CN114165834A

CN114165834A - 一种热泵热水系统

Info

Publication number: CN114165834A
Application number: CN202111442175.4A
Authority: CN
Inventors: 贾庆磊; 宋振兴; 梁爱云
Original assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2041-11-30
Also published as: CN114165834B

Abstract

本发明公开了一种热泵热水系统，通过将控制器配置为确定水箱的最低水位控制高度L；根据L确定进水开关的补水档位；将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水；计算每个补水策略的水箱散热量；选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，从而达到节能减耗的目的。

Description

一种热泵热水系统

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种热泵热水系统。

背景技术

在“双碳”的大背景下，空气源热泵热水机作为一种节能性产品逐步得到市场的认可。更进一步的，对于产品使用过程中的节能控制也将会逐步被市场及用户检验。

商用热泵热水机产品多应用于酒店、洗浴中心等场所，为用户提供生活热水；工程安装时需配置开式水箱(多为不锈钢材质)，安装水位开关。较多工程在水箱选型时，为防止出现热水量不够的情况，水箱配置容量偏大。故导致不锈钢水箱内会持续留存较多的高温热水，而不锈钢水箱的保温性能有限，势必造成热量的耗散、能源的浪费。

热水机的节能模式是通过环境温度对水箱温度进行自动调节，即环温高时降低水箱温度、环温低时提升水箱温度。

此节能控制较为粗略，无法结合到用户真实的使用习惯，不能达到最佳的节能效果。

发明内容

本发明提出了一种热泵热水系统，通过选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，以降低能耗。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种热泵热水系统，包括：

热泵机组；

水箱，其具有进水管、出水管、补水管，所述进水管和出水管分别与热泵机组连接；所述水箱内设置有水位开关，所述水位开关包括由上至下布设的多个档位；

控制器，其被配置为：

确定水箱的最低水位控制高度L；根据L确定进水开关的补水档位；

将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水；

计算每个补水策略的水箱散热量；选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略。

进一步的，所述确定水箱的最低水位控制高度L，具体包括：

计算最低水位控制高度L＝Q/S；

其中，Q为前n日的每日平均用热水量；S为水箱的底面积。

又进一步的，所述根据L确定进水开关的补水档位，具体包括：

判断L是否小于水位开关的每个档位的高度；

若是，则将高度最小的一个档位作为补水档位；

若否，则将高度小于L且高度与L最接近的档位作为补水档位。

更进一步的，所述计算每个补水策略的水箱散热量，具体包括：

(1)根据每个补水策略的止水档位与补水档位的高度平均值以及水箱底面积计算每个补水策略的日用热水量；

(2)将止水档位与补水档位高度相差最小的补水策略作为第1个补水策略，第1个补水策略的水箱目标温度为用户设定的水箱温度；根据每个补水策略的用户侧混水后总水量相等原则，计算出其他补水策略的水箱目标温度；

(3)根据下述公式计算每个补水策略的水箱散热量；

Q_散i＝K*Fi*(Ti-Ta)

其中，i＝1,2,3，……，m；m为补水策略的数量；

Q_散i为第i个补水策略的水箱散热量；

K为水箱散热系数；

Fi为第i个补水策略的水箱换热面积；

Ti为第i补水策略的水箱目标温度；

Ta为室外环境温度。

再进一步的，根据每个补水策略的用户侧混水后总水量相等原则，计算出其他补水策略的水箱目标温度，具体包括：

根据下述公式计算第2至第m个补水策略的水箱目标温度；

其中，i＝2,3，……，m；

Ti为第i个补水策略的水箱目标温度；

Q_i为第i个补水策略的日用热水量；

Q₁为第1个补水策略的日用热水量；

T1为第1个补水策略的水箱目标温度；

T_z为自来水水温。

进一步的，所述计算每个补水策略的水箱散热量之后，还包括下述步骤：

根据下述公式计算每个补水策略的修正后的水箱散热量；

Q_总i＝Q_散i*ε_i

其中，Q_总i为第i个补水策略修正后的水箱散热量；

ε_i为第i个补水策略的能效修正参数；

然后选择修正后的水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略。

又进一步的，所述确定水箱的最低水位控制高度L之前，还包括：

判断前n日的每日用热水量是否处于稳定状态；

若是，则直接选择上一日的最优补水策略；

若否，则确定水箱的最低水位控制高度L。

更进一步的，如果前n日的每日用热水量的波动范围在预设范围内，则判定前n日的每日用热水量处于稳定状态；否则，判定前n日的每日用热水量处于不稳定状态。

再进一步的，所述预设范围为[-10％，+10％]。

进一步的，n＝7。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明的热泵热水系统，通过将控制器配置为确定水箱的最低水位控制高度L；根据L确定进水开关的补水档位；将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水；计算每个补水策略的水箱散热量；选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，从而达到节能减耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明热泵热水系统的结构示意图；

图2为本发明热泵热水系统的控制方法的一种实施例的流程图；

图3为本发明热泵热水系统的控制方法的另一种实施例的流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

热泵机组通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行热泵机组的制冷制热循环。制冷制热循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，对室内空间进行制冷或制热。

低温低压制冷剂进入压缩机，压缩机压缩成高温高压状态的冷媒气体并排出压缩后的冷媒气体。所排出的冷媒气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的冷媒冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝形成的高温高压状态的液相冷媒膨胀为低压的液相冷媒。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的冷媒，并使处于低温低压状态的冷媒气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用冷媒的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，热泵机组可以调节室内空间的温度。

热泵机组的室外机是指制冷循环的包括压缩机、室外换热器和室外风机的部分，热泵机组的室内机包括室内换热器和室内风机的部分，并且节流装置(如毛细管或电子膨胀阀)可以提供在室内机或室外机中。

室内换热器和室外换热器用作冷凝器或蒸发器。当室内换热器用作冷凝器时，热泵机组执行制热模式，当室内换热器用作蒸发器时，热泵机组执行制冷模式。

其中，室内换热器和室外换热器转换作为冷凝器或蒸发器的方式，一般采用四通阀，具体参考常规热泵机组的设置，在此不做赘述。

热泵机组的制冷工作原理是：压缩机工作使室内换热器(在室内机中，此时为蒸发器)内处于超低压状态，室内换热器内的液态冷媒迅速蒸发吸收热量，室内风机吹出的风经过室内换热器盘管降温后变为冷风吹到室内，蒸发汽化后的冷媒经压缩机加压后，在室外换热器(在室外机中，此时为冷凝器)中的高压环境下凝结为液态，释放出热量，通过室外风机，将热量散发到大气中，如此循环就达到了制冷效果。

热泵机组的制热工作原理是：气态冷媒被压缩机加压，成为高温高压气体，进入室内换热器(此时为冷凝器)，冷凝液化放热，成为液体，同时将室内空气加热，从而达到提高室内温度的目的。液体冷媒经节流装置减压，进入室外换热器(此时为蒸发器)，蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷)，成为气态冷媒，再次进入压缩机开始下一个循环。

本实施例的热泵热水系统，包括热泵机组、控制器和水箱。

热泵机组，是空气源热泵机组，在制冷、制热时可以输出冷水、热水，提供给用水终端使用。本实施例的热泵机组是热泵热水机组。

水箱，其具有进水管、出水管、补水管；水箱的进水管与热泵机组的出水管连接，水箱的出水管与热泵机组的进水管连接，水箱的补水管与自来水管连接。水箱的出水管上设置有水泵1和水过滤器2，水箱的补水管上设置有补水电磁阀3，参见图1所示。在本实施例中，水箱为圆柱状，竖向放置。

水箱内设置有水位开关4，水位开关4包括由上至下布设的多个档位；对应于水箱内的由上至下的多个水位线。例如，水位开关4包括由上至下的四个档位：高水位档位44、中高水位档位43、中水位档位42、低水位档位41；对应于水箱的四条水位线：高水位线、中高水位线、中水位线、低水位线。水位开关4可以是浮子式水位开关，也可以是其他水位监测装置，如电极式水位开关等。

控制器，其被配置为：确定水箱的最低水位控制高度L；根据L确定进水开关的补水档位；将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水；计算每个补水策略的水箱散热量；选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略。

控制器分别与水泵1、补水电磁阀3、水位开关4电连接，控制水泵1、补水电磁阀3、水位开关4的动作。

具体来说，控制器执行下述水位控制步骤，参见图2所示。

步骤S1：确定水箱的最低水位控制高度L。

计算最低水位控制高度L＝Q/S；

其中，Q为前n日的每日平均用热水量；S为水箱的底面积。

通过前n日的每日平均用热水量来计算水箱的最低水位控制高度L，考量了用户的用水习惯，可以获得比较准确的最低水位控制高度L。

步骤S2：根据L确定进水开关的补水档位。

本步骤具体包括下述步骤：

判断最低水位控制高度L是否小于水位开关的每个档位的高度。

若是，则将高度最小的一个档位作为补水档位；

通过上述方法确定出的补水档位，可以及时对水箱进行补水，保证水箱水量充足，避免影响用户使用。

例如，计算出的L小于水位开关4的每个档位高度，则将低水位档位41作为补水档位。

如果计算出的L高于低水位档位41，且低于中水位档位42，则将低水位档位41作为补水档位。

如果计算出的L高于中水位档位42，且低于中高水位档位43，则将中水位档位42作为补水档位。

步骤S3：将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水。

例如，在S2中确定出进水开关的补水档位为低水位档位41，则：

第1个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为中水位档位42。

第2个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为中高水位档位43。

第3个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为高水位档位44。

当水箱的水位低于补水档位时，水位开关4向控制器发送开关信号，控制器控制补水电磁阀3打开，自来水管开始向水箱补水。

当水箱的水位高于止水档位时，水位开关4向控制器发送开关信号，控制器控制补水电磁阀3关闭，自来水管停止向水箱补水。

步骤S4：计算每个补水策略的水箱散热量。

本步骤具体包括下述步骤：

步骤S41：根据每个补水策略的止水档位与补水档位的高度平均值以及水箱底面积计算每个补水策略的日用热水量。

假设，水箱的高度为H，水箱的直径为D，水箱的底面积

水箱的底面周长＝πD，水位开关总长1米，相邻档位之间的间隔为0.25米；低水位档位41的高度为1米，中水位档位42的高度为1.25米，中高水位档位43的高度为1.5米，高水位档位44的高度为1.75米。

第i个补水策略的日用热水量为Qi，因此，

第1个补水策略的日用热水量Q1＝S*(1+1.25)/2；

第2个补水策略的日用热水量Q2＝S*(1+1.5)/2；

第3个补水策略的日用热水量Q3＝S*(1+1.75)/2。

步骤S42：将止水档位与补水档位高度相差最小的补水策略作为第1个补水策略，第1个补水策略的水箱目标温度为用户设定的水箱温度；根据每个补水策略的用户侧混水后总水量相等原则，计算出其他补水策略的水箱目标温度。

假设，用户设定的水箱温度为55℃；第1个补水策略的止水档位与补水档位高度相差最小，第1个补水策略的水箱目标温度T1为用户设定的水箱温度，即55℃。

根据每个补水策略的用户侧混水后总水量相等原则，计算出其他补水策略的水箱目标温度，具体包括下述步骤：

(42-1)Q₁为第1个补水策略的日用热水量；T1为第1个补水策略的水箱目标温度；T_z为自来水水温；T_Y为用户侧水温，即用户所需要的混水后的水温。假设如果要混出T_Y的水，需要的自来水量为x。

根据T1*Q₁+Tz*x＝(Q₁+x)*T_Y；

得出x＝(T1-T_Y)*Q₁/(T_Y-Tz)；

则混水后的总混水量为：x+Q₁＝(T1-Tz)*Q₁/(T_Y-Tz)；

因此，用户侧混水后总水量Q_混水的计算公式为：

(42-2)保持相同的自来水水温T_z、用户侧水温T_Y、用户侧混水后总水量Q_混水，由于每个补水策略的用户侧混水后总水量相等，即

因此，根据下述公式计算第2至第m个补水策略的水箱目标温度；

其中，i＝2,3，……，m；

Ti为第i个补水策略的水箱目标温度；

Q_i为第i个补水策略的日用热水量；

Q₁为第1个补水策略的日用热水量；

T1为第1个补水策略的水箱目标温度；

T_z为自来水水温。

通过上述Ti的计算公式计算出其他补水策略的水箱目标温度，简单方便准确。

通过上述公式，计算出第2个补水策略的水箱目标温度T2，第3个补水策略的水箱目标温度T3。

步骤S43：根据下述公式计算每个补水策略的水箱散热量；

Q_散i＝K*Fi*(Ti-Ta)

其中，i＝1,2,3，……，m；m为补水策略的数量；

Q_散i为第i个补水策略的水箱散热量；

K为水箱散热系数；单位为W/(K*m²)；

Fi为第i个补水策略的水箱换热面积，单位为m²；通过第i个补水策略的止水档位与补水档位的高度平均值以及水箱底面周长计算得出。

Ti为第i补水策略的水箱目标温度；单位为℃；

Ta为室外每日平均环境温度；单位为℃。

第1个补水策略的水箱换热面积F1＝πD*(1+1.25)/2；

第2个补水策略的水箱换热面积F2＝πD*(1+1.5)/2；

第3个补水策略的水箱换热面积F3＝πD*(1+1.75)/2。

通过设计S41～S43，可以简单方便合理地计算出每个补水策略的水箱散热量，然后选择出最优补水策略，采用该最优补水策略，水箱散热量最小，降低了能耗。

S5：选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，控制器执行最优补水策略。

假设第3个补水策略的水箱散热量最小，则选择第3个补水策略作为最优补水策略，控制器执行最优补水策略，即执行：补水档位为低水位档位41，止水档位为高水位档位44，水箱目标温度为T3。

本实施例的热泵热水系统，通过将控制器配置为：确定水箱的最低水位控制高度L；根据L确定进水开关的补水档位；将水位开关的高于补水档位的每个档位分别作为止水档位，确定每个补水策略；在每个补水策略中，当水箱的水位低于补水档位时向水箱补水，高于止水档位时停止补水；计算每个补水策略的水箱散热量；选择水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，从而达到节能减耗的目的。

本实施例的热泵热水系统，通过对水温、水位的控制减少热量耗散，且满足用户的用水需求；适用范围更广，对于不同机组、不同应用场景均保证机组的节能效果、用户的舒适性。

水箱水温越高，储存在热水水箱内的热水，对外的散热量越大。而且，热泵热水机组随着水温的升高，其整机运行能效逐步降低，此与机组的选型有关；本方案针对机组运行效率修正参数进行无量纲化；已知机组选型后，设定水箱目标温度对应的能效修正参数，水箱目标温度不同，对应的能效修正参数不同。

因此，作为本实施例的另一种优选设计方案，计算出每个补水策略的水箱散热量之后，还需要对每个补水策略的水箱散热量进行修正，获得修正后的水箱散热量，然后再选择修正后的水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，因此，在步骤S5中，先对每个补水策略的水箱散热量进行修正，然后再选择修正后的水箱散热量最小的补水策略作为最优补水策略，参见图3所示。

根据下述公式计算每个补水策略的修正后的水箱散热量：

Q_总i＝Q_散i*ε_i

其中，i＝1,2,3，……，m；

Q_总i为第i个补水策略修正后的水箱散热量；

Q_散i为第i个补水策略的水箱散热量；

ε_i为第i个补水策略的能效修正参数；

Q_总1＝Q_散1*ε₁；

Q_总2＝Q_散2*ε₂；

Q_总3＝Q_散3*ε₃。

通过使用能效修正参数对水箱散热量进行修正，进一步提高水箱散热量的准确性，进而可以选择出比较准确的最优补水策略。

在执行步骤S1之前，控制器还被配置为执行下述步骤，参见图3所示。

步骤S0：判断前n日的每日用热水量是否处于稳定状态。

若是，则直接选择上一日的最优补水策略。由于用热水量比较稳定，直接选择昨天的最优补水策略即可，简单方便。当然，如果没有查找到上一日的最优补水策略，则执行步骤S1-S5，重新选择最优补水策略。

若否，说明前n日的每日用热水量不稳定，则执行步骤S1-S5，选择出最优补水策略。

在本实施例中，判断前n日的每日用热水量的波动范围是否在预设范围内；也就是判断前n日的每日用热水量与前一日相比的波动范围是否在预设范围内。

若是，即前n日的每日用热水量的波动范围都在预设范围内，则判定前n日的每日用热水量处于稳定状态，则直接选择昨天的最优补水策略。

若否，则判定前n日的每日用热水量处于不稳定状态，重新进行计算，选出最优补水策略。

通过判断前n日的每日用热水量的波动范围是否在预设范围内，来判断前n日的每日用热水量是否处于稳定状态，判断方法简单方便，可以精确判断出每日用热水量是否稳定。

在本实施例中，预设范围为[-10％，+10％]。因此，当波动范围在[-10％，+10％]内时，说明变化不大；当波动范围不在[-10％，+10％]内时，说明变化较大。选择上述预设范围，可以准确判断每日用热水量的变化幅度，进而准确判定每日用热水量是否稳定。

当每日用热水量与前一日相比的变化幅度在[-10％，+10％]内时，说明每日用热水量变化不大。

在本实施例中，n＝7。因为7天是一个完整的作息周期，包括工作日和休息日，可以完整全面地反映用户的用热水情况以及热泵机组的运行情况。因此，根据热泵机组前7日的每日用热水量可以准确判断热泵机组的每日用热水量是否稳定。

本实施例的热泵热水系统，通过自主学习用户的用水习惯，在保证用户热水量的基础上，综合对比不同水温、水位的散热量，并考虑不同水温时机组能效，以选择最优的水温、水位配置，减少热量的耗散，节能减耗，提高机组整体的运行效率。

下面，具体说明最优补水策略的计算选择过程。

(一)控制器可以自主学习用户的用水习惯。在热泵机组安装调试后，需通过线控器输入水箱的技术参数：水箱的直径D、水箱的高度H。水箱上部安装水位开关4(已知水位开关总高度为1米，具有四个档位，分别为高水位档位、中高水位档位、中水位档位及低水位档位，不同水位档位之间间隔0.25米)。自来水水温T_z假定为15℃。

记录7天内的补水次数N，记录每次补水时的水位变化值。记录用户设定的水箱目标温度，如55℃；7天内均采用原始方案：低水位档位开启补水，高水位档位停止补水，水箱目标温度为55℃。

则7日内的总用水量为：

单位为m³；

则用户前n日的每日平均用热水量

单位为m³。

当D＝1米、H＝2米、N＝10时，则55℃水温，每日平均用热水量Q为：

单位为m³。

(二)计算最低水位控制高度

单位为m；

由于L处于低水位档位与中水位档位之间，因此，确认低水位档位41为补水档位。

(三)确定出第1个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为中水位档位42；则水位控制为低水位开启补水、中水位停止补水；水箱目标温度T1＝55℃。

第2个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为中高水位档位43；则水位控制为低水位开启补水、中高水位停止补水。

第3个补水策略：补水档位为低水位档位41，止水档位为高水位档位44；则水位控制为低水位开启补水、高水位停止补水。

(四)第1个补水策略的日用热水量Q1＝S*(1+1.25)/2；水箱目标温度T1＝55℃。

第2个补水策略的日用热水量Q2＝S*(1+1.5)/2；水箱目标温度T2为

第3个补水策略的日用热水量Q3＝S*(1+1.75)/2；水箱目标温度T3为

取整为48℃。

为了增加对比效果，将用户设定的原始方案也一块进行对比。原始方案为：低水位档位开启补水，高水位档位停止补水，水箱目标温度55℃。

汇总方案如下：

方案	水箱目标温度	水位控制
			原始方案	55℃	低水位开启补水，高水位停止补水
补水策略1	55℃	低水位开启补水，中水位停止补水
			补水策略2	51℃	低水位开启补水，中高水位停止补水
补水策略3	48℃	低水位开启补水，高水位停止补水

(五)散热量对比

假定不锈钢水箱材质静态散热时的散热系数K＝50W/(K*m²)；假定某日室外平均环境温度Ta＝20℃，计算每个补水策略的水箱散热量。

Q_散1＝K*F1*(T1-Ta)＝6185；

Q_散2＝K*F2*(T2-Ta)＝6086；

Q_散3＝K*F3*(T3-Ta)＝6047；

原始方案的水箱散热量＝K*F3*(55-Ta)＝7559；

方案	散热量/W
		原始方案	7559
补水策略1	6185
		补水策略2	6086
补水策略3	6047

(六)综合考虑不同方案对应的机组运行能效修正参数

查询四种方案下机组运行的能效修正参数分别为1.0、1.0、0.95、0.9；

计算出不同方案对应的修正后的散热量：

方案	Q<sub>总</sub>/W
		原始方案	7559
补水策略1	6185
		补水策略2	5782
补水策略3	5442

对比得知，补水策略3的散热量最小，因此选择补水策略3为最优补水策略：水箱目标温度48℃，低水位开启补水，高水位停止补水。

在上述实施方式的描述中，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。以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种热泵热水系统，其特征在于，包括：

热泵机组；

控制器，其被配置为：

2.根据权利要求1所述的热泵热水系统，其特征在于：所述确定水箱的最低水位控制高度L，具体包括：

计算最低水位控制高度L＝Q/S；

其中，Q为前n日的每日平均用热水量；S为水箱的底面积。

3.根据权利要求1所述的热泵热水系统，其特征在于：所述根据L确定进水开关的补水档位，具体包括：

判断L是否小于水位开关的每个档位的高度；

若是，则将高度最小的一个档位作为补水档位；

4.根据权利要求1所述的热泵热水系统，其特征在于，所述计算每个补水策略的水箱散热量，具体包括：

(3)根据下述公式计算每个补水策略的水箱散热量；

Q_散i＝K*Fi*(Ti-Ta)

其中，i＝1,2,3，……，m；m为补水策略的数量；

Q_散i为第i个补水策略的水箱散热量；

K为水箱散热系数；

Fi为第i个补水策略的水箱换热面积；

Ti为第i补水策略的水箱目标温度；

Ta为室外环境温度。

5.根据权利要求4所述的热泵热水系统，其特征在于，根据每个补水策略的用户侧混水后总水量相等原则，计算出其他补水策略的水箱目标温度，具体包括：

根据下述公式计算第2至第m个补水策略的水箱目标温度；

其中，i＝2,3，……，m；

Ti为第i个补水策略的水箱目标温度；

Q_i为第i个补水策略的日用热水量；

Q₁为第1个补水策略的日用热水量；

T1为第1个补水策略的水箱目标温度；

T_z为自来水水温。

6.根据权利要求4所述的热泵热水系统，其特征在于，所述计算每个补水策略的水箱散热量之后，还包括下述步骤：

根据下述公式计算每个补水策略的修正后的水箱散热量；

Q_总i＝Q_散i*ε_i

其中，Q_总i为第i个补水策略修正后的水箱散热量；

ε_i为第i个补水策略的能效修正参数；

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热泵热水系统，其特征在于，所述确定水箱的最低水位控制高度L之前，还包括：

判断前n日的每日用热水量是否处于稳定状态；

若是，则直接选择上一日的最优补水策略；

若否，则确定水箱的最低水位控制高度L。

8.根据权利要求7所述的热泵热水系统，其特征在于，如果前n日的每日用热水量的波动范围在预设范围内，则判定前n日的每日用热水量处于稳定状态；否则，判定前n日的每日用热水量处于不稳定状态。

9.根据权利要求7所述的热泵热水系统，其特征在于，所述预设范围为[-10％，+10％]。

10.根据权利要求7所述的热泵热水系统，其特征在于，n＝7。