[實用新型]一種節能循環式熱泵熱水器

有效

• 申請號: 201120281070.0
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN202171322U
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 袁同斌;陳澤江;李衛東;白峰;顧樹新
• 申請（專利權）人: 上海歐特電器有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/20
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 楊軍

[技術領域]

本實用新型涉及熱水器技術領域，具體地說是一種節能循環式熱泵熱水器。

[背景技術]

熱泵熱水器作為一種新能源技術已逐步普及，并逐漸取代傳統的電加熱熱水器。發達國家已將電熱水器列入禁止使用的產品，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)熱泵熱水器系統冷凝器水側(被加熱側)溫度不穩定、冷凝器氟側(加熱側)不穩定、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果，而實際運行時效率至少低于標注值的30％。國標規定，循環式熱泵熱水器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能省電。如何將熱泵效率穩定在試驗的水平？如何能使得熱泵熱水器變工況不穩定的狀態得到根本的改善？如何能使壓縮機在相對穩定的工況下運行？這對熱泵熱水器而言至關重要。

[發明內容]

本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種節能循環式熱泵熱水器。通過熱泵熱水器系統的冷凝器進水流量改變方法控制冷凝器水側(被加熱側)平均水溫，以及控制冷凝器出水溫度致熱泵系統工作相對穩定，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，提高了熱轉換效率(COP)。

為實現上述目的設計節能循環式熱泵熱水器，包括制冷劑回路系統、蒸發器進風系統、冷凝器水側變流量自動循環回路系統及電路控制系統，所述制冷劑回路系統包括一個通過管路依次連接壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器組成的封閉式流路，所述蒸發器進風系統包括風的進出導向裝置及風的進出動力裝置，所述冷凝器水側變流量自動循環回路系統包括一個通過管路依次連接冷凝器、儲水箱和循環水泵，所述冷凝器水側變流量自動循環回路系統的冷凝器進水管道上設有流量自動調節閥或流量自動調節旁通閥或者所述冷凝器進水管道上的循環水泵采用變流量泵，所述流量自動調節閥或流量自動調節旁通閥或者變流量泵通過電路連接電路控制系統。

所述電路控制系統包括主控制器、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器的進風處、儲水箱內、制冷劑回路系統管路上以及冷凝器水側變流量自動循環回路系統的管路上。

本實用新型的工作原理：

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、本實用新型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℃)規定值且不至于過高。比如：多次循環熱泵熱水器冷凝器進水溫度開始為20℃，在定流量情況下，假設一次循環溫升(Δt＝15℃)，第一循環結束水溫升至35℃(Δt＝15℃)，第二循環(Δt＝15℃)，進水35℃，出水為50℃，按國標GB23137-2008規定水溫≥55℃，必須進行第三循環，第三循環進水50℃(Δt＝15℃)，出水65℃，第三循環的結果導致COP下降。(第三循環導致COP下降的原因：出水65℃，冷凝飽和溫度通常≥65℃，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。