CN108592402B - 一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器及防冻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器和上述热水器的防冻方法，热水器包括：水箱、四通换向阀、电磁水阀、电子温水阀、止回阀和套管换热器；其中所述电磁水阀连通自来水出水口，电磁水阀和水箱出水口通过四通换向阀连接电子温水阀或止回阀的一端，所述电子温水阀和止回阀的另一端连接套管换热器的进水口，所述套管换热器的出水口连接水箱进水口。本申请的防冻式直热循环热水机相较于传统的直热循环式热水机，增加了一个四通换向阀，可对水路的运行状态进行调整切换，实现防冻模式运行，运行模式为水箱与水路进行内循环，不朝水箱补水，防止溢水。本发明可以在减少管路包棉和伴热带以方便生产，同时减少运行能耗，并满足机组运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于热水器领域，特别涉及一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器和防冻方法。
背景技术
现有的直热循环式热泵热水机组在冬季低温环境下常常会面临水管防冻的问题，传统上解决此问题的技术手段是在水管上包管路伴热带以及保温棉来进行防冻，例如中国专利CN201310351155.5公开了一种具有防冻功能的热泵热水机，包括依次连接压缩机、四通阀、冷凝器(3)、储液器、膨胀阀、蒸发器、四通阀、气液分离器，最后回到压缩机的工质循环回路，包括冷凝器、保温水箱和水泵的加热水循环回路，所述冷凝器上设置有可加热冷凝器的伴热带；所述热泵热水机还包括与热水机主板连接、可与所述热水机主板交互信号的防冻控制器。
此方法虽能有效防冻，但增加机组的制造和运行成本，且包扎管路伴热带难操作，生产效率低。
综上而言，需要新的防冻技术来解决以上提到的问题，现采用新的水路控制方法可有效解决防冻问题，替代传统包扎伴热带的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种取消管路伴热带的具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器和上述热水器的防冻方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器，包括：水箱、四通换向阀、电磁水阀、电子温水阀、止回阀和套管换热器；其中所述电磁水阀连通自来水出水口，电磁水阀和水箱出水口通过四通换向阀连接电子温水阀或止回阀的一端，所述电子温水阀和止回阀的另一端连接套管换热器的进水口，所述套管换热器的出水口连接水箱进水口。
进一步的，水箱的出水口设置有水泵。
进一步的，热水器具有三种运行模式：直热模式、循环模式和防冻模式。
进一步的，直热模式下，水泵关闭，电磁水阀通过四通换向阀依次连接电子温水阀、套管换热器和水箱进水口。
进一步的，循环模式下，电磁水阀关闭，水箱出水口通过四通换向阀依次连接止回阀、套管换热器和水箱进水口。
进一步的，防冻模式下，电磁水阀关闭，四通换向阀转向，水箱出水口通过四通换向阀依次连接电子温水阀、套管换热器和水箱进水口。
一种直热循环式热泵热水器的水路防冻方法，在进行水路防冻时，水箱的水通过四通换向阀流经止回阀或电子温水阀，被套管换热器加热后回到水箱。
进一步的，在进行所述水路防冻时，若水箱的水低于补水线需要补水，热水器运行直热模式加循环模式的循环，每个循环中直热模式运行的时间为第一设定时间，循环模式运行的时间为1min，直至水箱的水到达最高水位。
进一步的，所述第一设定时间通过用户设定或者根据气温变化进行调节。
进一步的，在进行所述水路防冻时，若水箱的水高于补水线，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为1min，防冻模式运行的时间为1min。
进一步的，在进行所述水路防冻时，若水箱的水高于补水线同时水温低于设定温度时，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为第二设定时间，防冻模式运行的时间为1min，直至水箱的水温达到设定温度。
进一步的，所述第二设定时间通过用户设定或者根据气温变化进行调节。
传统直热循环热水机在运行时，只有直热模式和循环模式，要实现防冻，需要对长时间未运行的分路进行短时间运行以保证管温保持在不冻结的范围，但长时间运行后直热分路不断向水箱补水会造成水箱溢水，带来很多问题。由于现有的生产中包扎管路伴热带一项属于效率低操作难的工序，如果取消伴热带即可节约大量的生产人工成本。伴热带在机组长期运行过程中会损耗极多的热量，长期来看运行成本也是比较高的，取消伴热带也可以降低机组的运行以及待机能耗。
本申请的防冻式直热循环热水机相较于传统的直热循环式热水机，增加了一个四通换向阀，可对水路的运行状态进行调整切换，实现防冻模式运行，运行模式为水箱与水路进行内循环，不朝水箱补水，防止溢水。本发明可以在减少管路包棉和伴热带以方便生产，同时减少运行能耗，并满足机组运行的可靠性。
附图说明
图1是实施例直热循环式热泵热水器四通阀换向前的水路连接示意图。
图2是实施例直热循环式热泵热水器四通阀换向后的水路连接示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器，如图1所示，包括：水箱1、四通换向阀2、电磁水阀3、电子温水阀4、止回阀5和套管换热器6。
其中电磁水阀连通自来水出水口，电磁水阀和水箱出水口通过四通换向阀连接电子温水阀或止回阀的一端，四通换向阀换向前，电磁水阀与电子温水阀相通，水箱出水口与止回阀相通，四通换向阀换向后，电磁水阀与止回阀相通，水箱出水口与电子温水阀相通。
电子温水阀和止回阀的另一端连接套管换热器的进水口，套管换热器的出水口连接水箱进水口，水箱的出水口设置有水泵7。
机组的运行模式一共有三种情况，一种是直热模式，另一种是循环模式，还有一种是防冻模式。
直热模式：机组在对水箱进行补水情况下，直热模式运行。直热模式下的控制方式以及运行回路如下说明：电磁水阀打开，四通换向阀处于初始位置状态，自来水通过电磁水阀，流经四通换向阀到达电子温水阀，然后进入水氟换热器(套管换热器)进行加热，通过出水口进入水箱。
循环模式：电磁水阀关闭，水泵开启，水箱里的热水经过水泵加压后流经四通换向阀，再经过止回阀，然后流经水氟换热器进行加热，最后回到水箱。
防冻模式：电磁水阀关闭，四通换向阀换向，水泵开启。水箱里的热水经过水泵加压后流经四通换向阀，再经过电子温水阀，然后进入套管式换热器最后回到水箱。
在需要进行水路防冻时，水箱的水通过四通换向阀流经止回阀或电子温水阀，被套管换热器加热后回到水箱。即切换运行循环模式和防冻模式。
三种运行模式的切换条件说明如下：当水箱水位较低需要对水箱进行补水时，机组启动直热模式，直热模式运行A分钟后，机组切换为循环模式，运行1min后再切换回直热模式，如此往复直到达到最高水位，机组停机。当机组不需要对水箱补水时，机组每隔A分钟启动一次循环模式运行1min，再切换为防冻模式运行1min，机组停机。当水箱水温下降时，启动循环模式对水箱的水进行循环加热，在此种情况下，运行A分钟循环模式后，机组切换为防冻模式运行1min，再切换回循环模式，如此往复直至水箱水温达到设定温度。
运行时间A可通过机组预设，也可用户通过线控器自调，也可机组通过远程连接服务器对当地天气气温变化进行预判后得出。
四通换向阀的作用是调节四个进水口两两接通并切换，与此作用相同但名字不一样的元器件。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种具有水路防冻系统的直热循环式热泵热水器，其特征在于包括：水箱、四通换向阀、电磁水阀、电子温水阀、止回阀和套管换热器；其中所述电磁水阀连通自来水出水口，电磁水阀和水箱出水口通过四通换向阀连接电子温水阀或止回阀的一端，所述电子温水阀和止回阀的另一端连接套管换热器的进水口，所述套管换热器的出水口连接水箱进水口；
所述水箱的出水口设置有水泵；
所述热水器具有三种运行模式：直热模式、循环模式和防冻模式；
所述直热模式下，水泵关闭，电磁水阀通过四通换向阀依次连接电子温水阀、套管换热器和水箱进水口；
所述循环模式下，电磁水阀关闭，水箱出水口通过四通换向阀依次连接止回阀、套管换热器和水箱进水口；
所述防冻模式下，电磁水阀关闭，四通换向阀转向，水箱出水口通过四通换向阀依次连接电子温水阀、套管换热器和水箱进水口；
所述直热循环式热泵热水器在进行水路防冻时，水箱的水通过四通换向阀流经止回阀或电子温水阀，被套管换热器加热后回到水箱；若水箱的水低于补水线需要补水，热水器运行直热模式加循环模式的循环，每个循环中直热模式运行的时间为第一设定时间，循环模式运行的时间为1min，直至水箱的水到达最高水位；若水箱的水高于补水线，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为1min，防冻模式运行的时间为1min；
若水箱的水高于补水线同时水温低于设定温度时，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为第二设定时间，防冻模式运行的时间为1min，直至水箱的水温达到设定温度。
2.一种直热循环式热泵热水器的水路防冻方法，其特征在于：在进行水路防冻时，水箱的水通过四通换向阀流经止回阀或电子温水阀，被套管换热器加热后回到水箱；
在进行所述水路防冻时，若水箱的水低于补水线需要补水，热水器运行直热模式加循环模式的循环，每个循环中直热模式运行的时间为第一设定时间，循环模式运行的时间为1min，直至水箱的水到达最高水位；
在进行所述水路防冻时，若水箱的水高于补水线，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为1min，防冻模式运行的时间为1min；
在进行所述水路防冻时，若水箱的水高于补水线同时水温低于设定温度时，热水器运行循环模式加防冻模式的循环，每个循环中循环模式运行的时间为第二设定时间，防冻模式运行的时间为1min，直至水箱的水温达到设定温度。
3.根据权利要求2所述的水路防冻方法，其特征在于：所述第一设定时间通过用户设定或者根据气温变化进行调节。
4.根据权利要求2所述的水路防冻方法，其特征在于：所述第二设定时间通过用户设定或者根据气温变化进行调节。
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