[發(fā)明專利]一種空氣源熱泵系統(tǒng)、熱水器及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710480029.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN109114838B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊磊;杜順祥;鄭曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海爾新能源電器有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F24H4/02;F25B41/31;F25B41/26;F25B41/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種空氣源熱泵系統(tǒng)、熱水器及控制方法，該空氣源熱泵系統(tǒng)包括通過連通形成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、水箱、膨脹閥和換熱器，還包括分離器和調(diào)節(jié)閥，制熱工況下，經(jīng)膨脹閥節(jié)流后的冷媒進(jìn)入分離器，經(jīng)分離器分離出的氣體冷媒通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，經(jīng)分離器分離出的液體冷媒通過換熱器吸熱后進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)。本發(fā)明通過分離器對經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后的冷媒進(jìn)行氣液分離，降低了進(jìn)入換熱器內(nèi)氣體含量，進(jìn)而降低了進(jìn)入換熱器內(nèi)的冷媒的冷媒干度，改善分流效果，提高了換熱器的換熱效率；降低了換熱器的阻力損失，提高了吸氣壓力，增大了冷媒的循環(huán)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱水器相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)、熱水器及控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的制冷或制熱設(shè)備中，壓縮機(jī)出來的高溫高壓冷媒先經(jīng)過水箱換熱，再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后形成低溫低壓的氣液混合冷媒，形成的低溫低壓氣液混合冷媒通常是直接通入換熱器內(nèi)，在換熱器內(nèi)形成低溫低壓的氣體冷媒，而后通入壓縮機(jī)中。

由于低溫低壓氣液混合冷媒中含有氣體冷媒，造成冷媒干度偏大，如果直接通入換熱器內(nèi)，氣體冷媒會占據(jù)較大的內(nèi)部空間，以致這部分空間的換熱效果不好，影響換熱器的換熱效率。

特別是熱水器，為了能夠制取更高溫度的熱水，現(xiàn)有的空氣源熱泵系統(tǒng)通常會選擇使用高溫冷媒的辦法。例如R134A(1，1，1，2-四氟乙烷)高溫冷媒，采用R134A高溫冷媒最高可以制取高達(dá)80℃的熱水。

隨著水溫的不斷升高，水壓隨之增大，使得冷凝溫度隨水溫線性上升，而蒸發(fā)溫度由于環(huán)境溫度的穩(wěn)定而變化較小，導(dǎo)致經(jīng)水箱出來的高溫高壓液體冷媒的溫度相較于采用普通冷媒的溫度有所提高，以致過冷度不足，使得經(jīng)膨脹閥節(jié)流后的低溫低壓的氣液混合冷媒的冷媒干度相對提高，即所含的干蒸汽的含量變化較大且干蒸汽的含量相比采用普通冷媒提高了，從而影響蒸發(fā)器內(nèi)分流器的分流效果，并且導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)下降，因此，更加降低了換熱器的換熱效率。

因而，如何發(fā)明一種空氣源熱泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)降低進(jìn)入換熱器內(nèi)的冷媒的冷媒干度，提高換熱器的換熱效率，是本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種空氣源熱泵系統(tǒng)、熱水器及控制方法，以解決經(jīng)膨脹閥節(jié)流后的低溫低壓的氣液混合冷媒直接通入換熱器內(nèi)，造成換熱器的換熱效率低的問題。

進(jìn)入換熱器內(nèi)的采用高溫冷媒時造成的換熱器的工作效率低的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種空氣源熱泵系統(tǒng)，包括通過連通形成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、水箱、膨脹閥和換熱器，還包括分離器和調(diào)節(jié)閥，制熱工況下，經(jīng)膨脹閥節(jié)流后的冷媒進(jìn)入分離器，經(jīng)分離器分離出的氣體冷媒通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，經(jīng)分離器分離出的液體冷媒通過換熱器吸熱后進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括三位四通閥，所述三位四通閥的入口連接于壓縮機(jī)的出口端，所述三位四通閥的第一接口端連通于換熱器，所述三位四通閥的第二接口端連通于壓縮機(jī)的進(jìn)口端，所述三位四通閥的第三接口端連通于水箱。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，制熱工況下，膨脹閥和調(diào)節(jié)閥均處于打開狀態(tài)，所述三位四通閥的入口與三位四通閥的第三接口端連通，第一接口端和第二接口端連通；

制冷工況下，膨脹閥處于打開狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所述三位四通閥的入口與第一接口端連通，第二接口端與第三接口端連通。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種空氣源熱泵系統(tǒng)的控制方法，制熱工況下，通過分離器對經(jīng)膨脹閥節(jié)流后的冷媒進(jìn)行氣液分離，將分離出的氣體冷媒通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入壓縮機(jī)，分離出的液體冷媒經(jīng)過換熱器吸熱后進(jìn)入壓縮機(jī)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)閥的開度Y＝DX+Eq；

其中，D、E為常數(shù)，X為經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后的冷媒干度，q為經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后的冷媒流量。