[发明专利]家用常压热泵热水器及其控制方法

摘要

本发明涉及一种家用常压热泵热水器及其控制方法，其结构包括保温水箱、换热器、热泵系统、电动三通调节阀、水泵、流量传感器和水位传感器；电动三通调节阀设有a、b、c端口，a端口与保温水箱的出水孔连通，b端口通过水泵与水流通道的进口连通，c端口与进水管连通；流量传感器设置在b端口处；所述水位传感器位于保温水箱内；所述保温水箱的出水孔与a端口之间还设有压力开关和水流开关及热水出水管。此款家用常压热泵热水器可以结合水位、水压和水流来控制水泵、实现循环加热运行；亦可通过电动三通调节阀控制水流速度，以直接将进入换热器的水加热至设定温度、并存放至保温水箱，使得出水温度和水压恒定。

主权项

一种家用常压热泵热水器的控制方法，所述家用常压热泵热水器包括保温水箱、换热器和热泵系统，换热器设有相互换热的冷媒通道和水流通道，冷媒通道与热泵系统连接成回路，水流通道设有进口和出口，进口和出口处分别设有进水温度传感器和出水温度传感器，保温水箱设有进水孔和出水孔，进水孔与水流通道的出口连通；还包括电动三通调节阀、水泵、流量传感器和水位传感器；所述电动三通调节阀设有a端口、b端口和c端口，a端口与保温水箱的出水孔连通，b端口通过水泵与水流通道的进口连通，c端口与进水管连通；所述流量传感器设置在电动三通调节阀的b端口处；所述水位传感器位于保温水箱内；所述保温水箱的出水孔与电动三通调节阀的a端口之间还设有压力开关和水流开关及热水出水管；所述热泵系统包括压缩机、蒸发器、电子膨胀阀和四通阀，四通阀设的四个端口分别与压缩机的排气口、压缩机的回气口、蒸发器的一端和换热器冷媒通道的一端连接，换热器冷媒通道的另一端通过所述电子膨胀阀与蒸发器的另一端连接；所述蒸发器旁设有风机；所述压缩机的排气口处设有排气温度传感器和高压开关，压缩机的回气口处设有回气温度传感器和低压开关；所述水位传感器包括从上至下设置的第一水位传感器、第二水位传感器、第三水位传感器、下水位传感器和公共水位传感器；所述进水孔和出水孔分别设置在保温水箱的顶部和下部，公共水位传感器位于出水孔所在平面下方；所述保温水箱的出水孔与一三通管的一端连接，三通管的另外两端形成两条支路，其中，一支路通过止回阀与所述热水出水管连通，另一支路与电动三通调节阀的a端口连通；其特征在于：具有直热运行状态和循环加热状态两种加热模式；在直热运行状态下，风机先开5秒，接着压缩机5开启；当T2=TS‑12时，根据各种机型在不同环温及设定温度下计算应达到的流量，电动三通调节阀开大至LC=L计±0.1，30秒后，检测T2=TS+1^‑2℃时，电动三通调节阀不调节，以及前二次T2水温不超TS时，电动三通调节阀不作调节；T2超过即用公式LAn=[LA(n‑1)*(T2‑T1)]÷｛(TS‑T1)‑［T2n‑T2(n‑1)］｝计算流量，当LAn小于最小流量时，按最小流量；当当次计算小于0.1时，按0.1；压缩机运行3分钟后的任何时候，压缩机的排气温度＞85℃时，立即开大电子膨胀阀8B；压缩机的排气温度＞90℃时，立即开大电子膨胀阀16B；压缩机的排气温度＞95℃时，立即开大电子膨胀阀24B；压缩机的排气温度＜65℃时，立即关小电子膨胀阀8B；超温调节周期为45秒；排气温度在65‑85℃之间调节周期为90秒，调节步阀为4B；排气温度在82‑85℃之间不调；当电子膨胀阀调节脉冲＜80Hz后，调节步阀为2B；排气温度在65‑80℃之间不调；上述L计：经验计算水流量，单位L/min；LAn:当前计算流量后将要调至的流量，单位L/min；n为计算的次数；LA(n‑1)：当前计算流量中的上次计算流量,第一次计算时以L计为计算单位，单位L/min；LC：当前流量，单位L/min；T2n：当前测得的出水温度，T2(n‑1)上次测得的出水温度，T2n‑T2(n‑1)即本区段的温升；TS：设定温度；T1：进水温度；T2：出水温度；上述当前流量通过流量传感器测得，出水温度通过出水温度传感器测得，进水温度通过进水温度传感器测得，排气温度由压排温度传感器测得；当下水位传感器探测到其所处位置有水时，循环加热状态才能启动，启动热泵系统，此时电动三通调节阀的a端口和b端口连通，结合水流、水压来控制水泵启停，同时，热泵系统中电子膨胀阀根据压缩机排气口温度来调节电子膨胀阀的开度，以实现对保温水箱的水进行循环加热；当下水位传感器探测到其所处位置无水时，水泵停止、并不受命于水流及水压驱动；在循环加热状态下，风机先开秒，接着压缩机开启；30分钟内水泵可以由水流、水压开关控制启动；运行压缩机运行分钟后的任何时候，压缩机的排气温度＞85℃时，立即开大电子膨胀阀8B；压缩机的排气温度＞90℃时，立即开大电子膨胀阀16B；压缩机的排气温度＞95℃时，立即开大电子膨胀阀24B；压缩机的排气温度＜65℃时，立即关小电子膨胀阀8B；超温调节周期为45秒；排气温度在65‑85之间调节周期为90秒，调节步阀为4B；排气温度在82‑85℃之间不调；当电子膨胀阀调节脉冲＜80Hz后，调节步阀为2B；排气温度在65‑80℃之间不调；若下水位传感器探测到其所处位置无水时，水泵即刻停止运行。