[發(fā)明專利]雙級變頻雙級壓縮熱泵熱水器頻率動態(tài)優(yōu)化及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711021478.2
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107906752B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳治將;李錫宇;李東洺;王斯焱;徐言生;彭鶯;陳妙陽
• 申請（專利權(quán)）人: 順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: F24H4/04
• 分類號: F24H4/04;F24H9/20
• 代理公司: 佛山市科順專利事務(wù)所 44250
• 代理人: 梁紅纓

1.一種雙級變頻雙級壓縮熱泵熱水器頻率動態(tài)優(yōu)化及控制方法，雙級變頻雙級壓縮熱泵熱水器包括低壓級變頻壓縮機(jī)（1）、低壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（2）、高壓級變頻壓縮機(jī)（3）、高壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（4）、控制器（5）、水箱傳感器（6）、水箱（7）、冷凝器（8）、高壓級電子膨脹閥（9）、中間冷卻器溫度傳感器（10）、中間冷卻器（11）、低壓級電子膨脹閥（12）、蒸發(fā)器（13）及室外溫度傳感器（14）；低壓級變頻壓縮機(jī)（1）、中間冷卻器（11）、低壓級電子膨脹閥（12）及蒸發(fā)器（13）依次串聯(lián)連通形成一冷媒回路，高壓級變頻壓縮機(jī)（3）、冷凝器（8）、高壓級電子膨脹閥（9）及中間冷卻器（11）依次串聯(lián)連通形成另一冷媒回路，低壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（2）感應(yīng)低壓級變頻壓縮機(jī)（1）排氣口的溫度，高壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（4）感應(yīng)高壓級變頻壓縮機(jī)（3）排氣口的溫度，水箱傳感器（6）感應(yīng)水箱（7）的溫度，中間冷卻器溫度傳感器（10）感應(yīng)中間冷卻器（11）的溫度，室外溫度傳感器（14）感應(yīng)蒸發(fā)器（13）的室外溫度，控制器（5）分別與低壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（2）、高壓級壓縮機(jī)排氣溫度傳感器（4）、水箱傳感器（6）、中間冷卻器溫度傳感器（10）及室外溫度傳感器（14）輸出端電連接，冷凝器（8）位于水箱（7）中；其特征在于熱泵熱水器整個運行過程中，對低壓級變頻壓縮機(jī)（1）和高壓級變頻壓縮機(jī)（3）的工作頻率動態(tài)優(yōu)化調(diào)節(jié)，使熱泵熱水器整個運行過程的總能耗最小；低壓級變頻壓縮機(jī)（1）和高壓級變頻壓縮機(jī)（3）的工作頻率動態(tài)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法如下：

（a）建立熱泵熱水器隨室外環(huán)境溫度T₁、水箱（7）的實際溫度T₂變化，以最佳瞬時能效比EER為目標(biāo)的熱泵制冷系統(tǒng)中間溫度T₃的關(guān)系式Ⅰ：T₃=F(T₁,T₂)；

（b）建立熱泵熱水器瞬時制熱量q與室外環(huán)境溫度T₁、水箱（7）的實際溫度T₂及低壓級變頻壓縮機(jī)（1）的工作頻率f_a之間的關(guān)系式Ⅱ：q=E(T₁,T_2，f_a)；根據(jù)關(guān)系式Ⅱ可以得到熱泵熱水器整個運行時間t內(nèi)的總制熱量Q的表達(dá)式Ⅲ：；

（c）建立熱泵熱水器瞬時能耗p與室外環(huán)境溫度T₁、水箱（7）的實際溫度T₂及低壓級變頻壓縮機(jī)（1）的工作頻率f_a之間的關(guān)系式Ⅳ：p= F(T₁,T_2，f_a)；根據(jù)關(guān)系式Ⅳ可以得到熱泵熱水器整個運行時間t內(nèi)的總能耗P的表達(dá)式Ⅴ：；

（d）用戶設(shè)定用水的具體時刻t₀和水箱水溫T，控制器（5）檢測當(dāng)前水箱（7）的實際溫度T₂，計算出所需總制熱量Q，以熱泵熱水器整個運行過程總能耗P最小作為目標(biāo)值，根據(jù)表達(dá)式Ⅲ及表達(dá)式Ⅴ計算得到整個運行過程中低壓級變頻壓縮機(jī)（1）的工作頻率f_a隨運行時間t變化的關(guān)系式Ⅵ：f_a=F(t)，熱泵熱水器在整個運行過程中按關(guān)系式Ⅵ動態(tài)調(diào)節(jié)低壓級變頻壓縮機(jī)（1）的工作頻率f_a；

（e）控制器（5）檢測室外環(huán)境溫度T₁、水箱（7）的實際溫度T₂，根據(jù)關(guān)系式Ⅰ計算得到最佳中間溫度T₃，通過調(diào)節(jié)高壓級變頻壓縮機(jī)（3）的工作頻率f_b，使中間溫度傳感器（11）檢測的實際中間溫度趨近計算得到的最佳的中間溫度T₃的值。