[实用新型]热泵热水系统辅助电加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种装置，具体是一种热泵热水系统辅助电加热装置，属于能源类供热及空调技术领域。

背景技术

热泵热水系统是一种具有环保节能特性的热水装置。它是利用蒸发器从周围环境中吸收热能(太阳能、空气或水等)，并通过冷凝器将热能释放到水系统或者水箱中去，从而实现热水的生产。由于该系统具有高效节能、可全天候使用、安全可靠等优点，而且实现了能源的梯级利用，具有广阔的发展和应用前景。

由于热泵热水系统的制热功率和瞬时COP随环境温度的变化有着较大的变化范围，尤其在冬季低温天气会出现制热速度缓慢甚至无法工作的问题，因此，为了解决这一问题，目前通常采用电加热来补充的办法。在现有热泵热水系统的辅助电加热的设计中，启动电加热的控制方案以采集环境温度为主，采集温度合理与否将直接决定系统的节能效果。但是，热泵热水系统的工作性能还不完全由环境温度来决定，系统本身冷凝温度和蒸发温度的变化也会导致系统瞬时性能有较大的不同，因此，单方面的以环境温度作为判断依据是不充分的，存在一定的不足。一方面，辅助电加热启动的时间过早，系统的能耗加大，不利于节能，另一方面，电加热启动的过晚，压缩机运行恶劣，会影响用户的正常使用，影响舒适性，因此，如何选择合适的电辅助加热装置进行控制对系统的节能设计非常重要。另外，在对目前检索的文献中没有发现以系统瞬时COP作为判断依据，并且能实现故障诊断的辅助电加热装置。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种热泵热水系统辅助电加热装置。本实用新型利用瞬时COP值调控热泵热水系统，在提高热泵热水系统经济性和可靠性的同时，还可以起到故障诊断的作用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：控制器、辅助电加热器、测量室内水系统或者水箱平均温度的传感器、测量环境温度的传感器和测量热泵系统冷凝温度的传感器。这三个温度传感器分别布置在反映水系统或者水箱平均温度的位置、室外机的迎风面上和冷凝器管道的表面，且上述的三个温度传感器和辅助电加热器均单独和控制器相连，这三个温度传感器输出采集的温度信号发送到控制器，控制器根据系统瞬时COP发出控制信号来决定热泵加热和辅助电加热之间的切换。

本实用新型通过三个温度传感器、辅助电加热器和控制器的结合，以瞬时COP值作为切换热泵加热和辅助加热的依据，具有提高系统能源利用率、故障诊断、提高使用可靠性和舒适性的特点，节能和环保意义明显，且适用于各类型的热泵热水系统。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图1中，控制器1、辅助电加热器2、测量室内水系统或者水箱平均温度的传感器3、测量环境温度的传感器4、测量热泵系统冷凝温度的传感器5、动力线和信号线6、冷凝器管道7、热泵热水系统室内部分或者水箱8、热泵热水系统室外部分9。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型由控制器1、辅助电加热器2、测量室内水系统或者水箱平均温度的传感器3、测量环境温度的传感器4、测量热泵系统冷凝温度的传感器5构成了热泵热水系统辅助电加热装置。其中，辅助电加热器放置在热泵热水系统室内的水路中或者水箱8内，控制器通过动力线和信号线6和热泵系统的其他部件相连，测量环境温度的传感器布置在热泵热水系统室外部分9风机的迎风面上，另外，测量热泵系统冷凝温度的传感器布置在冷凝器管道7的表面，上述的三个温度传感器和电辅助加热器均单独和控制器相连，这三个温度传感器将采集的温度信号发送到控制器，控制器通过相应的控制方案发出控制信号从而决定热泵加热和电辅助加热之间的切换。

本实用新型使用时，安装在任一机型的热泵热水系统上，对任一机型的热泵热水系统进行性能测试，测试出在该匹配条件下不同环境和冷凝温度系统瞬时COP接近1时水温上升的速率f(t)，单位是分钟/℃，它表示待加热水水温上升1℃所需要的时间，由于在不同环境温度的情况下系统瞬时COP接近1时的冷凝温度是不同的，因此，满足系统瞬时COP接近1的f(t)是一系列的值，将满足该条件的不同工况下的这些值储存在控制器中；在完成对某一机型热泵热水系统的性能测试后，将测试完成的f(t)直接输入到控制器1中，作为控制动作的参考依据。