容量可调的空气源热泵热水器制造技术

一种容量可调的空气源热泵热水器，由压缩机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管组、风冷换热器、冷凝盘管、生活热水箱、温度传感器及控制器等部件组成。采用三根分别按照冬季、夏季和过渡季工况进行设计的不同长度的毛细管并联组成毛细管组，并采用三只制冷电磁阀加以通断控制，可极大地改善空气源热泵热水器的季节能效比及全年运行的经济性能。带温度传感器的风机控制器可根据检测的蒸发盘管出口制冷剂过热度来控制轴流风扇转速，实现多段式的自动风量调节功能，使蒸发器在任何工况下都可以获得合理的空气热能。本实用新型专利技术具有高效节能、安全可靠、使用寿命长、操作简单等优点。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空气源热泵热水器，尤其涉及一种具有自动容量调节功能的空气源热泵热水器，属于能源类供热及空调

技术介绍
目前我国热水器市场上普遍销售的热水器产品为电热水器、燃气热水器和太阳能热水器等。其中，电热水器以消耗大量昂贵的电力为代价，不利于能源的合理利用；燃气热水器在使用中则存在严重的安全隐患，每年因燃气热水器的使用而引发的中毒事件时有报道；常规的太阳能热水器在阴雨天是不能生产热水的，只能依靠电加热来弥补太阳能的不足，从而也存在能源的浪费现象，特别是在一些阴雨天比较多的南方地区使用这种热水器并不十分经济。于是，一种新型的基于热泵循环原理的热水器开始在热水器市场上崭露头角，它是利用蒸发器从周围环境中吸收热能(太阳能、空气或水等)，并通过冷凝器将热能释放到水箱中去，从而实现热水的生产。热泵热水器具有高效节能、可全天候使用、安全可靠等优点，而且实现了能源的低级利用，具有广阔的发展和应用前景。目前国内生产和销售的绝大多数空气源热泵热水器都是按冬季工况进行设计和加工的。这些热泵热水器在过渡季和夏季工况下运行时，制冷剂蒸发温度(压力)会随着室外空气温度的升高而升高，毛细管两端的压差随之减小，由于毛细管的长度固定，使得流入热泵蒸发器的制冷剂质量流量减少，压缩机吸气过热度增大，进而影响压缩机的容积效率和电机效率，甚至导致压缩机无法正常工作。由此可见，按冬季工况设计的毛细管长度并不能完全满足全年运行工况的需要，不仅使得空气源热泵热水器的全年平均供热性能系数难以提高，而且对压缩机的安全、稳定运行以及实际使用寿命产生不良影响。迄今为止尚未检索到涉及此类问题解决方法的相关专利材料。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有自动容量调节功能的高效热泵热水器，可以有效解决热泵热水器全年运行中的系统匹配及容量调节问题，提高系统的季节能效比(EER)和经济性能。为了实现这样的目的，在本技术的技术方案中，采用三根不同长度的毛细管并联组成毛细管组，来代替常规的热泵热水器所采用单一长度的毛细管。三根毛细管的长度分别按照冬季、夏季和过渡季工况进行设计，并采用三只制冷电磁阀加以通断控制。此外，采用了一个带温度传感器的风扇控制器，可根据检测的蒸发盘管出口制冷剂过热度来控制轴流风扇转速，实现多段式的自动风量调节功能，使蒸发器在任何工况下都可以获得合理的空气热能。本技术由压缩机、气液分离器、干燥过滤器、电磁阀、毛细管组、集流器、风冷换热器、冷凝盘管、生活热水箱、温度传感器及控制器等部件组成。压缩机的排气口与生活热水箱内部的冷凝盘管进口连接，冷凝盘管的出口经干燥过滤器与集流/分流器的一个端口连接，集流/分流器的其余三个端口分别各经一个电磁阀与三根长度不等的毛细管连接，三根毛细管的出口端再由一个集流/分流器并联起来后与蒸发盘管的进口连接，蒸发盘管的出口再经气液分离器与压缩机的吸气口连接，从而形成制冷剂的闭合循环通路。本技术的压缩机采用全封闭旋转式压缩机，在压缩机吸气侧设有气液分离器以防止压缩机产生湿压缩。毛细管组由三根不同长度的毛细管并联而成，分别采用三只制冷电磁阀进行切换，分别应用于冬季、夏季和春秋季工况。在毛细管组上游管路上设有干燥过滤器，以避免制冷剂中的水分或杂质造成管路的堵塞。风冷换热器由蒸发盘管和轴流风扇组成，蒸发盘管为翅片管式结构，轴流风扇由一个带有温度传感器的风扇控制器根据蒸发盘管出口制冷剂过热度进行多段式风量调节。冷凝盘管为铜管盘制而成的螺旋式结构，直接设置在生活热水箱的底部，利用制冷剂的冷凝热来加热生活热水。生活热水箱为承压式结构，水箱内胆由不锈钢板焊制而成，内胆与外壳之间填充聚氨脂发泡保温材料。水箱上部设有一个出水管，下部设有一个进水口。水箱的进水口可以直接与城市自来水管网连接，依靠自来水压力将热水从水箱顶部压出。为了尽量减小冷水对箱内温度分层的影响，采用环型的进水管，管壁上设有若干等间距的散流小孔。水箱内部还装有一只铠装的温度传感器，用于测量箱内热水温度。通过控制器用户可在30～60℃范围内任意设热水温度，当水箱内热水温度低于启机温度(为了防止压缩机的频繁启停，控制器自动生成一个低于设定温度5℃的启机温度)时，控制器将自动启动压缩机，直到热水温度达到设定温度时，压缩机自动停机。本技术采用三根不同长度的毛细管并联而成毛细管组，采用制冷电磁阀进行切换控制，分别应用于冬季、夏季和春秋季工况，可极大地改善空气源热泵热水器的季节能效比及全年运行的经济性能。风冷换热器由蒸发盘管和轴流风扇组成，可根据蒸发盘管出口制冷剂过热度范围，对轴流风扇进行三段式自动风量调节，保证了压缩机的可靠、高效运行。本技术有效解决了热泵热水器全年运行中的系统匹配及容量调节问题，具有高效节能、安全可靠、使用寿命长、操作简单等优点，极具商品化发展和应用前景。附图说明图1为本技术的结构示意图。图1中，干燥过滤器1、气液分离器2、集流/分流器3、电磁阀4、蒸发盘管5、轴流风扇6、风扇控制器7、凝水盘8、毛细管9、压缩机10、外壳11、进水口12、水箱内胆13、保温层14、水箱壳体15、出水口16、温度传感器17、控制器18、冷凝盘管19。具体实施方式为以下结合附图对本技术的技术方案作进一步详细描述。附图1为本技术的整体结构示意图。如图所示，本技术由干燥过滤器1、气液分离器2、集流/分流器3、电磁阀4、蒸发盘管5、轴流风扇6、风扇控制器7、凝水盘8、毛细管9、压缩机10、外壳11、进水口12、水箱内胆13、保温层14、水箱壳体15、出水口16、温度传感器17、控制器18、冷凝盘管19等部件组成。压缩机10的排气口与冷凝盘管19的进口连接，冷凝盘管19的出口经干燥过滤器1与集流/分流器3的一个端口连接，集流/分流器3的其余三个端口分别各经一个电磁阀4与三根长度不等的毛细管9连接，三根毛细管9的出口端再由一个集流/分流器3并联起来后与蒸发盘管5的进口连接，蒸发盘管5的出口经气液分离器2与压缩机10的吸气口连接，从而形成制冷剂的闭合循环通路。凝水盘8设在蒸发盘管5下面，并通过底部一根凝水管将湿空气在蒸发盘管表面结露形成的凝水导出。轴流风扇6的转速由带有两个温度传感器T的风扇控制器7进行自动控制。风扇控制器7的两个温度传感器T分别设置在蒸发盘管5的进、出口管上，以检测制冷剂的过热度。所有上述制冷部件中，除冷凝盘管外均被封装在一外壳11内，作为热泵热水器的室外机。制冷剂的循环过程如下经毛细管9节流后的液体制冷剂流入蒸发盘管5中，在轴流风扇6的作用下与室外空气进行对流换热，吸收空气中的热量而蒸发，然后经气液分离器2流入压缩机10，被压缩后进入冷凝盘管19，在此将冷凝热释放给水箱内胆13中的水，冷凝后的制冷剂液体经干燥过滤器1、电磁阀4、毛细管9重新流入蒸发盘管5中，由此完成一次循环。生活热水箱由进水管12、水箱内胆13、保温层14、水箱壳体15、出水管16、温度传感器17、控制器18、冷凝盘管19组成。冷凝盘管19设置在内胆13的下部，进水管12和出水管16分别设置在内胆13的底部和顶部，温度传感器17则设置在内胆13的中上部。进水管12与自来水管网连接，使用热水时打开出水管16上的阀门，利用自来水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容量可调的空气源热泵热水器，主要包括蒸发盘管（５）、压缩机（１０）、以及放置在生活热水箱中的冷凝盘管（１９），其特征在于压缩机（１０）的排气口与冷凝盘管（１９）的进口连接，冷凝盘管（１９）的出口经干燥过滤器（１）与集流／分流器（３）的一个端口连接，集流／分流器（３）的其余三个端口分别各经一个电磁阀（４）与三根长度不等的毛细管（９）连接，三根毛细管（９）的出口端再由一个集流／分流器（３）并联起来后与蒸发盘管（５）的进口连接，蒸发盘管（５）的出口经气液分离器（２）与压缩机（１０）的吸气口连接，从而形成制冷剂的闭合循环通路；蒸发盘管（５）和轴流风扇（６）组成风冷换热器，轴流风扇（６）的转速由风扇控制器（７）进行自动控制，嵌在水箱保温层（１４）中的控制器（１８）以设置在水箱内胆中的温度传感器（１７）的检测信号作为输入量，根据用户设定的热水终温自动控制压缩机（１０）的启停，并在不同季节工况下对三个电磁阀（４）的状态进行切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许煜雄，旷玉辉，孙云康，王如竹，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]