[發(fā)明專(zhuān)利]熱水器節(jié)能控制方法及節(jié)能熱水器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710189147.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106931661B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島海爾智能技術(shù)研發(fā)有限公司;青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司;海爾智家股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F24S50/00
• 分類(lèi)號(hào): F24S50/00;F24S50/40;F24S20/40
• 代理公司: 青島聯(lián)智專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

本發(fā)明公開(kāi)了一種熱水器節(jié)能控制方法及節(jié)能熱水器，包括熱泵系統(tǒng)、光照度傳感器和控制器。本發(fā)明利用光照度傳感器檢測(cè)環(huán)境的光照度，并在環(huán)境的光照度低于設(shè)定的下限值時(shí)，關(guān)閉熱泵系統(tǒng)，避免電能的無(wú)謂消耗，而在環(huán)境的光照度大于等于設(shè)定的下限值時(shí)，開(kāi)啟熱泵系統(tǒng)，并根據(jù)環(huán)境光照度的變化動(dòng)態(tài)地調(diào)整熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，在環(huán)境光照度高的時(shí)間段內(nèi)最大化地利用該時(shí)間段積累更多的熱能，以使水箱內(nèi)的水溫能夠更快地升高到設(shè)定的洗浴溫度，并在水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，及時(shí)關(guān)閉熱泵系統(tǒng)，節(jié)約能源，達(dá)到了節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)目的。本發(fā)明的熱水器，熱轉(zhuǎn)換效率高，整機(jī)能耗低，可以適用于不同的天氣環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱水器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種熱水器的節(jié)能控制方法以及基于所述方法設(shè)計(jì)的節(jié)能熱水器。

背景技術(shù)

熱水器是一種通過(guò)各種物理原理，在一定時(shí)間內(nèi)使冷水溫度升高變成熱水的裝置，按照原理不同可分為電熱水器、燃?xì)鉄崴鳌⑻?yáng)能熱水器、磁能熱水器、空氣能熱水器，暖氣熱水器等。其中，太陽(yáng)能熱水器和空氣能熱水器作為低能耗的產(chǎn)品發(fā)展勢(shì)頭較好，而且還逐漸出現(xiàn)了將太陽(yáng)能熱利用技術(shù)與熱泵技術(shù)以互利形式相結(jié)合的太空能熱水器。

采用熱泵技術(shù)設(shè)計(jì)的熱水器（例如空氣能熱水器、太空能熱水器等），通過(guò)消耗少量的電能，將周?chē)h(huán)境中的太陽(yáng)能和空氣能利用起來(lái)，經(jīng)熱泵壓縮機(jī)壓縮變?yōu)楦咂肺荒茉矗糜谏顭崴纳a(chǎn)。這種熱水器不僅可以節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)能源，而且具有全天候性、耐候性等諸多優(yōu)點(diǎn)，既適用于家庭供暖和熱水供給，又可適用于集中供暖供熱水系統(tǒng)。但是，熱泵在夜間的熱轉(zhuǎn)換效率很低，一般為了節(jié)省能耗，都會(huì)關(guān)閉熱泵。目前，控制熱泵開(kāi)關(guān)的方式都是采用設(shè)置時(shí)鐘的方式，即，通過(guò)時(shí)鐘對(duì)熱泵的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，例如將熱泵的開(kāi)啟時(shí)間段設(shè)置為每天的9:00-18:00，盡量保證白天時(shí)間段一直開(kāi)啟熱泵，積累足夠的熱能，而在晚上關(guān)閉熱泵，降低能耗。

傳統(tǒng)的基于熱泵技術(shù)設(shè)計(jì)的熱水器，在熱泵開(kāi)啟的時(shí)間段內(nèi)，無(wú)論環(huán)境光照度如何，熱泵壓縮機(jī)都始終工作在恒定轉(zhuǎn)速下。而環(huán)境中的光照度是與熱轉(zhuǎn)效率成正相關(guān)關(guān)系的，因此，傳統(tǒng)的熱泵控制方式無(wú)法在陽(yáng)光充足的時(shí)間段內(nèi)充分利用環(huán)境中的太陽(yáng)能和空氣能，積累更多的熱能，實(shí)現(xiàn)水溫的快速提升。此外，季節(jié)不同、每天的天氣狀況不同，也會(huì)導(dǎo)致每個(gè)時(shí)間段的光照度不同。例如，冬季的17:00后以及烏云密布的白天，環(huán)境光強(qiáng)極弱，空氣能和太陽(yáng)能的能量極低，在這種光照度極弱的時(shí)間段，熱泵運(yùn)行只會(huì)導(dǎo)致電能的無(wú)謂消耗，并不會(huì)轉(zhuǎn)換出有效的熱能。因此，采用設(shè)置時(shí)鐘控制熱泵按時(shí)啟停的控制方式仍存在熱轉(zhuǎn)換效率低，系統(tǒng)能耗大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)基于熱泵技術(shù)設(shè)計(jì)的熱水器，提出了一種全新的熱水器節(jié)能控制策略，根據(jù)環(huán)境中的光照度自動(dòng)調(diào)節(jié)熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以提升熱泵的熱轉(zhuǎn)換效率，使熱水器在盡可能短的時(shí)間段內(nèi)快速提升水溫，縮短熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，以達(dá)到降低整機(jī)能耗的設(shè)計(jì)目的。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明在一個(gè)方面提出了一種熱水器節(jié)能控制方法，包括：檢測(cè)環(huán)境的光照度Q；若光照度Q低于設(shè)定的下限值，則關(guān)閉熱水器中的熱泵系統(tǒng)；若光照度Q大于等于設(shè)定的下限值，則開(kāi)啟熱水器中的熱泵系統(tǒng)，并根據(jù)光照度Q的大小調(diào)整熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。

其中，在所述根據(jù)光照度Q的大小調(diào)整熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，按照“光照度Q越大、熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速越高”的原則調(diào)整所述熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。即，環(huán)境中的光照度越大，表示太陽(yáng)能和空氣能的熱能量越高，調(diào)節(jié)熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速隨光照度的增大而升高，有利于提高熱泵系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)水溫的快速升高。

作為熱泵壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速值的一種優(yōu)選確定方式，本發(fā)明首先以所述下限值為起點(diǎn)形成多個(gè)光照度區(qū)間段，針對(duì)每個(gè)區(qū)間段設(shè)定該區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速值；然后，根據(jù)檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境的光照度Q，確定當(dāng)前環(huán)境的光照度Q所在的區(qū)間段，并讀取該區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速值；最后，調(diào)整熱泵壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速到達(dá)所述轉(zhuǎn)速值，以獲得最佳的熱轉(zhuǎn)換效率。