CN108151132B - 空气源热泵的控制方法、装置和系统及空气源热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气源热泵的控制方法、装置和系统及空气源热泵。其中，该方法包括：接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。本发明解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

Description

空气源热泵的控制方法、装置和系统及空气源热泵

技术领域

本发明涉及电器控制领域，具体而言，涉及一种空气源热泵的控制方法、装置和系统及空气源热泵。

背景技术

可再生能源是人类社会求生存和发展的物质基础，中国作为一个能源消耗大国，人口众多，能源相对匮乏，虽然，自然资源总量排在世界第七位，能源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位，而人均能源占有量约为世界平均水平的40％。尽管我国人均用能源消耗不及世界平均人均能源消耗水平的一半，但能源消费总量已达世界第二。从能源消费结构来看，我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭消费约占总能量的67％，这是导致环境严重污染、生态逐年恶化的根本原因之一。因此，大力开拓新能源与可再生能源的实际应用成为我国解决能源紧张和保护生态环境的重要战略任务。

空气源能是新能源与可再生能源的重要组成部分。空气源能量巨大，是取之不尽、用之不竭的能源。空气源能的利用不像对地球上所蕴藏的常规能源那样，可能会在几百年后就完全枯竭。空气源能分布广阔，获取方便。并且，空气源能不需要开采和运输，使用安全卫生，对环境无污染，是当之无愧的清洁能源。空气源能的利用具有巨大的市场前景，不仅带来很好的社会效益、环境效益，而且还有明显的经济价值。

近年来，随着资源和环境的问题日益严重，在满足人们健康、舒适要求的前提下，合理利用自然资源，保护环境，减少常规能源消耗，已成为暖通空调行业需要面对的一个重要问题。为了使空调行业走可持续发展的道路，有必要对其技术进行创新。空气源热泵供热空调系统是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的环保型的新型空调系统。作为一种有效地节能绿色产品，空气源热泵将在我国建筑空调系统中发挥越来越重要的作用。因此，空气源热泵技术在我国有着广阔的应用前景。它的应用将产生重大的经济效益和社会效益。

空气源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季采用热泵代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，进而向建筑物供暖；夏季采用热泵代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热，进而给建筑物制冷。同时，空气源热泵还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。

超低温空气能热泵是以空气作为高温(低温)热源来进行供热(供冷)的装置。相对于其它热泵类型而言，我国对空气源热泵的研究起步较早，研究内容也较多。以环境空气作为低品位热源，具有取之不尽、用之不竭、处处都有、无偿获取等优点。空气源热泵安装灵活、使用方便、起初投资相对较低，比较适用于分户安装，目前我国室内空调器大都采用的是这种形式。

目前我国北方地区的采暖大多使用高能耗的锅炉系统，锅炉能效低，排放物多，对环境造成了极大的浪费，超低温泳池热泵的横空出世，给北方地区的泳池恒温提供了一种更好的选择。空气源热泵因其工作效率高，在新一轮煤改电项目中应用前景广阔，该产品制热快速，节能环保，对于缓解北方城市冬季供暖季雾霾，减少污染物排放量具有重要意义，其市场占有量快速上升。但常规空气源热泵多采用异步电动机，启动电流大，由于煤改电的峰谷时段统一，在峰谷起始时段面临较大的空气源热泵启动冲击，为此变频空气源热泵成为进一步开发市场的热点。另外，由于目前的太阳能热水器在冬季制热量不足，还存在辅助太阳能热水器的空气源热泵，以在冬季为用户提供充足的热水。还比如，空气源热泵结合分布式电源，例如光伏电源和风力发电机，实现了利用可再生能源为空气源热泵供电的解决方案。

现有的变频空气源热泵可以通过控制直流电压的大小来调节直流电机的转速，进而控制输出功率，从而实现温度的线性调节，增强人体的舒适度，但是对于电网系统来说，并不能彻底改变用电的峰谷，不利于负荷波动抑制管理；由于现有的变频空气源热泵的输出调节控制与传统的变频空调的调节控制并无本质区别，其控制完全根据室内用户的需求的情况，不能利用峰谷电价的价格差提高经济效益。

针对上述现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种空气源热泵的控制方法、装置和系统及空气源热泵，以至少解决现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空气源热泵的控制方法，包括：接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空气源热泵的控制系统，包括：空气源热泵，用于上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；电网系统，通过公用电网与空气源热泵连接，用于为空气源热泵供电；电网采暖平台，分别与空气源热泵和电网系统通信，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，并向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空气源热泵，包括：压缩机，与网关连接，用于通过网关将目标空间的制热请求信息上传至电网采暖平台，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；控制器，用于控制空气源热泵的工作参数，其中，工作参数至少包括：升温系数和目标温度；其中，电网采暖平台用于接收制热请求信息，并至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，通过网关向控制器下发控制指令，其中，控制指令用于调节空气源热泵的升温系数和/或目标温度来实现电网系统向空气源热泵输出的电功率。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空气源热泵的控制装置，包括：接收单元，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；第一确定单元，用于至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；发送单元，用于向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

在本发明实施例中，通过接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作，达到了综合考虑电网系统内所有空气源热泵的制热请求来控制电网系统内每个空气源热泵按照确定的电功率来工作的目的，从而实现了提高电网系统稳定性的技术效果，进而解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制方法流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的空气源热泵的控制方法流程图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的考虑动态热耗散特性的规模化变频空气源热泵功率波动抑制系统示意图；

图4是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制系统示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的空气源热泵的控制系统示意图；

图6是根据本发明实施例的一种空气源热泵示意图；

图7是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制装置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种空气源热泵的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间。

作为一种可选的实施例，上述空气源热泵可以是变频空气源热泵，可以通过控制直流电压的大小来调节直流电机的转速，进而控制输出功率，从而实现温度的线性调节，增强人体的舒适度。上述目标空间可以包括采用空气源热泵制热供暖的建筑物的室内空间。由于通过空气源热泵供暖的目标空间的大小、壁厚、室内外环境温度的不同，目标空间的耗热量也不同，需要空气源热泵制热的制热量也不同，因而，电网系统向空气源热泵供电的电功率也不同。为了避免电网系统峰谷时段面临大量空气源热泵启动的冲击，可以获取电网系统内至少一个空气源热泵的制热需求(即上述制热请求信息)。

一种可选的实施例中，上述目标空间的制热请求信息至少包括如下至少之一：目标空间需要空气源热泵产生的制热量、目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率。

需要说明的是，空气源热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理：液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化)，汽化潜热即为所回收热量，而后经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态(液化)把吸收的热量发给需要的加热的水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度。

步骤S104，至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；

具体地，在上述步骤中，在接收到电网系统内至少一个空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息后，可以根据该电网系统内所有空气源热泵的制热请求信息确定该电网系统向每个空气源热泵输出的电功率。

作为一种可选的实施方案，可以结合电网系统当前的负荷情况和每个空气源人泵的制热请求确定当前该电网系统向每个空气源热泵输出的电功率，可以防止电网系统内各个空气源热泵在不知情的情况下，同时以大功率启动，导致电网系统负荷过大的现象。

步骤S106，向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

具体地，在上述步骤中，在确定电网系统向每个空气源热泵输出的电功率后，向每个空气源热泵下发控制指令，使得每个空气源热泵根据该控制指令控制其采用确定的当前电网系统向其输出的电功率工作。

由上可知，在本申请上述实施例中，通过接收电网系统中至少一个空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，并根据每个空气源热泵的制热请求信息确定该电网系统向每个空气源热泵输出的电功率，并向每个空气源热泵下发采用确定的电功率工作的控制指令，达到了综合考虑电网系统内所有空气源热泵的制热请求来控制电网系统内每个空气源热泵按照确定的电功率来工作的目的，从而实现了提高电网系统稳定性的技术效果，进而解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

在一种可选的实施例中，如图2所示，在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，上述方法还可以包括如下步骤：

步骤S202，获取目标空间的至少一种环境数据，其中，环境数据至少包括：目标空间内的室内温度、目标空间外的室外温度；

步骤S204，基于预设空间热耗散模型，根据环境数据确定目标空间的耗热量；

步骤S206，根据耗热量，确定目标空间需要空气源热泵产生的制热量，和/或目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率。

具体地，在上述实施中，在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，需要确定由该空气源热泵供暖的目标空间的各种环境数据确定该目标空间的耗热量，由于目标空间的耗热量与该目标空间内的室内温度、该目标空间外的室外温度、该目标空间的面积大小、该目标空间围护结构的传热系数等环境数据有关，因而，可以获取该目标空间内的各种环境数据，并基于预设空间热耗散模型，确定该目标空间的耗热量，进而确定该目标空间需要空气源热泵制热的制热量或需要电网需要提供给该空气源热泵制热的电功率。

需要说明的是，对于空间较大的建筑物，为了实现建筑物内(即上述目标空间)均匀加热，避免造成建筑物内室内温度变化剧烈，提高室内体感舒适度，因而，作为一种可选的实施方式，上述室内温度可以是该目标空间内室内温度的动态均值，其中，获取目标空间的至少一种环境数据，可以包括如下步骤：

步骤S2021a，通过部署于目标空间内的无线测温传感器网络获取目标空间内至少一个位置的温度；

步骤S2023a，根据目标空间内至少一个位置的温度，确定目标空间内的室内温度。

具体地，在上述步骤中，在目标空间内部署至少一个温度传感器，构成无线测温传感器网络，来获取目标空间内多个位置的温度，并根据目标空间内多个位置的温度，窃取动态均值，用该动态均值作为该目标空间的室内温度。

优选地，上述无线测温传感器网络中的无线温度传感器与空气源热泵的中央控制单元的通讯方式包括但不限于WIFI、433或Zigbee。

可选地，获取目标空间的至少一种环境数据，还可以包括：步骤S2021b，通过室外无线测温传感器获取目标空间外的室外温度。

基于上述实施例，作为一种可选的实施方式，基于预设空间热耗散模型，根据环境数据确定目标空间的耗热量，可以包括：通过如下计算公式计算目标空间的耗热量：

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Q_j为目标空间的耗热量，K为目标空间的传热系数，单位为W/(m²·℃)，F为目标空间的面积，单位m²；t_n为室内温度，单位为℃；t_wn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数。

需要说明的是，在上述实施方式中，Q_j为目标空间的基本耗热量，可以根据布置在室内的无线测温网络获取室内多点的温度值，并求取动态均值，用此代表室内温度计算值t_n；通过室外无线测温传感器获取室外计算温度值t_wn，根据围护的材料结构计算传热系数K。

此外，还需要说明的是，针对不同的维护结构，温度修正系数选用不同的值，具体，可以参考表1所示的不同维护结构特征的温度修改系数表。

表1

围护结构特征	温度修正系数(α)
		外墙、屋顶、地面以及与室外相通的预制板等	1.00
闷顶	0.90
		与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙	0.70
与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙	0.40
		伸缩缝墙、沉降缝墙	0.30
防震缝墙	0.70

基于上述实施例，作为一种可选的实施方式，根据耗热量，确定目标空间需要空气源热泵产生的制热量，可以包括：通过如下计算公式，计算目标空间需要空气源热泵产生的制热量：

其中，K_Q为用户自定义的升温系数，用于表征制热速度的快慢；t_t为目标温度，单位为℃。

需要说明的是，在根据目标空间的耗热量计算得到空气源热泵的制热量后，可以进一步计算空气源热泵的制热电功率P_K，也就是该目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率。因而，作为一种可选的实施方式，根据耗热量，确定目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率，可以包括：通过如下计算公式，计算目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率：

其中，COP为空气源热泵本身固有的性能系数，用于表征空气源热泵制热的能效比。可选地，上述COP的取值可以是2-4.5。

通过上述公式得到电网系统向空气源热泵输出的电功率后，控制空气源热泵按照该电功率工作，则可以输出预定的制热量W。

需要说明的是，热泵循环是在冷凝温度(TCO)下定温放热，在蒸发温度(TEV)下定温吸热，定熵地进行膨胀和压缩，所需的平衡功由外界提供。由熵的定义和热力学定律可知逆卡诺循环热泵的性能系数COP为：

COP＝TCO/(TCO-TEV)；

容易注意的是，COP值反应了热泵的效率，由上述式子可以看到，热泵的COP值恒大于1，与一般的热机效率恒小于1。这是因为在循环过程中有电能的输入，电能是做功能力的高品位能，环境中的能是基本失去做公能力的低品位能，热泵是利用少部分高品位的能把低品位能提高中品位能。

空气源热泵技术最大的优势就是经济节能，因为它具有很高的能效，它只需消耗一部分电能，而能得到3-4倍于所耗电能的热能。而今年来得到发展的超低温空气源热泵，在北方寒冷地区，COP值一般在2.00-4.1之间，完全可以满足要求。目前空气源热泵热水技术已在建筑给排水领域中得到广泛应用，超低温机型也在北方得到大规模应用，如酒店，宾馆，学校、工厂等中央热水供应和采暖需求。举一个例子，标称为制热量26KW，电功率8KW的空气源热泵，在标准制热量26KW是指空气源热泵机组能置换出满足26KW热负荷的热量，功率8KW是指热泵机组中压缩机、膨胀阀等电气部件在制热或制冷过程中消耗的总电功率为8KW。

变频空气能热泵，拥有着比定频空气能热泵更好的灵活性。变频空气能热泵内置了变频控制器，可以让热泵设备以不同的频率运转，这样一来呢，热泵就像风扇一样，分为了不同的“档位”，可以适用于不同的温度环境，达到省电节能效果最大化。

如果是最寒冷的时候，空气中的热量很少，空气能热泵的制热效率就会下降。这时候，就可以通过变频器，提高热泵压缩机的工作频率。这样的话，热泵的整体制热性能会得到一定程度的提升，实现快速出水。

同理，不论哪个地区，不可能漫长的冬季都维持最低的温度。总会有一些时候，温度有所回升。这时候，我们就可以将热泵压缩机的工作频率降低，满足轻度的采暖、热水需求的同时，减少了设备的耗电量，使得采暖更经济。

在一种可选的实施例中，向空气源热泵下发控制指令，可以包括如下步骤：

步骤S1061，对于同一台区的多个空气源热泵，按照时间顺序向每个空气源热泵下发控制指令；

步骤S1063，对于不同台区的多个空气源热泵，同时向多个空气源热泵下发控制指令。

基于上述步骤S1061至S1063公开的方案，电力用户可以通过无线或者有线的通讯方式与上级电网云平台上传空气源人泵的制热量和电功率请求信息，当多个用户的空气源人泵发出请求时，如在同一个台区则按队列按时间顺序进行调节，不同台区则分别同时调节。

在一种可选的实施例中，至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，可以包括如下步骤：

步骤S1041a，判断空气源热泵当前是否处于经济供电模式，其中，经济供电模式用于根据电网系统的峰谷电价调整电网系统向空气源热泵输出的电功率；

步骤S1043a，在空气源热泵当前处于经济供电模式的情况下，控制电网系统根据峰谷实时电价动态调整向空气源热泵输出的电功率。

基于上述步骤S1041a至S1043a公开的方案，当用户选择经济模式时，上级电网云平台计算中根据峰谷实时电价动态调整热泵输出的电功率。

基于上述实施例，作为一种可选的实施方式，向空气源热泵下发控制指令，可以包括如下步骤：

步骤S1061a，向空气源热泵下发第一控制指令，其中，第一控制指令用于通过调节空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据电网系统的峰谷电价调整电网系统向空气源热泵输出的电功率。

通过上述步骤S1061a，可以实现通过调节用户自定义的升温系数K_Q和目标温度t_t实现对输出电功率的调节。

在另一种可选的实施例中，至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，上述方法还可以包括如下步骤：

步骤S1041b，判断电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；

步骤S1043b，在电网系统当前的用电量处于峰谷时期的情况下，控制电网系统根据电网系统的稳定性和峰谷时期的用电量来调整向空气源热泵的电功率。

基于上述步骤S1041b至S1043b公开的方案，当电网中需要调节用户的峰谷用电量时，上级电网云平台计算中根据电网稳定性和用户峰谷用电量，调整热泵输出的电功率。

基于上述实施例，作为一种可选的实施方式，向空气源热泵下发控制指令，可以包括如下步骤：

步骤S1061b，向空气源热泵下发第二控制指令，其中，第二控制指令用于通过调节空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据电网系统的稳定性和峰谷时期的用电量来调整电网系统向空气源热泵输出的电功率。

通过上述步骤S1061b，可以实现通过调节用户自定义的升温系数K_Q和目标温度t_t实现对输出电功率的调节。

基于上述任意一项可选的或优选的实施例，图3是根据本发明实施例的一种可选的考虑动态热耗散特性的规模化变频空气源热泵功率波动抑制系统示意图，如图3所示，该系统包括，公用电网(例如，10KV配电网)，变频空气源热泵，无线测温传感器网络，电网采暖云平台、家庭能源网关以及通讯线；其中变频空气源热泵通过无线通讯方式获取无线测温传感器网络的测温结果，并上传给电网采暖云平台作为控制依据，电网采暖云平台通过家庭能源网关向下级用户下发控制指令，并获取电网的动态用电信息，以调节用户的平滑用电，维持电网的稳定性。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种用于实现上述空气源热泵的控制方法的系统实施例，图4是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制系统示意图，如图4所示，该系统包括：空气源热泵401、电网系统403和电网采暖平台405。

其中，空气源热泵401，用于上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；

电网系统403，通过公用电网与空气源热泵连接，用于为空气源热泵供电；

电网采暖平台405，分别与空气源热泵和电网系统通信，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，并向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

由上可知，在本申请上述实施例中，通过空气源热泵401将目标空间的制热请求信息上传至电网采暖平台405，使得电网采暖平台405根据电网系统内每个空气源热泵的制热请求信息确定该电网系统403向每个空气源热泵输出的电功率，并向每个空气源热泵下发采用确定的电功率工作的控制指令，使得空气源热泵按照该确定的电网系统403向该空气源热泵输出的电功率工作，达到了综合考虑电网系统内所有空气源热泵的制热请求来控制电网系统内每个空气源热泵按照确定的电功率来工作的目的，从而实现了提高电网系统稳定性的技术效果，进而解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

在一种可选的实施例中，如图5所示，上述系统还包括：至少一个温度传感器407，构成无线测温传感器网络，用于检测目标空间内至少一个位置的温度以及目标空间外的室外温度；其中，空气源热泵还用于通过无线通讯方式获取无线测温传感器网络的温度数据。

在一种可选的实施例中，如图5所示，上述系统还包括：网关409，连接于空气源热泵与电网采暖平台之间，用于传输电网采暖平台向空气源热泵下发的控制指令，其中，控制指令用于调节空气源热泵的升温系数和目标温度来实现电网系统向空气源热泵输出的电功率。

在一种可选的实施例中，上述电网采暖平台还用于获取电网系统的动态用电信息，并根据动态用电信息调节电网系统向空气源热泵输出的电功率。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种空气源热泵实施例，图6是根据本发明实施例的一种空气源热泵示意图，如图6所示，该空气源热泵60包括：压缩机601和控制器603。

其中，压缩机601，与网关连接，用于通过网关将目标空间的制热请求信息上传至电网采暖平台，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；

控制器603，用于控制空气源热泵的工作参数，其中，工作参数至少包括：升温系数和目标温度；

其中，电网采暖平台用于接收制热请求信息，并至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，通过网关向控制器下发控制指令，其中，控制指令用于调节空气源热泵的升温系数和/或目标温度来实现电网系统向空气源热泵输出的电功率。

由上可知，在本申请上述实施例中，空气源热泵的压缩机601通过网关将目标空间的制热请求信息上传至电网采暖平台，使得电网采暖平台可以至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率，并通过网关向控制器603下发用于控制空气源热泵的工作参数的控制指令，使得控制器603可以根据该控制指令调节空气源热泵的升温系数和/或目标温度来实现电网系统向空气源热泵输出的电功率，达到了综合考虑电网系统内所有空气源热泵的制热请求来控制电网系统内每个空气源热泵按照确定的电功率来工作的目的，从而实现了提高电网系统稳定性的技术效果，进而解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

在一种可选的实施例中，上述空气源热泵还用于通过无线通讯方式获取无线测温传感器网络的测温结果；其中，无线测温传感器网络包括至少一个温度传感器，至少一个温度传感器用于检测目标空间内至少一个位置的温度以及目标空间外的室外温度。

在一种可选的实施例中，如图6所示，上述空气源热泵60还包括：空气热交换器605，用于采用空气作为热交换的介质进行热量交换；膨胀阀607，与进水管连接，用于控制流经空气热交换器的水流量；热水箱609，与供热管道连接，用于储存热水，其中，热水被传输至供热管道；水热交换器611，用于采用水作为热交换的介质进行热量交换。

实施例4

根据本发明实施例，还提供了一种用于实现上述空气源热泵的控制方法的装置实施例，图7是根据本发明实施例的一种空气源热泵的控制装置示意图，如图7所示，该装置包括：接收单元701、第一确定单元703和发送单元705。

其中，接收单元701，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，目标空间为采用空气源热泵制热供暖的室内空间；

第一确定单元703，用于至少根据制热请求信息，确定电网系统向空气源热泵输出的电功率；

发送单元705，用于向空气源热泵下发控制指令，其中，控制指令用于控制空气源热泵采用电功率工作。

此处需要说明的是，上述接收单元701、第一确定单元703和发送单元705对应于实施例1中的步骤S102至S106，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

由上可知，在本申请上述实施例中，通过接收单元701接收电网系统中至少一个空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，并通过第一确定单元703根据每个空气源热泵的制热请求信息确定该电网系统向每个空气源热泵输出的电功率，通过发送单元705向每个空气源热泵下发采用确定的电功率工作的控制指令，达到了综合考虑电网系统内所有空气源热泵的制热请求来控制电网系统内每个空气源热泵按照确定的电功率来工作的目的，从而实现了提高电网系统稳定性的技术效果，进而解决了现有技术中对空气源热泵的控制方案没有考虑电网系统的用电峰谷导致电网负担重、稳定性差的技术问题。

在一种可选的实施例中，上述制热请求信息至少包括如下至少之一：目标空间需要空气源热泵产生的制热量、目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率。

在一种可选的实施例中，上述装置还包括：获取单元，用于获取目标空间的至少一种环境数据，其中，环境数据至少包括：目标空间内的室内温度、目标空间外的室外温度；第二确定单元，用于基于预设空间热耗散模型，根据环境数据确定目标空间的耗热量；第三确定单元，用于根据耗热量，确定目标空间需要空气源热泵产生的制热量和/或目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率。

在一种可选的实施例中，上述第二确定单元还用于通过如下计算公式计算目标空间的耗热量：

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Qj为目标空间的耗热量，K为目标空间的传热系数，单位为W/(m2·℃)，F为目标空间的面积，单位m2；tn为室内温度，单位为℃；twn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数。

在一种可选的实施例中，上述第三确定单元还用于通过如下计算公式，计算目标空间需要空气源热泵产生的制热量：

其中，KQ为用户自定义的升温系数，用于表征制热速度的快慢；tt为目标温度，单位为℃。

在一种可选的实施例中，上述第三确定单元还用于通过如下计算公式，计算目标空间需要电网系统向空气源热泵输出的电功率：

其中，COP为空气源热泵本身固有的性能系数，用于表征空气源热泵制热的能效比。

在一种可选的实施例中，上述获取单元包括：第一获取模块，用于通过部署于目标空间内的无线测温传感器网络获取目标空间内至少一个位置的温度；确定模块，用于根据目标空间内至少一个位置的温度，确定目标空间内的室内温度。

在一种可选的实施例中，上述获取单元包括：第二获取模块，用于通过室外无线测温传感器获取目标空间外的室外温度。

在一种可选的实施例中，上述发送单元包括：第一发送模块，用于对于同一台区的多个空气源热泵，按照时间顺序向每个空气源热泵下发控制指令；第二发送模块，用于对于不同台区的多个空气源热泵，同时向多个空气源热泵下发控制指令。

在一种可选的实施例中，上述第一确定单元包括：第一判断模块，用于判断空气源热泵当前是否处于经济供电模式，其中，经济供电模式用于根据电网系统的峰谷电价调整电网系统向空气源热泵输出的电功率；第一控制模块，用于在空气源热泵当前处于经济供电模式的情况下，控制电网系统根据峰谷实时电价动态调整向空气源热泵输出的电功率。

在一种可选的实施例中，上述发送单元包括：第三发送模块，用于向空气源热泵下发第一控制指令，其中，第一控制指令用于通过调节空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据电网系统的峰谷电价调整电网系统向空气源热泵输出的电功率。

在一种可选的实施例中，上述第一确定单元包括：第二判断模块，用于判断电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；第二控制模块，用于在电网系统当前的用电量处于峰谷时期的情况下，控制电网系统根据电网系统的稳定性和峰谷时期的用电量来调整向空气源热泵的电功率。

在一种可选的实施例中，上述发送单元包括：第四发送模块，用于向空气源热泵下发第二控制指令，其中，第二控制指令用于通过调节空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据电网系统的稳定性和峰谷时期的用电量来调整电网系统向空气源热泵输出的电功率。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种空气源热泵的控制方法，其特征在于，包括：

接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，所述目标空间为采用所述空气源热泵制热供暖的室内空间；

至少根据所述制热请求信息，确定电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

向所述空气源热泵下发控制指令，其中，所述控制指令用于控制所述空气源热泵采用所述电功率工作；

其中，所述制热请求信息至少包括如下至少之一：所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量、所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，所述方法还包括：获取所述目标空间的至少一种环境数据，其中，所述环境数据至少包括：所述目标空间内的室内温度、所述目标空间外的室外温度；基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量；根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量和/或所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量，包括：

通过如下计算公式计算所述目标空间的耗热量：

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Q_j为所述目标空间的耗热量，K为所述目标空间的传热系数，单位为W/(m2·℃)，F为所述目标空间的面积，单位m²；t_n为室内温度，单位为℃；t_wn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数；

其中，至少根据所述制热请求信息，确定所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，所述方法还包括：

判断所述电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；

在所述电网系统当前的用电量处于所述峰谷时期的情况下，控制所述电网系统根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整向所述空气源热泵的电功率；

其中，向所述空气源热泵下发控制指令，包括：

向所述空气源热泵下发第二控制指令，其中，所述第二控制指令用于通过调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量，包括：

通过如下计算公式，计算所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量：

其中，K_Q为用户自定义的升温系数，用于表征制热速度的快慢；t_t为目标温度，单位为℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，包括：

通过如下计算公式，计算所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率：

其中，COP为所述空气源热泵本身固有的性能系数，用于表征所述空气源热泵制热的能效比。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标空间的至少一种环境数据，包括：

通过部署于所述目标空间内的无线测温传感器网络获取所述目标空间内至少一个位置的温度；

根据所述目标空间内至少一个位置的温度，确定所述目标空间内的室内温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标空间的至少一种环境数据，包括：

通过室外无线测温传感器获取所述目标空间外的室外温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述空气源热泵下发控制指令，包括：

对于同一台区的多个空气源热泵，按照时间顺序向每个空气源热泵下发所述控制指令；

对于不同台区的多个空气源热泵，同时向所述多个空气源热泵下发所述控制指令。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少根据所述制热请求信息，确定所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，包括：

判断所述空气源热泵当前是否处于经济供电模式，其中，所述经济供电模式用于根据所述电网系统的峰谷电价调整电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

在所述空气源热泵当前处于所述经济供电模式的情况下，控制所述电网系统根据峰谷实时电价动态调整向所述空气源热泵输出的电功率。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，向所述空气源热泵下发控制指令，包括：

向所述空气源热泵下发第一控制指令，其中，所述第一控制指令用于通过调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据所述电网系统的峰谷电价调整所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

9.一种空气源热泵的控制系统，其特征在于，包括：

空气源热泵，用于上传的目标空间的制热请求信息，其中，所述目标空间为采用所述空气源热泵制热供暖的室内空间；

电网系统，通过公用电网与所述空气源热泵连接，用于为所述空气源热泵供电；

电网采暖平台，分别与所述空气源热泵和所述电网系统通信，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，至少根据所述制热请求信息，确定所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，并向所述空气源热泵下发控制指令，其中，所述控制指令用于控制所述空气源热泵采用所述电功率工作；

所述制热请求信息至少包括如下至少之一：所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量、所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，空气源热泵，还用于在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，获取所述目标空间的至少一种环境数据，其中，所述环境数据至少包括：所述目标空间内的室内温度、所述目标空间外的室外温度；基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量；根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量和/或所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量，包括：

通过如下计算公式计算所述目标空间的耗热量：

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Q_j为所述目标空间的耗热量，K为所述目标空间的传热系数，单位为W/(m2·℃)，F为所述目标空间的面积，单位m²；t_n为室内温度，单位为℃；t_wn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数；

其中，至少根据所述制热请求信息，确定所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，还包括：

判断所述电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；

在所述电网系统当前的用电量处于所述峰谷时期的情况下，控制所述电网系统根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整向所述空气源热泵的电功率；

其中，向所述空气源热泵下发控制指令，包括：

向所述空气源热泵下发第二控制指令，其中，所述第二控制指令用于通过调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少一个温度传感器，构成无线测温传感器网络，用于检测所述目标空间内至少一个位置的温度以及所述目标空间外的室外温度；

其中，所述空气源热泵还用于通过无线通讯方式获取所述无线测温传感器网络的温度数据。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

网关，连接于所述空气源热泵与所述电网采暖平台之间，用于传输所述电网采暖平台向所述空气源热泵下发的控制指令，其中，所述控制指令用于调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电网采暖平台还用于获取所述电网系统的动态用电信息，并根据所述动态用电信息调节所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

13.一种空气源热泵，其特征在于，包括：

压缩机，与网关连接，用于通过所述网关将目标空间的制热请求信息上传至电网采暖平台，其中，所述目标空间为采用所述空气源热泵制热供暖的室内空间；

控制器，用于控制所述空气源热泵的工作参数，其中，所述工作参数至少包括：升温系数和目标温度；

其中，所述电网采暖平台用于接收所述制热请求信息，并至少根据所述制热请求信息，确定电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，通过所述网关向所述控制器下发控制指令，其中，所述控制指令用于调节所述空气源热泵的升温系数和/或目标温度来实现所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，所述制热请求信息至少包括如下至少之一：所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量、所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，所述空气源热泵，还用于在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，获取所述目标空间的至少一种环境数据，其中，所述环境数据至少包括：所述目标空间内的室内温度、所述目标空间外的室外温度；基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量；根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量和/或所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量，包括：

通过如下计算公式计算所述目标空间的耗热量：

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Q_j为所述目标空间的耗热量，K为所述目标空间的传热系数，单位为W/(m2·℃)，F为所述目标空间的面积，单位m²；t_n为室内温度，单位为℃；t_wn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数；

其中，至少根据所述制热请求信息，确定所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率，还包括：

判断所述电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；

在所述电网系统当前的用电量处于所述峰谷时期的情况下，控制所述电网系统根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整向所述空气源热泵的电功率；

其中，向所述空气源热泵下发控制指令，包括：

向所述空气源热泵下发第二控制指令，其中，所述第二控制指令用于通过调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

14.根据权利要求13所述的空气源热泵，其特征在于，所述空气源热泵还用于通过无线通讯方式获取无线测温传感器网络的测温结果；其中，所述无线测温传感器网络包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器用于检测所述目标空间内至少一个位置的温度以及所述目标空间外的室外温度。

15.根据权利要求13或14中任意一项所述的空气源热泵，其特征在于，所述空气源热泵还包括：

空气热交换器，用于采用空气作为热交换的介质进行热量交换；

膨胀阀，与进水管连接，用于控制流经所述空气热交换器的水流量；

热水箱，与供热管道连接，用于储存热水，其中，所述热水被传输至供热管道；

水热交换器，用于采用水作为热交换的介质进行热量交换。

16.一种空气源热泵的控制装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息，其中，所述目标空间为采用所述空气源热泵制热供暖的室内空间；

第一确定单元，用于至少根据所述制热请求信息，确定电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

发送单元，用于向所述空气源热泵下发控制指令，其中，所述控制指令用于控制所述空气源热泵采用所述电功率工作；

其中，所述制热请求信息至少包括如下至少之一：所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量、所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，所述控制装置，还用于在接收空气源热泵上传的目标空间的制热请求信息之前，获取所述目标空间的至少一种环境数据，其中，所述环境数据至少包括：所述目标空间内的室内温度、所述目标空间外的室外温度；基于预设空间热耗散模型，根据所述环境数据确定所述目标空间的耗热量；根据所述耗热量，确定所述目标空间需要所述空气源热泵产生的制热量和/或所述目标空间需要所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率；

其中，第二确定单元还用于通过如下计算公式计算目标空间的耗热量

Q_j＝αFK(t_n-t_wn)；

其中，Q_j为所述目标空间的耗热量，K为所述目标空间的传热系数，单位为W/(m2·℃)，F为所述目标空间的面积，单位m²；t_n为室内温度，单位为℃；t_wn为室外温度，单位为℃；α为温度修正系数；

其中，所述第一确定单元包括：

第二判断模块，用于判断所述电网系统当前的用电量是否处于峰谷时期；

第二控制模块，用于在所述电网系统当前的用电量处于所述峰谷时期的情况下，控制所述电网系统根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整向所述空气源热泵的电功率；

其中，所述发送单元包括：

第四发送模块，用于向所述空气源热泵下发第二控制指令，其中，所述第二控制指令用于通过调节所述空气源热泵的升温系数和目标温度来实现根据所述电网系统的稳定性和所述峰谷时期的用电量来调整所述电网系统向所述空气源热泵输出的电功率。

Images