CN106123333A - 自动调节换热效率的空气能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自动调节换热效率的空气能热水器，由压缩机、水箱、节流装置、蒸发器、风机和主控电路板组成，节流装置设置有电子膨胀阀，水箱和节流装置之间设置第一温度传感器，蒸发器设置有第二温度传感器，主控电路板根据第一温度传感器和第二温度传感器的反馈数据控制电子膨胀阀的开度；风机设置在蒸发器处，主控电路板根据第二温度传感器的反馈数据控制风机的转速。本发明的空气能热水器根据换热介质节流前的温度和外界环境温度，通过电子膨胀阀和风机调控换热介质在蒸发器处的吸入热量，使换热介质在经压缩机压缩后的最大温度值得到控制，不会出现温度过高而使压缩机损坏的情况，提高热水器的使用寿命和安全性。

Description

自动调节换热效率的空气能热水器
技术领域
本发明涉及热水器，具体涉及一种自动调节换热效率的空气能热水器。
背景技术
空气能热水器，也称“空气源热泵热水器”“热泵热水器”“空气能热水器” 等。空气能热水器能把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温。这种热水器（空气能热水器）具有高效节能的特点，制造相同的热水量，空气能热水器消耗能源的成本仅为电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，比电辅助太阳能热水器利用能效高。
空气能热水器一般由压缩机、水箱、节流装置和蒸发器组成，水箱内设置有冷凝器，压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器通过管道连接为密闭循环回路，管道内设置有换热介质。空气能热水器是运用热泵工作原理，换热介质在蒸发器内吸收空中的低能热量，并由压缩机压缩成高温气体，通过管道循环系统对水箱内的水加热，换热后的介质经过节流装置后再进入蒸发器吸热，由于空气能热水器加热水所需的大部分热量从空气中吸收，其热效率可达到300%以上，但耗电只有电热水器的1/4。由于空气能热水器的工作是通过介质换热，因此其不需要电加热元件与水直接接触，避免了电热水器漏电的危险，也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险，更有效控制了燃油热水器排放废气造成的空气污染；此外，空气能热水器还克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。
空气能热水器能从根本上消除电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，因此逐渐取代传统的燃气热水器和电热水器成为主流产品。但现有的空气能热水器也存在以下缺点：一是当室外温度过低时，其运作不理想，甚至不能运作；二是压缩机容易出现过热而损坏。第二种情况的出现是因为在空气能热水器中，换热介质升温和降温的幅度大，特别是在水箱内的热交换不稳定，难以控制，若换热介质从水箱出来时携带的热量过多或者当室外环境较高时，换热介质返回压缩机进行压缩后会出现温度过高的情况，容易造成压缩机的损坏，影响空气能热水器的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供自动调节换热效率的空气能热水器，能有效控制换热介质所含的热量，避免压缩机出现过热而损坏的情况。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
自动调节换热效率的空气能热水器，由压缩机、水箱、节流装置、蒸发器、风机和主控电路板组成，
所述节流装置设置有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀连接主控电路板；
所述水箱和节流装置之间设置有检测换热介质节流前温度的第一温度传感器；
所述蒸发器处设置有检测外界环境温度的第二温度传感器；
所述第一温度传感器和第二温度传感器连接主控电路板，所述主控电路板根据第一温度传感器和第二温度传感器的反馈数据控制电子膨胀阀的开度；
所述风机设置在蒸发器处，风机连接主控电路板，所述主控电路板根据第二温度传感器的反馈数据与设定值的比较结果控制风机的转速，当外界环境温度低于28℃时，风机处于高速运行状态；当外界环境温度高于28℃时，主控电路板控制风机进入低速运行状态。
上述安全型空气能热水器中，当第二温度传感器反馈的外界环境温度高于-3℃时，主控电路板自动控制电子膨胀阀的开度降低换热介质通过节流装置的流量。
进一步，在电子膨胀阀开度的调控上，主控电路板先根据第二传感器反馈数据控制电子膨胀阀的开度，再根据第一温度传感器的反馈数据进行补正，两者配合能更好的调节通过节流装置的换热介质的流量。其中一种的具体调节方式为，当第一温度传感器反馈的节流前温度低于45℃时，主控电路板优先根据第二温度传感器反馈数据控制电子膨胀阀的开度；当第一温度传感器反馈的节流前温度大于45℃时，主控电路板优先根据第一温度传感器反馈数据控制电子膨胀阀的开度降低换热介质通过节流装置的流量。
更进一步的，所述电子膨胀阀根据第一温度传感器和/或第二温度传感器反馈的数据进行多级调控。
作为本发明的进一步改进，所述水箱内设置有用于检测水温的第三温度传感器，所述第三温度传感器连接主控电路板。
作为本发明的进一步改进，所述压缩机与水箱之间的管道上设置有用于检测排气温度的第四温度传感器，所述第四温度传感器连接主控电路板。
作为本发明的进一步改进，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器为PT-100铂电阻。
本发明的有益效果是：
本发明的自动调节换热效率的空气能热水器能根据换热介质节流前的温度和外界环境温度，对电子膨胀阀进行调控，控制换热介质经过节流装置时的流量，同时，风机设置在蒸发器处，当外界环境温度低于28℃时，风机处于高速运作状态，提高换热的效率，当外界环境温度高于28℃时，风机进入低速运作状态，降低换热效率，从而控制换热介质在蒸发器中吸收的热量，吸热后的换热介质在经压缩机压缩后的最大温度值得到控制，不会出现温度过高而使压缩机损坏的情况，提高热水器的使用寿命，也提高其安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的空气能热水器的结构示意图；
图2是主控电路板的连接示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提供的自动调节换热效率的空气能热水器，由压缩机1、水箱2、节流装置3、蒸发器4、风机5和主控电路板10组成，水箱2内设置有冷凝器，压缩机1、冷凝器、节流装置3、蒸发器4通过管道连接为密闭循环回路，管道内充有用于作为热交换媒介的氟利昂为换热介质。节流装置3内设置有电子膨胀阀，电子膨胀阀连接主控电路板10。风机5对着蒸发器4设置，使用时，风机5对着蒸发器4吸风，使空气流动，加速换热的效率。
本实施例的空气能热水器中设置有四个温度传感器，分别是：设置在在水箱2和节流装置3之间的第一温度传感器6，第一温度传感器6用于检测换热介质节流前温度；设置在蒸发器4处的第二温度传感器7，第二温度传感器7用于检测外界环境温度；设置在水箱2内的第三温度传感器8，用于检测水温；和设置在压缩机1与水箱2之间的管道上的第四温度传感器9，用于检测压缩机1的排气温度。上述的四个温度传感器优选采用性能良好的PT-100铂电阻，并都连接到主控电路板10。主控电路板10根据温度传感器反馈的数据对整个系统进行调控，如第三温度传感器8反馈的水温作为空气能热水器加热开停的指令信号。其中，主控电路板10根据第一温度传感器6和第二温度传感器7的反馈数据控制电子膨胀阀动作，优选的，当第二温度传感器7反馈的外界环境温度高于-3℃时，主控电路板10自动控制电子膨胀阀的开度降低换热介质通过节流装置3的流量。当第一温度传感器6反馈的节流前温度低于45℃时，主控电路板10优先根据第二温度传感器7反馈数据控制电子膨胀阀的开度；当第一温度传感器6反馈的节流前温度大于45℃时，主控电路板10优先根据第一温度传感器6反馈数据控制电子膨胀阀的开度以降低换热介质通过节流装置3的流量。进一步，本实施例中采用的电子膨胀阀可实现多级调控。
本发明的自动调节换热效率的空气能热水器能根据换热介质节流前的温度和外界环境温度，对电子膨胀阀进行调控，控制换热介质经过节流装置3时的流量，当外界环境温度和/或换热介质节流前温度高于设定值时，自动调节电子膨胀阀的开度，从而控制换热介质在蒸发器4中吸收的热量，吸热后的换热介质在经压缩机1压缩后的最大温度值得到控制，不会出现温度过高而使压缩机1损坏的情况，提高热水器的使用寿命，也提高其安全性。
进一步，本实施例中，主控电路板10还根据第二温度传感器7的反馈数据与设定值的比较结果控制风机5的转速。当外界环境温度低于28℃时，风机5处于高速运作状态，提高换热的效率；当外界环境温度高于28℃时，主控电路板10控制风机5进入低速运作状态，降低换热效率，进一步空气能热水器的使用安全性和使用寿命。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.自动调节换热效率的空气能热水器，由压缩机（1）、水箱（2）、节流装置（3）、蒸发器（4）、风机（5）和主控电路板（10）组成，其特征在于：
所述节流装置（3）设置有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀连接主控电路板（10）；
所述水箱（2）和节流装置（3）之间设置有检测换热介质节流前温度的第一温度传感器（6）；
所述蒸发器（4）处设置有检测外界环境温度的第二温度传感器（7）；
所述第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）连接主控电路板（10），所述主控电路板（10）根据第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）的反馈数据控制电子膨胀阀的开度；
所述风机（5）设置在蒸发器（4）处，风机（5）连接主控电路板（10），所述主控电路板（10）根据第二温度传感器（7）的反馈数据与设定值的比较结果控制风机（5）的转速，当外界环境温度低于28℃时，风机（5）处于高速运行状态；当外界环境温度高于28℃时，主控电路板（10）控制风机（5）进入低速运行状态。
2.根据权利要求1所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：当第二温度传感器（7）反馈的外界环境温度高于-3℃时，主控电路板（10）自动控制电子膨胀阀的开度降低换热介质通过节流装置（3）的流量。
3.根据权利要求2所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：当第一温度传感器（6）反馈的节流前温度低于45℃时，主控电路板（10）优先根据第二温度传感器（7）反馈数据控制电子膨胀阀的开度；当第一温度传感器（6）反馈的节流前温度大于45℃时，主控电路板（10）优先根据第一温度传感器（6）反馈数据控制电子膨胀阀的开度降低换热介质通过节流装置（3）的流量。
4.根据权利要求3所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述电子膨胀阀根据第一温度传感器（6）和/或第二温度传感器（7）反馈的数据进行多级调控。
5.根据权利要求1所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述水箱内设置有用于检测水温的第三温度传感器（8），所述第三温度传感器（8）连接主控电路板（10）。
6.根据权利要求1所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述压缩机（1）与水箱（2）之间的管道上设置有用于检测排气温度的第四温度传感器（9），所述第四温度传感器（9）连接主控电路板（10）。
7.根据权利要求1或2所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）为PT-100铂电阻。
8.根据权利要求5所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述第三温度传感器（8）为PT-100铂电阻。
9.根据权利要求6所述的自动调节换热效率的空气能热水器，其特征在于：所述第四温度传感器（9）为PT-100铂电阻。
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