[发明专利]直热式热泵热水机出水温度节能控制系统及其控制方法

权利要求书

1.直热式热泵热水机出水温度节能控制系统，其特征在于：包括将清水管连通换热的热泵热水机（1），所述热泵热水机（1）的热水出水管（2）与热水储水箱（3）的进水口连通，所述热水储水箱（3）的出水口通过供热水管（4）与各用水单元的管道井（5）内的水管分别连通，管道井（5）内的水管与各用水装置（6）分别连通，所述管道井（5）内的水管通过热水回水管（7）与热水储水箱（3）的回水口连通，所述热水出水管（2）上分别设有电动调节阀（9）和测量热泵出水温度的温度传感器A（12），所述热水储水箱（3）设有测量水箱内温度的温度传感器B（13）、测量水箱内液位的液位传感器（14）和测量水箱周围环境温度的温度传感器C（15），所述管道井（5）内还设有测量管道井（5）环境温度的温度传感器D（16），还包括工控电脑（17）和温度PID控制器（18），所述温度传感器B（13）、液位传感器（14）、温度传感器C（15）和温度传感器D（16）均与工控电脑（17）电连接，所述温度PID控制器（18）分别与工控电脑（17）、温度传感器A（12）和电动调节阀（9）电连接，所述工控电脑（17）根据温度传感器B（13）、液位传感器（14）、温度传感器C（15）和温度传感器D（16）所测得的信号计算得到设定温度信号，所述温度PID控制器根据工控电脑（17）所得到的设定温度值t_s2与温度传感器A（12）所测得的温度值t_c对电动调节阀（9）进行PID控制，所述供热水管（4）上连通设有供水泵（10）。

2.利用如权利要求1所述的控制系统对直热式热泵热水机出水温度进行节能控制的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、通过公式（1）计算得到热水管道散热损失热量：

Q₁₌ T₁ P₁/1000 （1）

其中：

Q₁——热水管道散热损失热量，

T₁——管道热水循环总时长，

P₁——热水管道散热损失率；

S2、通过公式（2）计算得到水箱散热损失热量：

（2）

其中：

Q₂——热水箱散热损失热量，

T₂——热水箱散热总时长，

P₂——热水箱散热损失率；

S3、先通过公式（3）计算得到热水箱水温度设定值：

（3）

其中：

t_s1——热水箱水温度设定值，

t_z——终端需求出水温度，

H₁——制热水时的水箱液位上限，

S_j——水箱内横截面积，

Q₁——热水管道散热损失热量，

Q₂——热水箱散热损失热量；

再通过公式（4）计算得到热泵热水机的出水温度设定值：

（4）

其中：

t_s2——热泵热水机的出水温度设定值，

t_s1——热水箱水温度设定值，

t_n0——水箱内水的温度，

H₁——制热水时的水箱液位上限，

h₁——水箱液位；

S4、所述工控电脑（17）将t_s2值下发到温度PID控制器（18），温度PID控制器（18）循环读取温度传感器A（12）的温度数值并与对应的t_s2设定值比较得出差值e，并根据设定好的KP比例调节系数、KI积分调节系数、KD微分调节系数及公式（5）：

（5）

进行运算后得出u值并根据电动调节阀（9）的特性输出控制、调节阀门的开度，最终使得热泵热水机（1）的出水温度达到t_s2设定值。