CN102901289A - 一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置 - Google Patents

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韩跃国
侯鹏博
章浩伟
刘颖
姜昆
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Abstract

本发明公开了一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转；本发明的有益效果主要体现在：采用模糊控制模式，能够根据温度、湿度等输入参数判断蒸发器表面结霜严重程度，并在除霜过程中实时调节加热元件的输入电压，控制发热元件发热量的大小，同时对风机电流进行模糊控制，做到按需除霜，除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化；结构紧凑新颖，性能稳定可靠，而且安装方便。

Description

一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置
技术领域
本发明涉及一种热水泵的部件，尤其是涉及一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，在低温结霜工况下能够去处空气源热泵热水器蒸发器表面结霜，除霜过程高效、节能，并且能够在除霜过程中保证用户热水的供应，属于智能化发热装置。 
背景技术
近年来，国家对环保、节能产品的要求越来越高，以效率高见称的热泵热水器开始登上了历史舞台，国内外对热泵热水器的研究非常的广泛，许多公司都有相关的产品面市，市场的销售量也与日俱增，但从面市的产品来看，热泵热水器蒸发器翅片在低温工况下的结霜及除霜问题一直没有得到很好的解决。传统的除霜模式是通过四通换向阀动作，制冷剂逆流，热泵由供暖模式改到制冷模式，这样做一方面会因为四通阀的频繁动作而引起系统运行稳定性的降低，甚至会因为冷热流冲击而造成停机；另一方面，除霜过程中还会导致热水器内水温下降，影响了用户对热水的使用。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，在低温结霜工况下能够去处空气源热泵热水器蒸发器表面结霜，除霜过程高效、节能，并且能够在除霜过程中保证用户热水的供应。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转。
优选的，所述模糊控制器，包含控制处理器、模拟量扩展模块；所述模拟量扩展模块用来储存和转换环境温度                                                
Figure 795836DEST_PATH_IMAGE001
、相对湿度
Figure 159821DEST_PATH_IMAGE002
、蒸发器表面温度
Figure 582712DEST_PATH_IMAGE003
以及热水器运行时间
Figure 32148DEST_PATH_IMAGE004
的参数；所述控制处理器根据模拟量扩展模块提供的参数调整加热元件两端的电压U，控制其发热量。
优选的，所述控制处理器根据除霜时间
Figure 401950DEST_PATH_IMAGE005
确定风机的输入电流I，控制风机转速。
优选的，所述电加热元件采用丝状或细条状元件。
优选的，所述电加热元件采用碳纤维材料。 
本发明的有益效果主要体现在：除霜装置采用模糊控制模式，能够根据温度、湿度等输入参数判断蒸发器表面结霜严重程度，并在除霜过程中实时调节加热元件的输入电压，控制发热元件发热量的大小，同时对风机电流进行模糊控制，做到按需除霜，除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化；均匀分布的碳纤维加热元件在结霜工况时，能快速均匀的加热翅片管，并且对翅片间的霜层直接加热；加热元件采用多组并联模式，通过了整个装置运行的可靠性；结构紧凑新颖，性能稳定可靠，而且安装方便。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1为本发明的空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置的工作原理图；
图2为本发明的加热元件的结构示意图；
图3为本发明的翅片的结构示意图； 
其中：1、模糊控制器；2、控制处理器；3、模拟量扩展模块；4、电加热元件；5、翅片；6、制冷剂管道安装孔；7、电加热元件安装孔；8、风机；9、制冷剂管道；a、风机输入电流调节器；b、室外空气湿度传感器；T1、蒸发器表面温度传感器；T2、室外空气温度传感器。
具体实施方式
如附图1-3所示的本发明所述的一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，包括模糊控制器1、电加热元件4、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片5组成；所述电加热元件4设置在蒸发器的翅片5上的电加热元件安装孔7中；所述翅片5上还设置有制冷剂管道安装孔6；所述制冷剂管道安装孔6内安装有制冷剂管道9；所述风机8设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器1分别与电加热元件4、风机8电连接，所述模糊控制器1控制电加热元件4的加热及风机8的运转；所述模糊控制器1，包含控制处理器2、模拟量扩展模块3；所述模拟量扩展模块3用来储存和转换环境温度、相对湿度
Figure 214234DEST_PATH_IMAGE002
、蒸发器表面温度
Figure 885387DEST_PATH_IMAGE003
以及热水器运行时间
Figure 121196DEST_PATH_IMAGE004
的参数；所述控制处理器1根据模拟量扩展模块3提供的参数通过调节设置在控制处理器2与加热元件4之间的电压调节器来调整加热元件4两端的电压U，控制其发热量；所述控制处理器1根据除霜时间确定风机8的输入电流I，控制风机8转速；所述电加热元件4采用丝状或细条状元件；所述电加热元件4采用碳纤维材料。 
所述控制处理器2与风机8之间设置风机输入电流调节器a；所述控制处理器2通过风机输入电流调节器a来调节风机8的工作电流，以控制其转速。
室外空气湿度传感器b、蒸发器表面温度传感器T1、室外空气温度传感器T2分别与模拟量扩展模块3相连，分别用来探测室外空气湿度、蒸发器表面温度、室外空气温度。
其工作过程是：根据各传感器获得的温度T、湿度
Figure 162150DEST_PATH_IMAGE002
以及时间
Figure 320599DEST_PATH_IMAGE006
的输入参数经过模拟量扩展模块3和控制处理器2后产生的控制信号，确定机组是否进入除霜工况，并且在除霜过程中，模糊控制器根据除霜时间的推移，分别对碳纤维加热元件两端的电压U以及风机电流I进行实时调整，做到高效率除霜，实现节能效果。
本发明的有益效果主要体现在：除霜装置采用模糊控制模式，能够根据温度、湿度等输入参数判断蒸发器表面结霜严重程度，并在除霜过程中实时调节加热元件的输入电压，控制发热元件发热量的大小，同时对风机电流进行模糊控制，做到按需除霜，除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化；均匀分布的碳纤维加热元件在结霜工况时，能快速均匀的加热翅片管，并且对翅片间的霜层直接加热；加热元件采用多组并联模式，通过了整个装置运行的可靠性；结构紧凑新颖，性能稳定可靠，而且安装方便。 
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，其特征在于：所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转。   
2.根据权利要求1所述的模糊电加热除霜装置，其特征在于：所述模糊控制器，包含控制处理器、模拟量扩展模块；所述模拟量扩展模块用来储存和转换环境温度                                               、相对湿度
Figure 2011102148832100001DEST_PATH_IMAGE004
、蒸发器表面温度
Figure 2011102148832100001DEST_PATH_IMAGE006
以及热水器运行时间
Figure 2011102148832100001DEST_PATH_IMAGE008
的参数；所述控制处理器根据模拟量扩展模块提供的参数调整加热元件两端的电压U，控制其发热量。 
3.根据权利要求2所述的模糊电加热除霜装置，其特征在于：所述控制处理器根据除霜时间
Figure DEST_PATH_IMAGE010
确定风机的输入电流I，控制风机转速。 
4.根据权利要求1所述的模糊电加热除霜装置，其特征在于：所述电加热元件采用丝状或细条状元件。
5.根据权利要求1所述的模糊电加热除霜装置，其特征在于：所述电加热元件采用碳纤维材料。
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