CN109974296A - 一种空气能热水器及其除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气能热水器及其除霜方法，其中，该空气能热水器包括加热水回路，加热水回路中连通有换热器、辅助加热器和储水箱，换热器的进水口设有用于检测进水温度的温度传感器，还包括回水管道和两个控制阀，回水管道连通于加热水回路中，且其两端通过两个控制阀与储水箱并联设置；当空气能热水器需要进入除霜模式，且进水温度低于预设值时，开启辅助加热器和两个控制阀。对于超低温环境中所使用空气能热水器，可有效避免在除霜过程中换热器发生冰冻的现象，保证空气能热水器长时间运行。

Description

一种空气能热水器及其除霜方法

技术领域

本发明涉及属于空气能热水器技术领域，具体涉及一种空气能热水器及其除霜方法。

背景技术

现在空气能热水器的使用越来越普遍，尤其是在我国的北方，为了解决北方冬天的雾霾气候，政府大力度的提倡煤改电项目，使用现在的空气能热水器代替原来烧煤的热水器。

空气能热水器的冷凝器和压缩机为室外机中的主要部件，其中，冷凝器内装有冷媒，压缩机将冷媒压缩成高温高压的气体后，高温高压的气体进入换热器与加热水回路中的水发生热交换，进而达到加热水的目的。但在工作环境温度较低时，如北方冬天的温度能达到零下20多度，冷凝器极易结霜，使热效率降低，增大能耗。

但在空气能热水器检测到系统达到除霜条件时直接进入除霜周期，虽然能有效的完成除霜，但在超低温环境和低进水温度的情况下，会引起换热器内部形成冰堵，造成换热器损坏；而若为避免换热器内部形成冰堵，在达到除霜条件时，会因为进水温度太低而直接跳过除霜周期，继续运行制热模式，此种方式虽然能避免换热器的损坏，但冷凝器上所凝结的霜会越来越多，不仅影响制热能力，长时间运行还会造成系统损坏。所以，在达到除霜条件后直接进入除霜周期或因进水温度太低而跳过除霜周期继续运行制热模式，都不利于空气能热水器在超低温环境下长时间运行。

因此，针对超低温环境使用空气能热水器，如何避免在除霜过程中换热器发生冰冻的现象，是对本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气能热水器及其除霜方法，对于超低温环境中所使用空气能热水器，可有效避免在除霜过程中换热器发生冰冻的现象，保证空气能热水器长时间运行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空气能热水器，其包括加热水回路，所述加热水回路中连通有换热器、辅助加热器和储水箱，所述换热器的进水口设有用于检测进水温度的温度传感器，还包括回水管道和两个控制阀，所述回水管道连通于所述加热水回路中，且其两端通过两个所述控制阀与所述储水箱并联设置；当所述空气能热水器需要进入除霜模式，且所述进水温度低于预设值时，开启所述辅助加热器和两个所述控制阀。

其中，预设值是根据该空气能热水器所使用的冷媒设定的换热器冰冻风险点，即当空气能热水器处于除霜模式且在超低温环境下，处于低温状态的冷媒进入换热器内，此时，若换热器的进水温度低于预设值，则换热器内部易发生冰冻现象。

在超低温环境下工作时，冷凝器极易结霜，该空气能热水器会自动检测系统是否到达除霜条件，若达到除霜条件，且温度传感器检测到换热器的进水温度不低于预设值，则系统切换至制冷模式，对冷凝器进行除霜；若达到除霜条件，但换热器的进水温度低于预设值，则开启辅助加热器和两个控制阀，使得回水管道连通于加热水回路中，此时，换热器、辅助加热器、回水管道形成除霜回路，以保证换热器的进水温度，避免由于换热器内的冷媒温度较低，换热器内的水发生冰冻的现象。

该空气能热水器仅在现有技术的基础上通过增设回水管道和两个控制阀，结构简单且易于实现，并可实现在超低温环境下，在对冷凝器进行有效除霜的同时避免换热器发生冰冻的现象。

可选地，所述控制阀为换向阀，使所述储水箱和所述回水管道中的一者连通于所述加热水回路中。

可选地，所述控制阀为电动控制阀。

可选地，还包括主控器，所述主控器与所述温度传感器信号连接以获取所述进水温度，并分别与所述辅助加热器和两个所述电动控制阀电连接或信号连接，以控制所述辅助加热器和所述电动控制阀的启闭。

另外，本发明还提供了一种基于上述空气能热水器的除霜方法，其包括如下步骤：

S1：判断是否可以进入除霜模式，若可进入除霜模式则执行步骤S2；

S2：若所述换热器的进水温度不低于预设值，则进入除霜模式；

若所述换热器的进水温度低于预设值，则执行步骤S3；

S3：开启辅助加热器和两个控制阀至所述换热器的进水温度达到安全值时，进入除霜模式。

其中，步骤S1可通过空气能热水器内部系统自行检测，当检测到可以进入除霜模式时，则执行步骤S2，而在S2中，包括两种情况：第一种情况是检测到换热器的进水温度不低于预设值，此时，除霜模式中加热水回路中的回水进入换热器内不会发生冰冻的现象，因此可直接进入除霜模式；第二种情况是检测到换热器的进水温度低于预设值，除霜模式中加热水回路中的水进入换热器内可能会发生冰冻的现象，此时需要执行步骤S3，开启辅助加热器和两个控制阀，使回水管道连通于加热水回路中，辅助加热器对加热水回路中的水进行加热，水温可被快速升高，在进水温度升至安全值时，即保证进水温度满足换热器内不易发生冰冻现象的情况下，进入除霜模式。

可选地，在S3中，当检测到除霜模式完成时，关闭辅助加热器和两个控制阀。

可选地，所述安全值大于所述预设值。

可选地，所述空气能热水器的冷媒为R410A时，所述预设值为25℃。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的空气能热水器的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的空气能热水器的除霜方法的流程图。

附图1和图2中，附图标记说明如下：

1-加热水回路；2-换热器；3-辅助加热器；4-储水箱；5-温度传感器；6-回水管道；7-控制阀；8-冷凝器；9-压缩机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1是本发明实施例所提供的空气能热水器的结构示意图；图2是本发明实施例所提供的空气能热水器的除霜方法的流程图。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种空气能热水器及其除霜方法，其中，该空气能热水器设有加热水回路1，该加热水回路1中连通有换热器2、辅助加热器3和储水箱4，换热器2的进水口还设有用于检测进水温度的温度传感器5，同时，该空气能热水器还包括回水管道6和两个控制阀7，该回水管道6连通于加热水回路1中，其两端分别通过两个控制阀7与储水箱4并联设置。当空气能热水器需要进入除霜状态，且进水温度低于预设值时，开启辅助加热器3和两个控制阀7。

其中，预设值是根据该空气能热水器所使用的冷媒设定的换热器2冰冻风险点，即在超低温环境下，当空气能热水器处于除霜模式时，处于低温状态的冷媒进入换热器2内，此时，若换热器2的进水温度低于预设值，则换热器2内部易发生冰冻现象。

空气能热水器的冷凝器8和压缩机9为室外机中的主要部件，其中，冷凝器8内装有冷媒，在制热过程中，压缩机9将冷媒压缩成高温高压的气体后，高温高压的气体进入换热器2与加热水回路1中的水发生热交换，进而达到加热水的目的。该空气能热水器加热水的原理与现有技术相同，本领域的技术人员均知晓，因此，为节约篇幅，在此对其不做赘述。

在超低温环境下工作时，冷凝器8极易结霜，该空气能热水器会自动判断系统是否到达除霜条件，若达到除霜条件，且温度传感器5检测到换热器2的进水温度不低于预设值，则系统切换至制冷模式，对冷凝器8进行除霜；若达到除霜条件，但换热器2的进水温度低于预设值，则开启辅助加热器3和两个控制阀7，使得回水管道6连通于加热水回路1中，如图1所示，换热器2、辅助加热器3、回水管道6形成除霜回路，以保证换热器2的进水温度，避免由于换热器2内的冷媒温度较低，换热器2内的水发生冰冻的现象。

该空气能热水器仅在现有技术的基础上通过增设回水管道6和两个控制阀7，结构简单且易于实现，并可实现在超低温环境下，在对冷凝器8进行有效除霜的同时避免换热器2发生冰冻的现象。

在上述实施例中，控制阀7为换向阀，使得储水箱4和回水管道6中的一者连通于加热水回路1中，即系统在正常运行过程中，储水箱4连通于加热水回路1中，回水管道6处于断路的状态；而在需要进入除霜模式且换热器2的进水温度低于预设值时，为避免换热器2发生冰冻的现象，通过调节换向阀，使得回水管道6连通于加热水回路1中，而储水箱4处于断路的状态。储水箱4断路时，加热水回路1较短，内部水量相对较少，此时辅助加热器3可快速提高该加热水回路1中的水温，以避免换热器2发生冰冻的现象。

当然，在本实施例中，对该控制阀7并不做具体限制，也可以将其设置为三通阀，即储水箱4一直连通于加热水回路1中，当两个三通阀开启时，回水管道6和储水箱4可同时并联连通于加热水回路1中，经辅助加热器3加热后的回水，部分流经回水管道6并进入换热器2内以避免在换热器2内发生冰冻的现象，部分流入储水箱4内。但当回水管道6连通于加热水回路1中时，储水箱4处于断路状态的方案，可快速提高除霜过程中，回水管道6内的水温，同时，可减小辅助加热器3的能耗。

在上述实施例中，控制阀7为电动控制阀，以便实现远程操作。

在上述实施例中，还包括主控器，该主控器与温度传感器5信号连接，用于获取进水温度，同时，该主控器还分别与电动控制阀和辅助加热器3电连接或信号连接，以控制电动控制阀和辅助加热器3的开闭，可根据换热器2的进水温度确定在进入除霜模式前是否需要将回水管道6连通于加热水回路1中，并实现远程控制电动控制阀的启闭。

具体的，上述实施例所提供的空气能热水器的除霜方法包括如下步骤：

S1：判断是否可以进入除霜模式，若可进入除霜模式则执行步骤S2；

S2：若所述换热器2的进水温度不低于预设值，则进入除霜模式；

若所述换热器2的进水温度低于预设值，则执行步骤S3；

S3：开启辅助加热器3和两个控制阀7至所述换热器2的进水温度达到安全值时，进入除霜模式。

其中，安全值是指在超低温环境下，当空气能热水器处于除霜模式时，若换热器2进水温度不低于该安全值，则换热器2内部不易发生冰冻现象。

步骤S1可通过空气能热水器内部系统自行判断，当可以进入除霜模式时，则执行步骤S2，而在S2中，包括两种情况：第一种情况是检测到换热器2的进水温度不低于预设值，此时，除霜模式中加热水回路1中的回水进入换热器2内不会发生冰冻的现象，因此可直接进入除霜模式；第二种情况是检测到换热器2的进水温度低于预设值，除霜模式中加热水回路1中的水进入换热器2内可能会发生冰冻的现象，此时需要执行步骤S3，开启辅助加热器3和两个控制阀7，使回水管道6连通于加热水回路1中，辅助加热器3对加热水回路1中的水进行加热，水温可被快速升高，在进水温度升至安全值时，即保证进水温度满足换热器2内不易发生冰冻现象的情况下，进入除霜模式。

进一步的，在步骤S3中，当检测到除霜模式完成时，关闭辅助加热器3和两个控制阀7。也就是说，系统在除霜模式过程中，辅助加热器3和控制阀7均保持开启的状态，以保证整个除霜过程中加热水回路1中的水温。

当然，在步骤S3中，也可以在换热器2的进水温度达到安全值时就关闭辅助加热器3，在进入除霜模式后，该辅助加热器3可根据进水温度选择性开启，即当进水温度达到安全值时，关闭辅助加热器3，当进水温度再次低于预设值时，可再次开启辅助加热器3，以保证除霜过程中换热器2内不会发生冰冻的现象。但在除霜过程中，考虑到回水管道6连通于加热水回路1中时，回路中水量较少，保持辅助加热器3处于开启状态的方案相对于根据进水温度选择开启的方案来说，无需频繁启闭辅助加热器3，同时可避免发生由于临时开启辅助加热器3导致加热速度跟不上的情况。

在上述实施例中，对预设值和安全值并不做具体要求，二者可以相同，也可以不同，在本实施例中，安全值大于预设值，二者之差为余量，预设值为换热器2易发生冰冻现象的危险值，余量的设计可充分保证当换热器2的进水温度达到安全值时，换热器2不发生冰冻的现象。

另外，对预设值和安全值的具体数值不做限制，具体可根据该空气能热水器所使用的冷媒的不同设定不同的温度值。如本实施例中，冷媒为R410A，对应的预设值为25℃，安全值设为30℃。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种空气能热水器，包括加热水回路(1)，所述加热水回路(1)中连通有换热器(2)、辅助加热器(3)和储水箱(4)，所述换热器(2)的进水口设有用于检测进水温度的温度传感器(5)，其特征在于，

还包括回水管道(6)和两个控制阀(7)，所述回水管道(6)连通于所述加热水回路(1)中，且其两端通过两个所述控制阀(7)与所述储水箱(4)并联设置；

当所述空气能热水器需要进入除霜模式，且所述进水温度低于预设值时，开启所述辅助加热器(3)和两个所述控制阀(7)。

2.根据权利要求1所述的空气能热水器，其特征在于，所述控制阀(7)为换向阀，使所述储水箱(4)和所述回水管道(6)中的一者连通于所述加热水回路(1)中。

3.根据权利要求1或2所述的空气能热水器，其特征在于，所述控制阀(7)为电动控制阀。

4.根据权利要求3所述的空气能热水器，其特征在于，还包括主控器，所述主控器与所述温度传感器(5)信号连接以获取所述进水温度，并分别与所述辅助加热器(3)和两个所述电动控制阀电连接或信号连接，以控制所述辅助加热器(3)和所述电动控制阀的启闭。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的空气能热水器的除霜方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：判断是否可以进入除霜模式，若可进入除霜模式则执行步骤S2；

S2：若所述换热器(2)的进水温度不低于预设值，则进入除霜模式；

若所述换热器(2)的进水温度低于预设值，则执行步骤S3；

S3：开启辅助加热器(3)和两个控制阀(7)至所述换热器(2)的进水温度达到安全值时，进入除霜模式。

6.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于，在S3中，当检测到除霜模式完成时，关闭辅助加热器(3)和两个控制阀(7)。

7.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于，所述安全值大于所述预设值。

8.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于，所述空气能热水器的冷媒为R410A时，所述预设值为25℃。