空氣源熱泵熱水器及其電子膨脹閥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空氣源熱泵熱水器及該空氣源熱泵熱水器中電子膨脹閥的控制 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣源熱泵熱水器是一種利用制冷劑將空氣中低溫?zé)崮芪諅鬟f給水箱來(lái)實(shí)現(xiàn) 高能效的制熱水裝置，電子膨脹閥是其常用的節(jié)流裝置。
[0003] 現(xiàn)有電子膨脹閥的控制方式多為吸氣過(guò)熱度控制，即壓縮機(jī)的吸氣溫度對(duì)應(yīng)吸氣 側(cè)的飽和溫度的差值。出于成本方面的考慮，大部分系統(tǒng)中沒(méi)有低壓壓力傳感器一類(lèi)的裝 置，吸氣飽和溫度無(wú)法在系統(tǒng)中測(cè)量獲得。一般吸氣過(guò)熱度直接利用壓縮機(jī)吸氣溫度和蒸 發(fā)溫度的差獲得。
[0004] 這種控制方式相當(dāng)于排氣側(cè)是被動(dòng)在給水箱加熱，傳熱溫差、材質(zhì)導(dǎo)熱能力、水箱 熱水狀態(tài)完全不可控。忽視了熱泵熱水器要實(shí)現(xiàn)的最終目的而盲目運(yùn)行，加熱效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)換熱的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的 控制方法。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種實(shí)現(xiàn)電子膨脹閥動(dòng)態(tài)控制方法的空氣源熱泵熱 水器。
[0007] 為達(dá)此目的，一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，所述方法為根據(jù)影響所述空氣源 熱泵熱水器內(nèi)熱量傳導(dǎo)的因素得到排氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù)t，將所述排氣動(dòng)態(tài)溫差々^與水箱內(nèi) 水溫?cái)?shù)值相加得到目標(biāo)排氣溫度Tm，通過(guò)比較目標(biāo)排氣溫度Tm與壓縮機(jī)排氣溫度Td并通 過(guò)比較結(jié)果來(lái)確定電子膨脹閥的開(kāi)度和/或調(diào)閥速度。
[0009] 特別是，所述影響所述空氣源熱泵熱水器熱量傳導(dǎo)的因素包括水箱與為所述水箱 加熱的管路之間的材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、以及管路與水箱之間的換熱形式。
[0010] 特別是，所述排氣動(dòng)態(tài)溫差a通過(guò)下述步驟得到：
[0011] 步驟A、通過(guò)計(jì)算得到排氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù) 的基本值A(chǔ) Tn，計(jì)算方法為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述方法為根據(jù)影響 所述空氣源熱泵熱水器內(nèi)熱量傳導(dǎo)的因素得到排氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù)t，將所述排氣動(dòng)態(tài)溫差 A 與水箱內(nèi)水溫?cái)?shù)值相加得到目標(biāo)排氣溫度Tm，通過(guò)比較目標(biāo)排氣溫度Tm與壓縮機(jī)排 氣溫度Td并通過(guò)比較結(jié)果來(lái)確定電子膨脹閥的開(kāi)度和/或調(diào)閥速度。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述影 響所述空氣源熱泵熱水器熱量傳導(dǎo)的因素包括水箱與為所述水箱加熱的管路之間介質(zhì)材 質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、以及管路與水箱之間的換熱形式。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述排 氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù) 通過(guò)下述步驟得到： 步驟A、通過(guò)計(jì)算得到排氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù) 的基本值A(chǔ) Tn，計(jì)算方法為：
其中，A Tn為排氣動(dòng)態(tài)溫差的基本值，單位是°C ;Q為傳熱量，單位是W ;i為正整數(shù)；n 為空氣源熱泵熱水器熱量傳導(dǎo)過(guò)程中熱量與水之間所隔介質(zhì)材質(zhì)的層數(shù)；S ,為第i種介 質(zhì)的溫度梯度，無(wú)單位屯為第i種介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，單位是WAm2 ? °C ) ;A為傳熱面積，單 位是m2 ; 步驟B、在所述基本值A(chǔ) Tn的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正進(jìn)而得到排氣動(dòng)態(tài)溫差A(yù) 1\。
4. 根據(jù)權(quán)利3所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，當(dāng)管路 與水箱之間的換熱形式為外纏繞時(shí)，空氣源熱泵熱水器熱量傳導(dǎo)過(guò)程中熱量與水之間所隔 介質(zhì)至少包括管壁和箱體壁；當(dāng)管路與水箱之間的換熱形式為內(nèi)纏繞時(shí)，空氣源熱泵熱水 器熱量傳導(dǎo)過(guò)程中熱量與水之間所隔介質(zhì)至少包括管壁。
5. 根據(jù)權(quán)利1所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述通 過(guò)比較目標(biāo)排氣溫度Tm與壓縮機(jī)排氣溫度Td以確定電子膨脹閥的開(kāi)度和/或調(diào)閥速度的 方法是用目標(biāo)排氣溫度Tm減去壓縮機(jī)排氣溫度Td得到差值A(chǔ)T 2，即AT2=Tm-Td，根據(jù)差值 A T2確定電子膨脹閥的開(kāi)度和/或調(diào)閥速度。
6. 根據(jù)權(quán)利5所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，當(dāng)差值 A T2 <閾值下限H時(shí)，電子膨脹閥的開(kāi)度增加；當(dāng)差值A(chǔ) T2 >閾值上限Th時(shí)，電子膨脹閥 的開(kāi)度減小；當(dāng)閾值下限H <差值△ T2 <閾值上限Th時(shí)，電子膨脹閥的開(kāi)度保持不變；其 中，閾值下限n < 〇,閾值上限Th彡〇。
7. 根據(jù)權(quán)利6所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，當(dāng)差值 A T2 <閾值下限n時(shí)，A T2的數(shù)值越小則電子膨脹閥的調(diào)閥速度越大；當(dāng)差值A(chǔ) T2 >閾值 上限Th時(shí)，A T2的數(shù)值越大則電子膨脹閥的調(diào)閥速度越大。
8. 根據(jù)權(quán)利1所述的空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，水箱內(nèi) 水溫?cái)?shù)值為水箱內(nèi)多點(diǎn)處測(cè)量水溫的平均值。
9. 一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)項(xiàng)1至8任一所述電子膨脹閥控制方法的空氣源熱泵熱水器，包括用 于儲(chǔ)水的水箱（1)、為所述水箱（1)供熱的管路（2)、與所述管路（2)連接的壓縮機(jī)（5)、以及 控制裝置；所述管路（2 )的一端通過(guò)電子膨脹閥（3 )和蒸發(fā)器（4 )連接至所述壓縮機(jī)（5 )的 吸氣端，所述管路（2)的另一端連接至所述壓縮機(jī)（5)的排氣端；其特征在于，在所述壓縮 機(jī)（5)的排氣端上設(shè)有第一感溫裝置（6)，所述第一感溫裝置（6)用于測(cè)量壓縮機(jī)（5)的排 氣溫度；在所述水箱（1)內(nèi)設(shè)有第二感溫裝置（7 )，所述第二感溫裝置（7 )用于測(cè)量水箱（1) 內(nèi)的水溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣源熱泵熱水器，其特征在于，在所述壓縮機(jī)（5)的排氣 端上設(shè)有排氣壓力傳感器（8)，在所述壓縮機(jī)（5)的吸氣端上設(shè)有吸氣感溫裝置（9)和吸氣 壓力傳感器（10)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種空氣源熱泵熱水器及其電子膨脹閥的控制方法，屬于空氣源熱泵熱水器裝置及其控制方法領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有方法換熱比差等問(wèn)題而設(shè)計(jì)。本發(fā)明空氣源熱泵熱水器電子膨脹閥的控制方法為根據(jù)影響空氣源熱泵熱水器內(nèi)熱量傳導(dǎo)的因素得到排氣動(dòng)態(tài)溫差ΔT1，將排氣動(dòng)態(tài)溫差ΔT1與水箱內(nèi)水溫?cái)?shù)值相加得到目標(biāo)排氣溫度Tm，通過(guò)比較目標(biāo)排氣溫度Tm與壓縮機(jī)排氣溫度Td并通過(guò)比較結(jié)果來(lái)確定電子膨脹閥的開(kāi)度和/或調(diào)閥速度。本發(fā)明空氣源熱泵熱水器實(shí)現(xiàn)了上述控制方法。本發(fā)明空氣源熱泵熱水器及其電子膨脹閥的控制方法確保了壓縮機(jī)排氣溫度和水箱之間最優(yōu)換熱狀態(tài)，將原來(lái)被動(dòng)的加熱方式改為主動(dòng)換熱，增強(qiáng)了加熱能力，提高了能效比。
【IPC分類(lèi)】F24H4-02, F24H9-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104807183
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410031735
【發(fā)明人】戚如杉
【申請(qǐng)人】海爾集團(tuán)公司, 青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司, 重慶海爾熱水器有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年1月23日