[發明專利]一種變頻熱泵熱水器的節電量計算方法及熱泵熱水器

在審

• 申請號: 201811295566.6
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN111121301A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 田金城;李魁星
• 申請（專利權）人: 青島海爾新能源電器有限公司;青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F24H4/02
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 張則武

1.一種變頻熱泵熱水器的節電量計算方法，其特征在于，熱泵熱水器內設有將電源的交流電整流為直流電的變頻器，所述變頻器的直流母線為熱泵熱水器的制熱負載供電；熱水器根據制熱過程中變頻器的檢測參數計算得出實際耗電量，并將實際耗電量W_熱泵和制熱耗能W_耗能相減以計算熱泵熱水器的節電量。

2.根據權利要求1所述的節電量計算方法，其特征在于，檢測參數包括熱水器運行中變頻器實時獲取的直流母線側電壓與直流側電流，熱水器根據所述檢測參數得到制熱功率并據此計算熱泵熱水器的實際耗電量W_熱泵。

3.根據權利要求2所述的節電量計算方法，其特征在于，熱水器根據制熱功率和制熱時間計算熱泵熱水器的實際耗電量W_熱泵，所述實際耗電量W_熱泵的計算包括對制熱功率按制熱時間進行積分。

4.根據權利要求2或3所述的節電量計算方法，其特征在于，所述計算方法還包括以變頻器的工作效率為影響因素計算熱泵熱水器的實際耗電量W_熱泵，所述工作效率是通過實驗室測試變頻器工作時電源的效率得到的；

優選的，所述變頻器包括boost升壓電路。

5.根據權利要求2～4任意一項所述的節電量計算方法，其特征在于，熱泵熱水器的實際耗電量其中U為直流母線側電壓，I為直流側電流，t為制熱時間，η為變頻器的工作效率。

6.根據權利要求1所述的節電量計算方法，其特征在于，熱水器在制熱時間內根據水體質量和制熱前后的水體溫度變化計算得到制熱耗能W_耗能，所述制熱耗能W_耗能為水體升溫過程中獲取的能量，可經單位換算成消耗的電量。

7.根據權利要求6所述的節電量計算方法，其特征在于，制熱耗能其中C為水體的比熱容，m為水體質量，ΔT為制熱前后水箱內水體的溫度變化；

優選的，所述水體質量m由水體密度ρ與水箱容積V相乘得出；

更優選的，計算W_耗能時根據水體溫度變化查表調整比熱容C與水體密度ρ的數值以減小計算誤差。

8.根據權利要求1～7任意一項所述的節電量計算方法，其特征在于，所述節電量為制熱耗能W_耗能與熱泵熱水器實際耗電量W_熱泵的差值，設所述差值為W_節電，W_節電＝W_耗能-W_熱泵。

9.根據權利要求1～8任意一項所述的節電量計算方法，其特征在于，所述計算方法包括如下步驟：

S1.開始運行計算；

S2.實驗室測試獲取變頻器的工作效率η，后執行步驟S3；

S3.熱泵熱水器在制熱過程中獲取變頻器的直流母線側電壓U和直流側電流I，并且對制熱功率按制熱時間t進行積分，再將步驟S2中的工作效率η納入計算得到熱泵熱水器的實際耗電量W_熱泵，后執行步驟S4；

S4.熱泵熱水器在制熱時間t內根據水體比熱容C，水體質量m和制熱前后的水體溫度變化ΔT計算得到制熱耗能，所述制熱耗能W_耗能經單位換算成電量，后執行步驟S5；

S5.將制熱耗能W_耗能減去熱泵熱水器的實際耗電量W_熱泵得到熱泵熱水器的節電量W_節電，計算結束。

10.一種變頻熱泵熱水器，其特征在于，所述熱泵熱水器內設有將電源的交流電整流為直流電的變頻器，所述變頻器的直流母線直接為開關電源，熱泵壓縮機和直流風機供電，并且在熱泵熱水器運行過程中實時獲取直流母線的電壓和電流，用以計算熱泵熱水器的實際耗電量。