[發明專利]熱泵與燃氣熱水器組合的優化控制方法

有效

• 申請號: 201210484797.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102997443A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 金波;徐言生;麥奕昌;鐘家淞;鄒時智;歐陽文
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所 44250
• 代理人: 梁紅纓

技術領域

?本發明涉及一種熱泵與燃氣熱水器組合的優化控制方法。

背景技術

熱泵熱水器因其具有節能、環保及安全等優點，廣泛應用于生產及生活熱水供應。但熱泵熱水器應用中面臨的一個主要問題是：當環境溫度較低時，其供熱量不足且能效比下降。為解決供熱量不足的問題，目前采取的主要措施之一是燃氣輔助加熱方式。

目前，燃氣輔助熱泵熱水系統運行控制的主要方式是：熱泵熱水器用戶設定使用溫度后，熱泵熱水器始終處于待機狀態，當熱泵熱水器水箱溫度低于設定溫度時，熱泵熱水器運行，當水箱溫度達到設定溫度時，熱泵熱水器停止運行。當用戶使用熱水時，如水箱溫度未達到設定溫度，開啟燃氣熱水器進行加熱。采用這種控制方式存在兩個方面的問題：一是由于全天室外環境溫度變化較大，熱泵熱水器在不同溫度時間段的能效比相差較大，如晝夜溫差在10℃時，熱泵熱水器在最高溫度時間段運行時的能效比在最低溫度時間段運行時的能效高30%左右，顯然采用上述控制方式未能使熱泵熱水器選擇在每天能效最高的時間段運行，其節能效果有待進一步提高；二是由于全年空氣源熱泵能效比變化較大，而當熱泵能效比低于2.5以下時，直接使用燃氣加熱會更經濟，顯然采用上述控制方式上從運行經濟性考慮也有待改進。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種熱泵與燃氣熱水器組合的節能控制方法，可根據熱水器設定溫度、水箱實際溫度以及室外環境溫度，選擇熱水器加熱能源方式以及最佳開啟時間段，使熱水器處于經濟、高效運行狀態。

為了達到上述目的，本發明是這樣實現的，其是一種熱泵與燃氣熱水器組合的優化控制方法，其特征在于步驟如下：

（a）當組合熱水器通電時，用戶通過輸入模塊輸入當地電價和燃氣價格，設定用水高峰時間t1、水溫上限溫度T3及水溫下限溫度T4；

（b）熱泵系統實時檢測并通過溫度采集器采集到室外環境溫度傳感器T1和水箱溫度傳感器T2的溫度值；

（c）微處理器根據用水上限溫度T3與當前水箱溫度T2，計算加熱所需總熱量；

（d）微處理器根據根據內置的室外環境溫度-時間函數關系式以及熱泵熱水器瞬時制熱量、能效比與室外環境溫度、水箱實際溫度的關系式，自動計算運行熱泵系統所需總用電量以及最佳開啟時間t2；

（e）微處理器根據運行熱泵系統所需總用電量及當地電價計算所需用電總成本；

（f）微處理器自動計算運行燃氣加熱所需燃氣總用量，然后根據當地燃氣價格計算所需燃氣總成本；

（g）微處理器比較運行熱泵系統加熱和燃氣系統加熱的經濟性；

（h）如運行熱泵系統加熱更經濟，在時間到達熱泵系統最佳開啟時間t2時，微處理器輸出運行熱泵系統信號，熱泵系統開始運行；

（i）當水箱溫度T2到達設定溫度上限溫度T3時，熱泵系統停止運行；

（j）在熱泵系統停止運行后，由于水箱自然散熱或設定用水高峰時間前少量用水導致水箱溫度T2降低到水箱設定溫度下限溫度T4時，熱泵系統（3）自動開啟，直到達到水箱設定溫度上限溫度T3；

（k）如運行燃氣系統加熱更經濟，則在用戶使用時直接開啟燃氣系統加熱。

當所述微處理器計算出運行燃氣系統加熱更經濟時，還可以采取熱泵系統和燃氣系統兩段加熱相結合的控制方式，其控制步驟如下：

（a）微處理器計算出運行燃氣系統加熱更經濟時，可以進一步計算出相對燃氣系統加熱經濟的熱泵系統可達到的最高中間水箱溫度T5；

（b）微處理器計算出達到最高中間水箱溫度T5時熱泵系統最佳開啟時間t3；

（c）在時間到達熱泵系統最佳開啟時間t3時刻時，微處理器輸出運行熱泵系統信號，熱泵系統開始運行；

（d）當水箱溫度T2到達最高中間水箱溫度T5時，熱泵系統停止運行；

（e）在用戶使用時直接開啟燃氣系統對水箱溫度為T5的熱水進行進一步加熱至所需溫度。

所述輸入模塊為鍵盤或觸摸屏。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

（1）組合熱水器能自動比較運行熱泵系統加熱和燃氣加熱的經濟性使熱水器處于經濟運行狀態。

（2）熱泵系統能自動計算最佳運行時間段并自動啟動，使熱泵系統在全天能效最高的時間段運行，因而節能效果更佳。

附圖說明

圖1是本發明實施的控制原理框圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。