一種空氣源熱泵熱水器的節(jié)能控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種空氣源熱泵熱水器的節(jié)能控制系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)由中央控制模塊、計時頻率發(fā)生器、氣溫傳感器、水溫傳感器、存儲器、壓縮機、保溫水桶組成，各模塊分別與中央控制模塊連接。中央控制模塊內設定固定的外部溫度采樣間隔，接收計時頻率發(fā)生器發(fā)送的計時脈沖，一旦達到采樣間隔時間，給氣溫傳感器發(fā)送獲取外部氣溫指令，并接收傳感器返回溫度數據；中央控制模塊將采樣的序號與存儲單元中記錄比較，判斷出當前時點是否為當天氣溫較高時點；是則啟動壓縮機，否則不啟動壓縮機。本發(fā)明能夠依據已記錄的外部氣溫變化，自動選擇在當天溫度較高的時段啟動壓縮機；在選擇何時啟動壓縮機的過程中，不依賴熱水器的時鐘準確性，無須用戶校準熱水器的時鐘。
【專利說明】一種空氣源熱泵熱水器的節(jié)能控制系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于節(jié)能【技術領域】。
【背景技術】
[0002]空氣源熱泵熱水器由于相對于傳統(tǒng)電熱水器的節(jié)能優(yōu)勢，已在很多家庭廣泛使用。如果每個家庭每月即使只減少一度電的消耗，都可以對節(jié)能工作產生巨大的積極影響。
[0003]現在已有的節(jié)能控制方法，是當熱水器的時鐘走到14點鐘左右，啟動壓縮機(通常中午時段是當天氣溫較高時段)。此方法最大的缺點是要求熱水器的時鐘必須準確。一旦市電停電，時鐘將會斷電重置，用戶必須及時重新設置熱水器時間；否則，壓縮機將在錯誤的時間段啟動(甚至是溫度最低的凌晨啟動)，此時熱水器不僅沒有起到節(jié)能的作用，反而會更加耗費能源。在實際使用過程中，用戶很難經常校準熱水器的時間。如果是上班時間停電，用戶甚至不知道停過電，或者即使知道停電造成了時鐘重置，也會疏于重新設置時鐘。所以多數在使用的熱水器，時鐘并不準確。采用此類節(jié)能控制方法的空氣源熱泵熱水器并不能有效節(jié)能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的是克服現有技術的不足，提供一種空氣源熱泵熱水器的節(jié)能控制系統(tǒng)和方法，可以不依賴熱水器的準確時鐘，通過自身記錄的外部氣溫變化，能夠智能選擇在當天溫度較高的時段啟動壓縮機，制備熱水，節(jié)約能源。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現的。
[0006]本發(fā)明所述的節(jié)能控制系統(tǒng)由中央控制模塊、計時頻率發(fā)生器、氣溫傳感器、水溫傳感器、存儲器、壓縮機、保溫水桶組成，各模塊分別與中央控制模塊連接。
[0007]計時頻率發(fā)生器產生計時脈沖，用來計算時間；氣溫傳感器獲取壓縮機外部氣溫；水溫傳感器獲取保溫水桶內水溫，存儲器有兩個存儲單元:第一存儲單元和第二存儲單元，第一存儲單元記錄最高氣溫，第二存儲單元記錄最高氣溫出現時的采樣序號。中央控制模塊內設定一個固定的外部溫度采樣時間間隔，接收計時頻率發(fā)生器發(fā)送的計時脈沖，一旦達到采樣的間隔時間，給氣溫傳感器發(fā)送獲取外部氣溫的指令，并接收傳感器返回的溫度數據。中央控制模塊將采樣的序號與第二存儲單元中記錄的采樣序號相比較，判斷出當前時點是否為當天氣溫較高時點；如果是則啟動壓縮機，如果不是則不啟動壓縮機。
[0008]本發(fā)明所述的控制方法由以下步驟構成:
51、人工設定期望壓縮機啟動的保溫水桶的水溫；
52、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定水溫后關閉壓縮機；
53、設定外部氣溫采樣的時間間隔T(以分鐘為單位)；
54、計算出每天采樣次數N=INT(24*60/T)；
55、將中央控制模塊中的記錄當前采樣次數變量i賦初始值為I;
56、初始化存儲器，第一存儲單元記錄當前壓縮機外部氣溫值為最高氣溫，第二存儲單元記錄采樣序號I為最高氣溫采樣序號；
s7、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定的壓縮機啟動水溫加4°C后關閉壓縮機。(加4°C是為了防止第一天使用頻繁啟動壓縮機)
s8、中央控制模塊從氣溫傳感器中獲取壓縮機外部實時氣溫值；
s9、判斷壓縮機外部實時氣溫是否高于第一存儲單元中記錄的最高氣溫，是則進入SlO ;否則進入Sll ；
s10、記錄最高氣溫信息:將第一存儲單元中記錄的最高氣溫值置為壓縮機外部實時氣溫值；將第二存儲單元中記錄的最高氣溫出現采樣序號置為i值；
S11、判斷i值是否等于第二存儲單元中記錄的最高氣溫出現的采樣序號，是則進入S12 ;否則進入S14 ；
S12、獲取保溫水桶內水溫，判斷水溫是否低于用戶設定的啟動壓縮機的水溫，是則進入S13 ;否則進入S14 ；
S13、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定的壓縮機啟動水溫后關閉壓縮
機；
S14、接收計時頻率發(fā)生器送來的時鐘脈沖，判斷時間累計是否到了外部氣溫采樣間隔時間T，是則進入S15 ;否則繼續(xù)等待；
S15、i=i+l；
S16、判斷i是否大于N，是則進入S8;否則設置i等于I進入S8。
[0009]本發(fā)明步驟S3所述的外部氣溫采樣的時間間隔T，最好由廠商在熱水器出廠時預設好，為便于計算，最好在5、10、15、20、30中選擇一個數據。
[0010]本發(fā)明可以自動記錄各時點外部氣溫值，并依據已記錄的外部氣溫數據，自動選擇在當日溫度較高的時段啟動空氣源熱泵熱水器壓縮機，達到節(jié)約能源的目的。在運行過程中，熱水器無需用戶校準時鐘，不論時鐘走時是否準確，熱水器都能夠依據之前記錄的各時點外部氣溫，自動學習修正啟動壓縮機的時間。在通常情況下，熱水器都可以自動在當天溫度較高的時段啟動壓縮機。這種控制方法不需要用戶干預，可操作性強，具有很好的用戶體驗，并且能夠降低使用成本，節(jié)約電力能源。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是:(1)能夠依據已記錄的外部氣溫變化，自動選擇在當天溫度較高的時段啟動壓縮機；(2)在選擇何時啟動壓縮機的過程中，不依賴熱水器的時鐘準確性，無須用戶校準熱水器的時鐘。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
[0013]圖2為本發(fā)明流程圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明將通過以下實施例作進一步的說明。
[0015]實施例:免人工干預智能型節(jié)能空氣源熱泵熱水器。
[0016]空氣源熱泵熱水器設有智能節(jié)能模式。用戶只需要在熱水器控制面板上選擇智能節(jié)能模式，并設定好壓縮機啟動溫度。熱水器完成初始化，進入穩(wěn)定運行階段后，系統(tǒng)中的存儲器中保存了一個完整計時周期的不同時點外部氣溫列表。系統(tǒng)中的中央控制器通過接收計時頻率發(fā)生器的信號，判斷是否到記錄時點；如果到了記錄時點，則記錄外部氣溫，將序號和外部氣溫的溫度值寫入到存儲器中，并將記錄的當前序號和歷史記錄中最高溫度的序號對比，如果序號相同，中央控制器通過檢測保溫水桶的水溫傳感器的溫度，判斷保溫桶水溫是否低于設定的壓縮機啟動溫度，如果未到達設定溫度，則啟動壓縮機，開始制備熱水。
[0017]熱水器加電后第一次運行智能節(jié)能模式時，按照本發(fā)明所述方法，熱水器將首先啟動壓縮機，第一次制備好熱水。熱水器不斷記錄外部氣溫值，存儲在自身的存儲器中。熱水器連續(xù)運行24小時后，完成初始化工作，自動進入了穩(wěn)定運行階段。熱水器可以依據過去24小時的外部氣溫值作為經驗值，自動選擇在當天氣溫較高的時段啟動壓縮機，達到節(jié)能效果。整個過程無需人工干預，完全由熱水器智能控制。
[0018]在實際運行過程中，還可以稍微調整控制方法，將一個記錄外部氣溫值的完整計時周期延長至48小時、72小時或更長。這樣，熱水器在選擇啟動壓縮機時段的時候，將能夠對過去幾天的外部氣溫數據進行綜合，減少天氣劇烈變化時對選擇壓縮機啟動時段的影響。
【權利要求】
1.一種空氣源熱泵熱水器的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是由中央控制模塊、計時頻率發(fā)生器、氣溫傳感器、水溫傳感器、存儲器、壓縮機、保溫水桶組成，各模塊分別與中央控制模塊連接。
2.權利要求1所述的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是按以下步驟: .51、人工設定期望壓縮機啟動的保溫水桶的水溫； . 52、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定水溫后關閉壓縮機； . 53、設定外部氣溫采樣的時間間隔T(以分鐘為單位)； . 54、計算出每天采樣次數N=INT(24*60/T)； . 55、將中央控制模塊中的記錄當前采樣次數變量i賦初始值為I; .56、初始化存儲器，第一存儲單元記錄當前壓縮機外部氣溫值為最高氣溫，第二存儲單元記錄采樣序號I為最高氣溫采樣序號；. 57、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定的壓縮機啟動水溫加4°C后關閉壓縮機； .58、中央控制模塊從氣溫傳感器中獲取壓縮機外部實時氣溫值； . 59、判斷壓縮機外部實時氣溫是否高于第一存儲單元中記錄的最高氣溫，是則進入SlO ;否則進入Sll ； . 510、記錄最高氣溫信息:將第一存儲單元中記錄的最高氣溫值置為壓縮機外部實時氣溫值；將第二存儲單元中記錄的最高氣溫出現采樣序號置為i值； .511、判斷i值是否等于第二存儲單元中記錄的最高氣溫出現的采樣序號，是則進入S12 ;否則進入S14 ； . 512、獲取保溫水桶內水溫，判斷水溫是否低于用戶設定的啟動壓縮機的水溫，是則進入S13 ;否則進入S14 ； . 513、啟動壓縮機，將保溫水桶內水溫加熱升至用戶設定的壓縮機啟動水溫后關閉壓縮機； . 514、接收計時頻率發(fā)生器送來的時鐘脈沖，判斷時間累計是否到了外部氣溫采樣間隔時間T，是則進入S15 ;否則繼續(xù)等待； . 515、i=i+l； . 516、判斷i是否大于N，是則進入S8;否則設置i等于I進入S8。
【文檔編號】F24H9/20GK104019558SQ201410290497
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】鄧庚盛, 曾勍煒, 鄒偉平, 魯喆 申請人:南昌大學