CN105042671B - 一种采暖热泵水系统动态控制方法 - Google Patents

一种采暖热泵水系统动态控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采暖热泵水系统动态控制方法，该方法具体步骤如下：准备好采暖水循环系统；设定预达温度，记为T0；测定室内温度，记为TS；对比室内温度TS与预达温度T0的差值，当|T0‑TS|≥5时，开启强热模式；当|T0‑TS|＜5时，开启节能模式；开启节能模式时，要根据室内温度TS与预达温度T0的差值动态调整中温容积器的水温和三通恒温阀出口C温度，实现供暖温度的动态调整，以保证室温适宜。本发明的优点在于：该控制方法将热泵热水机单一的采暖形式改为具有强热和节能的双模式采暖。强热模式下，可以迅速地提高室内温度；当室内温度接近设定温度时，自动转换到节能模式，能保证室内温度较恒定，避免室内温度超过舒适温度。

Description

一种采暖热泵水系统动态控制方法
技术领域
本发明涉及一种采暖装置控制方法，特别涉及一种采暖热泵水系统动态控制方法。
背景技术
北方农村供暖多以暖气片为主，因为煤锅炉采暖对环境的影响很大，国家实施了“煤改电”政策，给空气源热泵进行采暖提供了巨大的机遇。暖气片采暖时，一般供水温度大概在65-50℃，回水温度为55-40℃，供回水温差10℃。空气源热泵加热温度为55℃，最高机组出水温度可以达到60℃，而且热泵热水机是循环加热型，从暖气片抽出来的水只能加热5度左右，到达暖气片的温度只有20多度，比65度差了很多，要经过很长时间升温，才能将整个系统里的水升温到55度，这样室内升温的速度会很慢，从而引起用户对热泵进行采暖的不满意。
同时在室内温度达到设定温度时，如果还持续供给55度以上的热水，此时因为墙体保温效果较好，散热量较小，则室内温度会上升，超过设定温度，达不到舒适的温度要求，这时客户人为地打开窗户进行引新风降温降低室内温度，从而损失大量的热能，运行费用也会大幅增加。在室内温度接近设定的温度时，还一直制取55度的热水供给暖气片，压缩机耗能会大量增加，同时管道散热也会增加很多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种升温较快，且温度可动态控制的采暖热泵水系统动态控制方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种采暖热泵水系统动态控制方法，其创新点在于：所述方法具体步骤如下：
步骤S1：准备好由高温储存器的冷媒通道、中温容积器的冷媒通道、三通恒温阀、暖气片和水泵通过管道组连通构成的采暖水循环系统；
高温储存器具有冷媒进口A和冷媒出口A,中温容积器具有冷媒进口B、冷媒出口B1和冷媒出口B2，三通恒温阀具有进口A、进口B和出口C，暖气片具有冷媒进口C和冷媒出口C，水泵具有冷媒进口D和冷媒出口D；冷媒出口A通过水管A与进口A相连，冷媒出口B1通过水管B与进口B相连，出口C通过水管C与冷媒进口C相连，冷媒出口C通过水管D与冷媒进口D相连，冷媒出口D通过水管E与冷媒进口B相连,冷媒出口B2通过水管F与冷媒进口A相连,形成水循环通路；
步骤S2：设定预达温度，记为T0；
步骤S3：测定室内温度，记为TS；
步骤S4：对比室内温度TS与预达温度T0的差值，当T0-TS≥5时，进行步骤S5,当|T0-TS|＜5时，进行步骤S6；
步骤S5：开启强热模式，启用高温储存器中的热水，通过三通恒温阀调节，高温储存器和中温容积器中的水同时通过三通恒温阀供给暖气片，三通恒温阀出口控制温度65度；
步骤S6：开启节能模式，对室内温度TS与预达温度T0的差值进行进一步细分处理，当TO-5＜TS≤T0-3时，进行步骤S7；当T0-3＜TS≤T0-1时，进行步骤S8；当T0-1＜TS≤T0+1时，进行步骤S9；当TS＞T0+1时，进行步骤S10；
步骤S7：中温容积器的水温以前一天的平均水温加8度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加10度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高2度；
步骤S8：中温容积器的水温以前一天的平均水温加5度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加7度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高1度；
步骤S9：中温容积器的水温以前一天的平均水温作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温为目标温度；
步骤S10：中温容积器的水温以前一天的平均水温减3度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温减3度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度降低0.5度以上，则保持此温度，如果降低低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调低1度。
进一步的，所述步骤S1中，水泵包括相互并联的水泵A和水泵B。
进一步的，所述S5中开启强热模式时，水泵A和水泵B同时启动。
进一步的，所述S6中开启节能模式时，只需启动任意一个水泵。
本发明的优点在于：
（1）该控制方法将热泵热水机单一的采暖形式改为具有强热和节能的双模式采暖。强热模式下，可以迅速地提高室内温度，解决了热泵机组采暖时室内升温很慢的缺陷。当室内温度接近设定温度时，自动转换到节能模式，能保证室内温度较恒定，避免因为供给的水温较高，室内温度超过舒适温度。
（2）在节能模式时，水温根据室内温度与设定温度的差值，动态调整供暖的温度，从而达到在保证室内温度的前提下，尽量降低热泵机组的加热温度，热泵机组的特性是加热的水温越高，制热量会越低，消耗的功率会越大，通过降低加热的温度，可以提高机组的制热能力，这样供给的室内就越大，同时消耗的电能也会越小，采暖的费用会大幅下降。
（3）节能模式下，采用动态的方式加热水温，将单一的热泵机组加热温度变为动态的温度。动态温度的生成借鉴了前一天的采暖状态，又结合了当天室内的温度变化趋势。将室温的变化趋势和加热的水温有机地结合到一起。
（4）采用三通恒温阀调节控制，将中温热水和高温热水进行了有机的协调，能保证供给室内的采暖温度更稳定。
具体实施方式
本发明公开了一种采暖热泵水系统动态控制方法，该方法的具体步骤如下：
步骤S1：准备好由高温储存器的冷媒通道、中温容积器的冷媒通道、三通恒温阀、暖气片和水泵通过管道组连通构成的采暖水循环系统。
高温储存器具有冷媒进口A和冷媒出口A,中温容积器具有冷媒进口B、冷媒出口B1和冷媒出口B2，三通恒温阀具有进口A、进口B和出口C，暖气片具有冷媒进口C和冷媒出口C，水泵具有冷媒进口D和冷媒出口D。
冷媒出口A通过水管A与进口A相连，冷媒出口B1通过水管B与进口B相连，出口C通过水管C与冷媒进口C相连，从而实现将高温储存器和中温容积器中的热水输送到暖气片进行放热供暖；冷媒出口C通过水管D与冷媒进口D相连，冷媒出口D通过水管E与冷媒进口B相连,冷媒出口B2通过水管F与冷媒进口A相连,形成水循环通路；热水由水泵抽送回中温容积器，再经过中温容积器回到高温储存器，实现热媒的循环利用。
步骤S2：设定预达温度，记为T0。
步骤S3：测定室内温度，记为TS。
步骤S4：对比室内温度TS与预达温度T0的差值，当当T0-TS≥5时，需快速升温，进行步骤S5；当|T0-TS|＜5时，室内温度接近设定的预达温度，进行步骤S6。
步骤S5：开启强热模式，启用高温储存器中的热水，通过三通恒温阀调节，高温储存器和中温容积器中的水同时通过三通恒温阀供给暖气片，三通恒温阀出口控制温度65度。水泵A和水泵B同时启动，此时由于供给暖气片的水温高、流量大，暖气的散热效果成倍增加，这样就可以迅速地将室内温度升温到设定温度。
步骤S6：开启节能模式，只启动水泵A或水泵B，对室内温度TS与预达温度T0的差值进行进一步细分处理，当TO-5＜TS≤T0-3时，进行步骤S7；当T0-3＜TS≤T0-1时，进行步骤S8；当T0-1＜TS≤T0+1时，进行步骤S9；当TS＞T0+1时，进行步骤S10。
步骤S7：中温容积器的水温以前一天的平均水温加8度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加10度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高2度。
步骤S8：中温容积器的水温以前一天的平均水温加5度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加7度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高1度。
步骤S9：中温容积器的水温以前一天的平均水温作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温为目标温度。
步骤S10：中温容积器的水温以前一天的平均水温减3度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温减3度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度降低0.5度以上，则保持此温度，如果降低低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调低1度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种采暖热泵水系统动态控制方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
步骤S1：准备好由高温储存器的冷媒通道、中温容积器的冷媒通道、三通恒温阀、暖气片和水泵通过管道组连通构成的采暖水循环系统；
高温储存器具有冷媒进口A和冷媒出口A,中温容积器具有冷媒进口B、冷媒出口B1和冷媒出口B2，三通恒温阀具有进口A、进口B和出口C，暖气片具有冷媒进口C和冷媒出口C，水泵具有冷媒进口D和冷媒出口D；冷媒出口A通过水管A与进口A相连，冷媒出口B1通过水管B与进口B相连，出口C通过水管C与冷媒进口C相连，冷媒出口C通过水管D与冷媒进口D相连，冷媒出口D通过水管E与冷媒进口B相连,冷媒出口B2通过水管F与冷媒进口A相连,形成水循环通路；
步骤S2：设定预达温度，记为T0；
步骤S3：测定室内温度，记为TS；
步骤S4：对比室内温度TS与预达温度T0的差值，当T0-TS≥5时，进行步骤S5,当|T0-TS|＜5时，进行步骤S6；
步骤S5：开启强热模式，启用高温储存器中的热水，通过三通恒温阀调节，高温储存器和中温容积器中的水同时通过三通恒温阀供给暖气片，三通恒温阀出口控制温度65度；
步骤S6：开启节能模式，对室内温度TS与预达温度T0的差值进行进一步细分处理，当TO-5＜TS≤T0-3时，进行步骤S7；当T0-3＜TS≤T0-1时，进行步骤S8；当T0-1＜TS≤T0+1时，进行步骤S9；当TS＞T0+1时，进行步骤S10；
步骤S7：中温容积器的水温以前一天的平均水温加8度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加10度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高2度；
步骤S8：中温容积器的水温以前一天的平均水温加5度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温加7度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度提高0.5度以上，则保持此温度，如果低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调高1度；
步骤S9：中温容积器的水温以前一天的平均水温作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温为目标温度；
步骤S10：中温容积器的水温以前一天的平均水温减3度作为基础水温，三通恒温阀出口C的控制温度以前一天的平均水温减3度为目标温度；每5分钟识别一次，如果5分钟内将室内温度降低0.5度以上，则保持此温度，如果降低低于0.5度，则将中温容积器中的水温和三通恒温阀出口的水温都调低1度。
2.根据权利要求1所述的一种采暖热泵水系统动态控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，水泵包括相互并联的水泵A和水泵B。
3.根据权利要求2所述的一种采暖热泵水系统动态控制方法，其特征在于：所述S5中开启强热模式时，水泵A和水泵B同时启动。
4.根据权利要求2所述的一种采暖热泵水系统动态控制方法，其特征在于：所述S6中开启节能模式时，只需启动任意一个水泵。
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