CN112665191A

CN112665191A - 一种热泵热水机的控制方法、装置及热泵热水机

Info

Publication number: CN112665191A
Application number: CN202011383834.7A
Authority: CN
Inventors: 朱洁华; 曾凡卓; 马定超; 孙涛; 胡乾龙; 黄嘉希
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: CN112665191B

Abstract

本申请涉及一种热泵热水机的控制方法、装置及热泵热水机，属于热泵热水机控制技术领域。本申请包括：计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息；根据实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，计算相关模块的参数调整量；根据计算出的相关模块的参数调整量对相关模块的运行进行调整。通过本申请，有助于提升热泵热水机的节能性，有助于降低用户使用难度并提升用户的使用舒适性。

Description

一种热泵热水机的控制方法、装置及热泵热水机

技术领域

本申请属于热泵热水机技术领域，具体涉及一种热泵热水机的控制方法、装置及热泵热水机。

背景技术

冬季时，热泵热水机可以提供采暖、制备热水等各种功能用途。从用户需求的方向来讲，寒冷地区对于热泵热水机的能效要求以及舒适性使用需求相对较为多样。相关技术中，节能型以及舒适性的需求对于热泵热水机产品的开发来说算是一个比较大的难题。主要问题在于：热水机具有多种功能，在用户安装方面，可以同时连接风盘、地暖、水箱等不同的末端，再辅以复杂的水路切换系统导致整机在节能运行方面难以得到有效提升，同时，在用户使用方面，复杂的切换系统也会导致用户舒适性用水操作不便，且容易增加使用故障，导致用户舒适性体验降低。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种热泵热水机的控制方法、装置及热泵热水机，有助于提升热泵热水机的节能性，有助于降低用户使用难度并提升用户的使用舒适性。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种热泵热水机的控制方法，所述方法包括：

计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息；

根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量；

根据计算出的所述相关模块的参数调整量对所述相关模块的运行进行调整。

进一步地，所述计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，包括：

获取当前调控周期的实际运行功耗，根据当前调控周期的实际运行功耗计算所述相关模块的所述实际功耗占比分布信息；以及，

若当前调控周期是首个调控周期，则根据系统中设定的参数确定所述相关模块的功耗，并以之计算所述相关模块的所述目标功耗占比分布信息；若当前调控周期不是首个调控周期，则获取当前调控周期的之前调控周期的实际运行功耗，根据所述之前调控周期的实际运行功耗计算所述相关模块的所述目标功耗占比分布信息。

进一步地，所述之前调控周期，包括：

当前调控周期的前一调控周期，或者，当前调控周期之前的所有调控周期。

进一步地，所述相关模块包括：压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的一种或多种。

进一步地，其中，在所述相关模块包括压缩机时，

所述根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量，包括：

根据公式：

计算下一调控周期时压缩机的频率调整量；

式中：

ΔP为压缩机的频率调整量，P为当前调控周期的压缩机目标频率，Δt为调控周期，A为压缩机的目标功耗占比信息，a为压缩机的实际功耗占比信息。

进一步地，其中，在所述相关模块还包括水箱时，

根据公式：

计算下一调控周期时水箱的水温调整量；

式中：

ΔTw为水箱的水温调整量，Tw为当前调控周期的水箱目标水温，A为压缩机的目标功耗占比信息，a为压缩机的实际功耗占比信息，D为水箱的目标功耗占比信息，d为水箱的实际功耗占比信息。

进一步地，其中，在所述相关模块还包括地暖时，

根据公式：

计算下一调控周期时地暖的水温调整量；

式中：

ΔTn为地暖的水温调整量，Tn为当前调控周期的地暖目标水温，A为压缩机的目标功耗占比信息，a为压缩机的实际功耗占比信息，E为地暖的目标功耗占比信息，e为地暖的实际功耗占比信息。

进一步地，其中，在所述相关模块还包括风盘时，

根据公式：

计算下一调控周期时风盘的水温调整量；

式中：

ΔTp为风盘的水温调整量，Tp为当前调控周期的风盘目标水温，A为压缩机的目标功耗占比信息，a为压缩机的实际功耗占比信息，F为风盘的目标功耗占比信息，f为风盘的实际功耗占比信息。

进一步地，其中，在所述相关模块包括风机时，

若B>b，则下一调控周期时，风机档位上调一档；

若B≤b，则下一调控周期时，风机档位下调一档；

其中，

B为风机的目标功耗占比信息，b为风机的实际功耗占比信息。

进一步地，其中，在所述相关模块包括水泵时，

若C>c+x％，则下一调控周期时，水泵档位下上调一档；

若c-x％<C<c+x％，则下一调控周期时，水泵档位维持现状；

若C<c-x％，则下一调控周期时，水泵档位下调一档；

其中，

C为水泵的目标功耗占比信息，c为水泵的实际功耗占比信息，x为预设阈值。

进一步地，所述相关模块包括：压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的全部。

进一步地，所述根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量，包括：

根据公式：

计算下一调控周期时各所述相关模块的电流调整量；

式中：

ΔI为各所述相关模块的电流调整量，I为当前调控周期的目标电流，G为各所述相关模块的目标功耗占比信息，g为各所述相关模块的实际功耗占比信息。

第二方面，

本申请提供一种热泵热水机的控制装置，包括：

第一计算模块，用于计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息；

第二计算模块，用于根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量；

调整模块，用于根据计算出的所述相关模块的参数调整量对所述相关模块的运行进行调整。

第三方面，

本申请提供一种热泵热水机，包括：

一个或者多个存储器，其上存储有可执行程序；

一个或者多个处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述任一项所述方法的步骤。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

在热泵热水机应用于多功能用途时，针对多个用水终端和复杂的水路切换系统，本申请根据热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，计算各相关模块的参数调整量，然后以此自动调控各相关模块的运行，有助于降低不必要的损耗，实现热泵热水机的节能调控，降低用户使用成本，以及，有助于降低用户使用难度，满足用户的舒适性用水需求，进而有助于实现提升热泵热水机的节能性和用户的使用舒适性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是根据一示例性实施例示出的一种热泵热水机的控制方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种热泵热水机的控制装置的框图结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的热泵热水机的框图结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种热泵热水机的控制方法的流程图，如图1所示，该热泵热水机的控制方法包括如下步骤：

步骤S101、计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息；

步骤S102、根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量；

步骤S103、根据计算出的所述相关模块的参数调整量对所述相关模块的运行进行调整。

具体的，在热泵热水机应用于多功能用途时，比如，热泵热水机连接有风盘、地暖、水箱(通过水箱可以连接多个热水使用侧，比如，洗手池、淋浴、厨房等)等不同的末端，用水终端越多，水路系统越复杂。该情况下，使得热泵热水机整机运行时往往是增加了很多额外的负荷输出的，导致热泵热水机整机运行不节能，并且，在用户使用方面，复杂的切换系统也会导致用户舒适性用水操作不便，且容易增加使用故障，导致用户舒适性体验降低。针对上述存在的问题，本申请根据热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，比如：热泵热水机整机系统实际功耗占比分布信息为——压缩机：风机：水泵：水箱：地暖：风盘＝a:b:c:d:e:f；热泵热水机整机系统目标功耗分布信息为——压缩机：风机：水泵：水箱：地暖：风盘＝A:B:C:D:E:F,上述各符号均为百分比数。以之计算各相关模块的参数调整量，然后以此自动调控各相关模块的运行，实现调整系统部件能耗输出，能够及时调整水路系统能量分配，降低不必要的损耗，提升相关模块的负荷输出，实现热泵热水机的节能调控，提升整机系统长期能效，降低用户使用成本，以及，有助于降低用户使用难度，满足用户的舒适性用水需求，进而有助于实现提升热泵热水机的节能性和用户的使用舒适性。

在一个实施例中，所述计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，包括：

该方案设定连续调控周期，每个调控周期调控一次。通过正在运行的当前调控周期下的实际运行功耗，来计算各相关模块的实际功耗占比分布信息。对于各相关模块的目标功耗占比分布信息，在当前周期为热泵热水机的首个调控周期下，根据系统中设定的参数(可以由用户设置)来确定各相关模块的功耗，并以之计算各相关模块的目标功耗占比分布信息，在此之后，对于各相关模块的目标功耗占比分布信息，则就由当前调控周期的之前调控周期的实际运行功耗作为参考，来计算得到目标功耗占比分布信息。

在一个实施例中，所述之前调控周期，包括：

具体的，调控周期可以是每天，以此实现每天一调控。热泵热水机机组开机后，各模块第一天运行参数可由用户自行设定，并以之计算各相关模块的目标功耗占比分布信息，运行一天后，得到各相关模块的实际运行功耗，然后以之计算当天的实际功耗占比分布信息，以此指导第二天的智能运行。第二天及其以后，每一天运行完后都会形成对应的实际功耗分布情况，并与前一天的功耗分布情况(以前一天的功耗分布作为目标功耗分布)作对比，计算形成下一天的参数调整量，指导下一天的节能运行。

在一个实施例中，所述相关模块包括：压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的一种或多种。

下述以相关模块包括压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的全部为例，对计算各相关模块的参数调整量进行说明。

比如：热泵热水机整机系统实际功耗占比分布信息为——压缩机：风机：水泵：水箱：地暖：风盘＝a:b:c:d:e:f；热泵热水机整机系统目标功耗分布为——压缩机：风机：水泵：水箱：地暖：风盘＝A:B:C:D:E:F,上述各符号均为百分比数。

其中，在所述相关模块包括压缩机时，

根据公式：

计算下一调控周期时压缩机的频率调整量；

式中：

上述实施例下，在式子中采用比例差值直接计算压缩机频率需求调整量，分布比率距离额定越大，调整量越大，反之必然。

则下一调控周期时，压缩机目标频率P′统一按照如下运行规则：P′＝P+ΔP。

其中，在所述相关模块还包括水箱时，

根据公式：

计算下一调控周期时水箱的水温调整量；

式中：

上述方案中主要考量水箱以及压缩机综合能耗，(a+d)/(A+D)为水箱以及压缩机的实际能耗与目标能耗之比，当分子等于分母时，即实际能耗等于目标能耗，该值为1，则增量比例为1，即额定比例，因此该运行符合节能目标，不需要累计调整下一调控周期水箱温度；当能耗占比小于额定比例时，则增量比例小于1；当能耗占比大于额定比例是，则增量比例大于1。采用水箱能耗占比d-D来决定调整量的正负。

当能耗占比比较大时，则调整量较大，反之亦然；当水箱能耗占比降低，则水箱目标温度Tw下调，反之亦然。下一调控周期时水箱目标温度Tw′调整如下：Tw′＝Tw+ΔTw。

其中，在所述相关模块还包括地暖时，

根据公式：

计算下一调控周期时地暖的水温调整量；

式中：

上述方案中主要考量地暖以及压缩机综合能耗；其中，

为一个调控周期中的地暖平均目标温度，

为地暖能耗；

则下一调控周期时地暖目标温度Tn′控制如下：Tn′＝Tn+ΔTn。

其中，在所述相关模块还包括风盘时，

根据公式：

计算下一调控周期时风盘的水温调整量；

式中：

上述方案中主要考量风盘以及压缩机综合能耗；其中，

为一个调控周期中的风盘平均目标温度，

为风盘能耗；

则下一调控周期时风盘目标温度Tp′控制如下：Tp′＝Tp+ΔTp。

其中，在所述相关模块包括风机时，

若B>b，则下一调控周期时，风机档位上调一档；

若B≤b，则下一调控周期时，风机档位下调一档；

其中，

其中，在所述相关模块包括水泵时，

若C>c+x％，则下一调控周期时，水泵档位下上调一档；

若c-x％<C<c+x％，则下一调控周期时，水泵档位维持现状；

若C<c-x％，则下一调控周期时，水泵档位下调一档；

其中，

C为水泵的目标功耗占比信息，c为水泵的实际功耗占比信息，x为预设阈值(比如，x可以取值为5)。

上述相关方案，对于各个模块的调控，是对各相关模块特有的参数进行调控。下述方案下，本申请还给出对各相关模块的电流进行调控的方案。以进一步降低用户侧不必要的负荷输出，降低用户适用电价以及使用成本。

在一个实施例中，所述根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量，包括：

根据公式：

计算下一调控周期时各所述相关模块的电流调整量；

式中：

上述方案根据各相关模块功耗运行比例来决定各相关模块的电流输出，当实际功耗占比g达不到目标占比G时，则调整量为正，下一调控周期电流输出增加；当功耗占比g超过目标占比G时，则调整量为负，下一调控周期电流输出降低。

请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的一种热泵热水机的控制装置的框图结构示意图，如图2所示，该热泵热水机的控制装置2包括：

第一计算模块201，用于计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息；

第二计算模块202，用于根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量；

调整模块203，用于根据计算出的所述相关模块的参数调整量对所述相关模块的运行进行调整。

进一步地，第一计算模块201，具体用于：

进一步地，所述之前调控周期，包括：

进一步地，其中，在所述相关模块包括压缩机时，第二计算模块202，具体用于：

根据公式：

计算下一调控周期时压缩机的频率调整量；

式中：

进一步地，其中，在所述相关模块还包括水箱时，第二计算模块202，具体用于：

根据公式：

计算下一调控周期时水箱的水温调整量；

式中：

进一步地，其中，在所述相关模块还包括地暖时，第二计算模块202，具体用于：

根据公式：

计算下一调控周期时地暖的水温调整量；

式中：

进一步地，其中，在所述相关模块还包括风盘时，第二计算模块202，具体用于：

根据公式：

计算下一调控周期时风盘的水温调整量；

式中：

进一步地，其中，在所述相关模块包括风机时，第二计算模块202，具体用于：

若B>b，则下一调控周期时，风机档位上调一档；

若B≤b，则下一调控周期时，风机档位下调一档；

其中，

进一步地，其中，在所述相关模块包括水泵时，第二计算模块202，具体用于：

若C>c+x％，则下一调控周期时，水泵档位下上调一档；

若c-x％<C<c+x％，则下一调控周期时，水泵档位维持现状；

若C<c-x％，则下一调控周期时，水泵档位下调一档；

其中，

进一步地，第二计算模块202，还具体用于：

根据公式：

计算下一调控周期时各所述相关模块的电流调整量；

式中：

关于上述实施例中的热泵热水机的控制装置2，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的热泵热水机的框图结构示意图，如图3所示，该热泵热水机3包括：

一个或者多个存储器301，其上存储有可执行程序；

一个或者多个处理器302，用于执行所述存储器301中的所述可执行程序，以实现上述任一项所述方法的步骤。

在实际应用中，热泵热水机3可以应用于多功能用途，比如，热泵热水机3连接有风盘、地暖、水箱(通过水箱可以连接多个热水使用侧，比如，洗手池、淋浴、厨房等)等不同的末端，用水终端越多，水路系统越复杂。

关于上述实施例中的热泵热水机3，其处理器302执行存储器301中程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种热泵热水机的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算热泵热水机系统中相关模块的实际功耗占比分布信息和目标功耗占比分布信息，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述之前调控周期，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相关模块包括：压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块包括压缩机时，

根据公式：

计算下一调控周期时压缩机的频率调整量；

式中：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块还包括水箱时，

根据公式：

计算下一调控周期时水箱的水温调整量；

式中：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块还包括地暖时，

根据公式：

计算下一调控周期时地暖的水温调整量；

式中：

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块还包括风盘时，

根据公式：

计算下一调控周期时风盘的水温调整量；

式中：

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块包括风机时，

若B>b，则下一调控周期时，风机档位上调一档；

若B≤b，则下一调控周期时，风机档位下调一档；

其中，

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，在所述相关模块包括水泵时，

若C>c+x％，则下一调控周期时，水泵档位下上调一档；

若c-x％<C<c+x％，则下一调控周期时，水泵档位维持现状；

若C<c-x％，则下一调控周期时，水泵档位下调一档；

其中，

11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相关模块包括：压缩机、风机、水泵、风盘、地暖和水箱中的全部。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际功耗占比分布信息和所述目标功耗占比分布信息，计算所述相关模块的参数调整量，包括：

根据公式：

计算下一调控周期时各所述相关模块的电流调整量；

式中：

13.一种热泵热水机的控制装置，其特征在于，包括：

14.一种热泵热水机，其特征在于，包括：

一个或者多个存储器，其上存储有可执行程序；

一个或者多个处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1-12任一项所述方法的步骤。