[发明专利]采暖系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于采暖领域，尤其涉及一种通过室内温度调节供水温度的采暖系统。

背景技术

近年来，随着农村地区燃煤锅炉的改造，通过使用清洁能源，包括空气能热泵来提供热源，旨在解决困扰多年的环境污染问题。但是，通过上述改造，增加了运行费用成本，其原因主要由以下几个问题导致：

(1)热泵机组的控制目标是水温，而非房间温度，这样会造成房间负荷和水温变化的不对称，进而造成控制用户运行费用增加。

(2)农村使用的采暖末端90％是暖气片，暖气片传热方式为自然对流和辐射，该种方式换热系数小；同时因为采暖改造，供回水温度由60～80℃变更为40～50℃，而采暖末端数量基本不会增加，导致暖气片的散热面积小，对水温变化慢；其他10％的采暖末端，采用地暖盘管和风机盘管形式：地暖盘管的传热方式为辐射和自然对流，换热系数也较小，但因换热面积大，水温变化居中；而风机盘管其主要传热方式为强制对流，换热系数较大，虽然换热面积较小，但总体的AK(其中，A代表换热面积，K代表换热系数)值较大，对水温变化最快，如果使用同一套参数控制，其易导致压缩机停机、开机时间与房间温度变化不匹配。

而房间空气温度的变化由微分方程Q＝-CM(dTin(t)/dt)确定，换热量为Q＝AK[Tin(t)-Tc]kW，其中，表示房间降温过程的时间；A为换热面积，K为换热系数，Tin为房间温度，Tc为冷凝温度，M为房间的空气热容量，C空气比热容。但是因为不同水系统的传热末端，AK值不同，使用同样的参数控制系统来进行控制，会产生超调或者波动，导致用户的使用效果受到影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种采暖系统及其控制方法，该发明将采集房间内温度作为控制目标，进一步调控供水水温，避免了房间负荷和水温变化的不对称，从而降低了控制用户运行的费用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种采暖系统，包括热泵机组，以及设置于房间内的采暖末端，所述采暖末端与所述热泵机组通过水管连接，所述热泵机组包括控制器，所述控制器的输出端电性连接有压缩机，所述控制器的输入端电性连接有温控器，所述温控器设置于房间内；所述温控器采集房间内的温度计算形成温度信号，该温度信号传递至控制器，控制器控制压缩机的运行频率，以控制水管内水温。

作为本发明的进一步优化，所述控制器包括可采集温控器中温度信号的采集模块，可根据预设公式计算压缩机运行频率的计算模块，以及可根据计算模块计算后数值控制压缩机运行的控制模块，其中，所述采集模块电性连接所述计算模块，所述计算模块电性连接所述控制模块。

作为本发明的进一步优化，所述热泵机组包括与所述采暖末端连接的室内机组，以及连接于所述室内机组的室外机组，所述控制器包括设置于所述室内机组的室内控制器，以及设置于所述室外机组的室外控制器，其中，所述室内控制器电性连接所述室外控制器，所述室内控制器连接所述温控器，所述室外控制器连接所述压缩机。

作为本发明的进一步优化，所述室内控制器包括所述采集模块以及所述计算模块，所述室外控制器包括所述控制模块。

作为本发明的进一步优化，所述采暖末端为暖气片、地暖盘管或者风机盘管中至少一种。

作为本发明的进一步优化，所述温控器对应于设置有所述采暖末端的房间设置有多个。

一种采暖系统的控制方法，基于任一实施例所述的采暖系统，包括以下步骤：

S0：启动采暖系统的制热模式；

S1：设定温控器的设定温度Test，并实时采集房间内温度Tin；

S2：判断设定温度Test是否大于房间内温度Tin，如是，则控制热泵机组停止运行，反之，则执行S3步骤；

S3：控制热泵机组运行；

S4：判断热泵机组是否达到采暖末端的调节周期T，如是，则返回步骤S2；反之，则返回步骤S3。

作为本发明的进一步优化，在步骤S3中，具体包括以下步骤：温控器将采集的房间内温度Tin与参考温度Test求差形成差值温度ΔTin，该差值温度ΔTin传递至控制器，控制器根据差值温度ΔTin计算并控制压缩机运行频率，进而控制与热泵机组连接的水管内水温为期望水温Twin。