CN110319596B - 一种调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置，该方法包括根据所述空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到所述空气能热水器的压缩机的初始频率值；根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；根据所述初始频率值和所述频率调整值，确定所述压缩机的运行频率。本发明使得空气能热水器在快速制热和平稳运行之间实现了平衡。

Description

一种调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，特别涉及一种调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置。

背景技术

空气能热水器，又称为空气源热泵热水器，是利用热泵原理，从空气中吸收热量来制取热水。相比于天然气热水器或者电能热水器，空气能热水器因其在能耗和环保方面的优势，得到越来越广泛的应用。相比于定频空气能热水器，变频空气能热水器具有制热量大，能效高等优点，在生产和生活中更加受欢迎。

目前变频空气能热水器采用水箱目标温度与水箱即时温度的差值进行频率调整，当两者温差大于某一值时，压缩机尽可能地以高频率运行以提高产热量，缩短加热时间，使得空气能热水器快速升温至目标温度；当两者温度小于某一值时，动态调整压缩机频率，使水箱温度稳定在目标温度范围内。

热水器中水流量恒定的情况下，上述已有技术中变频空气能热水器能够正常调整自身频率满足需求；但是在热水器中的水流量非恒定的情况下，容易出现热水器的压缩机频率超调的现象。比如，当热水器中的水流量较少时，如果此时热水器的压缩机以高频率运行以提高产热量，缩短加热时间，那么，热水器的压缩机频率就会出现超调现象，不能平稳运行。

发明内容

本发明实施例提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置，通过空气能热水器的目标温度和实际温度的差值，以及相邻时刻的实际温度之间的差值这两个温度差值进行联动调整，在满足快速制热的同时，保障了热水器的平稳运行。

本发明实施例提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的方法，该方法包括：

根据所述空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到所述空气能热水器的压缩机的初始频率值；

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

根据所述初始频率值和所述频率调整值，确定所述压缩机的运行频率。

可选地，所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数；

根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值。

可选地，所述根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据公式一，得到所述压缩机的频率调整至，其中，所述公式一为：

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为所述压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

可选地，所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数，包括：

当所述空气能热水器的目标温度大于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数互为相反数。

可选地，所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数，包括：

当所述空气能热水器的目标温度等于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数以及所述第二频率调整系数为任意值。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的装置，所述装置包括初始频率值获取模块，频率调整模块和运行频率确定模块，其中：

所述初始频率值获取模块用于根据所述空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到所述空气能热水器的压缩机的初始频率值；

所述频率调整模块用于根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

所述运行频率确定模块用于根据所述初始频率值和所述频率调整值，得到所述压缩机的运行频率。

可选地，所述频率调整模块具体用于：

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数；

根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值。

可选地，所述频率调整模块得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据公式一，得到所述压缩机的频率调整值，其中，所述公式一为

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为所述压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

可选地，所述频率调整模块具体用于：

当所述空气能热水器的目标温度大于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数互为相反数。

可选地，所述频率调整模块具体用于：

当所述空气能热水器的目标温度等于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数以及所述第二频率调整系数为任意值。

本发明提供的调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置，并不仅仅根据空气能热水器目标温度与实际温度的差值对空气能热水器的压缩机频率进行调整，而是根据空气能热水器目标温度与实际温度的差值，并结合空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的差值，对空气能热水器的压缩机频率进行联动调节，降低了在水流量发生变化的情况下，容易出现的压缩机频率超调的概率，因此，相比于已有技术，本发明提供的调整空气能热水器压缩机频率的方法在满足热水器平稳运行和快速制热平衡的同时，也可适用于不同水流量的工况条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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是本发明一个实施例提供的调整空气能热水器压缩机频率的方法流程示意图；

图2是本发明一个实施例提供的调整空气能热水器压缩机频率的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的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。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

基于已有技术中，仅根据空气能热水器的目标温度和实际温度之间的差值调整压缩机的频率时，在空气能热水器中的水流量较少的情况下，会出现压缩机的频率超调的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的方法，该方法可以包括以下步骤S101～S103，具体地：

S101：根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到空气能热水器的压缩机的初始频率值；

S102：根据第一差值和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到压缩机的频率调整值；

S103：根据初始频率值和频率调整值，确定压缩机的运行频率。

本发明实施例首先根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到空气能热水器的压缩机的初始频率值，然后根据该第一差值，结合空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到频率调整值，在初始频率值的基础上，根据频率调整值对初始频率值进行校正，得到压缩机的实际运行效率。也就是说，本发明实施例结合第一差值和第二差值，对空气能热水器的压缩机运行频率进行联动调整，避免了在空气能热水器中的水流量变化的情况下，仅根据第一差值进行压缩机频率调整导致的频率超调问题。举例来说，如果目标温度远远大于实际温度，即第一差值比较大，按照已有技术，会将空气能热水器的压缩机频率调高，即根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到的空气能热水器的压缩机的初始频率值很高，以使压缩机以高频率运行以提高产热量，进而可以快速将水温升至目标温度，但是这个时候如果空气能热水器中的水流量过小，如果仅根据第一差值将压缩机频率短时间内调高，那么短时间内，空气能热水器的产热量较高，那么，根据热量，温差和水流量之间的关系，在水流量过小的情况下，空气能热水器的实际温度很有可能会高于设定的目标温度，即出现压缩机频率超调现象，基于此种情况，本发明根据第二差值对空气能热水器中的水流量进行判断，在空气能热水器的产热量稳定的情况下，第二差值越大，说明空气能热水器中的水流量越小，这种情况下，本发明实施例可以结合第二差值对压缩机的频率进行反向调节，降低压缩机频率调高的程度，以减少空气能热水器的产热量，进而降低了空气能热水器的实际温度高于目标温度的可能性，大大降低了压缩机频率超调出现的概率。

需要说明的是，本发明实施例中提到的实际温度，指的是空气能热水器的出水温度。

还需要说明的是，本发明实施例中提到的相邻时刻的实际温度之间的第二差值，此处的相邻时刻可以是空气能热水器的当前时刻与前一时刻的实际温度之间的差值，也可以是空气能热水器的前一时刻与当前时刻的实际温度之间的差值，根据实际需要，可以取该差值的绝对值。

还需要说明的是，本发明实施例中提到的初始频率值指的是根据已有技术中，通过空气能热水器的目标温度和实际温度这一个差值所调整的空气能热水器的压缩机的频率值。

在一示例性实施例中，根据第一差值和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到压缩机的频率调整值，包括：

根据第一差值和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于第一差值的第一频率调整系数，以及对应于第二差值的第二频率调整系数；

根据第一频率调整系数和第二频率调整系数，以及第一差值和第二差值，得到压缩机的频率调整值。

在实际应用中，本发明实施例结合第一差值和第二差值对空气能热水器的使用状态进行判断，通过空气能热水器的使用状态对应的频率调整系数，对空气能热水器的压缩机运行频率进行调整。实际应用中，空气能热水器存在单纯加热状态、边加热边使用状态、使用但未加热状态等多个状态，本发明实施例根据空气能热水器的状态，设置了对应不同状态的频率调整系数，使得空气能热水器的压缩机能够根据热水器实际所处的状态，对压缩机的频率进行适当的调整，进一步降低了压缩机频率超调出现的概率。

本发明实施例中，根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值ΔT和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值ΔT_出水，可以对空气能热水器所处的状态进行判断，具体地，当ΔT为0时，存在ΔT_出水为0，ΔT_出水大于0，ΔT_出水小于0三种情况；当ΔT大于0时，存在ΔT_出水为0，ΔT_出水大于0，ΔT_出水小于0三种情况；当ΔT小于0时，存在ΔT_出水为0，ΔT_出水大于0，ΔT_出水小于0三种情况。综上，根据ΔT和ΔT_出水，能够判断出空气能热水器的九种状态，然后根据设置的每种状态下对应的频率调整系数，对压缩机的频率进行调整，相比于已有技术中仅根据第一差值对压缩机的频率进行调整，由于本发明实施例对压缩机的状态进行了精细化划分，能够根据空气能热水器当下的使用状态，对压缩机的频率进行精确调整。

在一示例性实施例中，根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据公式一，得到压缩机的频率调整值，其中，公式一为：

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为所述压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

在本发明实施例中，假设根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到的空气能热水器的压缩机的初始频率值为rps₀，那么，根据第一差值和第二差值联动调节后的压缩机频率则为rps0和Δrps的和。

需要说明的是，本发明实施例中，第一频率调整系数KA和第二频率调整系数KB可以预先设置好，比如，对应不同的第一差值和第二差值，或者对应不同的第一差值所处范围和第二差值所处范围，分别设置KA、KB对，并将第一差值、第二差值和KA、KB对的对应关系表存储在空气能热水器的主控板中；也可以根据不同的第一差值和第二差值，或者第一差值所处范围和第二差值所处范围，实时、动态地设置KA、KB对。本发明实施例对KA和KB的设置方式不作具体限定，只要KA和KB是和空气能热水器的实际使用状态相关，且能对压缩机的频率进行适当调整，避免出现压缩机频率超调的现象即可。

在一示例性实施例中，当空气能热水器的目标温度大于实际温度，且空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置第一频率调整系数和第二频率调整系数互为相反数。

当空气能热水器的目标温度大于实际温度时，变频空气能热水器要以升温运行的方式快速制热，这时压缩机以高频率运行；但是，根据当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度可知热水器水箱中的水处于升温过程，且ΔT_出水越大，说明水箱中的水流量越小，为了避免压缩机的频率出现超调现象，本发明实施例设置第一频率调整系数和第二频率调整系数互为相反数，这样在水流量较小的情况，由于结合ΔT_出水和第二频率调整系数对压缩机的频率进行了反向调整，使得压缩机的频率调高程度有限，保障了压缩机的平稳运行。

在一示例性实施例中，当空气能热水器的目标温度等于实际温度，且空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置第一频率调整系数以及第二频率调整系数为任意值。

具体地，当判断空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值ΔT为0，且第二差值ΔT_出水也为0时，考虑到压缩机的频率调整值的公式为Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水，即此时，KA和KB的值对Δrps不产生影响，因此可以设置第一频率调整系数KA以及第二频率调整系数KB为任意值。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种调整空气能热水器压缩机频率的装置200，包括初始频率值获取模块201，频率调整模块202和运行频率确定模块203，其中：

初始频率值获取模块201用于根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到空气能热水器的压缩机的初始频率值；

频率调整模块202用于根据第一差值和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到压缩机的频率调整值；

运行频率确定模块203用于根据初始频率值和频率调整值，得到压缩机的运行频率。

在一示例性实施例中，频率调整模块202具体用于根据第一差值和空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于第一差值的第一频率调整系数，以及对应于第二差值的第二频率调整系数；根据第一频率调整系数和第二频率调整系数，以及第一差值和第二差值，得到压缩机的频率调整值。

在一示例性实施例中，频率调整模块202得到压缩机的频率调整值，包括：根据公式一，得到所述压缩机的频率调整值，其中，所述公式一为

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

在一示例性实施例中，频率调整模块202具体用于当空气能热水器的目标温度大于实际温度，且空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置第一频率调整系数和第二频率调整系数互为相反数。

在一示例性实施例中，频率调整模块202具体用于当空气能热水器的目标温度等于实际温度，且空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置第一频率调整系数以及第二频率调整系数为任意值。

上述实施例中的初始频率值获取模块201，频率调整模块202和运行频率确定模块203用于执行调整空气能热水器压缩机频率的方法实施例。

本发明实施例中的调整空气能热水器压缩机频率的装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

在需要调整压缩机频率的情况下，本发明首先根据空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到空气能热水器的压缩机的初始频率值；然后根据空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，对空气能热水器的水流量以及使用状态进行判断，并根据空气能热水器的水流量和使用状态，进一步校正根据第一差值得到的压缩机频率的初始值，使得空气能热水器根据校正后的压缩机频率运行。由此可知，本发明根据第一差值和第二差值对空气能热水器的压缩机频率进行联动调节，防止因压缩机的频率骤然升高或者骤然下降而出现的压缩机频率超调现象，保证了空气能热水器的平稳运行。

而且，根据第二差值的变化趋势能基本判断出空气能热水器的水流量大小，在空气能热水器的水流量变大时，本发明可以根据实际情况对压缩机的初始频率进行正向调整，使得在水流量变大的情况下，也能使空气能热水器的温度快速升至目标温度；在空气能热水器的水量变小时，本发明可以根据实际情况对压缩机的初始频率进行反向调整，在水流量变小的情况下，避免了实际出水温度高于设定的目标温度的现象，使得空气能热水器能够稳定工作。由此可知，本发明提供的调整空气能热水器压缩机频率的方法和装置，在满足快速制热的同时，保障了热水器的平稳运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种调整空气能热水器压缩机频率的方法，其特征在于，

根据所述空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到所述空气能热水器的压缩机的初始频率值；

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

根据所述初始频率值和所述频率调整值，确定所述压缩机的运行频率；

所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数；

根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

所述根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值，包括：

根据公式一，得到所述压缩机的频率调整值，其中，所述公式一为

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为所述压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

2.根据权利要求1所述的调整空气能热水器压缩机频率的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数，包括：

当所述空气能热水器的目标温度大于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数互为相反数。

3.根据权利要求1所述的调整空气能热水器压缩机频率的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数，包括：

当所述空气能热水器的目标温度等于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数以及所述第二频率调整系数为任意值。

4.一种调整空气能热水器压缩机频率的装置，其特征在于，包括:

初始频率值获取模块，频率调整模块和运行频率确定模块，其中：

所述初始频率值获取模块，用于根据所述空气能热水器的目标温度和实际温度的第一差值，得到所述空气能热水器的压缩机的初始频率值；

所述频率调整模块，用于根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

所述运行频率确定模块，用于根据所述初始频率值和所述频率调整值，得到所述压缩机的运行频率；

所述频率调整模块，用于：

根据所述第一差值和所述空气能热水器相邻时刻的实际温度之间的第二差值，得到对应于所述第一差值的第一频率调整系数，以及对应于所述第二差值的第二频率调整系数；

根据所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数，以及所述第一差值和所述第二差值，得到所述压缩机的频率调整值；

所述频率调整模块，用于根据公式一，得到所述压缩机的频率调整值，其中，所述公式一为

Δrps＝KA*ΔT+KB*ΔT_出水

其中，Δrps为所述压缩机的频率调整值，ΔT为第一差值，ΔT_出水为第二差值，KA、KB分别为第一频率调整系数和第二频率调整系数。

5.根据权利要求4所述的调整空气能热水器压缩机频率的装置，其特征在于，

所述频率调整模块，用于当所述空气能热水器的目标温度大于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度大于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数和所述第二频率调整系数互为相反数。

6.根据权利要求4所述的调整空气能热水器压缩机频率的装置，其特征在于，

所述频率调整模块，用于当所述空气能热水器的目标温度等于实际温度，且所述空气能热水器当前时刻的实际温度等于前一时刻的实际温度时，设置所述第一频率调整系数以及所述第二频率调整系数为任意值。

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