[实用新型]一种节能循环式热泵热水器

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及热水器技术领域，具体地说是一种节能循环式热泵热水器。

[背景技术]

热泵热水器作为一种新能源技术已逐步普及，并逐渐取代传统的电加热热水器。发达国家已将电热水器列入禁止使用的产品，取而代之的是太阳能热水器或热泵热水器。热泵热水器由于其用于加热水的工作特性，(①一年四季水温变化；②加热过程水温变化；③冬季夏季热泵运行的效率变化)热泵热水器系统冷凝器水侧(被加热侧)温度不稳定、冷凝器氟侧(加热侧)不稳定、压缩机负荷变化、温度升高过热、压缩机工作压力升高、冷凝饱和温度点升高，使得热转换效率(COP)下降。厂商热泵热水器铭牌注明的效率为试验室理想工况下运行的结果，而实际运行时效率至少低于标注值的30％。国标规定，循环式热泵热水器COP不得低于3.7(COP≥3.7)，实际运行值不得低于标注值90％，而实际情况，一般在COP＝2.5效率下运行已算很好，市场已售的热泵热水器试验表明，运行效率COP＝1.7都有，水温升高COP下降，压缩机过热影响寿命，使得热泵热水器普及应用受到严重的影响，消费者花了较普通热水器2-3倍的价格买的热泵热水器并非如厂商宣传的那样节能省电。如何将热泵效率稳定在试验的水平？如何能使得热泵热水器变工况不稳定的状态得到根本的改善？如何能使压缩机在相对稳定的工况下运行？这对热泵热水器而言至关重要。

[发明内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种节能循环式热泵热水器。通过热泵热水器系统的冷凝器进水流量改变方法控制冷凝器水侧(被加热侧)平均水温，以及控制冷凝器出水温度致热泵系统工作相对稳定，增强了冷凝器的冷凝效率，降低压缩机工作压力，从而延长压缩机的使用寿命和降低功耗，提高了热转换效率(COP)。

为实现上述目的设计节能循环式热泵热水器，包括制冷剂回路系统、蒸发器进风系统、冷凝器水侧变流量自动循环回路系统及电路控制系统，所述制冷剂回路系统包括一个通过管路依次连接压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成的封闭式流路，所述蒸发器进风系统包括风的进出导向装置及风的进出动力装置，所述冷凝器水侧变流量自动循环回路系统包括一个通过管路依次连接冷凝器、储水箱和循环水泵，所述冷凝器水侧变流量自动循环回路系统的冷凝器进水管道上设有流量自动调节阀或流量自动调节旁通阀或者所述冷凝器进水管道上的循环水泵采用变流量泵，所述流量自动调节阀或流量自动调节旁通阀或者变流量泵通过电路连接电路控制系统。

所述电路控制系统包括主控制器、人机界面、信号传感器及组合元器件。

所述信号传感器包括温度传感器和压力传感器，所述温度、压力传感器分别安装在蒸发器的进风处、储水箱内、制冷剂回路系统管路上以及冷凝器水侧变流量自动循环回路系统的管路上。

本实用新型的工作原理：

1、(Δt＝温升、V＝被加热水容积、C＝水的比热、ρ＝水的密度)；

2、输出热量＝Δt·Q·C·ρ(Q＝流量(L/min升/分)、Δt＝冷凝器出水温度T6-冷凝器进水温度T5、C＝水比热1kcal/kg·K、ρ＝水的密度)；

3、本实用新型通过识别水温的变化改变冷凝器进水流量，使得冷凝器出水温度满足国标(GB23137-2008，出水温度≥55℃)规定值且不至于过高。比如：多次循环热泵热水器冷凝器进水温度开始为20℃，在定流量情况下，假设一次循环温升(Δt＝15℃)，第一循环结束水温升至35℃(Δt＝15℃)，第二循环(Δt＝15℃)，进水35℃，出水为50℃，按国标GB23137-2008规定水温≥55℃，必须进行第三循环，第三循环进水50℃(Δt＝15℃)，出水65℃，第三循环的结果导致COP下降。(第三循环导致COP下降的原因：出水65℃，冷凝饱和温度通常≥65℃，65℃饱和温度。以冷媒134a为例，饱和压力为≥18.9bar，压力升高，做功导致效率下降)压力升高做功其转换为热能效率不会超过1，即COP≤1。所以在超温下运行，导致COP下降。