CN104566996B - 热泵热水机的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种热泵热水机的控制方法,用于控制开启热泵热水机的热泵系统对水箱内的水进行加热,包括以下步骤:接收开机指令;检测环境温度和水箱内的水的当前温度;根据环境温度和热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据开机温差获取开机阈值;判断当前温度是否小于开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制热泵系统开启进而对水箱内的水进行加热。本发明的控制方法,可以智能地控制热泵系统开机加热,不仅提高了用户的舒适性,而且保证了热泵系统的可靠性。本发明还提出一种热泵热水机的控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域,尤其涉及一种用于热泵热水机的控制方法及系统、热泵热水机。
背景技术
目前热泵热水机开机控制方案,主要是通过设定一个开机温差,当实际水温低于设定温度与开机温差的差值时,热泵就开机,否则保持当前状态。目前,开机温差为固定值,采用固定开机温差开机条件简单,可以根据温度直观地确定开机时间。然而当环境温度高时,加热能力大,若开机温差小,则导致主机频繁开停机,运行负荷过高,影响热泵系统制可靠性且浪费大量的能源。当环境温度低时,加热能力小,采用固定开机温差将导致开机时间延迟,不能满足热水的使用需求,导致舒适性差。当设定温度高时,固定的开机温差导致热泵系统一直在高负荷的条件下运行,严重影响热泵系统的可靠性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明第一方面的目的在于提出一种可以智能地控制热泵热水机开机的热泵热水机的控制方法。
本发明第二方面的目的在于提出一种热泵热水机的控制系统。
为了实现上述目的,本发明第一方面实施例的用于热泵热水机的控制方法,包括以下步骤:接收开机指令;检测环境温度和所述热泵热水机水箱内的水的当前温度;根据所述环境温度和所述热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据所述开机温差获取开机阈值;以及判断所述当前温度是否小于所述开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制所述热泵系统开启从而对水箱内的水进行加热。
根据本发明实施例的用于热泵热水机的控制方法,根据环境温度和设定温度获取开机温差,并根据开机温差智能地确定开机阈值,既改善了用户使用水的舒适性,提高了用户体验,又保证了热泵系统的可靠性。
在一些示例中,根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差。
在一些示例中,根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差,所述环境温度越高,所述环境温度对应的修正温度越大,所述设定温度越高,所述设定温度对应的修正温度越大。
在一些示例中,所述开机阈值为所述设定温度与所述开机温差的差值。
在一些示例中,所述开机阈值为停机温度与所述开机温差的差值,所述停机温度为所述热泵系统所能加热水达到的极限温度。
在一些示例中,所述开机阈值为所述设定温度与所述开机温差的差值和停机温度与所述开机温差的差值中的较小值,所述停机温度为所述热泵系统所能加热水达到的极限温度。
本发明第二方面实施例的热泵热水机的控制系统,用于控制开启热泵热水机的热泵系统进行加热,包括:热泵系统、控制器。控制器包括接收模块、温度传感模块和处理器。接收模块用于接收开机指令。温度传感模块用于检测所述热泵热水机水箱内的水的当前温度和环境温度。处理器,用于根据所述环境温度和所述热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据所述开机温差获取开机阈值;所述处理器还用于判断所述当前温度是否小于所述开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制所述热泵系统开启从而对所述水箱内的水进行加热。
根据本发明实施例的用于热泵热水机的控制系统,处理器根据温度传感模块获取的环境温度和设定温度获取开机温差,并根据开机温差智能地确定开机阈值,既改善了用户使用水的舒适性,提高了用户体验,又保证了热泵系统的可靠性。
在一些示例中,所述处理器还用于根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差。
在一些示例中,所述处理器还用于根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差,所述环境温度越高,所述环境温度对应的修正温度越大,所述设定温度越高,所述设定温度对应的修正温度越大。
在一些示例中,所述开机阈值为所述设定温度与所述开机温差的差值。
在一些示例中,所述开机阈值为停机温度与所述开机温差的差值,所述停机温度为所述热泵系统所能加热水达到的极限温度。
在一些示例中,所述开机阈值为所述设定温度与所述开机温差的差值和停机温度与所述开机温差的差值中的较小值,所述停机温度为所述热泵系统所能加热水达到的极限温度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的热泵热水机的控制方法的流程图;和
图2是本发明一个实施例的环境温度与修正温度的关系示意图;
图3是本发明一个实施例的设定温度与修正温度的关系示意图;和
图4是根据本发明一个实施例的热泵热水机的控制系统的结构框图。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
参见图1,本发明第一方面实施例的热泵热水机的控制方法,用于控制开启所述热泵热水机的热泵系统对水箱内的水进行加热,包括以下步骤:接收开机指令;检测环境温度和水箱内的水的当前温度;根据环境温度和热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据开机温差获取开机阈值;判断当前温度是否小于开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制热泵系统开启进而对水箱内的水进行加热。具体实现过程如下:
步骤S1,接收开机指令。
步骤S2,检测环境温度和水箱内的水的当前温度。
在本发明的一个实施例中,采用温度传感模块检测环境温度和热泵热水机水箱内的水的当前温度。
步骤S3,根据环境温度和热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据开机温差获取开机阈值。
步骤S4,判断当前温度是否小于开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制热泵系统开启进而对水箱内的水进行加热。
在本发明的一个示例中,根据环境温度T4和热泵热水机的设定温度Ts获取开机温差ΔT。开机温差ΔT如下公式确定:
例如,ΔT根据T4和Ts计算过程如下:
根据计算的环境温度T4对应的修正温度如下:
根据10ln(Ts/45)计算的设定温度Ts对应的修正温度如下:
40 | 42 | 44 | 46 | 48 | 50 | 52 | 54 | 56 | 58 | 60 | 62 | 64 | 66 | 68 | 70 | |
-1 | -1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 |
下面就ΔT的计算过程举例说明:
例1:环境温度T4为14℃,设定温度Ts为42℃,则对应的开机温差ΔT如下:
根据上表可得环境温度T4为14℃时,T4对应的值为4,设定温度Ts为42℃时,Ts对应的值为-1,则ΔT的值为:ΔT=4+(-1)=4-1=3。即在环境温度T4为14℃,设定温度Ts为42℃时,开机温差ΔT=3℃。
在本发明的一个实施例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=39℃。当检测到的水箱内的水的当前温度T1<39℃时,则控制热泵系统开机进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=3℃时,可以实现提前开机,保证用户用水的及时性及舒适性。
例2:当环境温度T4为14℃,设定温度Ts为60℃时,则对应的开机温差ΔT如下:
根据上表可得环境温度T4为14℃时,T4对应的值为4℃。设定温度Ts为60℃时,Ts对应的值为3℃。则ΔT的值为:ΔT=4+3=7℃。即在环境温度T4为14℃时,设定温度Ts为60℃,开机温差ΔT=7℃。
在本发明的一个实施例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=53℃。当检测到的水箱内的水的当前温度T1<53℃时,则控制热泵系统开启从而对水箱内的水进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=7℃可以实现延后开机,减少热泵系统在高负荷下运行,保证可靠性。
在本发明的另一个示例中,根据环境温度T4对应的修正温度ΔT4和设定温度Ts对应的修正温度ΔTs获取开机温差ΔT。开机温差ΔT如下公式确定:ΔT=f(ΔT4,ΔTs)=ΔT4+ΔTs。
一般地,环境温度T4越高,冷媒从外界吸收的能量就越多,为避免频繁地开或关热泵系统,因此根据环境温度T4设定一个对应的修正温度ΔT4。另外,由于用户的体温一般在37℃左右,因此为保证用户用水的舒适度,对设定温度Ts设定一个修正温度ΔTs。例如设定温度Ts大于40℃时,通过设定一个修正温度ΔTs使得热泵热水机内的水的温度保持在接近用户的体温的水平。ΔT4和ΔTs一般根据具体情形,如水箱的容积等设定。
例如,ΔT4如图2查找确定,在图2中,在一定的温度区间内,环境温度T4对应的修正温度ΔT4为一定值,例如,当7<T4<18时,ΔT4=5℃。总体上随着环境温度T4的升高,修正温度ΔT4呈现增大的趋势。设定温度Ts根据图3确定ΔTs,同样的,在一定的温度区间内,设定温度Ts对应的修正温度ΔTs为一定值,例如,当55<Ts<60时,ΔTs=2℃。总体上随着设定温度Ts的升高,修正温度ΔTs呈现增大的趋势。下面就ΔT的计算过程举例说明:
例1:环境温度T4为14℃,设定温度Ts为42℃,则对应的开机温差ΔT如下:根据图2和图3可得环境温度T4为14℃时,T4对应的修正温度ΔT4值为5℃。设定温度Ts为42℃,Ts对应的修正温度ΔTs的值为-1℃,则ΔT的值为:ΔT=5+(-1)=5-1=4℃。即在环境温度T4为14℃时,设定温度Ts为42℃时,开机温差ΔT=4℃。
在本发明的一个示例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=38℃。当检测到的水箱内的水的当前温度T1<38℃时,则控制热泵系统开启对水箱内的水进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=4℃可以实现提前开机,保证用户用水的及时性及舒适性。
例2:环境温度T4为14℃,设定温度分别为60℃,则对应的开机温差如下:
根据图2和图3可得环境温度T4为14℃时,T4对应的修正温度值为5℃,设定温度Ts为42℃时,Ts对应的修正温度值为3℃,则ΔT的值为:ΔT=5+3=8℃。即在环境温度T4为14℃时,设定温度Ts为60℃时,开机温差ΔT=8℃。
在本发明的一个示例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=52℃。当检测到的热泵热水机内的水的当前温度T1<52℃时,则控制热泵系统开启从而对水箱内的水进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=8℃可以实现延后开机,减少热泵系统在高负荷下运行,保证可靠性。
在本发明的另一个示例中,开机温差ΔT由如下计算公式确定:
ΔT=f(a,b,c_ΔT4,c_ΔTs)=[a·c_ΔT4+b·c_ΔTs],
其中,a为环境温度T4对应的权值,b为设定温度Ts对应的权值,c_ΔT4为环境温度T4对应的修正温度,环境温度T4越高,对应的修正温度c_ΔT4越大。c_ΔTs为设定温度Ts对应的修正温度,设定温度Ts越高,对应的修正温度c_ΔTs越大。[]为取整运算符。
例如,在本发明的一个示例中,a设定为4,b设定为4,c_ΔT4,c_ΔTs参数值如下表所示。c_ΔT4的取值规则如下:当T41<T4<T42时,则c_ΔT4的取值为T41对应的修正温度值,T41和T42分别为表中所示的两相邻的环境温度值,T4为当前的环境温度值。例如,当前的环境温度T4=8℃时,在T41=6℃与T42=10℃之间,则c_ΔT4=0.9℃,即T41对应的修正温度c_ΔT4。同样的,c_ΔTs的取值规则如下:当Ts1<Ts<Ts2时,c_ΔTs的取值为Ts1对应的修正温度值,Ts1和Ts2分别为表中所示的两相邻的设定温度值。例如,当前的设定温度Ts=43℃时,在Ts1=42℃与Ts2=44℃之间,则c_ΔTs=-0.2℃,即Ts1对应的修正温度c_ΔTs。
下面就ΔT的计算过程举例说明:
例1:环境温度T4为14℃,设定温度Ts为42℃,则对应的开机温差ΔT的计算如下:根据上表可得环境温度T4为14℃时,T4对应的c_ΔT4值为1.1℃,设定温度Ts为42℃时,Ts对应的c_ΔTs值为-0.2℃,则ΔT的值为:ΔT=[4*1.1+4*(-0.2)]=[3.6]=3℃。即在环境温度T4为14℃时,设定温度Ts为42℃时,开机温差ΔT=3℃。
在本发明的一个示例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=39℃当检测到的热泵热水机内的水的当前温度T1<39℃时,则控制热泵系统开启从而对水箱内的水进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=3℃可以实现提前开机,保证用户用水的及时性及舒适性。
例2:环境温度T4为14℃,设定温度Ts为60℃,则对应的开机温差ΔT的计算如下:根据上表可得环境温度T4为14℃时,T4对应的c_ΔT4值为1.1℃,设定温度Ts为60℃时,Ts对应的c_ΔTs值为0.7℃,则ΔT的值为:ΔT=[4*1.1+4*0.7]=[7.2]=7℃。即在环境温度T4为14℃时,设定温度Ts为60℃时,开机温差ΔT=7℃。
在本发明的一个示例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值,即T=Ts-ΔT=53℃。当检测到的热泵热水机内的水的当前温度T1<53℃时,则控制热泵系统开启从而对水箱内的水进行加热。此外,由于目前常采用的固定温差为5℃或6℃,因此ΔT=7℃可以实现延后开机,减少热泵系统在高负荷下运行,保证可靠性。
在本发明的另一个实施例中,开机阈值T为停机温度Toff与开机温差ΔT的差值,停机温度Toff为热泵系统的所能加热水达到的极限温度。即,T=Toff-ΔT。这样减小了热泵系统的负荷,保证了热泵系统的可靠性。
在本发明的再一个实施例中,开机阈值T为设定温度Ts与开机温差ΔT的差值和停机温度Toff与开机温差ΔT的差值中的较小值。即,T=min(Ts-ΔT,Toff-ΔT)。同样地,这种方式减小了热泵系统的负荷,保证了热泵系统的可靠性。
根据本发明实施例的控制方法,根据环境温度和设定温度获取开机温差,并根据开机温差智能地确定开机阈值,既改善了用户使用水的舒适性,提高了用户体验,又保证了热泵系统的可靠性。
本发明第二方面实施例的控制系统100,如图4所示,包括:热泵系统10和控制器20。控制器20包括接收模块22、温度传感模块24和处理器26。
接收模块22用于接收开机指令。温度传感模块24包括第一温度传感器242及第二温度传感器244。第一温度传感器242用于检测热泵热水机的水箱内的水的当前温度。第二温度传感器244用于检测环境温度。处理器26用于根据环境温度和热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据开机温差获取开机阈值;处理器26还用于判断当前温度是否小于开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制热泵系统10开启从而对水箱内的水进行加热。
根据本发明实施例的控制系统,处理器根据温度传感模块获取的环境温度和设定温度获取开机温差,并根据开机温差智能地确定开机阈值,既保证了用户使用水的舒适性,提高了用户体验,又保证了热泵系统的可靠性。
需要说明的是,本发明实施例的用于热泵热水器的控制系统的具体实现方式与方法部分的具体实现方式类似,请参见方法部分的描述,为了减少冗余,此处不做赘述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (2)
1.一种热泵热水机的控制方法,用于控制开启所述热泵热水机的热泵系统对水箱内的水进行加热,其特征在于,包括以下步骤:
S1:接收开机指令;
S2:检测环境温度和所述水箱内的水的当前温度;
S3:根据所述环境温度和所述热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据所述开机温差获取开机阈值;以及
S4:判断所述当前温度是否小于所述开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制所述热泵系统开启进而对所述水箱内的水进行加热;
根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差,所述环境温度越高,所述环境温度对应的修正温度越大,所述设定温度越高,所述设定温度对应的修正温度越大;
所述开机阈值为停机温度与所述开机温差的差值,所述停机温度为所述热泵系统所能加热水达到的极限温度。
2.一种热泵热水机的控制系统,其特征在于,包括:
热泵系统;
控制器,所述控制器包括:
接收模块,用于接收开机指令;
温度传感模块,用于检测所述热泵热水机内的水的当前温度及环境温度;以及
处理器,用于根据所述环境温度和所述热泵热水机的设定温度获取开机温差,并根据所述开机温差获取开机阈值;
所述处理器还用于判断所述当前温度是否小于所述开机阈值,若否,则维持当前状态,若是,则控制所述热泵系统开机;
所述处理器还用于根据所述环境温度对应的修正温度和所述设定温度对应的修正温度获取所述开机温差,所述环境温度越高,所述环境温度对应的修正温度越大,所述设定温度越高,所述设定温度对应的修正温度越大;
所述开机阈值为停机温度与所述开机温差的差值,所述停机温度为所述热泵系统的所能加热水达到的极限温度。
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