[发明专利]变频喷气增焓热泵热水器动态加热压缩机频率优化方法

摘要

本发明涉及一种变频喷气增焓热泵热水器动态加热压缩机频率优化方法，特点是变频喷气增焓热泵热水器进行动态加热运行，即在用户用热水过程中热泵热水器同时进行加热运行，对压缩机的工作频率动态优化调节，同时对制冷系统的主电子膨胀阀及辅电子膨胀阀的开度进行相应控制，使热泵热水器整个运行过程的总能耗最小。其主要优点是变频喷气增焓热泵热水器整个动态加热过程中，优化压缩机工作频率，同时以最佳能效比为目标对主电子膨胀阀及辅电子膨胀阀的开度进行控制，使整个运行过程总能耗最小。

主权项

一种变频喷气增焓热泵热水器动态加热压缩机频率优化方法，变频喷气增焓热泵热水器包括包括压缩机（1）、排气温度传感器（2）、控制器（3）、水箱温度传感器（4）、水箱（5）、冷凝器（6）、辅电子膨胀阀（7）、经济器（8）、主电子膨胀阀（9）、蒸发器（10）及室外温度传感器（11）；其特征在于：变频喷气增焓热泵热水器进行动态加热运行，即在用户用热水过程中热泵热水器同时进行加热运行，对压缩机（1）的工作频率动态优化调节，同时对制冷系统的主电子膨胀阀（9）及辅电子膨胀阀（7）的开度进行相应控制，使热泵热水器整个运行过程的总能耗最小；压缩机（1）的工作频率动态优化调节方法和主电子膨胀阀（9）及辅电子膨胀阀（7）的开度控制方法如下：确定热泵热水器动态加热基准工况，包括室外环境温度TW及相对湿度φ，水箱（5）的设定上限温度TS、下限温度TX、进冷水温度及用热水温度，额定用水量；建立热泵热水器随室外环境温度T0、水箱（5）的实际温度T及压缩机（1）的工作频率f变化，以最佳瞬时能效比EER为目标的制冷系统的主电子膨胀阀（9）及辅电子膨胀阀（7）的开度组合表；分段设定压缩机（1）的工作频率f：根据热泵热水器水箱（5）的设定上限水温TS与下限水温TX之差，将这一温差分成n个温度段，n≥2，在各温度段压缩机（1）采用不同的分段工作频率fi；根据水箱（5）的温差分段情况，各温度段压缩机的分段工作频率fi按等差数列分布，得到各温升段分段工作频率fi的计算公式Ⅰ：fi=fg‑(fg‑fd)(i‑1)/(n‑1)，计算公式Ⅰ中，fg为整个运行过程中压缩机（1）的最高频率值；fd为整个运行过程中压缩机（1）的最低频率值；i表示从初始加热开始对应的各升温段，i=1,2,...,n；以热泵热水器整个动态运行过程中总能耗最小为目标，通过实验得到在基准工况下，压缩机（1）的最高频率fg和最低频率fd，根据计算公式Ⅰ得到各温度段对应的压缩机（1）的分段工作频率fi；当热泵热水器实际运行工况偏离基准工况时，根据实际室外环境温度TO来修正水箱（5）各温度段对应的压缩机的分段工作频率fi；实际运行工况压缩机（1）的实际工作频率gi按公式Ⅱ：gi=kfi进行修正,不同的室外环境温度TO对应不同的k,通过实验得到；热泵热水器在水箱（5）的水温下降和上升过程中，压缩机（1）的工作频率均按公式Ⅱ计算得到的频率gi工作；因压缩机（1）稳定工作的频率范围一般为20Hz‑100Hz，如按公式Ⅱ得到的各温度段压缩机的实际工作频率gi中出现小于20Hz的温度段，该温度段压缩机（1）的工作频率按20Hz运行；如出现大于100Hz的温度段，则该温度段压缩机（1）的工作频率按100Hz运行；热泵热水器运行过程中，控制器（3）根据室外环境温度TO、水箱（5）的实际温度T及压缩机（1）的工作频率f，按照主电子膨胀阀（9）及辅电子膨胀阀（7）的开度组合表（a）动态调节主电子膨胀阀（9）及辅电子膨胀阀（7）的开度。