CN107543896A - 基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制的方法，其主要是将空调控制与天气预报大数据相结合，使空调能够预知和根据天气预报中的温度变化自动控制空调待机时压缩机电加热带的开启和关闭；能够根据室外空气质量报告数据自动控制室内机引进的新风量，同时能够根据历史空气质量数据结合压缩机排气温度或压力数据判断室外换热器是否存在脏堵；能够根据当地的季节气候，自动制定除湿周期或逻辑，或调解制冷时的蒸发压力，使的空调能够多湿多除，少湿少除或不除；也能够预知当天的温度变化，调整烧水温度和判定最高能效的运行时间段，并计算烧水所用的时间输送到客户端。

Description

基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制 的方法

技术领域

本发明属于控制技术领域，具体涉及一种基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制的方法。

背景技术

目前,空调或热泵热水器的控制大多是根据遥控器或线控器进行人为设置实现对内机新风功能、除湿功能、以及热泵热水器的烧水时间进行控制，这种控制方式主要存在以下不足：

1.空调内机无法根据室外空气环境质量控制新风量，容易将低质量的室外空气引入室内。

2.室外空气质量恶劣时，如多尘环境，室外换热器更容易脏堵，制冷工况下，脏堵后压缩机排气温度或排气压力升高，而现有空调无法根据这些信息向用户提示空调脏堵信息，最终导致机组高压或高温停机保护；相反，制热工况下，室外机换热器脏堵后，压缩机排气温度和排气压力降低。

3.各个地区的季节气候不同，而机组无法根据特殊的季节气候进行特定的控制，如，华南属于典型的海洋性亚热带季风气候，在每年的三四月份，从中国南海吹来的暖湿气流，与从中国北方南下的冷空气相遇，在岭南一带形成准静止锋，这使得华南地区的天气阴晴不定，非常潮湿，期间还有多有小雨或大雾，一些冰冷的物体墙壁表面遇到暖湿气流后，很容易在其表面凝结，起水珠，也就造成了“回南天”天气现象；而我们现有的空调不具备针对这些特殊气候自动调节室内湿度的功能，或根据湿度信息自动控制蒸发温度的功能。

4.热泵热水器在室外环境温度高时，运行能效高，设置相同的温度加热时间短，室外环境温度低时，运行能效低，设置相同的温度加热时间长，且环境温度高，用户对热水温度要求低，环境温度低，用户对热水温度要求高，而现有的热泵热水器采用手动设定温度和预约烧水时间，这样设计有两点弊端：（1）虽然烧水温度可以人工设定，但实际上用户一般全年都是设定一样的烧水温度，而热泵热水器在烧热水时，水温设置的越高，能效就越低，这就导致了用户实际用水温度要求不高的时候，热水器任然将水烧到设定的高水温，造成能源浪费；（2）一天当中，温度变化较大，如果采用预约时间加热就有可能错过了高能效加热热水的时间，导致烧水能效不高；即现有控制方式不能智能的采用一天中环境最高温度的时间段烧热水，也不能根据环境温度调节设定的烧水温度，造成全年能效低，能源浪费。

此外，我们的生活环境存在着较大的温度变化，当环境温度上升时，由于压缩机升温较两器慢，系统冷媒将向温度较低的压缩机迁移，导致压缩机油被稀释；所以，为了防止空调待机时压缩机内积聚冷媒，保证机组可靠性，压缩机电加热带在待机时是一直开启的，然而日常生活中，空调的待机时间是非常大的，甚至远远多于运行时间，如果压缩机电加热带在待机时一直开启，则也是一项很大的能源浪费。

发明内容

本发明方案将空调控制与天气预报大数据相结合，使空调能够预知和根据天气预报中的温度变化自动控制空调待机时压缩机电加热带的开启和关闭；能够根据室外空气质量报告数据自动控制室内机引进的新风量，同时能够根据历史空气质量数据结合压缩机排气温度或压力数据判断室外换热器是否存在脏堵；能够根据当地的季节气候，自动制定除湿周期或逻辑，或调解制冷时的蒸发压力，使的空调能够多湿多除，少湿少除或不除；也能够预知当天的温度变化，调整烧水温度和判定最高能效的运行时间段，并计算烧水所用的时间输送到客户端。

优选地，所述空调或热泵热水器设置有通讯模块。

优选地，所述通讯系统具有地理定位的功能。

优选地，所述空调或热泵热水器的通讯模块能够能够根据需要获取天气预报中的特定信息。

优选地，控制引新风量或判断室外侧是否脏堵时，获取天气预报中的空气质量信息。

优选地，控制除湿时获取天气预报中的季节气候信息、湿度信息和温度变化信息。

优选地，控制热泵热水器烧水时间以及设定烧水温度时，获取天气预报中的温度变化信息。

优选地，控制空调或热泵热水器待机时压缩机电加热带开启或关闭时，获取天气预报中的温度变化信息。

优选地，通讯模块通过网络与互联网服务器进行信息交换。

优选地，所述空调或热泵热水器能够向手机终端输出动作信息、和动作完成后的信息。

优选地，所述空调或热泵热水器能够通过手机进行远程控制。

优选地，所述热泵热水器能够根据天气预报中提供的温度变化数据自动设定烧水温度和烧水启动时间。

本发明提供的基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制的方法具有如下有益效果：

1.使具有引新风功能的空调室内机，能够根据室外环境的空气质量，自动控制引新风量，避免将质量较差的室外空气引入室内；

2.使空调或热泵热水器能够根据压缩机的排气温度或排气压力的变化，结合室外环境的空气质量，判断是否出现换热器脏堵，并发出室外换热器脏堵预警，使得室外换热器脏堵后能够及时被清洗，保证机组连续运行；

3.是空调能够根据季节气候和湿度数据自动制定除湿逻辑，确定除湿量，多湿多除，少湿少除；

4.使热泵热水器能够预知一天内的最高环境温度时间段，并判断对应环境温度下用户对水温的需求，从而进行自动设定，使热泵热水器能够在高能效下加热用户所需要的热水，实现节能；

5.使空调待机时，能够根据室外环境的温度变化趋势控制电加热带在温度上升区间开启，温度下降区间关闭，实现空调待机时的节能控制；

6.空调或热泵热水器的控制和天气预报结合，使其更具预测性，也更加智能。

附图说明

图1 空调通过互联网服务器获取天气预报数据信息实现智能控制的信息系统示意图；

图2 空调通过获取天气预报中的空气质量数据实现自动控制新风功能的控制流程示意图；

图3 空调根据空气质量等级来自动控制引新风量的档位映射表；

图4 空调通过获取天气预报中的空气质量历史数据结合压缩机排气温度或压力实现判断外机换热器是否脏堵的检测流程示意图；

图5空调通过获取天气预报中的季节气候数据、温度变化数据和湿度数据实现智能控制室内侧空气湿度的控制流程示意图；

图6空调通过获取天气预报中的未来温度变化数据以及日均温度实现热泵热水器自动设定烧水温度和自动在高能效时间段实现制热水的控制流程示意图；

图7空调通过获取天气预报中的未来温度变化数据实现空调待机时，电加热带按需开启的控制流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明方案中的空调配备有通讯模块和具有数据处理功能的空调控制器，所述通讯模块能够发送空调的位置信息和获取来自互联网服务器的天气预报信息数据；所述天气预报信息数据包括过去的历史天气数据和未来一段时间的天气数据；而且，所述空调通过网络与手机终端相连；本方案中的空调或热泵热水器能够根据这些天气预报信息数据进行自动控制或发送预警信息和控制信息至手机终端实现按需控制。

上述所述天气预报信息数据主要包括气候数据、温度数据、湿度数据和空气质量数据；其中空气质量数据信息为室外侧空气质量信息，主要包括二氧化硫含量指数数据、氮氧化物含量指数数据和悬浮颗粒物含量指数数据；

另外，空调或热泵热水器不同的参数控制所需的天气预报信息数据有所不同；其中，室内机引新风功能和室外换热器脏堵预警功能主要用到所述天气预报信息数据中的空气质量数据；除湿功能主要用到所述天气预报信息数据中的气候数据、温度变化数据和/或湿度数据；热泵热水器的水温设置、调节机组运行时间段和计算烧热水时间的功能和控制空调电加热带按需开启功能主要用到所述天气预报信息数据中的温度变化数据。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明方案中空调或热泵的不同功能所利用天气预报信息数据的方式和能够获得的好处作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图2图3所示，由于目前空调内机或新风机无法根据室外空气环境质量控制新风量，容易将低质量的室外空气引入室内，所以本实施例主要针对具有引新风功能的室内机和新风机的引新风控制，使其能够获得天气预报中的空气质量数据，并根据这些数据对新风引入量进行特定逻辑的控制。

其控制方法如图2所示，机组运行后，机组上设置的通讯模块将把用户设定的新风需求信息和空调位置信息发送至互联网服务器，所述互联网服务器将把天气预报中该地区的空气质量数据信息传回，所述传回的空气质量数据主要是空气质量等级信息；而同时，室内空气质量检测系统会对室内的空气质量进行周期性检测，并根据室内侧空气质量标准计算室内侧空气质量等级， 然后按照图3所示的映射表控制室内侧空调或新风机的引新风档位；值得注意的是，所述室内侧空气质量标准中的检测项数与室外侧的空气质量检测项数有所不同；所述室内侧空气质量检测项数主要包含：二氧化硫含量指数、氮氧化物含量指数、氧含量指数、二氧化碳含量指数、细菌含量指数、甲醛含量指数、以及其他有毒有害气体含量指数，和悬浮颗粒物含量指数，其检测项数更多更全。

图3所示为根据室内侧空气质量检测计算等级和天气预报反馈回来的室外环境空气质量等级制定的室内侧空调或新风机的引新风档位的映射表；从表中可以看出：当室内侧空气质量检测计算等级为“优”，且室外侧环境空气质量等级也为“优”时，所述室内侧空调或新风机以抵挡位引新风，以在维持室内环境的同时，使所述室内侧空调或新风机的功耗最小；而当室内侧空气质量等级检测计算等级为“优”，但室外侧空气质量等级低于室内侧时，所述室内侧空调或新风机关闭，以防止室外侧较低质量的空气被引入室内；当室内侧空气质量等级为“良”时，且当室外侧环境空气质量等级为“优”或“良”时，所述室内侧空调或新风机以低档位位引新风，以在维持室内环境的同时，使所述室内侧空调或新风机的功耗最小；而当室外侧空气质量等级检测计算等级低于“良”时，所述室内侧空调或新风机关闭，以防止室外侧较低质量的空气被引入室内；当室内侧空气质量等级为“轻度污染”时，且当室外侧环境空气质量等级为“优”或“良”时，所述室内侧空调或新风机以中档位引新风，以使室内侧空气尽快得到更换；若此时室外侧环境空气质量等级也为“轻度污染”时，所述室内侧空调或新风机以低档位引新风；以使室内侧的氧气得到补充，使所述室内侧空调或新风机的功耗最小；而当室外侧空气质量等级检测计算等级为“中度污染”或“严重污染”时，所述室内侧空调或新风机关闭，以防止室外侧较低质量的空气被引入室内；当室内侧空气质量等级为“中度污染”时，且当室外侧环境空气质量等级为“优”或“良”时，所述室内侧空调或新风机以高档位引新风，以使室内侧空气以最快速度得到更换；若此时室外侧环境空气质量等级为“轻度污染”时，所述室内侧空调或新风机以中档位引新风；以使室内侧空气以较快速度得到更换；若此时室外侧环境空气质量等级也为“中度污染”时，所述室内侧空调或新风机以低档位引新风；以使室内侧的氧气得到补充，使所述室内侧空调或新风机的功耗最小；而当室外侧空气质量等级检测计算等级为“严重污染”时，所述室内侧空调或新风机关闭，以防止室外侧较低质量的空气被引入室内；当室内侧空气质量等级为“严重污染”时，且当室外侧环境空气质量等级在“轻度污染”以上时，所述室内侧空调或新风机以高档位引新风，以使室内侧空气以最快速度将严重污染的空气排出；若此时室外侧环境空气质量等级为“中度污染”时，所述室内侧空调或新风机以中档位引新风；以使室内侧空气以较快速度得到更换；若此时室外侧环境空气质量等级也为“严重污染”时，所述室内侧空调或新风机以低档位引新风；以使室内侧的氧气得到补充，使所述室内侧空调或新风机的功耗最小。

注：1.一般新风机的引风都带有过滤和其他处理功能，当室内侧空气质量等级检测计算等级低于室外侧空气质量等级时，可以以低档位运行，以使室内侧的氧气得到补充。

优选地，所述空调或新风机设置有通讯模块。

优选地，所述通讯系统具有地理定位的功能。

优选地，所述空调或热泵热水器的通讯模块能够接收天气预报中的空气质量信息。

优选地，互联网服务器传回来的空气质量数据信息主要是空气质量等级信息。

优选地，室内空气质量检测系统对室内的空气质量进行周期性检测。

优选地，室内空气质量检测系统将检测结果按照室内侧空气质量标准换算成室内侧空气质量等级。

优选地，室内空调按照室内室外空气质量等级的映射表进行控制。

优选地，室内侧空气质量检测项数主要包含：二氧化硫含量指数、氮氧化物含量指数、氧含量指数、二氧化碳含量指数、细菌含量指数、甲醛含量指数、以及其他有毒有害气体含量指数和悬浮颗粒物含量指数。

优选地，当室外侧空气质量达到轻度污染程度或更严重时，所述室内侧空调的新风口安装空气净化装置。

优选的，在不加重室内侧其他污染时，室内侧空调以抵挡引新风，维持室内侧氧气浓度。

优选地，采用带空气加装空气净化功能的室内空调。

本实施例提供的根据天气预报中的空气质量信息控制室内引新风量的控制方法具有以下有益效果：

1.能够尽可能避免将室外环境中的低质量空气引入室内；

2.能够根据天气预报中的空气质量数据实现自动控制；

3.让空调机或新风机更智能。

实施例2，如图4所示，由于室外空气质量恶劣时，如多尘环境，室外换热器更容易脏堵，制冷工况下，脏堵后压缩机排气温度或排气压力升高，相反，制热工况下，室外机换热器脏堵后，压缩机排气温度和排气压力降低，而现有空调无法根据这些信息向用户提示空调脏堵信息，最终导致机组停机保护，所以，本实施例主要针对空调室外侧脏堵情况进行控制设计 ；使其能够获得天气预报中的历史空气质量数据，并利用这些数据结合当下压缩机的排气温度或排气压力的变化进行综合判断室外换热器是否存在脏堵情况，若判断存在脏堵，则发送室外换热器脏堵预警，以在机组停机保护前及时维护室外机换热器，减少对机组的伤害。

其控制方法流程图如图4所示，当机组运行时，根据四通阀是否带电判断机组处于制冷运行状态还是制热运行状态；虽然不同气候的地区，因常年温暖与寒冷时间长短不一样，空调机组中四通阀的带电运行状态不一样，但一般情况下，四通阀不带电为制冷运行状态，带电为制热运行状态；所以本实施例以四通阀不带电为制冷运行状态，带电为制热运行状态为判断依据，可以理解，相反的情况，同样符合本实施例的总体思路。

在空调机组运行时，空调机组的控制器能够实时接收到空调压缩机排气温度和排气压力；每台空调机组在设计时，一定的工况和运行频率都对应着一定的排气温度和排气压力；所述排气温度和排气压力一般在同一工况下是在一个小区间内波动，所以，这里排气温度和排气压力指对应工况下的平均值，这里用To和Po表示；当空调处于制冷运行或制热运行时，其判断室外换热器脏堵的方法如下：

当根据四通阀是否带电判断机组处于制冷运行状态时，空调机组控制器实时接收来自压缩机排气温度和排气压力检测装置发送回来的温度T和压力P信息；当所述压缩机的排气温度T超过机组正常运行值To,且已达到机组设置的异常高温超出值a（a>0）时，或者当所述压缩机的排气压力P超过机组正常运行值Po, 且已达到机组设置的异常高温超出值b（b>0）时，可以判断空调排气温度异常；此时，空调控制器将索取当地过去历史空气质量数据的指令发送给空调的通讯模块；所述空调通讯模块将历史空气质量信息的需求和空调机组所在的地理位置通过网络发送至互联网服务器；所述互联网服务器根据请求内容，将空调机组所在地过去一段时间的空气质量信息发送回所述空调通讯模块，并通过通讯模块传至空调控制器进行分析评分；若分析得出空调过去运行的时间内，空气质量恶劣，且其能够导致该室外机换热器脏堵的可能性超过了设计值，则空调机组输出空调室外机脏堵预警，比如，通过空调通讯模块和网络相手机终端发出空调室外机脏堵预警；倘若根据过去的空气质量信息分析得出，过去的空气质量造成该室外机换热器脏堵的可能性达不到设计要求，则只向外发送空调排气高温或高压异常信息，或其他已经检测出的异常信息。

注：1.本实施例中采用压缩机排气温度或排气压力，结合天气预报历史空气质量数据判断室外侧是否存在脏堵的方法同样适用于热泵热水器；

2.若机组为单冷机或单热泵机，其判断方法只是省去了对四通阀带电情况的判断，其他判断方法相同；

3.判断制热运行时室外换热器是否存在脏堵，还可以根据其化霜周期来判断，因为当室外换热器脏堵时，相当于增加了换热热阻，将使化霜周期缩短。

优选地，所述空调或热泵热水器设置有通讯模块。

优选地，所述通讯系统具有地理定位的功能。

优选地，所述空调或热泵热水器的通讯模块能够接收天气预报中的历史空气质量信息。

优选地，根据四通阀是否带电判断机组处于制冷运行状态还是制热运行状态。

优选地，根据排气压力或排气温度的变化结合天气预报中的历史空气质量数据综合判断室外侧换热器是否存在脏堵。

优选地，制冷运行时，当所述空调或热泵热水器压缩机的排气温度或者排气压力超过一设置值时，空调接收或调用历史空气质量数据进行判断，若历史空气质量能够引起脏堵的可能性大于设置值时，输出室外换热器脏堵预警。

优选地，制热运行时，当所述空调或热泵热水器压缩机的排气温度或者排气压力低于一设置值时，空调接收或调用历史空气质量数据进行判断，若历史空气质量能够引起脏堵的可能性大于设置值时，输出室外换热器脏堵预警。

优选地，所述空调或热泵热水器在判断存在脏堵时，同时向遥控器、线控器和手机终端发送脏堵预警信息。

本实施例提供的根据天气预报中的空气质量信息结合压缩机排气温度或排气压力的变化判断室外换热器是否存在脏堵的方法具有以下有益效果：

1.使得空调能够根据历史空气质量信息智能的判断室外换热器是否存在脏堵；

2.能够在机组停机保护前将机组异常反馈给用户，以及时采取措施；

3.延长机组使用寿命。

实施例3，如图5所示，由于各个地区的季节气候不同，而机组无法根据特殊的季节气候进行特定的控制，如，华南属于典型的海洋性亚热带季风气候，在每年的三四月份，从中国南海吹来的暖湿气流，与从中国北方南下的冷空气相遇，在岭南一带形成准静止锋，这使得华南地区的天气阴晴不定，非常潮湿，期间还有多有小雨或大雾，一些冰冷的物体墙壁表面遇到暖湿气流后，很容易在其表面凝结，起水珠，也就造成了“回南天”天气现象；而我们现有的空调不具备针对这些特殊气候自动调节室内湿度的功能，或根据湿度信息自动控制蒸发温度的功能；所以，本实施例主要针对空调在潮湿季节的除湿进行自动控制设计；使空调机组能够获得天气预报中的季节气候信息、湿度信息和温度变化信息等这些数据，并能够利用这些信息对在潮湿季节中的室内进行除湿控制。

其控制方法如图5所示，空调机组正在运行或处于待机状态下时，能够接收天气预报中的季节气候信息、湿度信息和未来温度变化信息这些数据；空调机组主要根据这些数据进行判断；由于室内室外的空气湿度在经过较长的时间后，已趋于相同，所以，除湿前，室内侧湿度信息可粗略的认为与天气预报中的湿度信息相同；当空调接收到相对湿度大于设置值（一般为75%）时， 空调向遥控器、线控器或手机终端发送湿度超值预警信息，并提醒除湿；然后人为判断是否需要除湿操作；若需要立即除湿，则通过遥控器、线控器或手机终端发送开启除湿功能的指令，并在除湿完成后，将除湿数据如除湿时间、用电量等发送至所述遥控器、线控器或手机终端；如果觉得该湿度不会对家居用品构成威胁（不同类别的家居对湿度的敏感程度不同），则可选择不开启除湿指令；一般情况下，建筑物经过低温环境下的放热，建筑物内的墙壁温度较低，而此时若处在海洋性亚热带季风气候中，暖湿的气流遇到还没来得急升温的墙壁则将产生凝水现像，使房内非常潮湿，而且暖湿气流不仅自身给该地区带来的温升，同时其含有的大量水份能够吸收更过的地面辐射，使该地区的温度进一步升高，所以处在这个季节气候的温度升高，由暖湿气流引起的可能性非常大；暖湿气流不仅在白天能够使室内潮湿，晚上其自身辐射后的温将也将使其自身产生凝露（也就是该季节气候多雾的原因），即温度降低也将使这个季节气候中的建筑物内很潮湿；所以，根据这些信息制定的空调除湿方法中：当空调接收到相对湿度小于等于设置值（一般为75%）时，空调分析天气预报中的季节气候信息，判断是否处在海洋性亚热带季风气候，或其他潮湿气候中；若不处于潮湿气候则控制空调不开启除湿；若处在潮湿气候中，则分析天气预报中的温度变化信息，如果现在环境温度的升高或下降速度超过一设计值（该值由实验确定）；则向遥控器、线控器或手机终端发送湿度超值预警信息，并提醒除湿；然后人为判断是否需要除湿操作；若需要立即除湿，则通过遥控器、线控器或手机终端发送开启除湿功能的指令，并在除湿完成后，将除湿数据如除湿时间、用电量等发送至所述遥控器、线控器或手机终端；如果觉得该湿度不会对家居用品构成威胁（不同类别的家居对湿度的敏感程度不同），则可选择不开启除湿指令。

注：上述的控制方法也同样适用于独立的除湿机。

优选地，所述空调设置有通讯模块。

优选地，所述通讯系统具有地理定位的功能。

优选地，所述空调通讯模块能够接收天气预报中的季节气候信息、湿度信息、温度变化信息。

优选地，除湿采用恒温除湿方式。

优选地，当天气预报的湿度信息已经超标时，所述空调能够发送湿度超标预警信息至遥控器、线控器或手机终端，并提供选择是否开启除湿。

优选地，当空调安装的地理位置属于海洋性亚热带季风气候，或其他潮湿气候，且天气预报中的湿度未超标时，采用温度的变化大小来判定是否需要除湿。

优选地，相对湿度大于75%时提供除湿预警信息。

本实施例提供的根据天气预报中的湿度信息、季节气候信息和温度变化信息控制室内侧空调除湿的方法具有以下有益效果：

1.使得空调能够根据天气预报中的湿度信息控制室内侧湿度，除湿或加湿；

2.使得空调在潮湿气候时间时能够根据环境温度的变化控制除湿。

实施例4，如图6所示，由于热泵热水器在室外环境温度高时，运行能效高，设置相同的温度加热时间短，室外环境温度低时，运行能效低，设置相同的温度加热时间长，且环境温度高，用户对热水温度要求低，环境温度低，用户对热水温度要求高，但现有的热泵热水器采用手动设定温度和预约烧水时间，这样设计主要有两点弊端：（1）虽然烧水温度可以人工设定，但实际上用户一般全年都是设定一样的烧水温度，而热泵热水器在烧热水时，水温设置的越高，能效就越低，这就导致了用户实际用水温度要求不高的时候，热水器仍然将水烧到设定的高水温，造成能源浪费；（2）一天当中，温度变化较大，如果采用预约时间加热就有可能错过了高能效加热热水的时间，导致烧水时能效不高；即现有控制方式不能智能的预见并采用一天中环境温度最高的时间段来烧热水，也不能根据环境温度调节设定的烧水温度，造成全年能效不高，能源浪费；所以，本实施例的控制设计，主要通过使热泵热水能够接收天气预报中的温度变化信息，使热泵热水器能够预知未来一段时间的温度变化情况，从而能够自动设定烧水启动时间和设定烧水温度，达到全年高能效的节能目的。

其控制方法如图6所示，热泵热水器首先会根据用户设定的预约用水时间判断是否进入或正处于用户正常习惯使用热水的时间段；若准备进入或正处于用户正常习惯使用热水的时间段，则热泵热水器按原默认水温立即启动加热，并在加热完毕后将水温、烧水时间和消耗电量等信息发送至线控器或通过通讯模块和网络发送至手机终端；若此时离用户正常习惯下使用热水的时间还很早，则热泵热水器将加热水需求传递给通讯模块，所述通讯模块将加热水的需求信息和热泵热水器的所在位置通过网络发送至互联网服务器，所述互联网服务器将该地理位置对应的天气预报中的未来一段时间（此时刻到用户预约用水的时间）内的日均温度及温度变化信息传回热泵热水器；因为人们在天气热的时候，对热水温度的需求较天气冷的时候低，所以，所述热泵根据日均温度信息、或日最高温度、或用户预约的使用时间段的温度信息判断是否属于高温天气，如可以以日均温度超过27度来判定高温天气，或以日最高温度大于35度来判定高温天气、或直接预测用户使用热水时间段的环境温度情况来设定合适烧水温度；此时所述烧水温度T=To-a；其中To为默认烧水温度（默认烧水温度根据全年统计的环境温度，通过实验得出的在满足用户热水需求的时候，运行能效和可靠性最好的温度），a>0；当热泵热水器所处的环境为较低温的环境时，所述烧水温度T=To+b；其中To为默认烧水温度，b>0；同时，热泵热水器机组根据预测的高温段时间和高温段时间的环境温度，以及上述设定的烧水温度计算理论烧水所需时间，然后判断该理论烧水时间与当天高温段的时间大小，若理论烧水时间比未来加热水时的高温段时间短，则热泵机组从高温段的结束时间向高温段开始时间方向截取上述烧水的理论时间，并按照截取的时间运行热泵热水器；以防止太早加热造成能源浪费；如果理论烧水时间比未来加热水时的高温段时间长，则按照未来进入高温区的时间运行热泵热水器，即该热泵热水器有一段加热时间是在环境温度下降的区域；当然，由于当理论烧水时间比未来加热水时的高温段时间长时的高温段肯定很短，所以，也可以选择在进入高温段前，提前一段时间运行热泵；热泵机组将根据当前时间判断是否进入上述根据理论计算的烧水时间和天气预报提供的高温段时间设定的启动时间段，如果已经到了上述的启动时间段则运行热泵热水器加热热水；如果还没到，则等待到了上述启动时间段再运行热泵热水器加热热水；并在加热完毕后，将加热能效、加热时间、消耗电量和电费等信息输出到线控器上或通过通讯模块和网络发送到用户的手机终端上。

优选地，所述热泵热水器设置有通讯模块。

优选地，所述通讯系统具有地理定位的功能。

优选地，所述热泵热水器能够接收天气预报中的温度变化信息。

优选地，当所述热泵热水器的理论计算烧水时间远小于当天高温段的时间时，采用从当天高温段末尾时间截取计算的烧水时间作为热泵热水器当天的烧水时间。

优选地，当所述热泵热水器的理论计算烧水时间大于当天高温段的时间时，采用进入高温段就开启加热，直至水温达到设定要求。

优选地，所述热泵热水器的设置烧水温度可变，且当环境为高温环境时（一般日均温度大于27，或日最高温度大于35），降低烧水温度，当环境为较低温环境时，提高烧水温度，或采用默认烧水温度。

优选地，若所述热泵热水器在开启后就即将进入或已经进入用户预约的使用热水时间，则立即开启按照默认水温加热。

优选地，所述述热泵热水器能够根据加热时的运行工况计算出理论烧水时间、烧水能效、设置水温和消耗电量or电费等信息。

优选地，所述述热泵热水器能够将计算出理论烧水时间、烧水能效、设置水温和消耗电量or电费等信息输出至线控器或发送至手机终端。

本实施例提供的根据天气预报中的未来温度变化数据来控制热泵热水器加热的方法具有以下有益效果：

1.使热泵热水器能够预知并选择一天内的最高环境温度时间段进行高能效加热；

2.使热泵热水器能够根据当天环境温度自动设置合适的烧水温度，进一步提高能效；

3.使热泵热水器进一步智能化。

实施例5，如图7所示，我们的生活环境存在着较大的温度变化，当环境温度上升时，由于压缩机升温较两器慢，系统冷媒将向温度较低的压缩机迁移，导致压缩机油被稀释；所以，为了防止空调待机时压缩机内积聚冷媒，保证机组可靠性，压缩机电加热带在待机时是一直开启的，然而日常生活中，空调的待机时间是非常大的，甚至远远多于运行时间，如果压缩机电加热带在待机时一直开启，则也是一项很大的能源浪费；所以，本实施例主要使空调机组能够接收天气预报中的温度变化信息，主要是自空调关机以后的环境温度变化信息，使空调自关机以后，其电加热带能够按需开启，这样就能在保证机组可靠性的同时，大大节约待机时的能源消耗。

其控制方法如图7所示，空调或热泵热水器关机进入待机状态后，便将待机信息和地理位置信息周期性的通过通讯模块和网络发送中互联网服务器，所述互联网服务器每接收到一次请求，就将天气预报中的未来温度变化信息传输回空调或热泵热水器的控制器，所述控制器根据目前是否即将进入或正处于温度上升阶段来控制对应机组的压缩机电加热带的开启和关闭；控制电加热带的开启和关闭逻辑为：当即将进入或正处于环境温度上升区间时，开启电加热；进入环境温度下降的区间后或机组重新开机后，关闭电加热带。

注：在上述空调或热泵热水器接收并分析天气预报中的温度变化信息时，为了使空调安装位置的环境温度的变化更为精确；所述空调或热泵热水器自身的环境感温包也在实时检测，并通过一定的逻辑判断温度是否处于上升阶段或下降阶段，以此来修正天气预报中温度变化信息，使电加热带的开启或关闭时间控制的更为精确。

优选地，所述空调或热泵热水器设置有通讯模块。

优选地，所述空调或热泵热水器设置的通讯模块具有发送地理的功能，如设置有GPS定位系统。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时设置的通讯模块接收天气预报中的温度变化信息。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时将待机信息和位置信息周期性的发送至互联网服务器，并周期性接收互联网服务器传回的天气预报信息。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时在进入环境温度上升区间时，开启电加热带，在进入环境温度下降区间时关闭电加热带。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时，环境温度处在恒温区间时，也关闭电加热带。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时，以天气预报的温度变化为主数据，并以所述空调或热泵热水器本身自带的温度传感器进行修正。

优选地，所述空调或热泵热水器待机时，所述空调或热泵热水器感温包的修正逻辑采用推理的方法，即当判断<时，可确定温度处在上升阶段，当判断>时，可确定温度处在下降阶段（n为大于等于0的自然数）。

本实施例提供的根据天气预报中的未来温度变化数据来控制待机时电加热带开启或关闭的方法具有以下有益效果：

1.使空调或热泵热水器待机时，能够根据室外环境的温度变化趋势控制电加热带在温度上升区间开启，温度下降区间关闭，实现空调待机时的智能节能控制。

应当说明的是，除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.本发明提供一种基于天气预报数据实现空调及热泵热水器部分功能自动控制的方法，包括室内侧引新风控制、室外换热器脏堵控制、湿度控制、热泵热水器烧水时间和烧水温度控制、空调或热泵热水器待机时电加热带的开闭控制；其特征在于：所述空调或热泵热水器的控制器连接有通讯模块；所述通讯模块通过网络与互联网服务器传递信息，并通过网络与手机终端传递信息，其中，所述控制器将用户的需求信息传递给与所述控制器相联通的通讯模块；所述通讯模块通过网络将用户的需求信息和其自身的地理位置信息传递给互联网服务器；所述互联网服务器将用户请求的该地理位置对应的天气预报数据通过网络传回所述通讯模块；所述通讯模块将所述互联网服务器传回的天气信息传递给所述控制器分析；所述控制器根据分析结果对空调或热泵热水器的相关功能进行控制；同时，所述通讯模块将控制器的控制信息、故障预警信息或故障代码信息通过网络传递给手机终端；手机终端根据所述控制器发来的信息进行操控，并将控制指令通过网络和所述通讯模块传递给所述控制器对空调或热泵热水器进行控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述天气预报数据包括季节气候数据、湿度数据、温度数据和空气质量数据；其中，所述湿度数据指相对湿度，且包括未来湿度变化数据和当前实时湿度数据；所述温度数据包括未来温度变化数据、日均温度或日最高温度、实时温度数据；所述空气质量数据包括二氧化硫含量指数、氮氧化物含量指数和悬浮颗粒物含量指数，且包括历史空气质量数据、未来空气质量数据和当前空气质量数据。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述空调或热泵热水器的特定功能接收天气预报中对应的特定数据；其中，对于所述室内侧引新风控制和所述室外侧换热器脏堵控制，所述通讯模块接收天气预报中的空气质量数据；对于所述湿度控制，所述通讯模块接收天气预报中的季节气候数据、湿度数据和温度数据；对于热泵热水器烧水时间和烧水温度的控制，所述通讯模块接收天气预报中的温度数据；对于空调或热泵热水器压缩机电加热带的开闭控制，所述通讯模块接收天气预报中的温度数据。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：室内侧引新风的方式包括采用具有新风功能的空调室内机引新风，或采用新风机引新风两种方式，且所述具有新风功能的空调室内机或新风机设置有室内空气质量检测系统。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述室内空气质量检测系统的检测内容包括二氧化硫含量指数、氮氧化物含量指数、氧含量指数、二氧化碳含量指数、细菌含量指数、甲醛含量指数、以及其他有毒有害气体含量指数和悬浮颗粒物含量指数。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：对所述室内侧引新风的控制是将用户设定的新风需求信息由所述控制器传递给所述通讯模块，所述通讯模块将新风需求信息连同自身的地理位置信息通过网络发送至互联网服务器，所述互联网服务器将把天气预报中该地理位置的空气质量数据信息传回至所述控制器；同时，所述控制器根据室内空气标准将所述室内空气质量检测系统的检测结果以空气质量等级的形式输出；然后根据室内侧空气质量等级与室外侧空气质量等级关系，按照该等级关系对应的预先设定好的引风档位自动控制新风引入量。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：对所述室外换热器脏堵的控制方法包括根据四通阀是否带电判断机组所处的运行状态、根据压缩机排气温度、排气压力、或制热化霜周期来判断机组是否存在异常、根据天气预报中的历史空气质量数据结合压缩机排气温度、或排气压力、或制热化霜周期来判断室外换热器是否存在脏堵；其中，首先根据四通阀是否带电判断机组处于制冷运行状态还是制热运行状态；当机组处于制冷运行状态时，若检测到压缩机排气温度或排气压力超过对应工况下的某一设置值时，机组通过通讯模块接收或直接从控制器内调取天气预报中的历史空气质量数据，并对这些历史空气质量数据能够造成室外换热器脏堵的可能性进行计算；当计算出的能够造成室外换热器脏堵的可能性达到设置值时，机组将室外换热器脏堵预警信息输出至遥控器、线控器或由通讯模块通过网络发送至手机客户端；当计算出的能够造成室外换热器脏堵的可能性没有达到设置值时，机组将异常信息输出至遥控器、线控器或由通讯模块通过网络发送至手机客户端；当机组处于制热运行状态时，若检测到压缩机排气温度、排气压力或化霜周期低于对应工况下的某一设置值时，机组通过通讯模块接收或直接从控制器内调取天气预报中的历史空气质量数据，然后按照上述制冷运行时相同的判断方法进行判断和操作。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：对所述湿度控制的方式包括采用空调除湿、或采用除湿机除湿两种方式，其除湿控制方法包括根据天气预报中当前的湿度数据判断是否进行除湿、根据天气预报中未来的湿度变化判断在哪个时间段除湿、根据季节气候、湿度数据和温度变化数据判断温升或温降区间是否需要除湿；其中，当天气预报提供的当前湿度大于某一设置值时，将当前数据及除湿预警信息输出至遥控器、线控器或由通讯模块通过网络发送至手机客户端；当天气预报提供的湿度变化数据显示当前湿度满足要求而未来湿度将会升高时，机组按照未来湿度升高的时间设定除湿开启时间，或当天气预报提供的当前湿度数据满足要求，但机组处于亚热带海洋性季风气候时间，且未来温升或温降的幅度和速度超过莫一设置值时，将未来湿度可能增大的预警信息及到时是否开启除湿等信息输出至遥控器、线控器或由通讯模块通过网络发送至手机客户端。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述热泵热水器烧水时间和烧水温度的控制方法包括根据天气预报中未来温度变化采用高温段加热，低温段待机的控制方法、根据天气预报中的日均温度或日最高温度对烧水温度进行控制、根据计算的烧水时间和当天高温段时间的大小对烧水启动时间进行控制；其中，所述高温段是指某段时间内的温度均高于某一设计值，所述低温段是指某段时间内的温度均低于上述设计值；所述设计值根据当天温度情况设定；所述热泵热水器根据当天温度情况自动设置烧水温度，并根据当天的高温段温度的平均值计算出理论烧水时间后，采用当天高温段从后向前截取计算的烧水时间用于热泵热水器启动加热的时间；所述烧水温度根据当天温度情况按照高温时设置较低烧水温度，低温时设置较高烧水温度或直接采用默认设置的烧水温度进行设置；当出现计算的烧水时间大于当天的高温段时间时，采用进入高温时就开始加热或按照原用户预约的烧水时间进行加热；在烧水完成后，将加热能效、加热时间、消耗电量和电费等信息输出到线控器上或通过通讯模块和网络发送到用户的手机终端上。

10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：对所述空调或热泵热水器待机时电加热带的开闭控制方法，是在所述空调或热泵热水器进入待机状态后，所述空调或热泵热水器设置的通讯模块把所述空调或热泵热水器的待机信息和位置信息周期性的通过网络发送至互联网服务器；所述互联网服务器每接收到一次请求，就将天气预报中的未来温度变化信息传输回空调或热泵热水器的控制器，当所述控制器根据天气预报中未来的温度变化判断即将进入或正处于温度上升阶段时，控制压缩机电加热带开启；当所述控制器根据天气预报中未来的温度变化判断处于恒温阶段或已经进去温度下降阶段则关闭所述压缩机电加热带。