[發(fā)明專利]一種變流量循環(huán)式熱泵熱水器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110221929.3
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN102364265A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設計）人: 袁同斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海歐特電器有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 楊軍

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及熱水器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種變流量循環(huán)式熱泵熱水器。

[背景技術(shù)]

熱泵熱水器作為一種新能源技術(shù)已逐步普及，并逐漸取代傳統(tǒng)的電加熱熱 水器。發(fā)達國家已將電熱水器列入禁止使用的產(chǎn)品，取而代之的是太陽能熱水 器或熱泵熱水器。熱泵熱水器由于其用于加熱水的工作特性，(①一年四季水溫 變化；②加熱過程水溫變化；③冬季夏季熱泵運行的效率變化)熱泵熱水器系 統(tǒng)冷凝器水側(cè)(被加熱側(cè))溫度不穩(wěn)定、冷凝器氟側(cè)(加熱側(cè))不穩(wěn)定、壓縮 機負荷變化、溫度升高過熱、壓縮機工作壓力升高、冷凝飽和溫度點升高，使 得熱轉(zhuǎn)換效率(COP)下降。廠商熱泵熱水器銘牌注明的效率為試驗室理想工況 下運行的結(jié)果，而實際運行時效率至少低于標注值的30％。國標規(guī)定，循環(huán)式熱 泵熱水器COP不得低于3.7(COP≥3.7)，實際運行值不得低于標注值90％，而 實際情況，一般在COP＝2.5效率下運行已算很好，市場已售的熱泵熱水器試驗 表明，運行效率COP＝1.7都有，水溫升高COP下降，壓縮機過熱影響壽命，使 得熱泵熱水器普及應用受到嚴重的影響，消費者花了較普通熱水器2-3倍的價 格買的熱泵熱水器并非如廠商宣傳的那樣節(jié)能省電。如何將熱泵效率穩(wěn)定在試 驗的水平？如何能使得熱泵熱水器變工況不穩(wěn)定的狀態(tài)得到根本的改善？如何 能使壓縮機在相對穩(wěn)定的工況下運行？這對熱泵熱水器而言至關(guān)重要。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種變流量循環(huán)式熱泵熱水 器。通過熱泵熱水器系統(tǒng)的冷凝器進水流量改變方法控制冷凝器水側(cè)(被加熱 側(cè))平均水溫，以及控制冷凝器出水溫度致熱泵系統(tǒng)工作相對穩(wěn)定，增強了冷 凝器的冷凝效率，降低壓縮機工作壓力，從而延長壓縮機的使用壽命和降低功 耗，提高了熱轉(zhuǎn)換效率(COP)。

為實現(xiàn)上述目的設計變流量循環(huán)式熱泵熱水器，包括制冷劑回路系統(tǒng)、蒸 發(fā)器進風系統(tǒng)、冷凝器水側(cè)變流量自動循環(huán)回路系統(tǒng)及電路控制系統(tǒng)，所述制 冷劑回路系統(tǒng)包括一個通過管路依次連接壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組 成的封閉式流路，所述蒸發(fā)器進風系統(tǒng)包括風的進出導向裝置及風的進出動力 裝置，所述冷凝器水側(cè)變流量自動循環(huán)回路系統(tǒng)包括一個通過管路依次連接冷 凝器、儲水箱和循環(huán)水泵，所述冷凝器水側(cè)變流量自動循環(huán)回路系統(tǒng)的冷凝器 進水管道上設有流量自動調(diào)節(jié)閥或流量自動調(diào)節(jié)旁通閥或者所述冷凝器進水管 道上的循環(huán)水泵采用變流量泵，所述流量自動調(diào)節(jié)閥或流量自動調(diào)節(jié)旁通閥或 者變流量泵通過電路連接電路控制系統(tǒng)。

所述電路控制系統(tǒng)包括主控制器、人機界面、信號傳感器及組合元器件。

所述信號傳感器包括溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度、壓力傳感器分 別安裝在蒸發(fā)器的進風處、儲水箱內(nèi)、制冷劑回路系統(tǒng)管路上以及冷凝器水側(cè) 變流量自動循環(huán)回路系統(tǒng)的管路上。

本發(fā)明的工作原理：

1、(Δt＝溫升、V＝被加熱水容積、 C＝水的比熱、ρ＝水的密度)；

2、輸出熱量＝Δt·Q·C·ρ(Q＝流量(L/min??升/分)、Δt＝冷凝器出水溫 度T6-冷凝器進水溫度T5、C＝水比熱1kcal/kg·K、ρ＝水的密度)；

3、本發(fā)明通過識別水溫的變化改變冷凝器進水流量，使得冷凝器出水溫度 滿足國標(GB23137-2008，出水溫度≥55℃)規(guī)定值且不至于過高。比如：多 次循環(huán)熱泵熱水器冷凝器進水溫度開始為20℃，在定流量情況下，假設一次循 環(huán)溫升(Δt＝15℃)，第一循環(huán)結(jié)束水溫升至35℃(Δt＝15℃)，第二循環(huán)(Δt＝15 ℃)，進水35℃，出水為50℃，按國標GB23137-2008規(guī)定水溫≥55℃，必須進 行第三循環(huán)，第三循環(huán)進水50℃(Δt＝15℃)，出水65℃，第三循環(huán)的結(jié)果導致 COP下降。(第三循環(huán)導致COP下降的原因：出水65℃，冷凝飽和溫度通?！?5 ℃，65℃飽和溫度。以冷媒134a為例，飽和壓力為≥18.9bar，壓力升高，做 功導致效率下降)壓力升高做功其轉(zhuǎn)換為熱能效率不會超過1，即COP≤1。所 以在超溫下運行，導致COP下降。