CN113405152A - 一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统，涉及空气源热泵技术领域。该空气源热泵系统的控制方法包括：确定控制需求；根据控制需求控制空气源热泵系统进入节能模式、智能模式和速热模式中的一种。空气源热泵系统使用如上所述的控制方法。选择节能模式后，可更有效地节约能耗；选择智能模式后，可使用户更省心省力，提高用户使用的舒适性；选择速热模式后，可使用户更快速地获得热水。本发明能够满足节能、智能运行和快速加热等多种需求，提高空气源热泵系统的适用性。

Description

一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统。
背景技术
传统的空气源热泵系统主要采用热泵机组作为供热热源，以对水箱中的水进行加热，为用户提供热水。为更快地进行加热，目前有的空气源热泵系统中设置了电辅助加热机构，但对于这种空气源热泵系统，热泵机组和电辅助加热机构之间的配合往往十分单一，难以满足节能或智能运行等不同需求，系统整体适用性较差。
基于此，亟需一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统，用以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统，使热泵机组和电辅助加热机构的配合更加多样，满足节能或智能运行等不同需求，提高空气源热泵系统的适用性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种空气源热泵系统的控制方法，所述空气源热泵系统包括热泵机组、电辅助加热机构和水箱，所述空气源热泵系统的控制方法包括：
确定控制需求；
根据所述控制需求控制所述空气源热泵系统进入节能模式、智能模式和速热模式中的一种；
所述节能模式包括：预先设置界限水温Tset，Tset不高于所述热泵机组能实现的最高加热水温Tmax；在环境温度Te不低于可供所述热泵机组正常工作的最低环境温度Te-min，且所述水箱的进水温度T低于Tset时，只通过所述热泵机组加热所述水箱中的水；
所述智能模式包括：预设设置第一界限环温Te1-set和第二界限环温Te2-set，Te1-set和Te2-set均高于Te-min，且Te2-set不低于Te1-set；在Te-min≤Te≤Te1-set且T＜Tmax时，同时通过所述热泵机组和所述电辅助加热机构加热所述水箱中的水；在Te＞Te2-set或无法测出Te，且T＜Tmax时，只通过所述热泵机组加热所述水箱中的水；
所述速热模式包括：在Te-min≤Te且T＜Tmax时，同时通过所述热泵机组和所述电辅助加热机构加热所述水箱中的水。
可选地，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在Te＜Te-min时，均只通过所述电辅助加热机构加热所述水箱中的水。
可选地，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在所述水箱中的水被加热至T不低于Tmax后，若T仍小于目标加热温度Ttarget，则同时通过所述热泵机组和所述电辅助加热机构加热所述水箱中的水。
可选地，所述节能模式下，所述界限水温Tset比Tmax低2℃-3℃，在所述水箱中的水被加热至T不低于Tset后即开启所述电辅助加热机构。
可选地，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在所述空气源热泵系统进行除霜或防冻保护时，开启所述电辅助加热机构以进行加热工作。
可选地，所述智能模式下，所述第一界限环温Te1-set设置为-5℃-12℃。
可选地，所述智能模式下，第二界限环温Te2-set比所述第一界限环温Te1-set高2℃-3℃。
本发明还提供了一种空气源热泵系统，其使用如上所述的空气源热泵系统的控制方法。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统，可供用户选择节能模式、智能模式或速热模式。选择节能模式后，在环境温度Te满足热泵机组正常工作条件，且水箱进水温度T不超过热泵机组加热上限的情况下，无需开启电辅助加热机构，可以有效节约能耗；选择智能模式后，空气源热泵系统可根据环境温度Te、Te的测量及水箱的进水温度T等多个参数进行自动调整，十分智能化，可使用户更省心省力，提高用户使用的舒适性；选择速热模式后，可使用户非常快速地获得热水。
整体来看，通过上述控制方法及空气源热泵系统可满足更多样化的需求，提高系统整体适用性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的空气源热泵系统的控制方法的整体流程示意图；
图2是本发明实施例提供的空气源热泵系统的控制方法中节能模式的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的空气源热泵系统的控制方法中智能模式的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的空气源热泵系统的控制方法中速热模式的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的空气源热泵系统的结构示意图。
图中：
1、热泵机组；11、冷凝器；12、压缩机；13、蒸发器；14、节流装置；
2、电辅助加热机构；
3、水箱；31、进水温度传感器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图5所示，本实施例提供了一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统。其中，空气源热泵系统包括热泵机组1、电辅助加热机构2和水箱3。
下面，先对空气源热泵系统的控制方法进行介绍。
如图1所示，该空气源热泵系统的控制方法包括：确定控制需求。本实施例中，控制需求包括节能需求、智能运行需求和快速加热需求。根据控制需求控制空气源热泵系统进入节能模式、智能模式和速热模式中的一种。
下面，结合图1-图4，对上述三种运行模式进行介绍。
当有节能需求时，控制空气源热泵系统进入节能模式。具体地，节能模式包括：预先设置界限水温Tset，Tset不高于热泵机组1能实现的最高加热水温Tmax；在环境温度Te不低于可供热泵机组1正常工作的最低环境温度Te-min，且水箱3的进水温度T低于Tset时，只通过热泵机组1加热水箱3中的水。可以理解的是，环境温度Te和水箱3进水温度T应预先或即时采集。
按以上设置，当用户选择节能模式后，在环境温度Te和水箱3的进水温度T满足上述条件的情况下，无需开启电辅助加热机构2，可以有效节约能耗。
进一步地，在Te＜Te-min时，由于环境温度Te过低，热泵机组1难以正常工作，故只通过电辅助加热机构2加热水箱3中的水。本实施例中，Te-min为-7℃。
在水箱3中的水被加热至T不低于Tmax后，若T仍小于目标加热温度Ttarget，则开启电辅助加热机构2，同时通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水。
优选地，节能模式下，界限水温Tset比Tmax低2℃-3℃，以留出温度调节空间。当水箱3中的水被加热至T不低于Tset时，即开启电辅助加热机构2。实际上，水箱3的进水温度T越接近Tmax，热泵机组1的加热效率越低，故通过使Tset稍低于Tmax，利于兼顾低能耗和高加热效率。
本实施例中，热泵机组1能实现的最高加热水温Tmax为65℃，Tset设置为63℃，即当T≥63℃时开启电辅助加热机构2。Ttarget取值范围为10℃-75℃，优选取为60℃。
当有智能运行需求时，控制空气源热泵系统进入智能模式。具体地，智能模式包括：预设设置第一界限环温Te1-set和第二界限环温Te2-set，Te1-set和Te2-set均高于Te-min，且Te2-set不低于Te1-set；在Te-min≤Te≤Te1-set且T＜Tmax时，同时通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水；在Te＞Te2-set或无法测出Te，且T＜Tmax时，只通过热泵机组1加热水箱3中的水。
本实施例中，在空气源热泵系统中设置有环境温度传感器以测量环境温度Te，当环境温度传感器发生故障时，会导致无法测出Te。
按以上设置，当用户选择智能模式后，系统可根据环境温度Te、Te的测量及水箱3的进水温度T等多个参数进行自动调整，十分智能化，可使用户更加省心省力，提高用户使用的舒适性。
可选地，智能模式下，第一界限环温Te1-set设置为-5℃-12℃。本实施例中，Te1-set优选取为10℃，当环境温度Te≤10℃时，开启电辅助加热机构2，同时通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水。
可选地，智能模式下，第二界限环温Te2-set比第一界限环温Te1-set高2℃-3℃。具体举例来说，若Te1-set设为10℃，则可将Te2-set设为12℃，进而在环境温度Te≥12℃时或无法测出Te时关闭电辅助加热机构2，只通过热泵组件加热水箱3中的水。在系统实际运行过程中，因环境温度Te受风等外界因素影响会存在一定波动，所以若直接将Te2-set设为与Te1-set相等，则可能导致电辅助加热机构2频繁开启或关闭，不利于系统稳定运行。因此，在使Te2-set稍高于Te1-set后，就可有效避免此问题发生。
进一步地，对于智能模式，在Te＜Te-min时，也只通过电辅助加热机构2加热水箱3中的水。
智能模式下，在水箱3中的水被加热至T不低于Tmax后，若T仍小于目标加热温度Ttarget，仍保持电辅助加热机构2开启，继续通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水，至T达到Ttarget。当T达到Ttarget后，停用热泵机组1和电辅助加热机构2。
当有快速加热需求时，控制空气源热泵系统进入速热模式。具体地，速热模式包括：在Te-min≤Te且T＜Tmax时，同时通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水。
按以上设置，当用户选择速热模式后，可非常快速地获得热水，十分便捷。
进一步地，与节能模式和智能模式相同，速热模式下，在Te＜Te-min时，只通过电辅助加热机构2加热水箱3中的水。
速热模式下，在水箱3中的水被加热至T不低于Tmax后，若T仍小于目标加热温度Ttarget，仍继续通过热泵机组1和电辅助加热机构2加热水箱3中的水，至T达到Ttarget。该设置与智能模式类似，在此不再赘述。
其它方面，本实施例中，无论对于节能模式、智能模式还是速热模式，为保证热泵机组1有效运行，会在环境温度Te稍高于Te-min时开启热泵机组1中的压缩机12。举例来说，在Te-min为-7℃时，可选择在Te≥-5℃时开启压缩机12。
除加热水的工作外，无论对于节能模式、智能模式还是速热模式，若空气源热泵系统进行除霜或防冻保护，均可开启电辅助加热机构2以进行加热工作。
下面，对空气源热泵系统作介绍。本实施例中，空气源热泵系统使用如上所述的空气源热泵系统的控制方法，可进入节能模式、智能模式或速热模式，满足多样化的需求，适用性更广。
以结构而言，如图5所示，该空气源热泵系统包括热泵机组1、电辅助加热机构2和水箱3。热泵机组1和电辅助加热机构2均与水箱3连接，以加热水箱3中的水，为用户提供热水。图中的箭头表示冷媒流动方向。
具体地，热泵机组1包括冷凝器11、压缩机12、蒸发器13和节流装置14等，其可将空气的低位热能转换为可利用的高位热能，以加热水箱3中的水。由于热泵机组1的结构为现有技术，所以在此不再赘述。
进一步地，在空气源热泵系统中还设置有环境温度传感器，以检测环境温度Te；同时，还设有与水箱3相连的进水温度传感器31，以测量水箱3的进水温度T，更便于使用。
可选地，在空气源热泵系统中还设置有线控器，线控器分别与热泵机组1和电辅助加热机构2电连接，以控制热泵机组1和电辅助加热机构2的运行，实现节能模式、智能模式和速热模式的切换。
本实施例中，在线控器上还设置有自动图标和AI图标，以便使用户获知空气源热泵系统当前处于何种模式。具体地，当自动图标亮起时，表示空气源热泵系统已进入节能模式；当AI图标亮起时，表示空气源热泵系统已进入智能模式；当自动图标和AI图标均亮起时，表示空气源热泵系统已进入速热模式。
综上，本实施例提供了一种空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统，可使空气源热泵系统进入节能模式，以有效节约系统能耗；也可使空气源热泵系统进入智能模式，以使用户更加省心省力，提高用户使用的舒适性；也可使空气源热泵系统进入速热模式，使用户更快速地获得热水。
整体来看，上述空气源热泵系统的控制方法及空气源热泵系统可以满足更加多样化的需求，适用性更广。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种空气源热泵系统的控制方法，所述空气源热泵系统包括热泵机组(1)、电辅助加热机构(2)和水箱(3)，其特征在于，所述空气源热泵系统的控制方法包括：
确定控制需求；
根据所述控制需求控制所述空气源热泵系统进入节能模式、智能模式和速热模式中的一种；
所述节能模式包括：预先设置界限水温Tset，Tset不高于所述热泵机组(1)能实现的最高加热水温Tmax；在环境温度Te不低于可供所述热泵机组(1)正常工作的最低环境温度Te-min，且所述水箱(3)的进水温度T低于Tset时，只通过所述热泵机组(1)加热所述水箱(3)中的水；
所述智能模式包括：预设设置第一界限环温Te1-set和第二界限环温Te2-set，Te1-set和Te2-set均高于Te-min，且Te2-set不低于Te1-set；在Te-min≤Te≤Te1-set且T＜Tmax时，同时通过所述热泵机组(1)和所述电辅助加热机构(2)加热所述水箱(3)中的水；在Te＞Te2-set或无法测出Te，且T＜Tmax时，只通过所述热泵机组(1)加热所述水箱(3)中的水；
所述速热模式包括：在Te-min≤Te且T＜Tmax时，同时通过所述热泵机组(1)和所述电辅助加热机构(2)加热所述水箱(3)中的水。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在Te＜Te-min时，均只通过所述电辅助加热机构(2)加热所述水箱(3)中的水。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在所述水箱(3)中的水被加热至T不低于Tmax后，若T仍小于目标加热温度Ttarget，则同时通过所述热泵机组(1)和所述电辅助加热机构(2)加热所述水箱(3)中的水。
4.根据权利要求3所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述节能模式下，所述界限水温Tset比Tmax低2℃-3℃，在所述水箱(3)中的水被加热至T不低于Tset后即开启所述电辅助加热机构(2)。
5.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，对于所述节能模式、所述智能模式和所述速热模式中的任一种，在所述空气源热泵系统进行除霜或防冻保护时，开启所述电辅助加热机构(2)以进行加热工作。
6.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述智能模式下，所述第一界限环温Te1-set设置为-5℃-12℃。
7.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述智能模式下，第二界限环温Te2-set比所述第一界限环温Te1-set高2℃-3℃。
8.一种空气源热泵系统，其特征在于，使用如权利要求1-7中任一项所述的空气源热泵系统的控制方法。
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