一種直熱式空氣源熱泵熱水機及其控制方法與流程

2023-12-09 10:20:31

本發明涉及一種熱泵設備，尤其是一種採用空氣源的熱泵熱水機，具體的說是一種直熱式空氣源熱泵熱水機。

本發明還涉及一種上述直熱式空氣源熱泵熱水機的控制方法。

背景技術：

空氣源熱泵熱水機作為第四代熱水機產品，是一種綠色環保節能的產品，獲得國家相關的政策支持。直熱式空氣源熱泵熱水機作為空氣源熱泵熱水機中銷量巨大的一種分類產品，其技術先進環保節能，產品可靠，其最大的特點是使用側進水流過熱泵熱水機組水側換熱器，就能一次性達到設定目標溫度。但是，目前市場上的直熱式空氣源熱泵熱水機，大都是僅根據出水溫度來進行調節進水量，使調節的時間偏長，影響了用戶的感受，容易遭到投訴。而且，還會造成費水費電，不利於節能環保。因此，需要設計一種能夠快速而精準的調節水溫的直熱式空氣源熱泵熱水機，滿足市場的需求。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種直熱式空氣源熱泵熱水機，能夠快速而精準的調節水溫，能夠有效改善用戶體驗。而且，結構簡單，成本低廉，便於推廣。

本發明的技術方案是：

一種直熱式空氣源熱泵熱水機，包括由壓縮機、四通閥、水側換熱器、電子膨脹閥、空氣側換熱器和氣液分離器組成的一套冷媒系統，所述水側換熱器上設有進水管和出水管，能夠使外部水源流入到所述水側換熱器內進行熱交換而獲得熱水；所述進水管上設有進水溫度傳感器，能夠檢測進水管內的水溫；所述出水管上設有出水溫度傳感器，能夠檢測出水管內的水溫；所述空氣側換熱器上設有環境溫度傳感器，能夠檢測機組所處的環境溫度；所述進水管上還設有水流量調節閥，能夠改變開度而調節進水管中的水流量；所述進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、環境溫度傳感器和水流量調節閥分別與機組控制器相連，能夠與機組控制器之間進行信息傳輸。

進一步的，所述水流量調節閥還能夠檢測水流量。

進一步的，所述進水管路上還設有電磁閥和單向閥。

一種直熱式空氣源熱泵熱水機的控制方法，包括以下步驟：1）壓縮機啟動前，機組根據環境溫度傳感器所檢測到的環境溫度，計算得出機組當前的能力，再根據機組當前的能力和由進水溫度傳感器檢測到的流入水側換熱器的水溫計算得出機組達到目標水溫所需的目標水流量；2）壓縮機啟動後，根據出水溫度傳感器檢測到的流出水側換熱器的水溫和目標水溫之間的溫差計算得出水流量調節閥所需調節的開度，從而使流出水側換熱器的水溫達到目標水溫。

進一步的，所述步驟1）中的計算公式為：M=K*Q*X/(C*（Tset-Ti）），其中：M-目標水流量，K-目標係數，Q-機組額定能力，X-由環境溫度傳感器檢測的環境溫度所決定的能力修正係數，C-水的比熱容，Tset-用戶的目標水溫，Ti-水側換熱器的進水溫度。

進一步的，所述步驟2）的計算方法是基於流出水側換熱器的水溫和目標水溫之間的偏差，可以是比例調節、比例微分調節、比例積分調節或者PID調節中的任一種。

本發明的有益效果：

本發明設計合理，結構簡單，控制方便，使出水溫度的調節更加快速而準確，改善了用戶的體驗。同時，製造和維護成本低廉，便於推廣。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

其中：1-壓縮機；2-四通閥；3-水側換熱器；4-電子膨脹閥；5-空氣側換熱器；6-氣液分離器；7-水流量調節閥；8-電磁閥；9-單向閥；10-進水管；11-出水管；12-進水溫度傳感器；13-出水溫度傳感器；14-環境溫度傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示。

一種直熱式空氣源熱泵熱水機，包括由壓縮機1、四通閥2、水側換熱器3、電子膨脹閥4、空氣側換熱器5和氣液分離器6組成的一套冷媒系統，使冷媒在水側換熱器5處處於高溫狀態。所述水側換熱器3上設有進水管10和出水管11，能夠使外部水源流入到所述水側換熱器3內進行熱交換而獲得熱水，供用戶使用。所述進水管10上設有進水溫度傳感器12，能夠檢測進水管10內的水溫。所述出水管11上設有出水溫度傳感器13，能夠檢測出水管12內的水溫；所述空氣側換熱器5上設有環境溫度傳感器14，能夠檢測機組所處的環境溫度；所述進水管10上還設有水流量調節閥7，能夠改變開度而調節進水管10中的水流量；所述進水溫度傳感器12、出水溫度傳感器13、環境溫度傳感器14和水流量調節閥7分別與機組控制器相連，能夠與機組控制器之間進行信息傳輸。

所述水流量調節閥7還能夠檢測水流量。且該水流量檢測功能可以集成在所述水流量調節閥7上，或者通過分離的器件與所述水流量調節閥7相連。

所述進水管路10上還設有電磁閥8和單向閥9，可以控制該進水管10的通斷，並防止在外部水源關斷時出現倒流。

一種適用上述直熱式空氣源熱泵熱水機的控制方法，包括以下步驟：

1）壓縮機1啟動前，機組根據環境溫度傳感器14所檢測到的環境溫度，計算得出機組當前的能力。再根據機組當前的能力和由進水溫度傳感器12檢測到的流入水側換熱器3的水溫計算得出機組達到目標水溫所需的目標水流量。該計算公式為：M=K*Q*X/(C*（Tset-Ti）），其中：M-目標水流量；

K-目標係數；

Q-機組額定能力；

X-能力修正係數，該係數可由環境溫度傳感器14檢測的環境溫度所決定；

C-水的比熱容；

Tset-用戶的目標水溫；

Ti-水側換熱器3的進水溫度，該溫度由進水溫度傳感器12檢測。

2）壓縮機1啟動後，根據出水溫度傳感器13檢測到的流出水側換熱器3的水溫和目標水溫之間的溫差計算得出水流量調節閥7所需調節的開度，從而使流出水側換熱器3的水溫達到目標水溫。其中的計算方法基於流出水側換熱器3的水溫和目標水溫之間的偏差，可以是比例調節、比例微分調節、比例積分調節或者PID調節中的任一種。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。