[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

说明书

本发明公开了一种直热式热泵热水机出水温度节能控制系统及其控制方法，热泵热水机的热水出水管与热水储水箱连通，热水储水箱通过供热水管与管道井内水管连通，热水出水管上设有电动调节阀和温度传感器A，热水储水箱设有温度传感器B、液位传感器和温度传感器C，管道井内设有温度传感器D，包括工控电脑和温度PID控制器，温度传感器B、液位传感器、温度传感器C和温度传感器D与工控电脑电连接，温度PID控制器与工控电脑、温度传感器A和电动调节阀电连接。从上述结构可知，本发明的直热式热泵热水机出水温度节能控制系统及其控制方法，在满足使用需求前提下获得更高能效比、更大制热量，同时热水系统的热损更小，系统更节能。

技术领域

本发明涉及一种热泵热水机制取生活热水的技术领域，具体涉及一种直热式热泵热水机出水温度节能控制系统及其控制方法。

背景技术

现有的直热式热泵热水机的出水温度为恒温控制，用户设定一个温度后，设备会自动（有采用冷凝调节阀的机械控制和采用电动阀的电子控制两种方式）按设定的温度恒温运行，用户只有在季节变换时才会考虑到调节温度的设定值；循环加热式热泵热水机虽然工作过程中热水机出水温度是变化的，但最终水箱的温度仍然还是人为设定的恒定值，用户也只有在季节变换时才会考虑到调节水箱温度的设定值。这种恒温控制方案虽然简便易行，但在集中供热水系统中，弊端也是显著的，就是设定的温度值都明显偏高，因为在集中供热水系统中，热水管道长、热损大，用户在无法精确预知热损的情况下，只能留有很大的余量，即将热水温度升的很高，用以平衡热损。出水温度的升高，影响了热泵的能效比和制热量，特别在热水需求最多的冬季更为显著，另外，由于热损与温差成正比，热水温度的升高，增大了系统热损，在有些集中供热水系统中，热损在总能耗的占比中甚至超过了50%。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种直热式热泵热水机出水温度节能控制系统及其控制方法，全面估算了系统热损和水箱中当前水量、水温的影响，将热泵热水机的温度控制，由恒温控制改变为根据现场条件变化的动态控制，使得在终端出水温度满足用户需求的前提下，热泵热水机工作时的出水温度更低，在满足使用需求前提下获得了更高能效比、更大制热量，同时热水存储、输送时内外温差低，热水系统的热损更小，系统更节能。

本发明所采取的技术方案是：

直热式热泵热水机出水温度节能控制系统，包括将清水管连通换热的热泵热水机，所述热泵热水机的热水出水管与热水储水箱的进水口连通，所述热水储水箱的出水口通过供热水管与各用水单元的管道井内的水管分别连通，管道井内的水管与各用水装置分别连通，所述管道井内的水管通过热水回水管与热水储水箱的回水口连通，所述热水出水管上分别设有电动调节阀和测量热泵出水温度的温度传感器A，所述热水储水箱设有测量水箱内温度的温度传感器B、测量水箱内液位的液位传感器和测量水箱周围环境温度的温度传感器C，所述管道井内还设有测量管道井环境温度的温度传感器D，还包括工控电脑和温度PID控制器，所述温度传感器B、液位传感器、温度传感器C和温度传感器D均与工控电脑电连接，所述温度PID控制器分别与工控电脑、温度传感器A和电动调节阀电连接，所述工控电脑根据温度传感器B、液位传感器、温度传感器C和温度传感器D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所得到的设定温度值ts2与温度传感器A所测得的温度值tc对电动调节阀进行PID控制，所述供热水管上连通设有供水泵。

本发明进一步改进方案是，所述供热水管上还连通设有杀菌器。

利用如上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，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；