直热式热泵热水系统技术方案

本发明专利技术提供一种直热式热泵热水系统，其可根据不同使用场景同时输出不同温度的热水，且出水温度实时可调。所述直热式热泵热水系统，包括室外机和水模块；室外机包括空气换热器、压缩机以及并联连接的多路冷凝支路，水模块数量为多个，其与并联连接的多路冷凝支路一一对应，各水模块包括水换热器和水泵，水换热器包括制冷剂通道和水通道，制冷剂通道串联在冷凝支路上，水泵设在水通道上，制冷剂与水在水换热器中实现热交换；水通道上还设有流量检测元件，且水通道的进水端上设有进水温度检测元件，水通道的出水端上设有出水温度检测元件。本发明专利技术可以实现出水温度实时可调，且出水温度稳定、准确。

【技术实现步骤摘要】
直热式热泵热水系统
本专利技术涉及一种热泵热水系统，尤其是涉及直热式热泵热水系统。
技术介绍
国家《中国的能源政策（2012）白皮书》明确提出，要大力发展新能源和可再生能源，全面推进能源节约。开展能源技术研究，提高能源利用水平，对打造绿色环保经济具有十分重要的意义。热泵热水器作为一种新型、节能的热水器，在商用热水方面较传统电、燃气、燃油热水器节能30%~70%，具有很好的应用前景。按加热形式不同，热泵热水器分为直热式热泵热水器和循环式热泵热水器，直热式热泵热水器以其即开即热、水温稳定、使用方便，越来越受青睐。然而，现有技术中直热式热泵热水系统，大多存在进水侧水压波动的情况，水压的变化会影响到水流量的变化，进而影响到出水温度的变化，导致热水忽冷忽热，影响用户的热水体验，对热泵系统的平稳运行也构成了威胁；另外，用户对于热水温度在不同场景下有不同的需求，地暖供热的水温要求30℃-40℃，生活热水水温要求在40℃-45℃甚至更高，但目前直热式热泵热水系统通常是将水加热到很高的温度后，通过混合冷水的方式来达到所需水温，对于热泵来说，如果冷凝温度太高，则系统的能效就会较低，这势必会造成能源的浪费。
技术实现思路
本专利技术提供一种直热式热泵热水系统，其可根据不同使用场景同时输出不同温度的热水，且出水温度实时可调。在本申请的一些实施例中，一种直热式热泵热水系统，包括室外机和水模块；所述室外机包括空气换热器、压缩机以及并联连接的多路冷凝支路，所述并联连接的多路冷凝支路与所述空气换热器、所述压缩机组成制冷剂循环回路，所述压缩机用于向各所述冷凝支路提供压缩后的制冷剂，各所述冷凝支路上设有制冷剂液管接口、制冷剂气管接口和节流元件；所述水模块数量为多个，其与所述并联连接的多路冷凝支路一一对应，各所述水模块包括水换热器和水泵，所述水换热器包括制冷剂通道和水通道，所述制冷剂通道串联在所述冷凝支路上，所述水泵设在所述水通道上，制冷剂与水在所述水换热器中实现热交换；所述水通道上还设有流量检测元件，且所述水通道的进水端上设有进水温度检测元件，所述水通道的出水端上设有出水温度检测元件；根据当前水流量下系统热负荷Q判断是否需要调整水流量，若Q1≤Q≤Q2，无需调整当前水流量，若Q＜Q1或Q＞Q2，调整水流量，其中Q1为第一预设值，Q2为第二预设值；并在调整水流量时，控制|△T|满足|△T|≤△Tset，其中△T为所述水通道的出水端实际出水温度偏差，即设定出水温度Tset与实际出水温度To之差，△Tset为目标出水温度偏差，即设定出水温度Tset与目标出水温度T之差。本申请直热式热泵热水系统，其室外机通过设置并联连接的多路冷凝支路，与空气换热器、压缩机组成制冷剂循环回路，压缩机用于向各冷凝支路提供压缩后的制冷剂，同时本申请还设置多个水模块，与并联连接的多路冷凝支路一一对应，则多个水模块可同时工作，互不干扰，分别提供不同温度的热水，以适应不同使用场景；根据当前水流量下系统热负荷Q判断是否需要调整水流量，若Q1≤Q≤Q2，无需调整当前水流量，系统正常运行，若Q＜Q1或Q＞Q2，调整水流量，从而保证出水温度实时可调；且在调整水流量时控制水通道的出水端实际出水温度偏差△T的绝对值|△T|≤△Tset，从而保证出水温度稳定、准确。在本申请的一些实施例中，所述系统热负荷Q由如下公式获得：Q=C×q×(Tset-Ti)，其中，C为水的比热容，q为水流量，Tset为设定出水温度，Ti为进水温度。即将设定出水温度Tset与进水温度的差值作为输入量，计算系统热负荷，C、Tset为已知量，q由所述流量检测元件检测得到，Ti由所述进水温度检测元件检测得到，则系统热负荷易于获得。在本申请的一些实施例中，Q1=aQr，Q2=bQr，其中，a、b为系数因子，0.3≤a≤0.6，1.5≤b≤2，Qr为系统额定热负荷。在本申请的一些实施例中，若Q＜Q1，通过调节所述水泵增大水流量；若Q＞Q2，通过调节所述水泵减小水流量。在本申请的一些实施例中，所述水泵和所述流量检测元件均设在所述水通道的出水端上。在本申请的一些实施例中，所述节流元件为电子膨胀阀，若|△T|＞△Tset，且△T＜0，减小所述电子膨胀阀的开度，减少冷媒循环量降低出水温度；若|△T|＞△Tset，且△T＜0，增大所述电子膨胀阀的开度，增加冷媒循环量升高出水温度。在本申请的一些实施例中，所述制冷剂通道与所述冷凝支路串联的位置位于所述制冷剂液管接口和所述制冷剂气管接口之间。在本申请的一些实施例中，所述水模块还包括壳体，所述水换热器和所述水泵位于所述壳体内，从而水模块可以作为一个整体，便于整体拆装。在本申请的一些实施例中，多个所述水模块上下依次摞列成一整体，最低层所述水模块的壳体底部固设有支撑底脚，多个所述水模块的壳体固连为一体。则单个水模块可由基本的小尺寸部件构成，在热水多用途场景的情况下，不需要设计结构框体，以减小模具投资，降低生产成本。所述水换热器为套管换热器或板式换热器。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据实施例的直热式热泵热水系统循环原理图；图2是根据实施例的直热式热泵热水系统多个水模块的装配图；图3是图2的分解图。附图说明：10-室外机；11-空气换热器；12-压缩机；13-冷凝支路；14-制冷剂液管接口；15-制冷剂气管接口；16-节流元件；20-水模块；21-水换热器；22-水泵；23-进水温度检测元件；24-出水温度检测元件；25-流量检测元件；26-壳体；27-支撑底脚。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备中的“泵”；热泵通常是先从自然界的空气、水或土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直热式热泵热水系统，包括室外机和水模块，其特征在于：/n所述室外机包括空气换热器、压缩机以及并联连接的多路冷凝支路，所述并联连接的多路冷凝支路与所述空气换热器、所述压缩机组成制冷剂循环回路，所述压缩机用于向各所述冷凝支路提供压缩后的制冷剂，各所述冷凝支路上设有制冷剂液管接口、制冷剂气管接口和节流元件；/n所述水模块数量为多个，其与所述并联连接的多路冷凝支路一一对应，各所述水模块包括水换热器和水泵，所述水换热器包括制冷剂通道和水通道，所述制冷剂通道串联在所述冷凝支路上，所述水泵设在所述水通道上，制冷剂与水在所述水换热器中实现热交换；所述水通道上还设有流量检测元件，且所述水通道的进水端上设有进水温度检测元件，所述水通道的出水端上设有出水温度检测元件；/n根据当前水流量下系统热负荷Q判断是否需要调整水流量，若Q

【技术特征摘要】
1.一种直热式热泵热水系统，包括室外机和水模块，其特征在于：
所述室外机包括空气换热器、压缩机以及并联连接的多路冷凝支路，所述并联连接的多路冷凝支路与所述空气换热器、所述压缩机组成制冷剂循环回路，所述压缩机用于向各所述冷凝支路提供压缩后的制冷剂，各所述冷凝支路上设有制冷剂液管接口、制冷剂气管接口和节流元件；
所述水模块数量为多个，其与所述并联连接的多路冷凝支路一一对应，各所述水模块包括水换热器和水泵，所述水换热器包括制冷剂通道和水通道，所述制冷剂通道串联在所述冷凝支路上，所述水泵设在所述水通道上，制冷剂与水在所述水换热器中实现热交换；所述水通道上还设有流量检测元件，且所述水通道的进水端上设有进水温度检测元件，所述水通道的出水端上设有出水温度检测元件；
根据当前水流量下系统热负荷Q判断是否需要调整水流量，若Q1≤Q≤Q2，无需调整当前水流量，若Q＜Q1或Q＞Q2，调整水流量，其中Q1为第一预设值，Q2为第二预设值；
并在调整水流量时，控制|△T|满足|△T|≤△Tset，其中△T为所述水通道的出水端实际出水温度偏差，即设定出水温度Tset与实际出水温度To之差，△Tset为目标出水温度偏差，即设定出水温度Tset与目标出水温度T之差。


2.根据权利要求1所述的直热式热泵热水系统，其特征在于，
所述系统热负荷Q由如下公式获得：Q=C×q×(Tset-Ti)；
其中，C为水的比热容，q为水流量，Tset为设定出水温度，Ti为进水温度。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚男，耿世超，曹培春，丛辉，
申请(专利权)人：青岛海信日立空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37