CN115682490A - 一种多方式热泵智能切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多方式热泵智能切换方法，属于热泵领域，用于解决无法根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，存在智能化低、能耗大以及不灵敏的问题，包括步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五和步骤六，本发明根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，实现夏季智能制冷、冬季智能制热以及春秋季智能通风三种模式之间的自动切换功能，再由连续控制模式和通断控制模式两种模式的加持下，使P夏、P冬或P春秋各工况下，热泵处于最佳运行状态，达到热泵系统的整体高智能化、低能耗和高灵敏度的效果，降低热泵系统的使用成本，也起到节能减排的作用。
Description
技术领域
本发明属于热泵领域，涉及热泵智能切换技术，具体是一种多方式热泵智能切换方法。
背景技术
热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术，人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位，而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过电能做功，提供可被人们所用的高位热能的装置。
热泵作为现代最新利用的清洁能源之一，在工厂、办公等场所均有应用，而目前市面上的热泵在使用过程中，仍采用传统方式进行人工操控，此传统方式过程中，无法根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，存在智能化低、能耗大以及不灵敏的问题，为此，我们提出一种多方式热泵智能切换方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种多方式热泵智能切换方法。
本发明所要解决的技术问题为：
无法根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，存在智能化低、能耗大以及不灵敏的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种多方式热泵智能切换方法，包括如下步骤：
步骤一：基于物联网平台，先由室外温湿度传感器和室内温湿度传感器对室外温湿度环境和室内温湿度环境数据进行采集，再由智能终端控制处理器通过数据采集模块采集室外温湿度传感器、室内温湿度传感器和季节传感器检测到的当前室外温湿度数据、当前室内温湿度数据以及当前所处季节，且分别由Xx外数据、Xx内数据以及P夏、P冬或P春秋数据表示；
步骤二：处理器根据当前季节和当前书温湿度数据，通过SEEP和SCOP，判断是否满足P夏、P冬或P春秋工况条件；
步骤三：处理器对应控制处于P夏、P冬或P春秋工况条件下的热泵根据数据变化进行连续控制模式或通断控制模式运行；
步骤四：在P夏满足CSPF公式制冷性能条件时，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制冷器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制冷，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行冷气输入，快速性达到室内温湿度下限预设数值后的降温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制冷器经过对应开启的N组室内换热器进行冷气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设下限数值后的降温效果；
步骤五：在P冬满足LPLV公式制热性能条件时，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制热器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制热，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行热气输入，快速性达到室内温湿度上限预设数值后的升温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制热器经过对应开启的N组室内换热器进行热气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设上限数值后的升温效果；
步骤六：在P春秋季节工况时，处理器控制热泵处于通风模式，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，室外换热器吸入的外界空气经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行通风输入，快速性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，外界空气经过对应开启的N组室内换热器进行通风输送，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果。
优选的：所述在步骤一中，所述室外温湿度传感器和室内温湿度传感器在P夏、P冬或P春秋工况条件下，对应预设上限范围值、中间范围值和下限范围值，且上限范围值为室外温度≥28℃，室外湿度≤75％；中间范围值为室外温度≤6℃，室外湿度≤60％；下限范围值为：室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％。
优选的：所述在步骤一中，所述室外时间继电器和室内时间继电器在P夏、P冬或P春秋工况条件下的总时间设定为T总，且细分为T1段、T2段和T3段三个时间段，T总＝T1+T2+T3，且T2＝T1+T3。
优选的：所述在步骤二中，SEEP的计算公式为：SEEP＝∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*EERPL(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P夏季节室外温湿度下的冷负荷(hj*Ps(Xj)之和，EERPL(Xj)为P夏季节室外温湿度下的能效。
优选的：所述在步骤二中，SCOP的计算公式为：∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*elbu(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P冬季节室外温湿度下的热负荷(hj*Ps(Xj)之和，elbu(Xj)为室外温湿度小于平衡点时增加的电加热功率。
优选的：所述在步骤二中，当实测数据满足室外温度≥28℃，室外湿度≤75％，且处于P夏季节工况时，处理器控制热泵处于制冷模式；
当实测数据满足室外温度≤6℃，室外湿度≤60％，且处于P冬季节工况时，处理器控制热泵处于制热模式；
当实测数据满足室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％，且处于P春秋季节工况时，处理器控制热泵处于通风模式。
优选的：所述在步骤四中，CSPF公式为：CSPF＝CSTL/CSTE，式中：CSTL为在P夏工况下的总制冷量，且CSTE为在P夏工况下的总耗电量。
优选的：所述在步骤五中，LPLV公式为：LPLV＝LPTL/LPTE，式中：LPTL为在P冬工况下的总制热量，且LPTE为在P冬工况下的总耗电量。
优选的：所述在步骤六中，在P春秋季节工况时，所述室外换热器和室内换热器均依靠自身风扇进行风力输送，所述室外换热器的数量为一台且风扇数量为三组，所述室内换热器的数量为三台且每台室内换热器的风扇数量为两组，三台所述室内换热器的通断工作由膨胀阀控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，实现夏季智能制冷、冬季智能制热以及春秋季智能通风三种模式之间的自动切换功能，再由连续控制模式和通断控制模式两种模式的加持下，使P夏、P冬或P春秋各工况下，热泵处于最佳运行状态，达到热泵系统的整体高智能化、低能耗和高灵敏度的效果，降低热泵系统的使用成本，也起到节能减排的作用，提升热泵厂家的核心竞争力和经济效益。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体系统框图；
图2为本发明制冷模式、制热模式和通风模式在连续控制模式和通断控制模式下的流程框图；
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种多方式热泵智能切换方法，包括如下步骤：
步骤一：基于物联网平台，先由室外温湿度传感器和室内温湿度传感器对室外温湿度环境和室内温湿度环境数据进行采集，所述室外温湿度传感器和室内温湿度传感器在P夏、P冬或P春秋工况条件下，对应预设上限范围值、中间范围值和下限范围值，且上限范围值为室外温度≥28℃，室外湿度≤75％；中间范围值为室外温度≤6℃，室外湿度≤60％；下限范围值为：室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％，先设定室外温湿度传感器和室内温湿度传感器在P夏、P冬或P春秋工况条件下的各个数据区间范围，使室外温湿度传感器和室内温湿度传感器检测的数据更加精准，再由智能终端控制处理器通过数据采集模块采集室外温湿度传感器、室内温湿度传感器和季节传感器检测到的当前室外温湿度数据、当前室内温湿度数据以及当前所处季节，且分别由Xx外数据、Xx内数据以及P夏、P冬或P春秋数据表示，季节传感器对外界季节变化检测时，季节传感器向处理器输入当前检测季节的红石信号，如果当前季节和所检测的季节一致时，则位于季节传感器四周自带的红石信号指示灯闪烁，便于人工观察，且季节传感器发出的红石信号强度根据当前所处季节的早晚决定，当前所处季节开始时红石信号强度为1，即将结束时红石信号强度为15，便于人工观察当前所处季节的始末变化，所述室外时间继电器和室内时间继电器在P夏、P冬或P春秋工况条件下的总时间设定为T总，且细分为T1段、T2段和T3段三个时间段，T总＝T1+T2+T3，且T2＝T1+T3，在P夏、P冬或P春秋工况条件下的热泵系统运行的时长控制，达到节能减排的效果；
步骤二：处理器根据当前季节和当前书温湿度数据，通过SEEP和SCOP，SEEP的计算公式为：SEEP＝∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*EERPL(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P夏季节室外温湿度下的冷负荷(hj*Ps(Xj)之和，EERPL(Xj)为P夏季节室外温湿度下的能效。采用插值法求得：室外温度≥28℃，室外湿度≤75％工况下，热泵开启制冷模式的负荷率最小，制冷最高效，SCOP的计算公式为：∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*elbu(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P冬季节室外温湿度下的热负荷(hj*Ps(Xj)之和，elbu(Xj)为室外温湿度小于平衡点时增加的电加热功率，采用插值法求得：室外温度≤6℃，室外湿度≤60％工况下，热泵开启制热模式的负荷率最小，制热最高效，判断是否满足P夏、P冬或P春秋工况条件；
A、当实测数据满足室外温度≥28℃，室外湿度≤75％，且处于P夏季节工况时，处理器控制热泵处于制冷模式；
B、当实测数据满足室外温度≤6℃，室外湿度≤60％，且处于P冬季节工况时，处理器控制热泵处于制热模式；
C、当实测数据满足室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％，且处于P春秋季节工况时，处理器控制热泵处于通风模式，若检测数据和当前季节不满足P夏、P冬或P春秋工况条件时，重新进入步骤一进行三次复检，确保数据检测有误，提高数据的检测精准度；
步骤三：处理器对应控制处于P夏、P冬或P春秋工况条件下的热泵根据数据变化进行连续控制模式或通断控制模式运行；
步骤四：在P夏满足CSPF公式制冷性能条件时，CSPF公式为：CSPF＝CSTL/CSTE，式中：CSTL为在P夏工况下的总制冷量，且CSTE为在P夏工况下的总耗电量，精准计算在P夏工况下，热泵系统的运转功耗，为使用方提供能耗数据精准参考，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制冷器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制冷，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行冷气输入，快速性达到室内温湿度下限预设数值后的降温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制冷器经过对应开启的N组室内换热器进行冷气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设下限数值后的降温效果，在P夏不满足CSPF公式制冷性能条件时，同样重新进入步骤一进行三次复检，确保数据检测有误，提高季节检测的检测精准度；
步骤五：在P冬满足LPLV公式制热性能条件时，LPLV公式为：LPLV＝LPTL/LPTE，式中：LPTL为在P冬工况下的总制热量，且LPTE为在P冬工况下的总耗电量，精准计算在P冬工况下，热泵系统的运转功耗，为使用方提供能耗数据精准参考，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制热器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制热，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行热气输入，快速性达到室内温湿度上限预设数值后的升温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制热器经过对应开启的N组室内换热器进行热气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设上限数值后的升温效果，在P冬不满足LPLV公式制热性能条件时，同样重新进入步骤一进行三次复检，确保数据检测有误，提高季节检测的检测精准度；
步骤六：在P春秋季节工况时，由于P春秋季节基本处于凉爽天气，通风模式即可满足环境需求，处理器控制热泵处于通风模式，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，室外换热器吸入的外界空气经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行通风输入，快速性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，外界空气经过对应开启的N组室内换热器进行通风输送，在P春秋季节工况时，所述室外换热器和室内换热器均依靠自身风扇进行风力输送，所述室外换热器的数量为一台且风扇数量为三组，所述室内换热器的数量为三台且每台室内换热器的风扇数量为两组，三台所述室内换热器的通断工作由膨胀阀控制，实现室外换热器和室内换热器在连续控制模式和通断控制模式下的通风效果，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果，在P春秋不满足数据检测条件时，同样重新进入步骤一进行三次复检，确保数据检测有误，提高季节检测的检测精准度，本发明根据室内外温湿度变化以及季节变化的工况需求，对热泵进行多方式智能切换操作，实现夏季智能制冷、冬季智能制热以及春秋季智能通风三种模式之间的自动切换功能，再由连续控制模式和通断控制模式两种模式的加持下，使P夏、P冬或P春秋各工况下，热泵处于最佳运行状态，达到热泵系统的整体高智能化、低能耗和高灵敏度的效果，降低热泵系统的使用成本，也起到节能减排的作用，提升热泵厂家的核心竞争力和经济效益。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，权重系数和比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：基于物联网平台，先由室外温湿度传感器和室内温湿度传感器对室外温湿度环境和室内温湿度环境数据进行采集，再由智能终端控制处理器通过数据采集模块采集室外温湿度传感器、室内温湿度传感器和季节传感器检测到的当前室外温湿度数据、当前室内温湿度数据以及当前所处季节，且分别由Xx外数据、Xx内数据以及P夏、P冬或P春秋数据表示；
步骤二：处理器根据当前季节和当前书温湿度数据，通过SEEP和SCOP，判断是否满足P夏、P冬或P春秋工况条件；
步骤三：处理器对应控制处于P夏、P冬或P春秋工况条件下的热泵根据数据变化进行连续控制模式或通断控制模式运行；
步骤四：在P夏满足CSPF公式制冷性能条件时，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制冷器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制冷，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行冷气输入，快速性达到室内温湿度下限预设数值后的降温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制冷器经过对应开启的N组室内换热器进行冷气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设下限数值后的降温效果；
步骤五：在P冬满足LPLV公式制热性能条件时，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，热泵上的制热器经过空气压缩机向室外换热器吸入的热量进行制热，再经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行热气输入，快速性达到室内温湿度上限预设数值后的升温效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，制热器经过对应开启的N组室内换热器进行热气输入，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设上限数值后的升温效果；
步骤六：在P春秋季节工况时，处理器控制热泵处于通风模式，且热泵处于连续控制模式运行时，在预定T总时间中，室外换热器吸入的外界空气经过气液分离器处理后，对三组室内换热器全开并进行通风输入，快速性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果，且热泵处于通断控制模式时，同理，根据实际需求，外界空气经过对应开启的N组室内换热器进行通风输送，在预定T总时间中，T1段功率半开、T2段功率全开以及T3段功率半开的智能往复切换模式下，间断性达到室内温湿度预设中间数值后的通风效果。
2.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤一中，所述室外温湿度传感器和室内温湿度传感器在P夏、P冬或P春秋工况条件下，对应预设上限范围值、中间范围值和下限范围值，且上限范围值为室外温度≥28℃，室外湿度≤75％；中间范围值为室外温度≤6℃，室外湿度≤60％；下限范围值为：室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％。
3.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤一中，所述室外时间继电器和室内时间继电器在P夏、P冬或P春秋工况条件下的总时间设定为T总，且细分为T1段、T2段和T3段三个时间段，T总＝T1+T2+T3，且T2＝T1+T3。
4.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤二中，SEEP的计算公式为：SEEP＝∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*EERPL(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P夏季节室外温湿度下的冷负荷(hj*Ps(Xj)之和，EERPL(Xj)为P夏季节室外温湿度下的能效。
5.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤二中，SCOP的计算公式为：∑j＝1(hj*Ps(Xj))/∑j＝1(hj*elbu(Xj))，式中：∑j＝1(hj*Ps(Xj))为P冬季节室外温湿度下的热负荷(hj*Ps(Xj)之和，elbu(Xj)为室外温湿度小于平衡点时增加的电加热功率。
6.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤二中,当实测数据满足室外温度≥28℃，室外湿度≤75％，且处于P夏季节工况时，处理器控制热泵处于制冷模式；
当实测数据满足室外温度≤6℃，室外湿度≤60％，且处于P冬季节工况时，处理器控制热泵处于制热模式；
当实测数据满足室外温度28℃≤0≤6℃，室外湿度60％≤30％≤75％，且处于P春秋季节工况时，处理器控制热泵处于通风模式。
7.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤四中，CSPF公式为：CSPF＝CSTL/CSTE，式中：CSTL为在P夏工况下的总制冷量，且CSTE为在P夏工况下的总耗电量。
8.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤五中，LPLV公式为：LPLV＝LPTL/LPTE，式中：LPTL为在P冬工况下的总制热量，且LPTE为在P冬工况下的总耗电量。
9.根据权利要求1所述的一种多方式热泵智能切换方法，其特征在于，所述在步骤六中，在P春秋季节工况时，所述室外换热器和室内换热器均依靠自身风扇进行风力输送，所述室外换热器的数量为一台且风扇数量为三组，所述室内换热器的数量为三台且每台室内换热器的风扇数量为两组，三台所述室内换热器的通断工作由膨胀阀控制。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116258022A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-13 | 上海能誉科技股份有限公司 | 高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统 |
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2022
- 2022-11-09 CN CN202211396145.9A patent/CN115682490A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116258022A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-13 | 上海能誉科技股份有限公司 | 高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统 |
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