[发明专利]一种速热式热泵热水机及加热控制方法

说明书

技术领域

本发明提出了一种速热式热泵热水机，并提出了对这种热水机实现速热的加热控制方法，属于空气能热泵热水机技术领域。

背景技术

现有的空气源热泵热水机都需要配置一个储水式水箱，水箱的安装空间和较高的承重要求限制了热泵热水机的推广和使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有热泵热水机水箱的安装问题，提供一个不需要水箱的速热式热泵热水机的技术方案，并提供系统高效可靠运行的速热式热泵热水机的加热控制方法。

速热式热泵热水机技术方案是：一种速热式热泵热水机，包括压缩机、压缩机的排气管及回气管、主四通阀、室外换热器、节流阀、蓄热装置、水流开关、蓄热装置的进水管、总进水管及总出水管，其中排气管与主四通阀的d端连通，回气管与主四通阀的s端连通，主四通阀的e端与室外换热器的一端连通，室外换热器的另一端与节流阀的一端连通；水流开关的入水口与总进水管连通；其特征在于还包括辅助四通阀、单向阀、制冷剂与水的换热器、换热器的制冷剂出口处的第一温度传感器、换热器的出水口处的第二温度传感器、换热器的进水管、三通阀、蓄热装置出口处的第三温度传感器及辅助节流毛细管，其中辅助节流毛细管的一端与回气管连通，另一端与辅助四通阀的s端连通；辅助四通阀的e端通过单向阀与换热器的制冷剂进口连通，其d端与主四通阀的c端连通，其c端与蓄热装置的制冷剂入口连通；蓄热装置的制冷剂出口及换热器的制冷剂出口均与节流阀的另一端连通，蓄热装置的进水管与三通阀的一出口连通，换热器的进水管与三通阀的另一出口连通，三通阀的入水口与水流开关的出口连通；总出水管与换热器及蓄热装置的出水口连通。

在所述蓄热装置内安装有温度传感器及辅助电加热。

一种速热式热泵热水机的加热控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、水流开关检测到用户有用水需求后，热泵上电，压缩机经过2～4分钟延时后启动；主四通阀处于断电状态，辅助四通阀处于通电状态；三通阀控制进水经过蓄热装置后进行加热，以提供热水， Tm为蓄热装置的温度，TPCM为蓄热装置中的蓄热体材质的相变温度，此时如果Tm<TPCM，则蓄热装置内的辅助电加热上电运行，当Tm≥TPCM后辅助电加热停止运行；

步骤二、压缩机启动后，如果水流开关检测到有用水需求，主四通阀保持断电状态，辅助四通阀保持通电状态，当检测到换热器的制冷剂出口处的第一温度传感器的制冷剂温度达到设定温度数值TRO后，三通阀控制进水经过换热器对进水进行加热；压缩机启动后，如果水流开关检测到没有用水需求，主四通阀保持断电状态，辅助四通阀转变成断电状态，制冷剂通过蓄热装置对蓄热体进行加热，并检测蓄热装置的温度Tm，把Tm和TPCM进行比较，如果Tm≥TPCM＋△T1，则压缩机停止工作，热泵停机，等待下一次用水需求；

步骤三、压缩机没有开机并且没有用水需求时，需要检测蓄热装置的温度Tm，如果Tm<TPCM-△T2，压缩机开启工作，给蓄热装置蓄热以备下次开机热水需求，此时主四通阀和辅助四通阀保持断电状态；在蓄热装置蓄热过程中，如果水流开关检测到有热水需求，则退出蓄热模式，转由按照步骤二的控制逻辑进行控制；

步骤四、当检测到外机需要除霜时，如果这时水流开关检测到有热水需求，则三通阀控制水往蓄热装置方向流动，此时主四通阀上电，辅助四通阀维持断电状态，蓄热装置内的辅助电加热上电运行，制冷剂从蓄热装置吸收热量，除霜完成△τ分钟后辅助电加热停止工作；当检测到外机需要除霜时，而这时水流开关没有检测到有热水需求，则三通阀维持将总进水管和蓄热装置连通的位置，此时主四通阀上电，辅助四通阀维持断电状态，制冷剂从蓄热装置吸收热量，如果蓄热装置的温度Tm<TPCM-△T2，则辅助电加热上电运行，除霜完成△τ分钟后，辅助电加热停止工作；如果在除霜期间水流开关检测到有热水需求，三通阀连接总进水管和蓄热装置，通过蓄热装置给水进行加热，同时辅助电加热上电，除霜结束△τ分钟后或者Tm≥TPCM后辅助电加热断电；△τ的范围为3～40分钟。

步骤五、为了保证水流开关发生故障时，出现没有热水使用的问题，三通阀通常默认位置为与蓄热装置连通。

本发明与现有技术相比的优点为：把蓄热供热水和直热供热水结合，热泵热水机可以不需要水箱，解决了水箱安装问题，并能够实现速热式供热水；可以直接提供使用的热水，比常规热泵热水机的能效高，满足速热的需求，解决了除霜期间出现的供热水问题。

 

附图说明

图1为本发明一种原理示意图。

具体实施方式