[发明专利]一种变频双级压缩热泵热水器的控制方法

说明书

技术领域

 本发明涉及热泵热水器控制方法，特别是一种变频双级压缩热泵热水器的控制方法。

背景技术

双级压缩热泵热水器可在较低室外环境温度下提供高温热水。目前双级压缩热泵热水器制冷系统一种比较好的组合方式是低压级采用变容量压缩机、高压级采用定容量压缩机。对双级压缩热泵热水器而言，两级压缩机之间的耦合对热泵热水器制热量及能效比影响较大，因此双级压缩热泵热水器控制的关键问题是确定两级间的最佳中间温度，但这一最佳中间温度随室外环境温度、热泵水箱实际温度及低压级压缩机工作频率动态变化，中间温度主要是通过调整低压级压缩机工作频率来实现。但由于最佳能效比对应的中间温度与最大制热量对应的中间温度不一致，这就给最佳中间温度的确定带来了困难。目前采用的控制方法是能效比优先原则，即当热泵热水器以最佳能效比对应的低压级压缩机频率及中间温度工作，其制热量能满足要求时，热泵热水器以最佳能效比为目标确定相应的中间温度并对低压级压缩机频率进行调节，当需要快速制热时，以最大制热量为目标确定相应的中间温度并对低压级压缩机频率进行调节，而此时往往偏离最佳能效比工作点较多。实际上用户在使用热泵热水器时，大部分时间不需要及时使用，而是提前开启热泵热水器，这就是说当用户不是急需热水时，应兼顾产热量和能效比来调节低压级压缩机频率和中间温度，在满足用户用热需求的前提下，尽可能以接近最佳能效比工作点工作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供的一种变频双级压缩热泵热水器的控制方法，其可根据用户用热需求和热泵热水器室外环境温度、水箱实际温度动态调节低压级压缩机频率及中间温度，使热泵热水器尽可能接近最佳能效比运行，实现节能目的。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种变频双级压缩热泵热水器的控制方法，其特征在于热泵热水器有快速和节能两种运行模式，调节步骤如下：

（a）当用户选择快速模式时，热泵热水器通过控制器、室外环境温度传感器和水箱温度传感器检测到室外环境温度T₁和水箱实际温度T₂，以水箱实际温度T₂为反馈对象对热泵热水器工作状态进行调节，当水箱实际温度T₂与设定水温T相差较大时，热泵热水器根据最大瞬时产热量对应的第一中间温度T₃₁对低压级压缩机的频率进行调节，当水箱实际温度T₂接近设定水温T时，热泵热水器以最佳能效比对应的第二中间温度T₃₂对低压级压缩机的频率进行调节；在控制器中内置有最大瞬时产热量的第一中间温度T₃₁与室外环境温度T₁、水箱实际温度T₂的关系式，在控制器中还内置有最佳能效比的第二中间温度T₃₂与室外环境温度T₁、水箱实际温度T₂的关系式；当水箱实际温度T₂达到设定温度T时停机；

（b）当用户选择节能模式时，用户输入用水时间t和设定水温T，控制器检测当前水箱实际温度T₂，计算出用水时间t内所需总产热量，根据实验得出的热泵热水器最佳能效比的第二中间温度T₃₂与室外环境温度T₁、水箱实际温度T₂的关系式，预测计算出按最佳能效比工作点工作在到达用水时间t时的总产热量，如预测总产热量大于所需总产热量，则热泵热水器开机后始终按根据实时检测的室外环境温度T₁、水箱实际温度T₂而计算出的最佳能效比的第二中间温度T₃₂对低压级压缩机的频率进行调节，使热泵热水器始终以最佳能效比状态运行，直至达到设定水温T停机；如预测产总热量小于所需总产热量，控制器则根据所需总产热量与预测总产热量的比值，在最佳能效比对应的第二中间温度T₃₂的基础上进一步提高温度到实际需要的第三中间温度T₃₃，并以此调节低压级压缩机的频率，从而提高热泵热水器总产热量，在设定时间t内达到用户设定温度T，这样兼顾了产热量和能效比，从而实现最大程度的节能；