加热控制方法、装置、热水器和介质

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种加热控制方法、装置、热水器和介质。

背景技术

热泵热水器，也称空气能热水器，其原理是把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。

在热泵热水器工作过程中，当热水器中的水温高于外界环境温度超过设定温差后，热泵的制热量会严重的下降，此时热泵系统的工作效率较低，能源消耗较大，且低温工况高水温运行时压缩机运行在高压缩比的状态对压缩机的可靠性和寿命带来严峻的挑战。为解决上述问题，目前常用方法是，在热水器内水温到达设定温度后切换为电加热。

然而，上述方法存在如下缺点：基于水温确定的热泵加热和电热加热的切换准确率低。主要表现为：可能切换为电加热时还未到压缩机高压缩比运行的情况，也可能切换为电加热时热泵效率还很高，从而造成效率和能源的耗费。

发明内容

本发明提供一种加热控制方法、装置、热水器和介质，以实现热水器中热泵加热和电加热之间的准确切换。

第一方面，本发明提供了一种加热控制方法，该方法包括：

根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量；

根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比；

根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

进一步地，所述根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量之前，所述方法还包括：

检测热水器中各机件的运行功率；

将热水器中各机件的运行功率之和，作为热水器机组的运行功率。

进一步地，所述根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量，包括：

基于运行时间，对热水器机组的运行功率进行积分，得到热水器的耗电量。

进一步地，所述根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比之前，所述方法还包括：

根据检测的热水器的水箱温度，确定水箱温差；

根据水箱温差和水箱中水的重量，计算热水器中水的吸热量。

第二方面，本发明还提供了一种加热控制装置，该装置包括：

耗电量计算模块，用于根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量；

能效比计算模块，用于根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比；

加热切换模块，用于根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

进一步地，所述装置还包括：

功率检测模块，用于所述根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量之前，检测热水器中各机件的运行功率；

功率确定模块，用于将热水器中各机件的运行功率之和，作为热水器机组的运行功率。

进一步地，所述耗电量计算模块，包括：

耗电量计算单元，用于基于运行时间，对热水器机组的运行功率进行积分，得到热水器的耗电量。

进一步地，所述装置还包括：

温差确定模块，用于所述根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比之前，根据检测的热水器的水箱温度，确定水箱温差；

吸热量计算模块，用于根据水箱温差和水箱中水的重量，计算热水器中水的吸热量。

第三方面，本发明还提供了一种热水器，所述热水器包括：

功率检测电路，用于检测热水器机组的运行功率；

水温检测电路，用于检测热水器的水箱温度，以基于检测的水箱温度，计算热水器中水的吸热量；

一个或多个处理器，与所述功率检测电路和所述水温检测电路连接；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明中任一所述的加热控制方法。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明中任一所述的加热控制方法。

本发明通过计算热水器的能效比；根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换，从而解决切换为电加热时热泵效率还很高，导致的效率和能源耗费的问题，实现热水器中热泵加热和电加热之间的准确切换。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种加热控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种加热控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的另一种加热控制方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的一种加热控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种热水器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种加热控制方法的流程图。本实施例可适用于对热水器进行热泵加热和电加热切换的情况。该方法可以由一种加热控制装置来执行，该装置可以软件和/或硬件的方式实现。参见图1，本发明提供的加热控制方法包括：

S110、根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量。

其中，热水器机组由热水器中的各机件构成。

具体地，热水器中的各机件包括：压缩机、冷凝器和四通阀。

热水器机组的运行功率也即热水器的整机运行功率。

具体地，确定热水器机组的运行功率包括：

检测热水器中各机件的运行功率；

将热水器中各机件的运行功率之和，作为热水器机组的运行功率。

具体地，根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量，包括：

计算热水器的平均运行功率和热水器的运行时间的乘积；

将计算的乘积作为热水器的耗电量。

其中，热水器的平均运行功率是指在设定时间段内热水器机组运行功率的平均值。

S120、根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比。

其中，能效比也称制热性能系数，该系数实际上是热泵系统所实现的制热量和输入功率的比值。在相同的工况下，能效比越大说明这个热泵系统的效率越高越节能。

具体地，热水器中水的吸热量的确定包括：

根据检测的热水器的水箱温度，确定水箱温差；

根据水箱温差和水箱中水的重量，计算热水器中水的吸热量。

根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比，包括：

计算热水器中水的吸热量与热水器的耗电量的比值，将该比值作为热水器的能效比。

S130、根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

具体地，若热水器的能效比小于或等于设定能效比阈值，则将热水器从热泵加热切换为辅助电加热，否则继续利用热泵加热。

本发明的技术方案，通过计算热水器的能效比，根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换，一定程度上解决了压缩机高压缩比运行的问题，同时可兼顾整机效率。进而解决了热泵加热和电加热的切换根据水温一刀切导致的高压缩比运行，以及效率和能源消耗的问题。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种加热控制方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图2，本申请实施例二提供的加热控制方法包括：

S210、基于运行时间，对热水器机组的运行功率进行积分，将积分结果作为热水器的耗电量。

S220、根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比。

S230、根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

参见图3，实际应用中本发明提供的加热控制方法可以描述如下：

(1)检测热水器机组运行过程中的功率，记为w；

(2)检测运行时间，记为τ；

(3)计算热水器的制热能效比，记为COP，具体的检测和计算方法是：

①确定热水器中水箱的盛水重量，记为m，单位是kg；

②检测热水器中水箱的温度，并依照如下公式计算水箱中水的吸热量：

Q＝C·m·Δt

其中，Q是水的吸热量，C是水的比热容，m是水的重量，Δt是时间τ1与时间τ2之间的水箱温差；

③依照如下公式计算热水器的耗电量：

其中，W是时间τ1与时间τ2之间的时段内热水器的耗电量，w是热水器机组运行过程中的功率；

④依照如下公式计算热水器机组的制热能效比：

⑤比较COP，如果COP小于或等于设定能效比阈值，则切换热水器从热泵加热切换为辅助电加热制取热水到设定温度，反之则保持热泵继续加热。

因为不同时间热水器机组的运行功率不同，所以基于热水器机组平均运行功率计算的热水器耗电量并不准确。本发明通过基于运行时间，对热水器机组的运行功率进行积分，将积分结果作为热水器的耗电量，以实现对热水器耗电量的准确确定，进而提高热水器的制热能效比的确定准确率。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的一种加热控制装置的结构示意图。参见图4，本发明提供的加热控制装置包括：耗电量计算模块10、能效比计算模块20和加热切换模块30。

耗电量计算模块10，用于根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量；

能效比计算模块20，用于根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比；

加热切换模块30，用于根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

本发明通过计算热水器的能效比；根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换，从而解决切换为电加热时热泵效率还很高，导致的效率和能源耗费的问题，实现热水器中热泵加热和电加热之间的准确切换。

进一步地，所述装置还包括：

功率检测模块，用于所述根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量之前，检测热水器中各机件的运行功率；

功率确定模块，用于将热水器中各机件的运行功率之和，作为热水器机组的运行功率。

进一步地，所述耗电量计算模块，包括：

耗电量计算单元，用于基于运行时间，对热水器机组的运行功率进行积分，得到热水器的耗电量。

进一步地，所述装置还包括：

温差确定模块，用于所述根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比之前，根据检测的热水器的水箱温度，确定水箱温差；

吸热量计算模块，用于根据水箱温差和水箱中水的重量，计算热水器中水的吸热量。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种热水器的结构示意图。如图5所示，该热水器包括处理器70、存储器71、输入装置72、输出装置73、用于检测热水器机组的运行功率的功率检测电路74、用于检测热水器的水箱温度，以基于检测的水箱温度，计算热水器中水的吸热量的水温检测电路75；热水器中处理器70的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器70为例；热水器中的处理器70、存储器71、输入装置72、输出装置73功率检测电路74和水温检测电路75可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器71作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明中的加热控制方法对应的程序指令/模块(例如，加热控制装置中的耗电量计算模块10、能效比计算模块20和加热切换模块30)。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块，从而执行热水器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的加热控制方法。

存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至热水器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与热水器的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种加热控制方法，该方法包括：

根据热水器机组的运行功率，计算热水器的耗电量；

根据热水器的耗电量和热水器中水的吸热量，计算热水器的能效比；

根据热水器的能效比确定是否对热水器进行热泵加热和电加热的切换。

当然,本发明所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的加热控制方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomA44ess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述加热控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。