[发明专利]热泵制热系统及其辅助制热的控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源转换技术，尤其涉及一种热泵制热系统及其辅助制热的控制装置和控制方法。

背景技术

热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。热泵从低温热源（比如室外空气或循环水）中取得热量，消耗一定机械功，而向高温热源（比如室内取暖系统）供应更高的热量，这些热量之间的关系是符合热力学第一定律的。通过热泵装置供应的热量，比用机械功所转变成的热量，或比用电能直接加热高温热源，而输出更多热量。此输出的更多的热量是从低温热源取得的，因此，使用热泵装置既可节省燃料，又可利用余热，在许多场合得到应用。

热泵热水系统包括热泵主机和换热器两部分。热泵主机部分如图1所示，包括蒸发器、压缩机、膨胀阀以及冷凝器；其中，冷凝器设置于换热器中，用以加热换热器中的水。蒸发器设置于低温热源中，吸收低温热源中的热量，通过压缩机消耗一定能量，从而通过冷凝器向换热器中的水释放更高的热量。换热器外接循环管道，换热器中被加热的水经换热器的出口流入循环管道向外界提供热量，比如通过在室内铺设循环管道向室内供暖。循环管道的水在向外界释放了热量后，随循环管道再循环回换热器，经换热器的进水口进入到换热器中再被加热。

然而，在某些情况下如果仅靠热泵进行加热，可能换热器的出水无法达到预定的温度，因此，需要补充热量。由此，针对热泵还设置了热泵的辅助加热装置，以弥补热泵能量的不足。辅助加热装置可以根据换热器的出水温度对换热器的出水进行加热，以使得循环管道的水达到预定的温度。具体地，当检测到换热器的出水温度低于设定的最低温度值（比如15℃），则启动辅助加热装置对换热器输出到循环管道的水进行加热；当检测到换热器的出水温度高于设定的最低温度值（比如28℃），则停止辅助加热装置。

在实际应用中，本发明的发明人发现依据换热器的出水温度来控制辅助加热装置的启停，往往会导致辅助加热装置的开启运行时间较长，造成电能的浪费。

发明内容

本发明实施例提供了一种热泵制热系统及其辅助制热的控制装置和控制方法，用以更为合理地控制辅助加热装置的启停，避免辅助加热装置的开启运行时间较长，达到更为节约电能的目的。

根据本发明的一个方面，提供了一种热泵制热系统，包括：热泵、换热器、流出管道、辅助加热装置、以及辅助制热控制装置；

其中，所述热泵的冷凝器设置于所述换热器中，用以对所述换热器中的流动介质进行加热；

所述流出管道与所述换热器的出口相连，所述换热器中的流动介质经所述换热器的出口流入所述流出管道；

所述辅助制热控制装置用以确定所述热泵的负荷率，根据确定的负荷率控制所述热泵的辅助加热装置的启停；

所述辅助加热装置用以在启动后对流经所述流出管道的流动介质进行加热。

较佳地，所述辅助制热控制装置确定所述热泵的负荷率具体为：

所述辅助制热控制装置获取设置于所述换热器的出口处的温度传感器所检测的流出所述换热器的流动介质的温度，根据获取的所述流出所述换热器的流动介质的温度，确定所述热泵的当前负荷率。

所述辅助制热控制装置获取设置于所述换热器的出口处的温度传感器所检测的流出所述换热器的流动介质的温度，根据获取的所述流出所述换热器的流动介质的温度，确定所述热泵的当前负荷率具体为：

所述辅助制热控制装置在检测周期到达时，获取所述流出所述换热器的流动介质的温度TwoHP(n)；

所述辅助制热控制装置依据如下公式1确定所述热泵的当前负荷率RLF(n)：

RLF(n)＝RLF(n-1)＋⊿RLF       （公式1）

公式1中，RLF(n-1)为上一个检测周期中所确定的热泵的负荷率；⊿RLF根据如下公式2确定：

⊿RLF＝Kp×（HTset－TwoHP(n)）＋Ki×（TwoHP(n-1)－TwoHP(n)）（公式2）

公式2中，TwoHP(n-1)为上一个检测周期的流出所述换热器的流动介质的温度；Kp为预先设定的比例增益值；Ki为预先设定的累算增益值；Htset为预设的目标温度值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种辅助制热的控制方法，包括：

确定热泵的负荷率；

根据所述负荷率控制所述热泵的辅助加热装置。

其中，所述负荷率具体为所述热泵的当前负荷率，以及所述确定所述热泵的负荷率具体为：

根据流出换热器的流动介质的温度，确定所述热泵的当前负荷率；其中，所述热泵的冷凝器设置于所述换热器中。