[發明專利]一種變頻熱泵熱水器頻率調節方法

在審

• 申請號: 201410759701.3
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104613651A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 徐言生;鄒時智;傅仁毅;金波;徐旭雁;吳治將;彭忠祥;孔慶安;唐杰明
• 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

?本發明涉及熱泵熱水器控制方法，特別是一種變頻熱泵熱水器頻率調節方法。

背景技術

空氣源熱泵熱水器作為一種高效節能熱水產品，廣泛應用于生活及生產等多方面。隨著變頻技術的發展，變頻空氣源熱泵熱水器已嶄露頭角。變頻空氣源熱泵熱水器相比定頻熱泵熱水器具有制熱量大、能效高等優點，特別在低溫環境溫度下其優點更加明顯。目前變頻空氣源熱泵熱水器采用的頻率調節方法是以水箱目標溫度與水箱即時溫度的差值作為反饋對象，即當兩者溫差大于某一值時，壓縮機盡可能的以高頻率運行以提高產熱量（升溫運行），縮短加熱時間，當兩者溫差小于某一值時，動態調整壓縮機頻率，使水箱溫度穩定在目標溫度范圍內（穩定運行）。從圖1所示的空氣源熱泵產熱量、能效比與壓縮機頻率的動態關系圖可以看出，空氣源熱泵熱水器產熱量隨壓縮機頻率提高而增加，但其能效比呈拋物線變化趨勢，當壓縮機頻率高于某一頻率時，能效比隨壓縮機頻率提高而下降，在低于這一頻率時，能效比隨壓縮機頻率下降而下降，顯然目前的頻率調節方法中，空氣源熱泵熱水器在升溫運行過程中遠偏離最佳能效比頻率點，而在穩定運行時，也同樣偏離最佳能效比頻率點，使得變頻空氣源熱泵熱水器的節能優勢未能充分發揮。實際上用戶在使用熱泵熱水器時，大部分時間不需要及時使用，而是提前開啟熱泵熱水器，這就是說當用戶不是急需熱水時，應兼顧產熱量和能效比來調節壓縮機頻率，在滿足用戶用熱需求的前提下，盡可能以接近最佳能效比頻率點頻率運行。但用戶的用熱需求動態變化，熱泵熱水器的最佳能效比頻率點也隨環境溫度和水箱溫度動態變化，因此必須建立一種新的壓縮機頻率調節方法才能實現更好的節能效果。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供的一種變頻空氣源熱泵熱水器頻率調節方法，其可根據用戶用熱需求和熱泵熱水器室外環境溫度、水箱實際溫度動態調節變頻壓縮機頻率，使熱泵熱水器盡可能接近最佳能效比運行，實現節能目的。

為了達到上述目的，本發明是這樣實現的，其是一種變頻空氣源熱泵熱水器頻率調節方法，其特征在于包括熱泵熱水器有快速和節能兩種運行模式，調節步驟如下：

（a）當用戶選擇快速模式時，熱泵熱水器通過控制器、室外環境溫度傳感器和水箱溫度傳感器檢測到室外環境溫度T₁和水箱實際溫度T₂，以水箱實際溫度T₂為反饋對象對壓縮機頻率進行調節，當水箱實際溫度T₂與設定水溫T相差較大時，熱泵熱水器以最高頻率工作，當水箱實際溫度T₂與設定水溫T相差較小時，熱泵熱水器降低至最佳能效比頻率點工作，此最佳能效比頻率點由根據實驗得出的最佳能效比頻率點與室外環境溫度T₁、水箱實際溫度T₂的關系式確定并隨室外環境溫度T₁、水箱實際溫度T₂實時動態變化，當水箱實際溫度T₂達到設定溫度T時停機；

（b）當用戶選擇節能模式時，用戶輸入用水時間t和設定水溫T，熱泵熱水器控制器檢測當前水箱實際溫度T₂，計算出用水時間t內所需總產熱量，根據熱泵熱水器最佳能效比頻率點與室外環境溫度T₁、水箱實際溫度T₂的關系式以及熱泵熱水器總產熱量與室外環境溫度T₁、水箱實際溫度T₂的關系式，預測計算出按最佳能效比頻率點工作在到達用水時間t時的總產熱量，如預測總產熱量大于所需總產熱量，則熱泵熱水器開機后始終按根據實時檢測的室外環境溫度T₁、水箱實際溫度T₂而計算出的最佳能效比頻率點進行工作，直至達到設定水溫T停機；如預測總產熱量小于所需總產熱量，控制器則根據所需總產熱量與預測總產熱量的比值，在最佳能效比頻率點的基礎上提高實際工作頻率，從而提高熱泵熱水器總產熱量，在設定時間內達到用戶設定溫度，這樣兼顧了熱泵熱水器產熱量和能效比，從而實現最大程度的節能；