用于操作热泵系统的方法技术方案

技术编号:19119195 阅读:42 留言:0更新日期:2018-10-10 03:53
用于操作热泵系统的方法。本发明专利技术涉及一种用于操作热泵系统的方法,其中,将介质移动器的操作状态考虑在内来控制热泵的操作,介质移动器例如为风扇。基于热力学量的测量结果确定介质移动器的操作状态。

【技术实现步骤摘要】
用于操作热泵系统的方法
本专利技术涉及用于操作热泵系统的方法,其中,将介质移动器的操作状态考虑在内来控制热泵的操作,介质移动器例如为风扇。基于热力学量的测量结果确定介质移动器的操作状态。
技术介绍
在常见热泵系统中,对加热/冷却发射器的容量控制和对热源的控制是分开的。因此,对于向发射器供热的热源或热泵而言通常不知道发射器的操作状态。在作为发射器的示例的风扇管线单元的情况下,这种单元具有两个恒温器,其中,一个是测量室温的气温恒温器,并且另一个是水温恒温器或者更一般地为防止提供冷空气以加热和热空气以冷却的热传输介质温度恒温器。此外,热泵系统通常具有室温传感器,该室温传感器与发射器间隔某一距离并由热泵系统的控制器读出。气温恒温器工作以在加热操作的情况下在气温下降至下限阈值时启动风扇和在气温上升至上限阈值时停止风扇,并且在冷却操作中相反。水温恒温器(热传输介质温度恒温器)工作,以在水流温度或热量传输介质流温度在加热情况下上升为高于阈值以及在冷却情况下下降为低于阈值时启动风扇。作为热传输介质与要被加热或冷却的空间之间的热传递效率的、风扇管线单元的热传递效率在停止风扇时非常低。这导致热泵功耗的增加。热泵的能效在加热情况下在水流温度或热传输介质流温度的较低温度下以及在冷却的情况下在较高温度下较高。在风扇已停止时,在加热情况下必须升高水流温度或热传输介质流温度以供应相同的供热热量,并且在冷却的情况下降低该温度以去除相同的除热热量。这导致热泵的较低能效。通常,因为风扇管线单元的气温恒温器检测较靠近风扇管线单元的气温,所以它比由热泵的控制器读出的房间恒温器早地检测到室温上升或下降至目标值。因此,例如在加热的情况下,当风扇管线单元的气温恒温器检测到室温上升至目标值时,由热泵的恒温器(该恒温器由控制器读出)检测的室温仍然低于用于停止热泵的阈值。类似地,在冷却房间的操作的情况下,由热泵的恒温器检测的室温将仍然高于用于停止热泵阈值。在下文中,将关于加热操作描述传统热泵系统的问题。然而,问题对于冷却操作以类似方式存在。图2示出了传统控制的热泵系统的一般行为。图2在第一图中示出了随着时间经过的室温,在第二图中示出了随着时间经过的热传输介质的流温度,在第三图中示出了随着时间经过的风扇操作,并且在最低图中示出了随着时间经过的热泵操作。在最上图中,用于风扇操作的上限阈值和下限阈值表示为虚线。此外,目标室温被指示为风扇操作的上限阈值与下限阈值之间的虚线。垂直虚线在第一图、第二图以及第三图中指示对应的时间点。1.在开始时,室温由于加热操作而升高。在点1处,气温恒温器检测到室温到达上限阈值并停止风扇。然而,热泵仍然在运行。2.随着停止风扇,室温因为风扇管线单元的热传递效率降低而逐渐降低。响应于此,热泵的控制器升高目标流温度,以增加供热热量。3.作为热传输介质的目标流温度升高的结果,室温再次升高。然而,因为室温总是被保持为高于用于重启风扇的阈值,所以风扇将从不重启。因此,热泵效率永久地比风扇运行的情况低。提供足够热量以保持室温的水流温度由环境温度和目标室温改变。在热负荷小时,目标流温度可以较低。图3示出了传统控制方法中的一般水温恒温器的传统操作行为。图3的最上图示出了随着时间经过的室温,图3的中间图示出了随着时间经过的热传输介质的供应流温度,并且最下图示出了随着时间经过的风扇操作。1.当热负荷小时,如果风扇可以保持运行,则用于供应足够热量所需的流温度低于阈值。2.然而,由于以上所描述的控制,风扇从不运行,并且热泵的控制器将热传输介质的目标流温度升高至比如果风扇运行则将足以供应足够热量的温度(下虚线)高的值(实线)。由此,在传统控制中,在没有风扇运行的情况下可以保持室温,然而,热泵的效率低于风扇运行的时候。
技术实现思路
因此,要由本专利技术解决的问题是提高热泵系统的效率,该热泵系统具有热泵和热发射器,热发射器具有介质移动器,介质移动器例如为风扇,其中,热泵和热发射器被独立于彼此控制。本专利技术涉及用于操作热泵系统的方法。热泵系统可以用于加热介质或冷却介质。专利技术构思适用于两个情况,然而,这里将单独进行描述。在根据本专利技术的方法中操作的热泵系统包括热泵和热发射器。热发射器包括被构造为在热传输介质与要被加热的介质之间交换热量的热交换器。热发射器还包括至少一个介质移动器,该至少一个介质移动器用于实现介质通过热交换器的流动。介质移动器例如可以为风扇或风扇阵列。然而,同样可以采用用于实现要被加热或冷却的介质的通过热交换器流动的其他合适手段。贯穿本专利技术,热传输介质例如可以为水,并且要被加热或冷却的介质例如可以为要被加热或冷却的房间中的空气。要被加热或冷却的介质的温度例如可以为室温。如果提到介质,则意指要被加热或冷却的介质。如果提到热传输介质,则意指在热泵与热发射器之间流动的介质。在常见热泵系统中,单独控制热泵和热发射器。当由发射器处的恒温器测量的要被加热的介质的温度达到这里应被称为上限介质移动器阈值的上限阈值时,通常停止介质移动器的操作。当在发射器处测量的要被加热的介质的温度达到这里应被称为下限介质移动器阈值的下限阈值时,通常启动介质移动器的操作。通常,停止或启动介质移动器所基于的介质温度由安装在热发射器处的恒温器来测量。在常见热泵系统中,如果要被加热的介质的温度低于目标介质温度,则控制热泵升高热传输介质的温度。通常,控制热泵所基于的温度由与停止或启动介质移动器所基于的温度不同的恒温器来测量。应注意,通常,用于测量热泵的控制所基于的要被加热的介质的温度的恒温器距热发射器的距离比控制用于停止或启动介质移动器所基于的温度所用的恒温器距热发射器的距离大。在这种情形下,热泵控制器通常不知道介质移动器的操作状态。根据本专利技术,在本文被称为热力学量测量步骤的步骤中测量热泵系统中的至少一个热力学量。根据本专利技术,热力学量包括要被加热的介质的所测量的温度和/或热传输介质的所测量回流温度和/或所测量的供热热量中的至少一项,要被加热的介质的所测量的温度优选地由用于控制热泵的恒温器测量。至少一个要被加热的介质的所测量的温度优选地由控制热泵所基于的温度传感器来测量。该温度例如可以为要被加热的房间的室温。热传输介质的回流温度通常为热传输介质在流出热发射器之后具有的温度。所测量的供热热量例如通常为在特定时间量内在热发射器中交换的热量的量。用于操作热泵系统的方法包括确定步骤,在该确定步骤中,基于在热力学量测量步骤中测量的热力学量确定介质移动器是否正在操作。在要被加热的介质的温度,例如室温,低于目标介质温度的情况下,当在确定步骤中确定介质移动器不是正在操作时,控制热泵停止升高热传输介质的温度。这将允许要被加热的介质的温度达到下限介质移动器阈值,使得启动介质移动器。确保了热泵系统不在热泵在停止介质移动器的同时升高热传输介质的温度的以上所描述的低效状态下持久操作。因此,与现有技术相比提高了热泵系统的效率。在本专利技术的有利实施方式中,在热力学量测量步骤中获得的热力学量的测量结果可以用于确定热力学量按时间的变化率。如果热力学量以低于第一变化率阈值的按时间的变化率下下降或以高于第一变化率阈值的按时间的变化率下升高,则在确定步骤中然后可以确定介质移动器已停止。该实施方式基于以下理解:例如,当风扇停止时,室温降低并本文档来自技高网
...
用于操作热泵系统的方法

【技术保护点】
1.一种用于操作用于加热介质的热泵系统的方法,所述热泵系统包括热泵和热发射器,所述热发射器包括用于在热传输介质与要被加热的介质之间交换热量的热交换器,所述热发射器还包括至少一个介质移动器,该至少一个介质移动器用于实现所述要被加热的介质通过所述热交换器的流动,其中,当所述要被加热的介质的温度达到上限介质移动器阈值时,停止所述介质移动器的操作,当所述要被加热的介质的所述温度达到下限介质移动器阈值时,启动所述介质移动器的操作,如果所述要被加热的介质的所述温度低于目标介质温度,则控制所述热泵升高所述热传输介质的温度,其中,在热力学量测量步骤中,测量所述热泵系统中的至少一个热力学量,其中,所述热力学量包括所述要被加热的介质的所测量的温度和/或所述热传输介质的所测量的回流温度和/或所测量的供热热量中的至少一项,在确定步骤中基于所述热力学量确定所述介质移动器是否正在操作,其中,在所述要被加热的介质的所述温度低于所述目标介质温度的情况下,当在所述确定步骤中确定所述介质移动器不是正在操作时,控制所述热泵停止升高所述热传输介质的所述温度。

【技术特征摘要】
2017.03.24 EP 17162847.21.一种用于操作用于加热介质的热泵系统的方法,所述热泵系统包括热泵和热发射器,所述热发射器包括用于在热传输介质与要被加热的介质之间交换热量的热交换器,所述热发射器还包括至少一个介质移动器,该至少一个介质移动器用于实现所述要被加热的介质通过所述热交换器的流动,其中,当所述要被加热的介质的温度达到上限介质移动器阈值时,停止所述介质移动器的操作,当所述要被加热的介质的所述温度达到下限介质移动器阈值时,启动所述介质移动器的操作,如果所述要被加热的介质的所述温度低于目标介质温度,则控制所述热泵升高所述热传输介质的温度,其中,在热力学量测量步骤中,测量所述热泵系统中的至少一个热力学量,其中,所述热力学量包括所述要被加热的介质的所测量的温度和/或所述热传输介质的所测量的回流温度和/或所测量的供热热量中的至少一项,在确定步骤中基于所述热力学量确定所述介质移动器是否正在操作,其中,在所述要被加热的介质的所述温度低于所述目标介质温度的情况下,当在所述确定步骤中确定所述介质移动器不是正在操作时,控制所述热泵停止升高所述热传输介质的所述温度。2.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述热力学量按时间的变化率,并且其中,如果所述热力学量下降且所述热力学量按时间的所述变化率低于第一变化率阈值或所述热力学量升高且所述热力学量按时间的所述变化率高于第一变化率阈值,则在所述确定步骤中确定所述介质移动器已停止。3.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的方法,其中,确定所述热力学量按时间的变化率,并且其中,如果所述热力学量升高且所述热力学量按时间的所述变化率高于第二变化率阈值或所述热力学量下降且所述热力学量按时间的所述变化率低于第二变化率阈值,则在所述确定步骤中确定所述介质移动器正在操作。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的方法,其中,测量所述热传输介质的温度,并且当所述热传输介质的温度低于或等于传输介质阈值时,所述介质移动器不操作。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的方法,其中,当检测到所述介质移动器不是正在操作时停止所述热泵,并且其中,在所述要被加热的介质的所述温度达到下限热泵阈值时启动所述热泵。6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的方法,其中,如果所述要被加热的介质的所述温度高于所述目标介质温度,则控制所述热泵降低所述热传输介质的所述温度。7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法,其中,当所述热泵运行且所述要被加热的介质的所述温度下降时,启动所述介质移动器。8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的方法,其中,当所述热泵运行且要被冷却的介质的温度升高时,启动所述介质移动器。9.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员:米谷博
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1