[发明专利]一种变频太阳能热泵热水器控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种变频太阳能热泵热水器控制方法及系统，包括以下步骤：系统运行参数初始化步骤，包括：（11）、根据初始太阳辐照强度值和初始环境温度，获取初始最佳运行时间，以及初始平均制热功率；（12）、根据所述初始平均制热功率计算压缩机的初始运行频率和电子膨胀阀初始开度；按照压缩机的初始运行频率和电子膨胀阀初始开度运行系统，系统运行过程中周期性调整压缩机运行频率和电子膨胀阀开度。本方法利用太阳能辐射热量来提高蒸发器热量的吸收，又利用空气热量来弥补太阳能辐射热量的不稳定性，使太阳能空气能双源合一达到提升太阳能热水器系统性能的目的。

技术领域

本发明涉及太阳能热泵技术领域，具体地说，是涉及一种变频太阳能热泵控制方法及系统。

背景技术

太阳能热泵系统是通过直膨式蒸发器替代原有的热泵室外机，该蒸发器既可以吸收太阳能辐射热量又可以与空气换热，现有直膨式太阳能热泵面临的问题有1、由于不同的天气变化及昼夜更替导致太阳能辐照量发生变化，而目前太阳能热泵系统仅是按照传统的热泵系统控制方法，根据环温或者水箱设定温度与实际温度差值控制电子膨胀阀开度和压缩机运行，导致无法适应由太阳能辐照量发生变化而引起的换热量变化，无法最大化的利用太阳辐照能量。2、只根据过热度控制或者根据水箱温度环温控制压缩机运转，增加了压缩机运转时间同时不能提高热泵性能。现有控制方法中往往忽略热泵的加热运行时间，导致用户使用过程中加热时间过长影响用户体验。

发明内容

本发明为了解决现有太阳能热泵系统根据环温或者水箱设定温度与实际温度差值控制电子膨胀阀开度和压缩机运行，导致无法适应由太阳能辐照量发生变化而引起的换热量变化，无法最大化的利用太阳辐照能量的技术问题，提出了一种变频太阳能热泵热水器控制方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种变频太阳能热泵热水器控制方法，包括以下步骤：

系统运行参数初始化步骤，包括：

(11)、根据初始太阳辐照强度值E0和初始环境温度Te0，获取初始太阳辐照强度值E0和初始环境温度Te0下，将水箱中的水加热到设定温升b时所需要的时间，为初始最佳运行时间Time0，以及加热过程中的平均制热功率，为初始平均制热功率Qh0；

(12)、根据所述初始平均制热功率Qh0计算压缩机的初始运行频率f0和电子膨胀阀初始开度EXV0；

按照压缩机的初始运行频率f0和电子膨胀阀初始开度EXV0运行系统，系统运行过程中周期性调整压缩机运行频率和电子膨胀阀开度。

进一步的，系统运行参数初始化步骤之前，还包括系统参数预处理步骤：

(01)、计算不同的环境温度Te及太阳辐照强度值E组合时，将水箱中的水加热到设定温升b时所需要的时间，为最佳运行时间Time，并生成最佳运行时间查找表，其中，b＞0；

(02)、计算各最佳运行时间Time所对应的平均制热功率Qh，所述平均制热功率Qh为将水箱中的水加热到设定温升b时所需要的平均功率。

进一步的，步骤(11)中，初始最佳运行时间Time0的获取方法为：从所述最佳运行时间查找表中查找出初始太阳辐照强度值E0和初始环境温度Te0所对应的最佳运行时间，为初始最佳运行时间Time0，根据所述初始最佳运行时间Time0获取其所对应的平均制热功率，为初始平均制热功率Qh0。

进一步的，步骤(01)中，所述最佳运行时间Time为满足压缩机运行在最高能效比下，将水箱中的水加热到设定温升b时所需要的时间。

进一步的，步骤(02)中，平均制热功率Qh的计算方法为：

其中，L为水箱的容积。