CN103836789B - 提高热泵热水机最高出水温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高热泵热水机最高出水温度的方法，由于包括有压缩机频率降低步骤：当热泵热水机控制系统判断当前运行参数符合压缩机频率降低条件时，压缩机频率下降，冷媒的循环量降低，从而降低热泵热水机的冷凝负荷，冷凝器的换热温差减小，使水箱里的水温进一步升高。本发明根据对当前运行参数进行判断，在高水温段采用降频的方法，把系统的循环量降下来，也就是降低系统的冷凝负荷——换热温差，将换热温差降低5℃，那么最高水温即可达到55℃。在不增加整机成本及占用安装空间的情况下，实现了R410A冷媒热泵热水机最高出水温度达到55℃。
Description
技术领域
本发明涉及热泵热水机的控制方法技术领域，特别是涉及一种提高热泵热水机最高出水温度的方法。
背景技术
R410A是一种新型环保冷媒，R410A新冷媒由两种准共沸的混合物而成，主要有氢，氟和碳元素组成(表示为hfc)，具有稳定，无毒，性能优越等特点。同时由于不含氯元素，故不会与臭氧发生反应，既不会破坏臭氧层。另外，采用新冷媒的空调在性能方面也会又一定的提高。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒，并在欧美，日本等国家得到普及。
R410A冷媒是新装制冷设备上替代氟利昂R22的最佳和最终选择(通常为空调、热泵系统)；但是R410A与R22、R134a等压力不同(R410A压力比R22要高得多)以及压缩机用油等均不相同。鉴于R410A冷媒的固有特性，冷凝温度为65℃时绝对压力接近4.3MPa，目前R410A冷媒通用的压力保护开关为4.2MPa，也就是，目前R410A机组的最高冷凝温度只能达到65℃，为保证安全，一般要除去安全系数，也就是一般最大冷凝温度只能达到60℃左右。
有温差存在才有换热，一般热泵热水机的冷凝侧换热温差为10-15℃，所以水温一般只能达到50℃。鉴于R410A冷媒系统压力和冷凝温度所限，目前常见的R410A冷媒热泵热水机最高出水温度只能达到50℃。即使水箱热水温度超过50℃，也是通过电加热这种不节能的手段实现的。
目前常见R22和R134a冷媒纯热泵热水机的最高水温都能达到55℃以上，相比之下R410A纯热泵机组只能达到50℃。也即，当需要提供同样多的热水的情况下，R410A机组的热水量要更多，即水箱容积更大，一方面导致整机成本增加，另一方面大水箱占用安装空间，跟R22和R134a比较起来，使用R410A冷媒的热泵热水机产品没有优势，需要对其控制方法进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高热泵热水机最高出水温度的方法，在不增加整机成本及占用安装空间的情况下，使热泵热水机最高出水温度得到提高。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
提高热泵热水机最高出水温度的方法，其中，热泵热水机的压缩机采用变频压缩机，所述提高热泵热水机最高出水温度的方法包括有如下步骤：
水温初步上升步骤：热泵热水机启动运行后，压缩机将冷媒系统中的低压冷媒压缩成高温、高压气体送入冷凝器，通过冷凝器与水箱里的水进行热交换，使水箱里的水温逐渐升高，检测水箱内的水温Ts，或当热泵热水机采用静态加热式时，检测换热管内的冷凝温度Tg；
压缩机频率降低步骤：当水温Ts达到第一设定温度T降频水温或冷凝温度Tg达到第二设定温度T降频管温时，压缩机频率下降，冷媒的循环量降低，从而降低热泵热水机的冷凝负荷，冷凝器的换热温差减小，使水箱里的水温进一步升高。
在其中一个实施例中，所述提高热泵热水机最高出水温度的方法还包括有压缩机频率保持步骤：在水温初步上升步骤中，水箱里的水温逐渐升高，当水温Ts达到第三设定温度T停留水温或冷凝温度Tg达到第四设定温度T停留管温时，压缩机的频率不再上升，即压缩机的频率为保持或者下降状态，即进入压缩机频率保持步骤；压缩机频率保持步骤之后，热泵热水机进入压缩机频率降低步骤继续运行。
进一步地，在水箱中部或中上部布置水温感温包，用于检测水温Ts；
或当热泵热水机采用静态加热式时，在水箱换热盘管中部布置冷凝器中部感温包，用于检测冷凝温度Tg；
进一步地，当水温Ts＝T停留水温，T停留水温为45-48℃或冷凝温度Tg＝T停留管温，T停留管温为55-58℃时，进入压缩机频率保持步骤；
进一步地，当水温Ts＝T降频水温或冷凝温度Tg＝T降频管温时，热泵热水机控制系统控制压缩机频率下降5-10Hz，然后当水温Ts每升高1℃，压缩机频率下降1-5Hz，直到达到目标水温停机或压缩机自动停机；
进一步地，当水温Ts＝T降频水温，T降频水温为50℃或冷凝温度Tg＝T降频管温，T降频管温为60℃时，进入压缩机频率降低步骤。
本发明的有益效果如下：
本发明的提高热泵热水机最高出水温度的方法，由于包括有压缩机频率降低步骤：当热泵热水机控制系统判断当前运行参数符合压缩机频率降低条件时，压缩机频率下降，冷媒的循环量降低，从而降低热泵热水机的冷凝负荷，冷凝器的换热温差减小，使水箱里的水温进一步升高。本发明根据对当前运行参数进行判断，在高水温段采用降频的方法，把系统的循环量降下来，也就是降低系统的冷凝负荷——换热温差，将换热温差降低5℃，那么最高水温即可达到55℃。在不增加整机成本及占用安装空间的情况下，使热泵热水机最高出水温度达到55℃，即使热泵热水机的最高出水温度得到提高。
附图说明
图1为本发明提高热泵热水机最高出水温度的方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明为了解决现有技术的问题，提出了一种提高热泵热水机最高出水温度的方法，其中，热泵热水机的压缩机采用变频压缩机，在水箱中部或中上部布置水温感温包，用于检测水温Ts，或当热泵热水机采用静态加热式时，在水箱换热盘管中部布置冷凝器中部感温包，用于检测冷凝温度Tg。所述提高热泵热水机最高出水温度的方法包括有如下步骤：
水温初步上升步骤：热泵热水机启动运行后，压缩机将冷媒系统中的低压冷媒压缩成高温、高压气体送入冷凝器，通过冷凝器与水箱里的水进行热交换，使水箱里的水温逐渐升高，检测水箱内的水温Ts，或检测换热管内的冷凝温度Tg；
热水加热是水温从低到高的上升过程，一般来讲，为保证机组的加热速度与制热能力，压缩机的运行频率也会随着水温的升高逐渐上升；
压缩机频率降低步骤：当水温Ts达到第一设定温度T降频水温或冷凝温度Tg达到第二设定温度T降频管温时，压缩机频率下降，冷媒的循环量降低，从而降低热泵热水机的冷凝负荷，冷凝器的换热温差减小，使水箱里的水温进一步升高；
一般情况下，T降频水温设为50℃，T降频管温为60℃；
当水温Ts＝50℃或冷凝温度Tg＝60℃时，热泵热水机控制系统控制压缩机频率下降5-10Hz，然后当水温Ts每升高1℃，压缩机频率下降1-5Hz，直到达到目标水温停机或压缩机自动停机。
在其中一个实施例中，如图1所示，提高热泵热水机最高出水温度的方法，还包括有压缩机频率保持步骤：在水温初步上升步骤中，水箱里的水温逐渐升高，当水温Ts达到第三设定温度T停留水温或冷凝温度Tg达到第四设定温度T停留 管温时，压缩机的频率不再上升，即压缩机的频率为保持或者下降状态，即进入压缩机频率保持步骤；压缩机频率保持步骤之后，热泵热水机进入压缩机频率降低步骤继续运行。
通常T停留水温设为45-48℃，T停留管温设为55-58℃时。
本发明的提高热泵热水机最高出水温度的方法，拟在变频热泵热水机上，采用高水温段(水温50℃以上)降低运行频率的方法，在保证R410A冷媒系统压力安全的前提下提高热泵热水机的最高出水温度至55℃。
在高水温段(水温50℃以上)降低运行频率，即相当于降低了压缩机单位时间的排气量，降低了冷凝器的换热负荷，在水温上升的同时降低了换热温差，保证R410A冷媒系统的冷凝温度不至于过高，也即系统压力不至于过高。从而实现R410A冷媒热泵热水机安全可靠出55℃高温热水。
实施例：
如图1所示，本实施例中，在水箱中部或中上部布置水温感温包，用于检测水温Ts。
以循环式机组为例，热泵热水机的工作方法为：
1.当水箱水温15℃时，设定水温55℃；变频热泵热水机组上电开机制热水，频率按照正常控制方式调节。
2.水箱水温持续升高，当Ts＝45℃时，根据最高水温变频控制要求，变频热水机组频率不再上升，保持当前频率运行。
3.水箱水温继续升高，当Ts＝50℃时，根据最高水温变频控制要求，变频热水机运行频率立即下降6Hz运行。
4.当Ts＝51℃时，变频热水机组降低2Hz运行；此后水温每升高1℃，变频机组运行频率降低2Hz，以此类推。
5.当Ts＝55℃时，机组停机。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.提高热泵热水机最高出水温度的方法，其特征在于，热泵热水机的压缩机采用变频压缩机，所述提高热泵热水机最高出水温度的方法包括有如下步骤：
水温初步上升步骤：热泵热水机启动运行后，压缩机将冷媒系统中的低压冷媒压缩成高温、高压气体送入冷凝器，通过冷凝器与水箱里的水进行热交换，使水箱里的水温逐渐升高，检测水箱内的水温Ts，或当所述热泵热水机采用静态加热式时，检测换热管内的冷凝温度Tg；
压缩机频率保持步骤：在水温初步上升步骤中，水箱里的水温逐渐升高，当所述水温Ts达到第三设定温度T停留水温或所述冷凝温度Tg达到第四设定温度T停留管温时，压缩机的频率不再上升，即压缩机的频率为保持或者下降状态，即进入压缩机频率保持步骤；压缩机频率保持步骤之后，热泵热水机进入压缩机频率降低步骤继续运行；
压缩机频率降低步骤：当所述水温Ts达到第一设定温度T降频水温或所述冷凝温度Tg达到第二设定温度T降频管温时，压缩机频率下降，冷媒的循环量降低，从而降低热泵热水机的冷凝负荷，冷凝器的换热温差减小，使水箱里的水温进一步升高。
2.根据权利要求1所述的提高热泵热水机最高出水温度的方法，其特征在于，在水箱中部或中上部布置水温感温包，用于检测所述水温Ts；
或当所述热泵热水机采用静态加热式时，在水箱换热盘管中部布置冷凝器中部感温包，用于检测所述冷凝温度Tg。
3.根据权利要求1所述的提高热泵热水机最高出水温度的方法，其特征在于，当所述水温Ts＝T停留水温，T停留水温为45-48℃或所述冷凝温度Tg＝T停留管温，T停 留管温为55-58℃时，进入压缩机频率保持步骤。
4.根据权利要求1所述的提高热泵热水机最高出水温度的方法，其特征在于，当所述水温Ts＝T降频水温或所述冷凝温度Tg＝T降频管温时，热泵热水机控制系统控制压缩机频率下降5-10Hz，然后当所述水温Ts每升高1℃，压缩机频率下降1-5Hz，直到达到目标水温停机或压缩机自动停机。
5.根据权利要求1或4所述的提高热泵热水机最高出水温度的方法，其特征在于，当所述水温Ts＝T降频水温，T降频水温为50℃或所述冷凝温度Tg＝T降频管温，T降频管温为60℃时，进入压缩机频率降低步骤。
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