自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机与流程

1.本发明涉及热泵采暖机领域，特别涉及一种自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机。


背景技术：

2.空气源热泵采暖机，是一种消耗能源做功，从空气中(低温侧)吸收热量，提高到较高温度后释放出来，加热水，用于冬天室内供暖；可用于取代现有的锅炉，可作为分散式家庭取暖的优选技术，是21世纪全球最具价值的节能减碳技术之一，产业发展前景非常广阔。
3.但目前的热泵采暖机通常只有一套控制策略，包含压缩机频率控制、风机频率控制等控制策略，其中，压缩机频率控制策略基本只有一套，并且主要根据外界环境温度进行控制压缩机运行的频率上限，不管负载大小，都只有一套控制策略，无法兼顾负荷大的条件下的使用需求和负荷小的条件下的节能性，因此，急需一种自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机。
5.本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：自适应房间负荷的控制方法，应用于热泵采暖机中，热泵采暖机的回水管与采暖末端之间设置一容积可变的缓冲水箱，方法包括如下步骤：
6.s1、根据不同的环境确定常数a；
7.s2、根据温度传感器反馈的信息确定回水管的回水温变化率
δt回水温
；
8.s3、根据回水温变化率
δt回水温
与a之间的大小改变缓冲水箱的容积；
9.其中，δt
回水温
＝/t，t 1为前一时刻的回水管水温，t2为后一时刻的回水管水温，t为t2与t1之间的时间间隔。
10.优选地，在步骤s3中，当回水温变化率
δt回水温
》a时，控制缓冲水箱的容积变大；当回水温变化率
δt回水温
《a时，控制缓冲水箱的容积变小。
11.优选地，设定标准房间的供暖负荷为x1，热泵采暖机的供暖能力为x2，a＝x2-x1。
12.优选地，常数a设置为0。
13.优选地，常数a设置为2。
14.优选地，环境至少包括热泵采暖机所处的地区或房间的保温结构。
15.优选地，采暖末端至少包括地暖盘管、暖气片或空调室内设备。
16.一种热泵采暖机，所述热泵采暖机包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控制程序配置为实现所述的热泵采暖机控制方法。
17.一种存储介质，所述存储介质上存储有热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控
制程序被处理器执行时实现所述的热泵采暖机控制方法。
18.本发明的有益效果：一种自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机，热泵采暖机的回水管与采暖末端之间设置一容积可变的缓冲水箱，方法包括如下步骤：s1、根据不同的环境确定常数a；s2、根据温度传感器反馈的信息确定回水管的回水温变化率
δt回水温
；s3、根据回水温变化率
δt回水温
与a之间的大小改变缓冲水箱的容积；其中，δt
回水温
＝/t，t 1为前一时刻的回水管水温，t2为后一时刻的回水管水温，t为t2与t1之间的时间间隔；通过上述结构能够在房间负荷较大时控制缓冲水箱容积变小，使得末端水容积减小，让机组的热量更多的提供给房间，满足用户使用，保证用户的采暖效果；而房间负荷较小时控制缓冲水箱容积变大，最大程度的实现储能效果，实现节能效果，在满足用户使用的情况下，节省能源，降低机组运行费用。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为自适应房间负荷的控制方法的流程图；
21.图2为自适应房间负荷的控制方法第一实施例的流程图；
22.图3为自适应房间负荷的控制方法第二实施例的流程图；
23.图4为一种热泵采暖机的示意图。
具体实施方式
24.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
25.在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.参照图1至图4，自适应房间负荷的控制方法，应用于热泵采暖机10中，热泵采暖机10的回水管20与采暖末端30之间设置一容积可变的缓冲水箱40，方法包括如下步骤：
29.s1、根据不同的环境确定常数a；
30.s2、根据温度传感器反馈的信息确定回水管20的回水温变化率
δt回水温
；
31.s3、根据回水温变化率
δt回水温
与a之间的大小改变缓冲水箱40的容积；
32.其中，δt
回水温
＝t2-t 1/t，t 1为前一时刻的回水管20水温，t2为后一时刻的回水管20水温，t为t2与t1之间的时间间隔。
33.在本发明中，根据不同的环境设定一常数a，常数a可以是根据机组所在的地区、用户所在房屋的结构等因素来进行设定；具体的，由于不同的保温结构而存在差异，当保温结构良好时，室内温升较快，传热温差变化较大，回水温度变化率逐渐增大；当保温结构较差时，室内温升较慢，传热温差变化较小，回水温度变化率变化小；而常数a可由热泵采暖机10的供暖能力与标准房间的供暖负荷为x1之差来获得，即a＝x2-x1，热泵采暖机10根据回水温变化率
δt回水温
与a之间的大小改变缓冲水箱40的容积。
34.参照图1-2，作为常数a的第一实施例，当常数a设置为0时，标准房间的供暖负荷为10kw，热泵采暖机10的供暖能力为10kw，a＝10kw-10kw＝0，此时达到平衡状态；而当标准房间的供暖负荷为12kw时，x2-x1＝-2＜0，此时热泵采暖机10的供暖能力＜标准房间的供暖负荷，无多余热量加热水，回水温度下降；当标准房间的供暖负荷为8kw时，x2-x1＝2＞0，此时热泵采暖机10的供暖能力＞标准房间的供暖负荷，即有多余的热量加热水，回水温度逐渐上升。
35.参照图1和3，作为常数a的第二实施例，当常数a设置为2时，标准房间的供暖负荷为8kw，热泵采暖机10的供暖能力为10kw，a＝10kw-8kw＝2，此时达到平衡状态；而当标准房间的供暖负荷为10kw时，x2-x1＝0《2，此时热泵采暖机10的供暖能力＜标准房间的供暖负荷，无多余热量加热水，回水温度下降；当标准房间的供暖负荷为6kw时，x2-x1＝4＞0，此时热泵采暖机10的供暖能力＞标准房间的供暖负荷，即有多余的热量加热水，回水温度逐渐上升。
36.更进一步地，常数a可预置在热泵采暖机10内来供用户选择，用户可以根据机组所在的地区、房屋的结构等因素来进行调整；进一步地，热泵采暖机10在开机并稳定运行一段时间后，通过温度传感器来检测热泵采暖机10的回水管20中的温度并记为t1,以及在机组继续稳定运行一段时间后，再次检测热泵采暖机10的回水管20中的温度并记为t2，计算回水温变化率
δt回水温
＝t2-t1/t，进而判断目前使用场景的负荷大小，进而选择不同的控制策略。
37.具体的，开机一段时间后，当检测的回水温变化率
δt回水温
＞a时，即判断此时房间负荷较小，所需热量较小，即房间保温性较好，此时，系统会控制缓冲水箱40容积变大，最大程度的实现储能效果，实现热泵采暖机10的节能控制，在满足用户使用的情况下，节省能源，降低机组运行费用；而当检测的回水温变化率
δt回水温
＜a时，即判断此时房间负荷较大，所需热量较大，即房间保温性较差，此时，系统会控制缓冲水箱40容积变小，使得末端水容积减小，让机组的热量更多的提供给房间，满足用户使用，保证用户的采暖效果；此时由于缓冲水箱40容积的容积减小，机组带动的水体积降低，加热水的能量减少，在满足舒适性的前提下，也可实现节能效果。
38.更进一步地，为了保证水温的检测效果，用于探测回水管20温度的温度传感器探头尽量选择直接接触水的形式，同时为了准确判断，应该多次测量并计算
δt回水温
，再进行房间负荷判断；还可以使用更多的温度传感器来检测房间空气温度、水箱温度等多处可检测
的温度，最后进行综合判断。
39.环境至少包括热泵采暖机10所处的地区或房间的保温结构。
40.采暖末端30至少包括地暖盘管、暖气片、空调室内设备、风机盘管、散热器等。
41.一种热泵采暖机，所述热泵采暖机包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控制程序配置为实现所述的热泵采暖机控制方法。
42.一种存储介质，所述存储介质上存储有热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控制程序被处理器执行时实现所述的热泵采暖机控制方法；并且热泵采暖机中设置有自适应模式，可在进入自适应模式时执行所述的热泵采暖机控制方法；用户可自由选择执行本发明中的控制方法，也可以选择执行热泵采暖机10中的常规控制方法。
43.参照图4，一种热泵采暖机，包括连接于回水管20与采暖末端30之间且容积可变的缓冲水箱40；热泵采暖机10的自身结构在此不做赘述，热泵采暖机10经冷媒-水换热后的热水通过进水管接入采暖末端30末端应用系统，并通过回水管20回流至热泵采暖机10进行循环，缓冲水箱40即串接于该回水管20与采暖末端30之间，其中，容积可变的缓冲水箱40可以是采用诸如带活塞的水箱，通过改变活塞在水箱内的位置来改变水箱的可用容积，进而达到缓冲水箱40的容积可变，在此不做限制。
44.本发明的优点在于：能够在房间负荷较大时控制缓冲水箱40容积变小，使得末端水容积减小，让机组的热量更多的提供给房间，满足用户使用，保证用户的采暖效果；而房间负荷较小时控制缓冲水箱40容积变大，最大程度的实现储能效果，实现节能效果，在满足用户使用的情况下，节省能源，降低机组运行费用。
45.当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.自适应房间负荷的控制方法，应用于热泵采暖机(10)中，其特征在于，所述热泵采暖机(10)的回水管(20)与采暖末端(30)之间设置一容积可变的缓冲水箱(40)，所述方法包括如下步骤：s1、根据不同的环境确定常数a；s2、根据温度传感器反馈的信息确定回水管(20)的回水温变化率δt
回水温
；s3、根据回水温变化率δt
回水温
与a之间的大小改变缓冲水箱(40)的容积；其中，δt
回水温
＝(t2-t1)/t，t1为前一时刻的回水管(20)水温，t2为后一时刻的回水管(20)水温，t为t2与t1之间的时间间隔。2.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：在步骤s3中，当回水温变化率δt
回水温
>a时，控制缓冲水箱(40)的容积变大；当回水温变化率δt
回水温
<a时，控制缓冲水箱(40)的容积变小。3.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：设定标准房间的供暖负荷为x1，热泵采暖机(10)的供暖能力为x2，a＝x2-x1。4.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：所述常数a设置为0。5.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：所述常数a设置为2。6.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：所述环境至少包括热泵采暖机(10)所处的地区或房间的保温结构。7.根据权利要求1所述的自适应房间负荷的控制方法，其特征在于：所述采暖末端(30)至少包括地暖盘管、暖气片或空调室内设备。8.一种热泵采暖机，其特征在于，所述热泵采暖机包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控制程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的热泵采暖机控制方法。9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有热泵采暖机控制程序，所述热泵采暖机控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的热泵采暖机控制方法。

技术总结
本发明公开了一种自适应房间负荷的控制方法、存储介质及热泵采暖机，热泵采暖机的回水管与采暖末端之间设置一容积可变的缓冲水箱，方法包括如下步骤：S1、根据不同的环境确定常数a；S2、根据温度传感器反馈的信息确定回水管的回水温变化率ΔT


技术研发人员：赖聪 代文杰 林森荣 郑神安 黄宇哲
受保护的技术使用者：TCL空调器（中山）有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/8