[發明專利]一種空氣能熱水器系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011396006.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112378081A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 董少壯;應森杰;顧蔚彪;鄭一琨;徐少平
• 申請（專利權）人: 寧波藍釋電子科技有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/12;F24H9/20;F24H9/18;F25B30/06;F25B41/31;F25B41/40;F25B43/00
• 代理公司: 寧波杭州灣新區大川專利代理事務所(普通合伙) 33342
• 代理人: 毛翔威

1.一種空氣能熱水器系統，包括低溫水箱（1），在低溫水箱（1）上設置有冷水管道（2）和熱水循環管道（3），所述冷水管道（2）與熱水循環管道（3）之間通過循環泵（4）連接有一個冷凝器（5），其特征在于：在冷凝器（5）的冷媒輸出端與冷凝器（5）的冷媒輸入端之間依次循環連接有儲液罐（6）、過濾器（7）、第一膨脹閥（8）、高溫蒸發器（9）以及高壓壓縮機（10），在過濾器（7）與第一膨脹閥（8）的公共連接管路上通過第一分支管（11）連接有一個第二膨脹閥（12），所述第二膨脹閥（12）的輸出連接有低溫蒸發器（13），所述低溫蒸發器（13）的輸出連接有低壓壓縮機（14），所述低壓壓縮機（14）的輸出通過第二分支管（15）連接在高溫蒸發器（9）與高壓壓縮機（10）的公共連接管路上。

2.根據權利要求1所述的一種空氣能熱水器系統，其特征在于：在高溫蒸發器（9）與高壓壓縮機（10）之間連接有第一汽液分離器（17），在所述低溫蒸發器（13）與低壓壓縮機（14）之間連接有第二汽液分離器（18）。

3.根據權利要求2所述的一種空氣能熱水器系統，其特征在于：還包括用于檢測環境溫度的第一溫度傳感器（19）以及濕度檢測傳感器（20），在第一膨脹閥（8）與過濾器（7）連接的管路上連接有第三溫度傳感器（21），在第一分支管（11）上連接有第二溫度傳感器（22），所述的第一溫度傳感器（19）、濕度檢測傳感器（20）、第三溫度傳感器（21）以及第二溫度傳感器（22）均與一個外接的控制器（23）連接，所述的控制器（23）能夠與第一膨脹閥（8）、第二膨脹閥（12）連接控制第二膨脹閥（12）以及第一膨脹閥（8）的開合程度，所述的控制器（23）能夠與高溫蒸發器（9）以及低溫蒸發器（13）上的風機連接，并根據周圍環境溫度與環境濕度結合控制風機的轉速，在第一分支管（11）上還連接有與控制器 （23）電連接的電磁閥（16）。

4.根據權利要求2所述的一種空氣能熱水器系統，其特征在于：在低壓壓縮機（14）和高壓壓縮機（10）的下方均設置有對壓縮機進行降溫處理的風冷設備（24）。

5.一種空氣能熱水器的控制方法，包括采用權利要求1所述的一種空氣能熱水器系統，其特征在于具體完成以下步驟：

S1、在空氣能加熱工作的狀態下，分別通過低溫蒸發器和高溫蒸發器上的風機吸入周圍環境的空氣，低溫蒸發器吸收環境中的潛熱，高溫蒸發器吸收環境中的顯熱，以實現利用冷媒將從周圍環境空氣中進行吸熱并加熱升溫至汽化；

S2、此時高溫蒸發器內的冷媒可以在高溫蒸發器內吸入環境溫度中高的空氣露點的溫度進行蒸發，并成為狀態O₁的過熱冷媒蒸汽；此時低溫蒸發器內的冷媒可以在低溫蒸發器內吸入環境溫度中低的空氣露點的溫度進行蒸發；并成為狀態O₂的過熱冷媒蒸汽；

S3、狀態O₂的過熱冷媒蒸汽通過低壓壓縮機將狀態O₂分離后的冷媒氣體壓縮到與狀態O₁相同的壓力后得到狀態O₃的高溫氣體，并與狀態O₁的高溫氣體混合獲得狀態O₄的高溫混合氣體；

S4、再經過高壓壓縮機吸入狀態O₄的高溫混合氣體并進行壓縮然后送入冷凝器，在冷凝器中自上而下流動并液化，放出大量的熱后將低溫水箱通過循環泵輸送過來的水進行加熱，加熱后水進行循環輸送回低溫水箱內，而降溫后的冷媒進入儲液罐進行儲存，同時儲液罐輸出通過過濾器過濾后，分別通過第二膨脹閥和第一膨脹閥節流后回到低溫蒸發器和高溫蒸發器中，通過這樣的循環過程，完成加熱水箱的循環作用。

6.根據權利要求5所述的一種空氣能熱水器的控制方法，其特征在于：在步驟S3中，狀態O₂的過熱冷媒蒸汽需要通過第二汽液分離器進行分離后再輸送給低壓壓縮機，同時狀態O₁的過熱冷媒蒸汽需要通過第一汽液分離器進行分離。

7.根據權利要求6所述的一種空氣能熱水器的控制方法，其特征在于：在步驟S1之前增加以下步驟:

S5、需要通過第一溫度傳感器以及濕度檢測傳感器實時檢測環境溫度、濕度；進入步驟S6；

S6、當第一溫度傳感器以及濕度檢測傳感器檢測環境溫度低于預設閾值時或環境濕度低于預設閾值時，控制器控制電磁閥啟動，進入步驟S1，同時通過第三溫度傳感器以及第二溫度傳感器實時檢測管路溫度，當管路溫度大于或低于預設溫度，控制器控制對應的高溫蒸發器以及低溫蒸發器上的風機的風速，同時控制對應的第一膨脹閥或第二膨脹閥的開合程度，當第一溫度傳感器以及濕度檢測傳感器檢測環境溫度高于預設閾值時，控制器控制電磁閥關閉，此時，在空氣能加熱工作的狀態下，通過高溫蒸發器上的風機吸入周圍環境的空氣，此時高溫蒸發器內的冷媒可以在高溫蒸發器內吸入環境溫度中高的空氣露點的溫度進行蒸發，并成為狀態O₁的過熱冷媒蒸汽；再經過高壓壓縮機直接壓縮狀態O₁的過熱冷媒蒸汽然后送入冷凝器，在冷凝器中自上而下流動并液化，放出大量的熱后將低溫水箱通過循環泵輸送過來的水進行加熱，加熱后水進行循環輸送回低溫水箱內，而降溫后的冷媒進入儲液罐進行儲存，同時儲液罐輸出通過過濾器過濾后，通過第一膨脹閥節流后回到高溫蒸發器中，通過這樣的循環過程，完成加熱水箱的循環作用。