至待加热空间，因此待加热空间的温度随着热泵的压缩机的频率的变化而缓慢改变。因此，热泵以最大工作频率操作压缩机，从而提供了比待加热空间的热负荷大的热能，并且重复压缩机的开/关操作。
这种压缩机的开/关操作降低热泵的COP，尤其是降低季节性能系数（SCOP），SCOP表示热泵在要求时间段内的平均COP。
发明内容
因此，本公开的一方面提供了一种通过根据待加热空间的热负荷以适当的工作频率操作热泵的压缩机来提高性能系数（COP）的热泵及其控制方法。
本公开的另外方面将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本公开的实施可以被理解。
根据本公开的一方面，一种通过室外空气和制冷剂之间的热交换以及制冷剂和循环水之间的热交换加热待加热空间的热泵的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：基于室外空气的温度和待加热空间的热负荷计算压缩机的允许最大频率；计算压缩机以计算的允许最大频率工作时压缩机的平均工作频率；基于平均工作频率和允许最大频率之间的比较结果重新计算允许最大频率；以及以重新计算的允许最大频率操作压缩机。
所述控制方法还可包括基于重新计算的允许最大频率重新计算待加热空间的热负荷。
重新计算允许最大频率的步骤可包括：当平均工作频率小于计算的允许最大频率与误差系数的积时，从计算的允许最大频率减去预定频率。
重新计算允许最大频率的步骤可包括：当平均工作频率等于或大于计算的允许最大频率时，将计算的允许最大频率和预定频率相加。
可通过将压缩机在压缩机的工作过程中的工作频率的积分值除以压缩机的工作时间来计算平均工作频率。
当待加热空间的温度低于用户输入的期望温度时，压缩机可增大工作频率。
根据本公开的另一方面，一种通过室气空间和制冷剂之间的热交换以及制冷剂和循环水之间的热交换加热待加热空间的热泵，所述热泵包括：室外单元，包括使制冷剂循环的压缩机和使制冷剂蒸发以在制冷剂和室外空气之间进行热交换的室外换热器；水电单元，包括室内换热器和循环泵，室内换热器使制冷剂冷凝以在制冷剂和循环水之间进行热交换，循环泵将循环水泵入待加热空间；室外温度感测单元，感测室外空气的温度；控制单元，通过以基于室外温度感测单元的感测结果计算的允许最大频率操作压缩机来计算压缩机的平均工作频率，基于平均工作频率和允许最大频率之间的比较结果重新计算允许最大频率，以及重新计算的允许最大频率操作压缩机。
控制单元可基于重新计算的允许最大频率重新计算待加热空间的热负荷。
当平均工作频率小于计算的允许最大频率与误差系数的积时，控制单元可通过从计算的允许最大频率减去预定频率来重新计算允许最大频率。
当平均工作频率等于或大于计算的允许最大频率时，控制单元可通过将计算的允许最大频率和预定频率相加来重新计算允许最大频率。
控制单元可通过将压缩机在压缩机的工作过程中的工作频率的积分值除以压缩机的工作时间来计算平均工作频率。
水电单元还可包括副加热器，副加热器加热已与制冷剂换热的循环水。
所述热泵还可包括通过循环水加热待加热空间的加热单元。
加热单元可包括：加热阀，打开和关闭循环水的水流；输入单元，接收用户输入的期望温度；室内温度感测单元，感测待加热空间的温度。而且，加热单元可根据期望温度与室内温度感测单元的感测结果之间的比较结果控制加热阀的打开和关闭。
如果待加热空间的温度低于用户输入的期望温度，则控制单元可增大压缩机的工作频率。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得清楚并更易于被理解，在附图中：
图1是示出根据本公开实施例的热泵的视图；
图2是示出根据本公开实施例的热泵的制冷剂的循环的视图；
图3是示出根据本公开实施例的热泵的循环水的循环的视图；
图4是示出根据本公开实施例的热泵的整体控制流程的框图；
图5是示出根据本公开实施例的热泵的第一加热单元的控制流程的框图；
图6是示出根据本公开实施例的热泵的第二加热单元的控制流程的框图；
图7是示出根据本公开实施例的热泵的压缩机的工作频率的视图；
图8是示出根据本公开实施例的热泵的加热性能的视图；
图9是示出根据本公开实施例的热泵的性能系数（COP）的视图；
图10是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下工作的情况下初始热负荷的视图；
图11是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下工作的情况下热泵的COP的视图；
图12是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下工作的情况下热泵的控制方法的流程图；
图13是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下工作的情况下热泵的加热性能的变化的视图；
图14是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下工作的情况下热泵的COP的变化的视图。
具体实施方式
现在将详细描述本公开的实施例，本公开的实施例示出在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的组件。
图1是示出根据本公开的一个实施例的热泵1的视图。
参照图1，根据本公开实施例的热泵1包括水电单元（hydro unit）100、室外单元200、热水箱300、第一加热单元400和第二加热单元500。
水电单元100包括：主体110，形成水电单元100的外观；主输入单元151，设置在主体110一侧的部分处并接收用户输入的用于将电能供应至热泵1并执行热泵1的操作模式的控制指令；主显示单元153，设置在主体110一侧的部分处并显示操作信息，诸如热泵1的操作模式等。
这里，主输入单元151可包括例如按钮型开关、膜片开关（membraneswitch）或触摸面板，主显示单元153可包括例如液晶显示（LCD）面板或发光二极管（LED）面板。然而，主输入单元151和主显示单元153不限于此。
尽管根据本公开实施例的热泵1的水电单元100包括分开设置的主输入单元151和主显示单元153，但是本公开的实施例不限于此，并且水电单元100可包括接收用户输入的控制指令并显示热泵1的操作信息的触摸屏面板（TSP）。
水电单元100被放置在室内，并执行制冷剂和循环水之间的热交换。具体地讲，水电单元100通过制冷剂的潜热加热循环水。
室外单元200被放置在室外，并包括主体210和出口220，其中，主体210形成室外单元200的外观，出口220设置在主体210一侧的部分处并排放室外单元200内的已热交换的空气。
热水箱300包括：储水器310，形成热水箱300的外观并储存水电单元100加热的循环水；热水箱阀320，打开和关闭供应至储水器310的循环水的水流。
第一加热单元400设置在第一待加热空间，并包括散热器410、第一加热阀420和第一温度调节器430。散热器410将循环水的热辐射到第一待加热空间以加热第一待加热空间，第一加热阀420打开和关闭供应给散热器410的循环水的水流。此外，第一温度调节器430通过将第一待加热空间的温度与用户输入的期望温度进行比较来控制第一加热阀420的打开和关闭。
第二加热单元500设置在第二待加热空间内，并包括地面加热器（underfloor heater）510、第二加热阀520和第二温度调节器530。地面加热器510将循环水的热提供至第二待加热空间的地面以加热第二待加热空间，第二加热阀520打开和关闭供应给地面加热器510的循环水的水流。此外，第二温度调节器530通过将第二待加热空间的温度与用户输入的期望温度进行比较来控制第二加热阀520的打开和关闭。
尽管根据本公开实施例的热泵1包括具有一个散热器410的第一加热单元400和具有一个地面加热器510的第二加热单元，但是本公开的实施例不限于此。例如，至少一个加热单元可包括至少一个散热器或至少一个地面加热器，或者既包括至少一个散热器又包括至少一个地面加热器。
图2是示出根据本公开实施例的热泵1的制冷剂的循环的视图。图2中的箭头表示制冷剂的循环方向。
参照图2，根据本公开实施例的热泵1的制冷剂通过压缩机233、室内换热器133、膨胀阀235和室外换热器237沿制冷剂通道231进行循环。
压缩机233安装在室外单元200中，使用通过从外部电源供应的电能而旋转的压缩机驱动电机（未示出）的旋转力将低压气相的制冷剂压缩至制冷剂可被冷凝的压力，并将高压的被压缩的气相的制冷剂泵送到室内换热器133。在压缩机233产生的压力的作用下，制冷剂可通过室内换热器133、膨胀阀235和室外换热器237沿制冷剂通道231进行循环。
压缩机233压缩的高压气相的制冷剂沿制冷剂通道231移动到室内换热器133。
室内换热器133安装在水电单元100中。由于制冷剂通道231和循环水通道131在室内换热器133中相互交叉，所以室内换热器133执行制冷剂和循环水之间的热交换。
具体地讲，室内换热器133使高压气相的制冷剂冷凝，在高压气相的制冷剂的冷凝过程中通过从制冷剂释放的潜热加热循环水。更具体地讲，当制冷剂从气相变成液相时，制冷剂释放气相的制冷剂的内能和液相的制冷剂的内能之间的差那么多的热能，并且室内换热器133将制冷剂释放的热提供给循环水以加热循环水。
例如，室内换热器133可包括螺旋换热器（SHE）或板式换热器（PHE），其中，在螺旋换热器（SHE）中，形成有两个螺旋通道，并且制冷剂和循环水穿过各自的通道以实现它们之间的热交换；在板式换热（PHE）器中，多个传热板堆叠，并且制冷剂和循环水在传热板之间交替流动以实现它们之间的热交换。
室内换热器133压缩的高压液相的制冷剂沿制冷剂通道231移动到膨胀阀235。
膨胀阀235安装在室外单元200中，并对高压液相的制冷剂解压缩。具体地讲，膨胀阀235通过节流（throttling）将高压液相的制冷剂解压缩到制冷剂可被蒸发的压力，其中，在节流过程中，当流体穿过诸如喷嘴或孔的窄通道时，即使在不与外部进行热交换的情况下也会降低流体的压力。
通过膨胀阀235解压缩的低压液相的制冷剂沿制冷剂通道231移动到室外换热器237。
室外换热器237安装在室外单元200中，并使低压液相的制冷剂蒸发。具体地讲，随着室外换热器237中的制冷剂从液相变为气相时，制冷剂从外部吸收液相的制冷剂的内能和气相的制冷剂的内能之间的差那么多的热能。
如上所述，由于室外换热器237在低压液相的制冷剂的蒸发过程中被冷却，所以在室外单元200中安装室外风扇237a，室外风扇237a强力地吹散室外换热器237周围的空气以有助于热交换。
通过室外换热器237蒸发的低压气相的制冷剂沿制冷剂通道231移动到压缩机233。
如上所述，在制冷剂通过压缩机233、室内换热器133、膨胀阀235和室外换热器237沿制冷剂通道231循环时，制冷剂在室外换热器237中从室外空气吸收热能，并将热能提供给室内换热器133中的循环水。
图3是示出根据本公开实施例的热泵1的循环水的循环的视图。
参照图3，根据本公开的实施例的热泵1的循环水通过室内换热器133、副加热器135、循环水泵137、热水箱300、第一加热单元400和第二加热单元500沿循环水通道131循环。
室内换热器133安装在水电单元100内（如上所述），并且使用气相的制冷剂被冷凝时产生的潜热来加热循环水。在以上对制冷剂的循环的描述中已经描述了室内换热器133，因此将省略对它的详细描述。
通过室内换热器133加热的循环水沿循环水通道131被提供到副加热器135。
副加热器135安装在水电单元100内，并且包括接收来自外部的电能并发出焦耳热的电热丝（未示出）。如果从室内换热器133供应给循环水的热能由于室外空气温度过低而导致不足时，副加热器135可给循环水提供额外的热能。
通过室内换热器133和副加热器135加热的循环水沿循环水通道131移动到循环水泵137。
循环水泵137安装在水电单元100内，并且利用通过从外部电源供应的电能而旋转的循环水泵驱动电机（未示出）的旋转力将循环水泵送到热水箱300、第一加热单元400和第二加热单元500中的至少一个（将在后面描述）。
热水箱300包括储水器310和热水箱阀320，第一加热单元400包括散热器410、第一加热阀420和第一温度调节器430（见图1），第二加热单元500包括地面加热器510、第二加热阀520和第二温度调节器530（见图1）。在以上对热泵1的结构的描述中已经描述了热水箱300、第一加热单元400和第二加热单元500的各自的组件，因此将省略对它们的详细描述。
通过热水箱300、第一加热单元400或第二加热单元500冷却的循环水沿循环水通道131被提供到室内换热器133，然后被再次加热。即，循环水从室内换热器133和副加热器135接收热能，并将热能传递到第一待加热空间、第二待加热空间和热水箱300的热水。
图4是示出根据本公开实施例的热泵1的整体控制流程的框图。
如图4所示，为了执行热泵1的功能，热泵1包括主输入单元151、主显示单元153、室外空气温度感测单元240、水温感测单元140、主存储单元180、主通信单元190、主控制单元160、驱动单元170、压缩机233、室外风扇137a、副加热器135、循环水泵137、膨胀阀235和热水箱阀320。
以上已经描述了主输入单元151、主显示单元153、压缩机233、室外风扇237a、副加热器135、循环水泵137、膨胀阀235和热水箱阀320，因此将省略对它们的详细描述。
室外空气温度感测单元240设置在室外单元200中，测量室外温度并将测量的室外温度提供给主控制单元160。例如，这种室外空气温度感测单元240可包括热敏电阻器，热敏电阻器的电阻根据温度而变化。
水温感测单元140设置在热水箱300内，测量储存在热水箱300中的循环水的温度并将测量的循环水的温度提供给主控制单元160。例如，水温感测单元140也可包括热敏电阻器。
主存储单元180存储控制热泵1的操作的程序以及数据，并且当主控制单元160做出请求时，主存储单元180将各种数据提供给主控制单元160。例如，主存储单元180可存储压缩机233的最大工作频率、最小工作频率以及允许最大频率、根据压缩机223的工作频率和室外温度的热泵1的加热性能以及根据室外温度的待加热空间的热负荷。
主通信单元190通过第一加热单元400或第二加热单元500从用户接收控制指令，并将热泵1的操作信息传输到第一加热单元400和第二加热单元500。
主控制单元160控制热泵1的全部操作。
基于用户通过主输入单元151输入的控制指令、通过主通信单元190从用户接收的控制指令以及室外空气温度感测单元240和水温感测单元140的感测结果，主控制单元160控制驱动单元170以操作压缩机233、副加热器135和循环水泵137，控制膨胀阀235和热水箱阀320的打开和关闭，并在主显示单元153上显示热泵1的操作信息。
具体地讲，当用户通过主输入单元151输入水加热指令时，主控制单元160控制驱动单元170，以操作压缩机233使得制冷剂吸收的外部热能被传递到循环水并操作循环水泵135，并且主控制单元160打开热水箱阀320以将循环水储存在热水箱300中。
此外，当通过主通信单元190从用户接收操作指令时，主控制单元160控制驱动单元170，以操作压缩机233使得制冷剂吸收的外部热能被传递到循环水，并操作循环水泵137使得热能通过循环水被提供到第一待加热空间或第二待加热空间。
图5是示出根据本公开实施例的热泵1的第一加热单元400的控制流程的框图，图6是示出根据本公开实施例的热泵1的第二加热单元500的控制流程的框图。
参照图5，为了加热第一待加热空间，第一加热单元400包括第一子输入单元431、第一子显示单元433、第一室内温度感测单元435、第一子存储单元450、第一子通信单元460、第一子控制单元440和第一加热阀420。
以上在对加热泵1的结构的描述中已经描述了第一加热阀420，因此将省略对它的详细描述。
第一子输入单元431设置在第一温度调节器430一侧的部分上，并接收是否操作第一加热单元400的指令以及第一待加热空间的用户期望温度。这种第一子输入单元431可包括按钮式开关、膜片开关和/或拨盘式开关。例如，可通过例如按钮式开关或膜片开关输入是否操作第一加热单元400的指令，并且可通过例如拨盘式开关输入第一待加热空间的用户期望温度。
第一子显示单元433设置在第一温度调节器430一侧的部分上并显示第一加热单元400的操作信息和第一待加热空间的温度。例如，这种第一子显示单元433可包括液晶显示（LCD）面板或发光二极管（LED）面板。
第一室内温度感测单元435设置在第一温度调节器430一侧的部分上，测量第一待加热空间的温度并将测量结果提供给第一子控制单元440。例如，第一室内温度感测单元435可包括热敏电阻器，热敏电阻器的电阻随着温度而变化。
第一子存储单元450存储控制第一加热单元400的程序和数据（诸如第一待加热空间的用户期望温度），并且当第一子控制单元440做出请求时，第一子存储单元450将各种数据提供给第一子控制单元440。
第一子通信单元460通过主通信单元将用户通过第一子输入单元431输入的控制指令传输到主控制单元160，并从主控制单元160接收热泵1的操作信息。
第一子控制单元440控制第一加热单元400的全部操作。
第一子控制单元440基于用户通过第一子输入单元431输入的控制指令和第一室内温度感测单元435的感测结果控制第一加热阀420的打开和关闭，通过第一子通信单元460将用户输入的控制指令传输到主控制单元160，并控制第一子显示单元433以显示第一待加热空间的温度和热泵1的操作信息。
具体地讲，当用户通过第一子输入单元431输入操作指令时，第一子控制单元440通过第一子通信单元460将用户输入的操作指令传输至主控制单元160，打开第一加热阀420以将加热的循环水供应给散热器410，并控制第一子显示单元433以显示热被提供给第一待加热空间。
参照图6，为了加热第二待加热空间，第二加热单元500包括第二子输入单元531、第二子显示单元533、第二室内温度感测单元535、第二子存储单元550、第二子通信单元560、第二子控制单元540和第二加热阀520。
以上在对热泵1的结构的描述中已经描述了第二加热阀520，因此将省略对它的详细描述。
第二子输入单元531设置在第二温度调节器530一侧的部分上，并接收是否操作第二加热单元500的指令以及第二待加热空间的用户期望温度。这种第二子输入单元531的结构与在第一加热单元400中描述的第一子输入单元430的结构相同，因此将省略对它的详细描述。
第二子显示单元533设置在第二温度调节器530一侧的部分上，并显示第二加热单元500的操作信息和第二待加热空间的温度。这种第二子显示单元533的结构与在第一加热单元400中描述的第一子显示单元433的结构相同，因此将省略对它的详细描述。
第二室内温度感测单元535被设置在第二温度调节器530一侧的部分上，测量第二待加热空间的温度并将测量的结果提供给第二子控制单元540。这种第二室内温度感测单元535的结构与在第一加热单元400中描述的第一室内温度感测单元435的结构相同，因此将省略对它的详细描述。
第二子存储单元550存储控制第二加热单元500的操作的程序和数据（诸如第二待加热空间的用户期望温度），并且当第二子控制单元540做出请求时，第二子存储单元550将各种数据提供给第二子控制单元540。
第二子通信单元560通过主通信单元190将用户通过第二子输入单元531输入的控制指令传输到主控制单元160，并从主控制单元160接收热泵1的操作信息。
第二子控制单元540控制第二加热单元500的全部操作。
第二子控制单元540基于用户通过第二子输入单元531输入的控制指令和第二室内温度感测单元535的感测结果来控制第二加热阀的打开和关闭，通过第二子通信单元560将用户输入的控制指令传输至主控制单元160，并控制第二子显示单元533以显示第二待加热空间的温度和热泵1的操作信息。
以上已经描述了根据本公开实施例的热泵1的结构。在下文中，将描述根据本公开实施例的热泵1的操作。
根据本公开实施例的热泵1根据用户通过第一加热单元400或第二加热单元500输入的操作指令来操作压缩机233和循环水泵137，因而加热第一待加热空间和第二待加热空间。
例如，如果用户通过设置在第一加热单元400中的第一子输入单元431输入的期望温度高于第一室内温度感测单元435感测的第一待加热空间的温度，则第一加热单元400通过第一子通信单元460将用户输入操作指令这一事实传输至主控制单元160，并打开第一加热阀420。已经从第一加热单元400接收到用户输入的操作指令的主控制单元160操作压缩机233以在设置在水电单元100中的室内换热器133中执行制冷剂和循环水之间的热交换，并操作循环泵137以将通过室内换热器133加热的循环水提供给第一加热单元400。热泵1通过将加热的循环水提供给第一加热单元400来加热第一待加热空间。
如果热泵1操作至少一个压缩机233来加热第一待加热空间和第二待加热空间，如上所述，则热泵1可通过改变压缩机233的工作频率来改变加热性能。
通常，设置压缩机的额定工作频率，其中，压缩机的压缩效率在额定工作频率时最大。即，当压缩机以高于额定工作频率的频率工作时或者以低于额定工作频率的频率工作时，压缩机的压缩效率降低。此外，设置压缩效率达到预定设置值以上的最大工作频率和最小工作频率，并且压缩机在最大工作频率和最小工作频率之间工作。这里，可考虑安装有压缩机的热泵的性能系数（COP）和加热性能以及压缩机的压缩效率来设置压缩机的最大工作频率。具体地讲，为了提高COP，压缩机的最大工作频率可根据室外温度而变化。
图7是示出根据本公开实施例的热泵1的压缩机233的工作频率的视图。当室外温度升高时，压缩机233的工作频率f1、f2、f3、f4和f5会发生变化。例如，当室外温度在TA和TB之间升高时，最大工作频率从f1下降到f3，而最小工作频率f5不发生变化。区域R定义了压缩机233的最大工作频率和最小工作频率之间的工作频率范围。
如图7中所示，在根据本公开实施例的热泵1中，如果室外温度高，为了使热泵1的COP最大化，压缩机233的最大工作频率被设定成等于额定工作频率f3，如果室外温度低，为了提高热泵1的加热性能，压缩机233的最大工作频率被设定成高于额定工作频率f3。类似地，热泵1的加热能力随着压缩机233的工作频率而变化。
图8是示出根据本公开实施例的热泵1的加热性能的视图。
参照图8，当室外温度固定时，热泵1的加热性能随着压缩机233的工作频率的增大而提高，并且当压缩机233的工作频率固定时，热泵1的加热性能随着室外温度的升高而提高。热泵1通过在室外换热器233中通过制冷剂吸收外部热能并在室内换热器133中将热能提供给循环水来执行加热，因此，热泵1的加热性能随着室外温度的升高而提高。
区域R对应于热泵1仅通过热交换而没有副加热器135的操作所执行的加热性能。
图9是示出根据本公开实施例的热泵1的性能系数（COP）的视图。
参照图9，当室外温度固定时，热泵1的COP随着压缩机233的工作频率的降低而增大，并且当压缩机233的工作频率固定时，热泵1的COP随着室外温度的升高而增大。
当压缩机233以高频工作时，比待加热空间所需要的热能多的热能被供应至待加热空间。由此，待加热空间的温度过度升高，因此热泵1使压缩机233的工作停止。之后，当待加热空间的温度降低时，热泵1再次使压缩机233工作。由于热泵1重复压缩机233的工作和停止，所以热泵1的COP降低。另一方面，当压缩机233以低频工作时，热泵1连续操作压缩机233，从而提供待加热空间所需的热能，因此，可提高热泵1的COP。
参照图8和图9，当压缩机233的工作频率增大时，热泵1的加热性能趋于升高，当压缩机的工作频率增大时，热泵1的COP趋于降低。
因此，根据本公开实施例的热泵1根据热泵1的加热性能和COP在加热性能优选模式和COP优选模式下进行工作。
在加热性能优选模式的情况下，热泵1可以以最大工作频率操作压缩机233，因此表现出最大加热性能。
关于压缩机233的工作频率，热泵1执行比例积分微分（PID）控制，在PID控制中，用户输入的期望温度和待加热空间的温度之间的差被用作输入值。即，热泵1使压缩机233的工作频率增大直至待加热空间的温度达到用户输入的期望温度。由于待加热空间的温度随着压缩机233的工作频率的变化而变化进行地相当慢，所以压缩机233的工作频率连续增大，并且当压缩机233的工作频率达到最大工作频率时，工作频率不再进一步增大。此外，如上所述，由于待加热空间的温度随着压缩机233的工作频率的变化而变化进行地相当慢，所以压缩机233通常以最大工作频率进行工作。
当压缩机233以最大工作频率进行工作时，重复压缩机233的工作和停止，因此，热泵1的COP会降低。
在COP优选模式下，热泵1根据待加热空间所要求的加热性能（在下文中，称作“热负荷”）以适当的工作频率操作压缩机233，因此充分加热待加热空间的同时使COP最大化。当热泵1以最小工作频率操作压缩机233以使COP最大化时，COP得以提高，但是适当的热没有被提供到待加热空间。因此，热泵1计算待加热空间的热负荷，并设定压缩机233的工作频率以表现出于热负荷对应的加热性能。
热泵1计算待加热空间的热负荷以计算压缩机233的适当工作频率，并将与计算的热负荷对应的压缩机233的工作频率设置成压缩机233的允许最大频率。允许最大频率指的是压缩机233表现出与热泵1计算的热负荷对应的加热性能的工作频率，如果热泵1在COP优选模式下工作，则压缩机233并不以高于设定的允许最大频率进行工作。
热泵1的设计者不知道将使用热泵1的待加热空间的热负荷，因此，基于使用热泵1的待加热空间的平均热负荷根据室外温度设置初始热负荷。此外，允许最大频率根据热泵1的设计者设定的初始热负荷而设置。
图10是示出在根据本公开实施例的热泵1在COP优选模式下工作的情况下热负荷的视图。
具体地讲，图10示出了根据室外温度的热泵1的热负荷和加热性能，其中，室外温度位于最大室外温度Tmax和最小室外温度Tmin之间，在最大室外温度Tmax下待加热空间不需要加热，在最小室外温度Tmin下热泵1可正常工作。
参照图10，如果室外温度为Tmax，则待加热空间不需要加热并且热负荷对应于“0”，如果室外温度为Tmin，则初始热负荷对应于热泵1可表现出的最大加热性能Cmax。此外，随着室外温度的降低，待加热空间所要求的加热性能（即，热负荷）逐渐增大。
在区域R和初始热负荷相互交叉的室外温度TA和TB之间，热泵1可通过仅操作压缩机233而无需操作副加热器135就可以充分地加热待加热空间。具体地讲，如果室外温度是TB，则热泵1仅通过以最小工作频率f5操作压缩机233就可以充分地加热待加热空间，如果室外温度是TA，则热泵1可通过以最大工作频率f1操作压缩机233来加热待加热空间。
因此，在室外温度TA和TB之间，通过以工作频率操作压缩机233，可将充分的热提供给待加热空间，从而表现出与待加热空间的热负荷相同的加热性能。例如，当室外温度是T1时，热负荷是C1，并且可通过以工作频率f3操作压缩机233将充足的热提供给待加热空间。
因此，当室外温度位于TA和TB之间时，压缩机233的允许最大频率为在对应温度下热泵1表现出与待加热空间的热负荷相同的加热性能时的工作频率。
在高于室外温度TB的室外温度下，热泵1以最小工作频率操作压缩机233并且压缩机233的打开/关闭操作被重复，从而将热提供给待加热空间，其中，在室外温度TB下，热泵1通过换热器的最小加热性能大于热负荷。此外，在低于室外温度TA的室外温度下，热泵1以最大工作频率连续操作压缩机233的同时操作副加热器135，从而将热提供给待加热空间，其中，在室外温度TA下，热泵1通过换热器的最大加热性能小于热负荷。
因此，如果室外温度低于TA，压缩机233的允许最大频率等于最大工作频率f1，如果室外温度高于TB，则压缩机233的允许最大频率等于最小工作频率f5。
总之，如果室外温度低于TA，则压缩机233的允许最大频率等于最大工作频率，如果室外温度在TA和TB之间，则压缩机233的允许最大频率等于压缩机233的工作频率，从而表现出与待加热空间的热负荷相同的加热性能，如果室外温度高于TB，则压缩机233的允许最大频率等于最小工作频率。
图11是示出在根据本公开实施例的热泵在COP优选模式下操作的情况下的COP的视图。
如图11中所示，如果在COP优选模式下操作热泵1，则当室外温度是TA时，COP为COPA，当室外温度是T1时，COP为COP1，当室外温度为TB时，COP为COPB。
图12是示出了在根据本公开的一个实施例的热泵1在COP优选模式下工作的情况下，热泵1的控制方法的流程图。
参照图12，热泵1确定用户是否通过设置在水电单元100中的主输入单元151选择了COP优选模式（操作700）。
之后，热泵1通过室外空气温度感测单元240感测室外温度（操作710），并基于热负荷和感测的室外温度计算允许最大频率（操作720）。具体地讲，热泵1可使用根据存储在主存储单元180中的室外温度的热负荷以及根据热泵1的加热性能的压缩机233的工作频率计算热负荷和允许最大频率。
之后，热泵1通过操作压缩机233加热待加热空间（操作730）。这里，压缩机233不以高于在操作720中计算的允许最大频率的工作频率工作。
其后，热泵1确定在热泵1的操作之后是否已经流逝了参考累计工作时间（操作740）。具体地讲，热泵1确定在允许最大频率为在操作720计算的工作频率的条件下在热泵1的操作之后是否已经流逝了参考累计工作时间。
当确定没有流逝参考累计工作时间时，热泵1确定热泵1的操作是否终止（操作742）。具体地讲，当用户输入操作终止指令或待加热空间的温度高于用户输入的期望温度时，热泵1终止操作。如果热泵1的操作被保持，则再次确定是否已经流逝了参考累计工作时间。
当确定已经流逝了参考累计工作时间时，热泵1计算参考累计工作时间的压缩机233的平均工作频率（操作750）。可通过对实际工作频率和参考累计工作时间的单位时间的积求积分，然后将得到的值除以参考累计工作时间来获得压缩机233的平均工作频率。
之后，热泵1将操作720中计算的允许最大频率和误差系数α的积与平均工作频率进行比较（操作760）。误差系数α是大于0且小于1的实数，并且当误差系数α接近1时，平均工作频率和允许最大频率之间的误差减小。例如，误差系数α可为0.9。
当允许最大频率和误差系数α的积大于平均工作频率时，热泵1将压缩机233的允许最大频率减小预定频率Δf（操作762）。在操作720中计算的最大允许频率和误差系数α的积大于平均工作频率的事实意味着，如果以在操作720中计算的允许最大频率操作压缩机233，则压缩机233重复开/关操作。即，这意味着热泵1的加热性能大于待加热空间的热负荷。因此，热泵1可通过降低压缩机233的允许最大频率来降低加热性能并提高COP。
之后，热泵1计算热泵1的与在操作762中计算的允许最大频率对应的加热性能（操作780）。
之后，热泵1将在操作780中计算的加热性能存储为在操作710中感测的室外温度下的热负荷（操作790）。
当在操作720中计算的最大允许频率和误差系数α的积等于或小于压缩机233的平均工作频率时，热泵1将平均工作频率与允许最大频率进行比较（操作770）。在操作720中计算的最大允许频率和误差系数α的积小于平均工作频率的事实意味着，如果以在操作720中计算的允许最大频率操作压缩机233，则压缩机233的开/关操作被最小化并且热泵1提供的加热性能近似于或小于待加热空间的热负荷。因此，确定热泵1提供的加热性能是否小于待加热空间的热负荷，并且为了确定热泵1提供的加热性能是否小于待加热空间的热负荷，热泵1将平均工作频率与压缩机233的允许最大频率进行比较。
当压缩机233的平均工作频率大于或等于在操作720中计算的允许最大频率时，热泵1将压缩机233的允许最大频率增大预定频率Δf（操作772）。因此，压缩机233的平均工作频率大于或等于允许最大频率的事实意味着，如果以在操作720中计算的允许最大频率操作压缩机233，则压缩机233连续工作而不进行开/关操作。压缩机233以在操作720中计算的允许最大频率连续工作的事实意味着热泵1的加热性能小于待加热空间的热负荷，因此，热泵1连续工作。因此，热泵1通过增大压缩机233的允许最大频率来提高COP。
之后，热泵1计算热泵1的与在操作772中计算的允许最大频率对应的加热性能（操作780）。
之后，热泵1将在操作780中计算的加热性能存储为在操作710中感测的室外温度下的热负荷（操作790）。
当压缩机233的平均工作频率小于在操作720中计算的允许最大频率时，热泵1再次感测室外温度并重复上述的操作。压缩机233的平均工作频率大于在操作720中计算的最大允许频率和误差系数α的积并小于允许最大频率的事实意味着，如果以在操作720中计算的允许最大频率操作压缩机233，则热泵1的加热性能与待加热空间的热负荷相似，并且它意味着热泵1充分加热了待加热空间并且热泵1的COP被最大化。
图13是示出了在根据本公开实施例的热泵1在COP优选模式下工作的情况下，热泵1的加热性能的变化的视图，图14是示出了在根据本公开实施例的热泵1在COP优选模式下工作的情况下，热泵1的COP的变化的视图。在图13中，热泵1的设计者设定的初始热负荷用点表示，安装有热泵1的待加热空间的实际热负荷用实线表示。
如图13中所示，基于初始热负荷，在室外温度是T1的情况下，待加热空间的热负荷是C1，使热泵1表现出加热性能C1的压缩机233的工作频率为f3。因此，压缩机233的允许最大频率为f3。即，不以高于f3的工作频率来操作压缩机233。
然而，在室外温度是T1的情况下，实际热负荷是C1’，在热泵1的加热性能是C1’的情况下，压缩机233的工作频率是f4。因此，当热泵1以允许最大频率f3操作压缩机233时，压缩机233重复打开/关闭，并且压缩机233的平均工作频率为f4。
由于压缩机233的平均工作频率小于压缩机233的允许最大频率f3，所以热泵1减小压缩机233的允许最大频率直到压缩机233的允许最大频率变成f4。
当压缩机233的允许最大频率变成f4时，热泵1的加热性能等于待加热空间的热负荷。即，热泵1充分加热了待加热空间，并且热泵1的COP被最大化。
参照图14，当在压缩机233的允许最大频率是f3的条件下热泵1基于设计者设定的初始热负荷操作压缩机233时，热泵1的COP变成COP1。在下文中，当热泵1降低压缩机233的允许最大频率时，热泵1的COP提高，并且当压缩机233的允许最大频率变成f4时，热泵1的COP变成COP1’。因此，热泵1的COP从COP1提高到COP1’。
如从以上描述将清楚的是，根据本公开的一个实施例的热泵计算待加热空间的热负荷并根据计算的热负荷改变压缩机的工作频率，因而提高了性能系数（COP）。
尽管已经示出并描述了本公开的几个实施例，但是本领域的技术人员将理解的是，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可在这些实施例中做出改变，本公开的范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (15)

1.一种通过室外空气和制冷剂之间的热交换以及制冷剂和循环水之间的热交换加热待加热空间的热泵的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
基于室外空气的温度和待加热空间的热负荷计算压缩机的允许最大频率；
计算压缩机以计算的允许最大频率工作时压缩机的平均工作频率；
基于平均工作频率和允许最大频率之间的比较结果重新计算允许最大频率；以及
以重新计算的允许最大频率操作压缩机。
2.根据权利要求1所述的控制方法，所述控制方法还包括基于重新计算的允许最大频率重新计算待加热空间的热负荷。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，重新计算允许最大频率的步骤包括：当平均工作频率小于计算的允许最大频率与误差系数的积时，从计算的允许最大频率减去预定频率。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其中，重新计算允许最大频率的步骤包括：当平均工作频率等于或大于计算的允许最大频率时，将计算的允许最大频率和预定频率相加。
5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其中，通过将压缩机在压缩机的工作过程中的工作频率的积分值除以压缩机的工作时间来计算平均工作频率。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其中，当待加热空间的温度低于用户输入的期望温度时，压缩机增大工作频率。
7.一种通过室外空气和制冷剂之间的热交换以及制冷剂和循环水之间的热交换加热待加热空间的热泵，所述热泵包括：
室外单元，包括使制冷剂循环的压缩机和使制冷剂蒸发以在制冷剂和室外空气之间进行热交换的室外换热器；
水电单元，包括室内换热器和循环泵，室内换热器使制冷剂冷凝以在制冷剂和循环水之间进行热交换，循环泵将循环水泵入待加热空间；
室外温度感测单元，感测室外空气的温度；
控制单元，通过以基于室外温度感测单元的感测结果计算的允许最大频率操作压缩机来计算压缩机的平均工作频率，基于平均工作频率和允许最大频率之间的比较结果重新计算允许最大频率，以及重新计算的允许最大频率操作压缩机。
8.根据权利要求7所述的热泵，其中，控制单元基于重新计算的允许最大频率重新计算待加热空间的热负荷。
9.根据权利要求8所述的热泵，其中，当平均工作频率小于计算的允许最大频率与误差系数的积时，控制单元通过从计算的允许最大频率减去预定频率来重新计算允许最大频率。
10.根据权利要求8所述的热泵，其中，当平均工作频率等于或大于计算的允许最大频率时，控制单元通过将计算的允许最大频率和预定频率相加来重新计算允许最大频率。
11.根据权利要求9或10所述的热泵，其中，控制单元通过将压缩机在压缩机的工作过程中的工作频率的积分值除以压缩机的工作时间来计算平均工作频率。
12.根据权利要求8所述的热泵，其中，水电单元还包括副加热器，副加热器加热已与制冷剂换热的循环水。
13.根据权利要求12所述的热泵，其中，所述热泵还包括通过循环水加热待加热空间的加热单元。
14.根据权利要求13所述的热泵，其中，
加热单元包括：加热阀，打开和关闭循环水的水流；输入单元，接收用户输入的期望温度；室内温度感测单元，感测待加热空间的温度；以及
加热单元根据期望温度与室内温度感测单元的感测结果之间的比较结果控制加热阀的打开和关闭。
15.根据权利要求14所述的热泵，其中，如果待加热空间的温度低于用户输入的期望温度，则控制单元增大压缩机的工作频率。
CN201310513357.5A 2012-10-25 2013-10-25 热泵及其控制方法 Expired - Fee Related CN103776213B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120119337A KR101985810B1 (ko) 2012-10-25 2012-10-25 히트펌프 및 그 제어방법
KR10-2012-0119337 2012-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103776213A true CN103776213A (zh) 2014-05-07
CN103776213B CN103776213B (zh) 2017-10-03

Family

ID=50545657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310513357.5A Expired - Fee Related CN103776213B (zh) 2012-10-25 2013-10-25 热泵及其控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10184707B2 (zh)
KR (1) KR101985810B1 (zh)
CN (1) CN103776213B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104990222A (zh) * 2015-07-15 2015-10-21 广东美的暖通设备有限公司 空调控制方法及装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105444419B (zh) * 2014-08-18 2018-02-09 珠海格力电器股份有限公司 空气能热水器的压缩机频率控制的方法及装置
JP6095728B2 (ja) * 2015-06-15 2017-03-15 サンポット株式会社 ヒートポンプ装置
US10941951B2 (en) * 2016-07-27 2021-03-09 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for temperature and humidity control
CN108626923B (zh) * 2017-03-15 2021-10-22 约克广州空调冷冻设备有限公司 一种空调系统的控制结构以及控制方法
CN107270546A (zh) * 2017-07-04 2017-10-20 广东日出东方空气能有限公司 变频热泵热水器的控制方法
US11692745B2 (en) 2021-04-01 2023-07-04 Richard Stockton TRENBATH Method and apparatus for expelling heat
CN115289732B (zh) * 2022-07-04 2023-11-21 广东纽恩泰新能源科技发展有限公司 一种热泵系统控制方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142379A (en) * 1976-08-16 1979-03-06 Kuklinski Henry W Waste energy recovery system
US4307576A (en) * 1978-10-19 1981-12-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Air conditioning system having a plurality of indoor units
US4351160A (en) * 1980-06-16 1982-09-28 Borg-Warner Corporation Capacity control systems for screw compressor based water chillers
US20020014085A1 (en) * 1998-11-18 2002-02-07 Hisayoshi Sakakibara Hot water supply system
JP2004144329A (ja) * 2002-10-22 2004-05-20 Corona Corp ヒートポンプ式給湯機
US20080134701A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-12 Ole Moelgaard Christensen Variable Compressor Oil Return
US20110302947A1 (en) * 2009-02-24 2011-12-15 Daikin Europe N.V. Heat pump system
CN202254484U (zh) * 2011-10-10 2012-05-30 彭建华 基于制冷剂自然平衡技术的空调与热泵热水器两用机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5316074B2 (ja) * 2009-02-24 2013-10-16 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプシステム
JP5389257B2 (ja) * 2010-04-15 2014-01-15 三菱電機株式会社 給湯システム制御装置及び給湯システム制御プログラム及び給湯システム運転方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142379A (en) * 1976-08-16 1979-03-06 Kuklinski Henry W Waste energy recovery system
US4307576A (en) * 1978-10-19 1981-12-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Air conditioning system having a plurality of indoor units
US4351160A (en) * 1980-06-16 1982-09-28 Borg-Warner Corporation Capacity control systems for screw compressor based water chillers
US20020014085A1 (en) * 1998-11-18 2002-02-07 Hisayoshi Sakakibara Hot water supply system
JP2004144329A (ja) * 2002-10-22 2004-05-20 Corona Corp ヒートポンプ式給湯機
US20080134701A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-12 Ole Moelgaard Christensen Variable Compressor Oil Return
US20110302947A1 (en) * 2009-02-24 2011-12-15 Daikin Europe N.V. Heat pump system
CN102326028A (zh) * 2009-02-24 2012-01-18 大金工业株式会社 热泵系统
CN202254484U (zh) * 2011-10-10 2012-05-30 彭建华 基于制冷剂自然平衡技术的空调与热泵热水器两用机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104990222A (zh) * 2015-07-15 2015-10-21 广东美的暖通设备有限公司 空调控制方法及装置
CN104990222B (zh) * 2015-07-15 2017-10-27 广东美的暖通设备有限公司 空调控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10184707B2 (en) 2019-01-22
CN103776213B (zh) 2017-10-03
KR20140052778A (ko) 2014-05-07
KR101985810B1 (ko) 2019-09-03
US20140116074A1 (en) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103776213A (zh) 热泵及其控制方法
US9500375B2 (en) Heat pump and method for controlling the same
KR101222331B1 (ko) 히트 펌프식 급탕기
US8657207B2 (en) Hot water circulation system associated with heat pump and method for controlling the same
EP3115701B1 (en) Heat-pump hot water generator
CN102401450B (zh) 空调及其控制方法
JP5920251B2 (ja) 暖房給湯装置
US20110138839A1 (en) Water circulation apparatus associated with refrigerant system
KR20200103436A (ko) 온도 조절 냉각 시스템 및 이의 제어 방법
CN105890225A (zh) 一种部分热回收型空调冷热水及生活热水联合供应系统
EP2522933B1 (en) Heat storing apparatus having cascade cycle and control process of the same
JP4295241B2 (ja) 給湯装置
CN102384532A (zh) 用于车辆的空调系统
KR101166385B1 (ko) 수열원 공기 조화 시스템 및 그 제어방법
EP3106773B1 (en) Heat pump hot water supply device
KR101456878B1 (ko) 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법
JP4112868B2 (ja) 空調システム
JP7144343B2 (ja) 暖房システム
JP7287809B2 (ja) 暖房システム
CN101660851A (zh) 热泵系统及其控制方法
JP7274896B2 (ja) 暖房システム
KR20080074691A (ko) 히트펌프형 냉온수 공급시스템
US11421907B2 (en) Controller of air conditioning system, outdoor unit, relay unit, heat source apparatus, and air conditioning system
KR101590523B1 (ko) 냉난방 시스템
JPH01142356A (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171003

Termination date: 20211025