CN106766222A - 热泵热水机的供水温度调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热泵热水机的供水温度调节方法及装置，其中，该方法包括：获取室内目标温度；根据室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。通过本发明解决了现有技术中手动设定热泵热水机的供水温度导致能源浪费或者室内温度波动较大的问题，实现了热泵热水机的供水温度的自动控制，使得室内温度可以持续保持在室内目标温度，减少了能源浪费，提高了用户舒适度。

Description

热泵热水机的供水温度调节方法及装置

技术领域

本发明涉及热泵热水机技术领域，具体涉及一种热泵热水机的供水温度调节方法及装置。

背景技术

热泵热水机组主要用于产生热水，提供给风机盘管或者地暖盘管等末端，由末端将热量传递给室内，从而来提升室内温度。目前市场上采用热泵热水机组进行供暖，通常由用户手动设定一个供热水温度，间接调节室内温度。

此种方案存在以下弊端：

首先，用户能感受的是室内空气温度，但是常规热泵热水机组只能控制热水温度，两者之间的平衡需要人为干预。由于中间存在传热延迟等情况，导致用户在水温设定方面不一定合理，导致能源浪费严重，或者需要多次调节，对于老年人等人群操作难度大。

另外，很多用户通常会采用同一个设定温度保持不变，而此时如果保证一个供水温度不变的情况下，室内的温度是随环境温度变化的而变化，从而造成室内温度波动，降低用户舒适感。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种热泵热水机的供水温度调节方法及装置，以解决现有技术中手动设定热泵热水机的供水温度导致能源浪费或者室内温度波动较大的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种热泵热水机的供水温度调节方法，包括：获取室内目标温度；根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

可选地，根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度包括：获取室外实际温度；根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

可选地，根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度包括：根据所述室外实际温度控制所述热泵热水机的供水温度的温度，直至所述热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值；判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值；在所述差值小于所述第二预定阈值的情况下，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

可选地，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值包括：在所述室内实际温度小于所述室内目标温度的情况下，调高所述热泵热水机的供水温度；在所述室内实际温度大于所述室内目标温度的情况下，调低所述热泵热水机的供水温度。

本发明实施例还提供了一种热泵热水机的供水温度调节装置，包括：第一获取模块，用于获取室内目标温度；控制模块，用于根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

可选地，所述控制模块包括：获取单元，用于获取室外实际温度；控制单元，用于根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

可选地，所述控制单元包括：第一控制子单元，用于根据所述室外实际温度控制所述热泵热水机的供水温度的温度，直至所述热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值；判断子单元，用于判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值；第二控制子单元，用于在所述差值小于所述第二预定阈值的情况下，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

可选地，所述第二控制子单元还用于在所述室内实际温度小于所述室内目标温度的情况下，调高所述热泵热水机的供水温度；在所述室内实际温度大于所述室内目标温度的情况下，调低所述热泵热水机的供水温度。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供了一种热泵热水机的供水温度调节方法及装置，其中，该方法包括：获取室内目标温度，例如可以从室内的室温设定装置中获取到该室内目标温度；根据室内目标温度控制热泵热水机的供水温度，在室内实际温度小于室内目标温度的情况下，调高热泵热水机的供水温度，在室内实际温度大于室内目标温度的情况下，调低热泵热水机的供水温度，从而实现了热泵热水机的供水温度的自动控制，使得室内温度可以持续保持在室内目标温度。解决了现有技术中手动设定热泵热水机的供水温度导致资源浪费或者室内温度波动较大的问题，减少了能源浪费，提高了用户舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的热泵热水机的供水温度调节方法的流程；

图2是根据本发明实施例的热泵智能控温系统示意图；

图3是根据本发明实施例的热泵热水机智能控温流程图；

图4是根据本发明实施例的热泵热水机的供水温度调节装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的控制模块的结构框图；

图6是根据本发明实施例的控制单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

在本实施例中提供了一种热泵热水机的供水温度调节方法，图1是根据本发明实施例的热泵热水机的供水温度调节方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S101，获取室内目标温度；例如可以从室内的室温设定装置中获取到该室内目标温度；

步骤S102，根据该室内目标温度控制热泵热水机的供水温度；在室内实际温度小于室内目标温度的情况下，调高热泵热水机的供水温度，在室内实际温度大于室内目标温度的情况下，调低热泵热水机的供水温度。

通过上述步骤，根据获取到的室内目标温度控制热泵热水机的供水温度，实现了热泵热水机的供水温度的自动控制，使得室内温度可以持续保持在室内目标温度，减少了能源浪费，提高了用户舒适度。解决了现有技术中手动设定热泵热水机的供水温度导致资源浪费或者室内温度波动较大的问题。

随着季节及天气的变化，室外环境温度的变化是动态变化着的，为了提高控制热泵热水机的供水温度的效率，在一个可选实施例中，首先获取室外实际温度，根据室外实际温度控制热泵热水机的供水温度，将热泵热水机的供水温度调节至一个大概的合理范围，即，对热泵热水机的供水温度进行粗调，再根据室内目标温度对热泵热水机的供水温度进行细微调节。也就是说，在本可选实施例中可以根据供暖相关手册提供的室内设计温度及当前实际室外温度，智能计算出当前实际室外温度的大致供水目标温度值，再根据用户设定的室内目标温度，对供水目标温度设定值进行细微调节，最终使实际室内温度达到用户设定的室内目标温度，减少了人为出水温度设定的动作，由用户直接设定室内目标温度，机组通过实际室外温度的变化及用户设定的室内目标温度，智能计算出当前室外温度下最优供水目标温度，既保证了室内的舒适性，又能减少能源浪费。

在对热泵热水机的供水温度进行细微调节的过程中，在一个可选实施例中，根据室外实际温度控制该热泵热水机的供水温度的温度，直至热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值，即，此时机组运行的实际供水温度已经达到供水温度目标值，判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值，在上述差值小于第二预定阈值的情况下，即此时实际室外温度较为稳定时，则进入微调过程，根据室内目标温度控制热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与该室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

上述步骤涉及根据室内目标温度控制热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与室内目标温度的差值小于第三预定阈值，在一个可选实施例中，在室内实际温度小于室内目标温度的情况下，调高热泵热水机的供水温度，例如，当房间实际室内温度小于室内目标温度时，将热泵热水机的供水温度调高1度，在在室内实际温度大于室内目标温度的情况下，调低热泵热水机的供水温度，当房间实际室内温度大于室内目标温度时，将热泵热水机的供水温度调低1度。

图2是根据本发明实施例的热泵智能控温系统示意图，下面结合图2，进行详细说明。图2中，1表示热泵热水机，2表示换热末端，3表示室温设定装置，4表示控制器，5表示供水温度传感器，6表示室内温度传感器，7表示环境温度传感器。

名词解释：

室外温度相关名词：

室外设计温度：由暖通相关手册查询得出；

实际室外温度：客观存在的温度，可由环境温度传感器7检测得出。

室内温度相关名词：

室内设计温度：由暖通相关手册查询得出；

室内目标温度：由用户在室温设定装置3上设定得到；

实际室内温度：客观存在的温度，可由室内温度传感器6测试得出。

供水温度相关名词：

设计供水温度：在供暖室外设计温度，室内设计温度下，一定建筑，热泵机组及末端，达到热平衡时的供水温度；

供水温度目标值，供水温度设定值：由控制器4根据程序计算得出的温度；

实际供水温度：客观存在的温度，可由供水温度传感器5测试得出。

图2中，热泵热水机组1主要用于产生热水，提供给风机盘管或者地暖盘管等换热末端2，由换热末端2将热量传递给室内，从而来提升室内温度。室内供暖末端2可以是地暖盘管、暖翅片或者风机盘管，只是提供热量给房间的设备；

控制系统由1热泵热水机组、3室温设定装置、4控制器、5供水温度传感器、6室内温度传感器、7环境温度传感器等组成。

供水温度传感器5用于检测实际供水温度，室内温度传感器6用于检测实际室内空气温度；环境温度传感器7用于检测实际室外环境温度。

用户通过室温设定装置3设定室内目标温度，机组通过控制器4采集实际供水温度，实际室内温度,实际室外温度，并计算供水目标温度值。

具体的计算过程如下：

以下所有温度单位为℃，能量单位为W。

对于既有建筑，在工程可接受范围内，建筑热负荷：Q1＝A*(Tn-Tw)

A:与建筑结构有关的系数，对于既有建筑可视为定值。

Tn：室内温度；Tw:室外温度。

对于指定机组，提供的热量Q2＝m*Cp*(Tg-Th)

m:水流量；Cp:水的比热容；Tg:供水温度；Th:回水温度

对于换热末端换热量为：Q3＝m*K*F*[(Tg+Th)/2-Tn]；对于既有末端形式，一般可以K*F值视为定值。K:末端换热系数；F:末端的管路换热面积。

对于一定建筑及末端，采用某热泵，根据能量守恒，热平衡时，有Q1＝Q2＝Q3，在室内温度Tn一定时，可以得到以下公式：

Tg＝e*Tw+f(e,f为与建筑结构，室内温度，机组换热器结构相关的系数)。

系数e和f的确定方法：

方法1：计算法：对于某一地区，根据用户提供的围护结构参数(例如墙体尺寸，结构；窗户尺寸，结构等数据)，室内目标温度，机组的参数等内容，可以计算出具体的e值和f值。

方法2：黑箱法：机组安装在用户家中，设定室内目标温度，初次需要手动调节供水温度目标值，使得实际室内温度达到室内目标温度，稳定一定时间，记录此时平均实际室外温度，实际供水温度；在不同环境温度下进行设定，得到另外一组数据。根据两组实际室外温度，实际供水温度，可以解二元一次方程，得到e值和f值。为了数据准确性，可以多次采集数据，采用统计算法得出e值和f值。

系数e和f的固化方法：系数e和f确定后，可通过手动设定等方式固化到机组中。

此控制系统工作原理：

对于采用热泵热水机组1进行供暖的建筑，可以进行建筑热负荷计算。对于建筑热负荷计算，可以根据暖通相关设计手册，查询到该地区相对应的供暖室外设计温度及室内设计温度。

然后根据建筑的围护结构计算建筑热负荷，通过热负荷选择供暖热源，即热泵热水机组，以及确定冬季室外设计温度及室内设计温度下的设计供水温度；

根据能量守恒原理，在理想状态下，若实际室外温度为室外设计温度，机组按设计供水温度运行时，达到稳定时，实际室内温度就能达到之前计算的室内设计温度值，从而满足使用需求；

但实际上，实际室外温度一般会偏离室外设计温度，且一般很难保持稳定。如果机组还按室外设计温度确定的设计供水温度运行，会导致实际室内温度偏离原用户设定的室内目标温度值；

为了达到用户设定室内目标温度，机组首先根据当前实际室外温度及手册推荐的室内设计温度，确定此时刻的供水温度目标值。该操作为粗调过程。

当机组运行的实际供水温度已经达到供水温度目标值时，若实际室外温度波动较大，则依然回到粗调过程。当实际室外温度较为稳定时，则进入微调过程。

微调过程：由于存在其他因素的影响，在实际供水温度达到供水温度目标值时，实际室内温度与用户设定的室内目标温度可能存在偏差。这种情况下，需要对上一次确定的供水温度目标值进行小幅调整：增加1度(当房间实际室内温度小于室内目标温度)或者减小1度(当房间实际室内温度大于室内目标温度)。一直到实际室内温度达到用户设定的室内设定温度为止，从而确定一个最优的供水温度目标值。该控制方案可以使热泵的输出热量与建筑热负荷进行实时的匹配，避免出现大马拉小车的能源浪费现象，也保证了机组能随室内、室外温度，时刻调节供水温度，使其处于最优运行状态。

图3是根据本发明实施例的热泵热水机智能控温流程图，如图3所示，包括如下步骤：

机组智能控制方法：

根据地点，查询当地气象参数中的冬季室外设计温度，由公式Tg＝e*Tw+f，计算该地区采暖室外设计温度。室内设计温度下的设计供水温度。

初始设置：

步骤1：开机后，设定供水温度目标值等于上述计算出的设计供水温度。

粗调过程：

步骤2：设定水温N1时间后，检测实际室外温度。

步骤3：判断：实际室外温度与室外设计温度的偏差是否大于2℃，且距离上次设定水温设定时间超过30min。

如果是，则设定供水温度目标值＝e*实际室外温度+f，进入步骤4。

如果否，则依然保持供水温度目标值不变，重新回到步骤2，进行循环。

微调过程：

步骤4：设定水温后，N2时间后，检测实际室外温度。

步骤5：N3时间后，再次检测实际室外温度，以及实际供水温度，实际室内温度。

步骤6：判断：是否|实际供水温度-供水温度目标值|≤1，或者检测时刻距离水温设定时间已经超过10min。

如果是，则进入步骤7；

如果否，则保持水温设定值不变，返回步骤4，重新循环。

步骤7：判断：是否步骤4中检测得到的实际室外温度与步骤5中检测得到的实际室外温度相差很大，超过1℃：|步骤4检测实际室外温度-步骤5检测实际室外温度|>1℃。

如果是，则返回步骤2进行粗调。

如果否，则进入步骤8。

步骤8：计算实际室内温度与室内目标温度之间的差距。

判断：是否|实际室内温度-室内目标温度|≤1℃

如果是，则保持供水目标温度值不变，返回步骤2，重新循环。

如果否，则说明实际室内温度与室内目标温度相差很大，未达到目标。

如果实际室内温度比室内目标温度低很多，即实际室内温度-室内目标温度＜-1，则需要提高供水目标温度：在之前供水目标温度值上加1；

如果实际室内温度比室内目标温度高很多，即实际室内温度-室内目标温度＞1，则需要降低供水目标温度：在之前供水目标温度值上减1。然后返回步骤5，进行循环。

实施例2

在本实施例中还提供了一种热泵热水机的供水温度调节装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本发明实施例的热泵热水机的供水温度调节装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：第一获取模块41，用于获取室内目标温度；控制模块42，用于根据该室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

图5是根据本发明实施例的控制模块的结构框图，如图5所示，控制模块42包括：获取单元421，用于获取室外实际温度；控制单元422，用于根据该室外实际温度和该室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

图6是根据本发明实施例的控制单元的结构框图，如图6所示，控制单元422包括：第一控制子单元4221，用于根据该室外实际温度控制该热泵热水机的供水温度的温度，直至该热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值；判断子单元4222，用于判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值；第二控制子单元4223，用于在该差值小于该第二预定阈值的情况下，根据该室内目标温度控制该热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与该室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

可选地，该第二控制子单元4223还用于在该室内实际温度小于该室内目标温度的情况下，调高该热泵热水机的供水温度；在该室内实际温度大于该室内目标温度的情况下，调低该热泵热水机的供水温度。

上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

综上所述，通过本发明建立了基于该函数的智能控温流程，用户可以直接进行室内温度设定。当室外环境温度变化时，由于建筑负荷也会变化，导致室内温度也随之变化。为了达到保持室内温度达到不变或者小波动，机组通过该控温流程可以实现自动的供水温度调节，提高用户舒适度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种热泵热水机的供水温度调节方法，其特征在于，包括：

获取室内目标温度；

根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度包括：

获取室外实际温度；

根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度包括：

根据所述室外实际温度控制所述热泵热水机的供水温度的温度，直至所述热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值；

判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值；

在所述差值小于所述第二预定阈值的情况下，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值包括：

在所述室内实际温度小于所述室内目标温度的情况下，调高所述热泵热水机的供水温度；在所述室内实际温度大于所述室内目标温度的情况下，调低所述热泵热水机的供水温度。

5.一种热泵热水机的供水温度调节装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取室内目标温度；

控制模块，用于根据所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

获取单元，用于获取室外实际温度；

控制单元，用于根据所述室外实际温度和所述室内目标温度控制热泵热水机的供水温度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一控制子单元，用于根据所述室外实际温度控制所述热泵热水机的供水温度的温度，直至所述热泵热水机的实际供水温度与预定供水温度小于第一预定阈值；

判断子单元，用于判断当前时刻的室外实际温度与上一时刻的室外实际温度的差值是否小于第二预定阈值；

第二控制子单元，用于在所述差值小于所述第二预定阈值的情况下，根据所述室内目标温度控制所述热泵热水机的供水温度，直至室内实际温度与所述室内目标温度的差值小于第三预定阈值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二控制子单元还用于在所述室内实际温度小于所述室内目标温度的情况下，调高所述热泵热水机的供水温度；在所述室内实际温度大于所述室内目标温度的情况下，调低所述热泵热水机的供水温度。