[發明專利]一種熱泵熱水器機組及其控制方法

在審

• 申請號: 201710907979.4
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109579296A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 杜順祥;楊磊;高文帥;鄭曉峰
• 申請（專利權）人: 青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司;青島海爾新能源電器有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/20;F25B30/02
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 王艷珍

本發明公開了一種熱泵熱水器機組及其控制方法,所述機組包括壓縮機、蒸發器、冷凝器以及水箱，還包括四通閥，所述壓縮機的進氣口與所述四通閥的S口連接，形成回氣通路，所述壓縮機的排氣口其中一路與所述四通閥的D口連接，另外一路通過高壓壓力調節閥與所述蒸發器的冷媒入口連接，形成泄壓通路，所述回氣通路與所述泄壓通路之間設置有換熱器，用于兩條通路之間的冷媒進行換熱。本機組在水溫繼續上升時，冷凝壓力保持不變，排氣溫度也基本上保持不變，提高了熱泵運行的可靠性。同時避免了電子膨脹閥開度增大后帶來的冷媒液擊問題，保證了壓縮機的正常運轉。

技術領域

本發明涉及熱泵技術領域，具體地說，是涉及一種熱泵熱水器機組及其控制方法。

背景技術

目前，空氣源熱泵在加熱熱水時，隨著水溫的上升，熱泵系統的冷凝壓力和蒸發壓力也隨之上升，在水溫接近最高制取溫度時，其冷凝壓力對應的冷凝溫度比此時的水溫還要高十余度，遠遠超過普通空調制熱時的冷凝溫度，為了提升熱泵熱水器的可靠性，壓縮機均采用熱泵專用壓縮機，其適應范圍大大增加，但是熱泵熱水器的挑戰性還遠沒有結束，其高水溫、寬溫區、長時間制熱等對其可靠性提出了很高的要求，特別是高水溫時的高溫高壓對壓縮機壽命影響很大，在此時若溫度或壓力比正常高10%，可能會對壓縮機壽命造成50%的下降。因此控制好熱泵熱水器的溫度和壓力不超過限值，或者在實際運行中通過減負設計來提高熱泵的可靠性。

發明內容

本發明為了解決現有空氣源熱泵在加熱熱水時，隨著水溫的上升，系統可靠性降低的技術問題，提出了一種熱泵熱水器機組及其控制方法，可以解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種熱泵熱水器機組，包括壓縮機、蒸發器、冷凝器以及水箱，還包括四通閥，所述冷凝器的冷媒入口與所述四通閥的C口連接，所述冷凝器的冷媒出口連接電子膨脹閥后與所述蒸發器的冷媒入口連接，所述蒸發器的冷媒出口與所述四通閥的E口連接，所述壓縮機的進氣口與所述四通閥的S口連接，形成回氣通路，所述壓縮機的排氣口其中一路與所述四通閥的D口連接，另外一路通過高壓壓力調節閥與所述蒸發器的冷媒入口連接，形成泄壓通路，所述回氣通路與所述泄壓通路之間設置有換熱器，用于兩條通路之間的冷媒進行換熱。

進一步的，所述換熱器為經濟器，所述經濟器的其中一入口與所述高壓壓力調節閥連接，該入口所對應的出口與所述蒸發器的冷媒入口連接，所述經濟器的另外一入口與所述四通閥的S口連接，該入口所對應的出口與所述壓縮機的進氣口連接。

進一步的，所述泄壓通路與所述電子膨脹閥的前端連接，通過所述電子膨脹閥與所述蒸發器的冷媒入口連接。

進一步的，所述高壓壓力調節閥為壓力閥。

進一步的，所述水箱內設置有電加熱管。

本發明同時提出了一種熱泵熱水器機組控制方法，包括前面任一項所述的熱泵熱水器機組，所述機組控制方法包括以下步驟：

（1）、啟動壓縮機，所述壓縮機的排氣口排出高溫高壓氣態冷媒，當所述壓縮機的排氣壓力小于設定閾值時，所述高壓壓力調節閥關閉，冷媒經過四通閥的D-C口進入冷凝器換熱，成為低溫高壓的液態冷媒，經過電子膨脹閥節流成低溫低壓兩相冷媒，然后進入蒸發器吸收熱量，成為高溫氣態冷媒再流經四通閥的E-S口流入壓縮機的進氣口；

（2）、當所述壓縮機的排氣壓力不小于設定閾值時，所述高壓壓力調節閥開啟，所述壓縮機的排氣口排出高溫高壓氣態冷媒，其中一路經過四通閥的D-C口進入冷凝器換熱，另外一路通過高壓壓力調節閥進入所述蒸發器，形成泄壓通路，所述壓縮機的進氣口與所述四通閥的S口之間形成回氣通路，所述回氣通路與所述泄壓通路中的冷媒在經過所述換熱器時進行換熱，所述泄壓通路中的冷媒放熱冷卻，然后進入蒸發器吸熱，所述回氣通路中的冷媒經過所述換熱器時吸熱，形成高溫氣態冷媒，所述壓縮機的吸氣溫度提高，控制增加所述電子膨脹閥的開度。