定频热泵热水器地板辐射采暖系统的节能控制方法

技术领域

 本发明涉及一种定频热泵热水器地板辐射采暖系统的节能控制方法。

背景技术

热泵热水器作为一种高效节能热水产品，越来越多的应用到地板辐射采暖。目前热泵热水器地暖系统设计供水/回水温度一般为45℃/35℃，房间温度大多通过地板表面温度或房间空气温度控制热泵热水器开停来实现。因热泵热水器的能效随供水温度的升高而下降，而一个供暖周期内室外环境温度变化较大，并且在一天内室外环境温度的变化也较大，因此，在不同时间段其供热负荷相差较大。当室外环境温度较高时，所需供热负荷较小，地暖的供水温度可以适当降低，这样热泵热水器的能效可以提高。因此，也有人提出采用通过检测室外环境温度控制地暖供水温度，实现热泵热水器节能运行。单一采用这种控制方式，房间的温度难以保证，人体的热舒适度受到一定影响。实际上，人体的热舒适度不仅与房间空气温度有关，还与房间的换热方式有关，如当室外环境温度为-10℃左右时，采用地板辐射采暖其房间空气温度可以比空调采暖降低2℃左右，相应热泵运行能耗可以减少10%左右。在人体同样热舒适度条件下，地板辐射采暖房间空气温度与空调采暖房间空气温度的差值受地板表面温度影响。因此，应从室外环境温度、人体热舒适度等多方面考虑对热泵热水器地暖系统运行进行控制，才能更好的实现热泵运行节能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种定频热泵热水器地板辐射采暖系统的节能控制方法，其可根据室外环境温度和人体热舒适度控制地板采暖供水温度以及热泵热水器开停，实现热泵热水器运行节能。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种定频热泵热水器地板辐射采暖系统的节能控制方法，其特征在于定频热泵热水器地板辐射采暖系统包括定频热泵热水器、储水箱、循环水泵、地板热水盘管、控制系统、储水箱温度传感器、房间空气温度传感器及室外环境温度传感器；所述储水箱温度传感器所感应的温度计为供水实际温度T_gs，房间空气温度传感器（7）所感应的温度计为房间实际温度T_ns，室外环境温度传感器所感应的温度计为室外环境温度T_w，其节能控制步骤如下：

（一）所述控制系统根据定频热泵热水器的性能和采暖房间的热负荷特性，通过计算建立地板的供水计算温度T_gj与室外环境温度T_w之间的函数式；

（二）所述控制系统建立基于人体热舒适度的房间计算空气温度T_nj与室外环境温度T_w之间的函数式；

（三）所述控制系统以供水计算温度T_gj±1℃作为定频热泵热水器的开停控制温度，即实际供水温度T_gs≥T_gj+1时，定频热泵热水器停止运行，当实际供水温度T_gs≤T_gj-1时，定频热泵热水器重新启动运行；

（四）所述控制系统以房间计算空气温度T_nj±1℃作为循环水泵的开停控制温度，即房间实际温度T_ns≥T_nj+1时，循环水泵停止运行,当房间空气温度T_ns≤T_nj-1时，循环水泵重新启动运行。

    所述控制系统可以建立地板表面计算温度T_dj与室外环境温度T_w的函数式以及房间计算空气温度T_nj与室外环境温度T_w的函数式，并通过地板表面实际温度T_ds与地板表面计算温度T_dj的比较控制定频热泵热水器的开停，通过房间实际温度T_ns与房间计算空气温度T_nj的比较控制循环水泵的开停。

所述定频热泵热水器的热源可以是空气、水或地热。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）当室外环境温度较高时，采暖系统供水温度可以适当降低，热泵热水器能效较高，实现运行节能；

（2）在保证人体舒适度的条件下，房间空气温度可以适当降低，降低房间热负荷，同样实现运行节能。

附图说明

图1是本发明实施的采暖系统结构原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，其是一种定频热泵热水器地板辐射采暖系统的节能控制方法，定频热泵热水器地板辐射采暖系统包括定频热泵热水器1、储水箱2、循环水泵3、地板热水盘管4、控制系统5、储水箱温度传感器6、房间空气温度传感器7及室外环境温度传感器8；所述储水箱温度传感器6所感应的温度计为供水实际温度T_gs，房间空气温度传感器7所感应的温度计为房间实际温度T_ns，室外环境温度传感器8所感应的温度计为室外环境温度T_w，其节能控制步骤如下：

（一）所述控制系统5针对具体选定的定频热泵热水器1和采暖房间的热负荷特性，通过计算可以建立地板的供水计算温度T_gj（也即储水箱的计算温度）与室外环境温度T_w之间的函数式Ⅰ；为简化计算，可以归纳为线性计算公式：T_gj=a-b*T_w，考虑到理论计算与实际情况的偏差，供水计算温度T_gj可以在计算值的基础上提高3℃，也即T_gj=a-b*T_w+3（函数式Ⅰ），且T_gj≤45℃；因全天室外环境温度变化较大，可采用每小时检测室外环境温度T_w 一次，重新计算供水计算温度T_gj一次；

（二）所述控制系统5建立基于人体热舒适度的房间计算空气温度T_nj与室外环境温度T_w之间的函数式Ⅱ；以空调供暖房间计算空气温度18℃为人体热舒适度温度，采用地板辐射采暖的房间计算空气温度T_nj可以简化为T_nj=18-0.1*（10-T_w）（函数式Ⅱ）；

（三）所述控制系统5以供水计算温度T_gj±1℃作为定频热泵热水器1开停控制温度，即实际供水温度T_gs≥T_gj+1时，定频热泵热水器1停止运行，当实际供水温度T_gs≤T_gj-1时，定频热泵热水器1重新启动运行；

（四）所述控制系统5以房间计算空气温度T_nj±1℃作为循环水泵3开停控制温度，即房间实际温度T_ns≥T_nj+1时，循环水泵3停止运行,当房间实际空气温度T_ns≤T_nj-1时，循环水泵3重新启动运行。

    在本实施例中，所述控制系统5可以建立地板表面计算温度T_dj与室外环境温度T_w的函数式以及房间计算空气温度T_nj与室外环境温度T_w的函数式，并通过地板表面实际温度T_ds与地板表面计算温度T_dj的比较控制定频热泵热水器1的开停，通过房间实际温度T_ns与房间计算空气温度T_nj的比较控制循环水泵3的开停。

    在本实施例中，所述定频热泵热水器1的热源可以是空气、水或地热。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。