CN106196596A - 一种直热式空气源热泵热水机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直热式空气源热泵热水机及其控制方法，包括由压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器和气液分离器组成的一套冷媒系统，所述水侧换热器上设有进水管和出水管，能够使外部水源流入到所述水侧换热器内进行热交换而获得热水；所述进水管上设有进水温度传感器，能够检测进水管内的水温；所述出水管上设有出水温度传感器，能够检测出水管内的水温；所述空气侧换热器上设有环境温度传感器，能够检测机组所处的环境温度；所述进水管上还设有水流量调节阀，能够改变开度而调节进水管中的水流量。本发明通过进水温度、出水温度好而环境温度的变化，调节进水量，从而快速而精准调节出水温度，改善用户的感受。

Description

一种直热式空气源热泵热水机及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种热泵设备，尤其是一种采用空气源的热泵热水机，具体的说是一种直热式空气源热泵热水机。
本发明还涉及一种上述直热式空气源热泵热水机的控制方法。
背景技术
空气源热泵热水机作为第四代热水机产品，是一种绿色环保节能的产品，获得国家相关的政策支持。直热式空气源热泵热水机作为空气源热泵热水机中销量巨大的一种分类产品，其技术先进环保节能，产品可靠，其最大的特点是使用侧进水流过热泵热水机组水侧换热器，就能一次性达到设定目标温度。但是，目前市场上的直热式空气源热泵热水机，大都是仅根据出水温度来进行调节进水量，使调节的时间偏长，影响了用户的感受，容易遭到投诉。而且，还会造成费水费电，不利于节能环保。因此，需要设计一种能够快速而精准的调节水温的直热式空气源热泵热水机，满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种直热式空气源热泵热水机，能够快速而精准的调节水温，能够有效改善用户体验。而且，结构简单，成本低廉，便于推广。
本发明的技术方案是：
一种直热式空气源热泵热水机，包括由压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器和气液分离器组成的一套冷媒系统，所述水侧换热器上设有进水管和出水管，能够使外部水源流入到所述水侧换热器内进行热交换而获得热水；所述进水管上设有进水温度传感器，能够检测进水管内的水温；所述出水管上设有出水温度传感器，能够检测出水管内的水温；所述空气侧换热器上设有环境温度传感器，能够检测机组所处的环境温度；所述进水管上还设有水流量调节阀，能够改变开度而调节进水管中的水流量；所述进水温度传感器、出水温度传感器、环境温度传感器和水流量调节阀分别与机组控制器相连，能够与机组控制器之间进行信息传输。
进一步的，所述水流量调节阀还能够检测水流量。
进一步的，所述进水管路上还设有电磁阀和单向阀。
一种直热式空气源热泵热水机的控制方法，包括以下步骤：1）压缩机启动前，机组根据环境温度传感器所检测到的环境温度，计算得出机组当前的能力，再根据机组当前的能力和由进水温度传感器检测到的流入水侧换热器的水温计算得出机组达到目标水温所需的目标水流量；2）压缩机启动后，根据出水温度传感器检测到的流出水侧换热器的水温和目标水温之间的温差计算得出水流量调节阀所需调节的开度，从而使流出水侧换热器的水温达到目标水温。
进一步的，所述步骤1）中的计算公式为：M=K*Q*X/(C*（Tset-Ti）），其中：M-目标水流量，K-目标系数，Q-机组额定能力，X-由环境温度传感器检测的环境温度所决定的能力修正系数，C-水的比热容，Tset-用户的目标水温，Ti-水侧换热器的进水温度。
进一步的，所述步骤2）的计算方法是基于流出水侧换热器的水温和目标水温之间的偏差，可以是比例调节、比例微分调节、比例积分调节或者PID调节中的任一种。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，结构简单，控制方便，使出水温度的调节更加快速而准确，改善了用户的体验。同时，制造和维护成本低廉，便于推广。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
其中：1-压缩机；2-四通阀；3-水侧换热器；4-电子膨胀阀；5-空气侧换热器；6-气液分离器；7-水流量调节阀；8-电磁阀；9-单向阀；10-进水管；11-出水管；12-进水温度传感器；13-出水温度传感器；14-环境温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种直热式空气源热泵热水机，包括由压缩机1、四通阀2、水侧换热器3、电子膨胀阀4、空气侧换热器5和气液分离器6组成的一套冷媒系统，使冷媒在水侧换热器5处处于高温状态。所述水侧换热器3上设有进水管10和出水管11，能够使外部水源流入到所述水侧换热器3内进行热交换而获得热水，供用户使用。所述进水管10上设有进水温度传感器12，能够检测进水管10内的水温。所述出水管11上设有出水温度传感器13，能够检测出水管12内的水温；所述空气侧换热器5上设有环境温度传感器14，能够检测机组所处的环境温度；所述进水管10上还设有水流量调节阀7，能够改变开度而调节进水管10中的水流量；所述进水温度传感器12、出水温度传感器13、环境温度传感器14和水流量调节阀7分别与机组控制器相连，能够与机组控制器之间进行信息传输。
所述水流量调节阀7还能够检测水流量。且该水流量检测功能可以集成在所述水流量调节阀7上，或者通过分离的器件与所述水流量调节阀7相连。
所述进水管路10上还设有电磁阀8和单向阀9，可以控制该进水管10的通断，并防止在外部水源关断时出现倒流。
一种适用上述直热式空气源热泵热水机的控制方法，包括以下步骤：
1）压缩机1启动前，机组根据环境温度传感器14所检测到的环境温度，计算得出机组当前的能力。再根据机组当前的能力和由进水温度传感器12检测到的流入水侧换热器3的水温计算得出机组达到目标水温所需的目标水流量。该计算公式为：M=K*Q*X/(C*（Tset-Ti）），其中：M-目标水流量；
K-目标系数；
Q-机组额定能力；
X-能力修正系数，该系数可由环境温度传感器14检测的环境温度所决定；
C-水的比热容；
Tset-用户的目标水温；
Ti-水侧换热器3的进水温度，该温度由进水温度传感器12检测。
2）压缩机1启动后，根据出水温度传感器13检测到的流出水侧换热器3的水温和目标水温之间的温差计算得出水流量调节阀7所需调节的开度，从而使流出水侧换热器3的水温达到目标水温。其中的计算方法基于流出水侧换热器3的水温和目标水温之间的偏差，可以是比例调节、比例微分调节、比例积分调节或者PID调节中的任一种。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种直热式空气源热泵热水机，包括由压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器和气液分离器组成的一套冷媒系统，其特征是所述水侧换热器上设有进水管和出水管，能够使外部水源流入到所述水侧换热器内进行热交换而获得热水；所述进水管上设有进水温度传感器，能够检测进水管内的水温；所述出水管上设有出水温度传感器，能够检测出水管内的水温；所述空气侧换热器上设有环境温度传感器，能够检测机组所处的环境温度；所述进水管上还设有水流量调节阀，能够改变开度而调节进水管中的水流量；所述进水温度传感器、出水温度传感器、环境温度传感器和水流量调节阀分别与机组控制器相连，能够与机组控制器之间进行信息传输。
2.根据权利要求1所述的直热式空气源热泵热水机，其特征是所述水流量调节阀还能够检测水流量。
3.根据权利要求1所述的直热式空气源热泵热水机，其特征是所述进水管路上还设有电磁阀和单向阀。
4.一种根据权利要求1所述的直热式空气源热泵热水机的控制方法，其特征是包括以下步骤：1）压缩机启动前，机组根据环境温度传感器所检测到的环境温度，计算得出机组当前的能力，再根据机组当前的能力和由进水温度传感器检测到的流入水侧换热器的水温计算得出机组达到目标水温所需的目标水流量；2）压缩机启动后，根据出水温度传感器检测到的流出水侧换热器的水温和目标水温之间的温差计算得出水流量调节阀所需调节的开度，从而使流出水侧换热器的水温达到目标水温。
5.根据权利要求4所述的直热式空气源热泵热水机的控制方法，其特征是所述步骤1）中的计算公式为：M=K*Q*X/(C*（Tset-Ti）），其中：M-目标水流量，K-目标系数，Q-机组额定能力，X-由环境温度传感器检测的环境温度所决定的能力修正系数，C-水的比热容，Tset-用户的目标水温，Ti-水侧换热器的进水温度。
6.根据权利要求4所述的直热式空气源热泵热水机的控制方法，其特征是所述步骤2）的计算方法是基于流出水侧换热器的水温和目标水温之间的偏差，可以是比例调节、比例微分调节、比例积分调节或者PID调节中的任一种。
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