水源热泵热水器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水源热泵热水器，包括制冷回路、热水回路及控制器，其特征在于：所述压缩机为变频压缩机，其吸气管路与所述热交换器出液口间接入一辅助降温管路，该管路由一电磁阀及一喷液毛细管串接构成，所述压缩机排气管路上设有排气温度传感器，由其测得温度控制所述电磁阀的启闭，所述蒸发器两端设有进水管路和出水管路；所述热水回路包括热交换器及回水管路和出水管路，回水管路上设有循环水泵，在回水管路近进口处设有回水温度传感器，出水管路近出口处设有出水温度传感器。本实用新型专利技术采用变频压缩机，并配合辅助降温管路，实现压缩机在低温环境下正常工作，热水供给更稳定，使用范围更广。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热水器，具体涉及一种水源热泵热水器。
技术介绍
目前热水器一般分为燃油燃气热水器、电加热热水器、太阳能热水器、空气源热泵 热水器等几种，燃油燃气热水器是通过燃烧液化气、天然气、煤油、酒精等矿物或有机燃料 来加热水的一种热水器，该类热水器容易受燃料的燃烧程度和水压的波动等因素的影响从 而导致水温波动比较大，并且在供氧不足的情况下，容易产生一氧化碳等有毒气体，对人体 有很大的伤害严重的时候可能导致中毒事件发生，更重要的是需要消耗大量的不可再生资 源，使用成本偏高、对环境影响也较大。电加热热水器是一种通过消耗高品位的电能来加热 水的热水器，该类型的热水器使用比较方便，但对电能的使用效率较低，并且容易有触电的 安全隐患。太阳能热水器是一种利用真空管收集太阳能来加热水的热水器，该类型的热水 器，对环境友好并且运行成本低，但该类型的热水器受天气情况的影响比较大，在阴天、雨 天等日照强度不大的天气就很难正常使用，因而一般的太阳能热水器都有辅助的电加热装 置，这样太阳能热水器存在与电加热热水器同样的缺陷。 空气源热泵热水器是一种利用逆卡偌循环原理从自然环境吸取热量，并消耗少量 的电能将能量传递给水使其温度升高的热水器，空气源热泵热水器又称热泵热水器，与其 他的耗电热水器不同的是，空气源热泵热水器消耗的电能是用来作为传递能量的动力并且 使用效率高，热水获得的热量为热泵热水器从环境中获取的热量与所消耗的电能转化的能 量之和。该类型的热水器通过消耗少量的电能从自然环境中获取大量的热能，节能效率是 电热水器的4倍以上，比太阳能热水器还要节能，因而运行费用低，并且不向环境排放任何 有害物质，对环境友好，同时实现了水电分离，从而避免触电事故的发生，使用比较安全。 正由于上述优点空气源热泵热水器越来越受到人们的欢迎，使用的领域也越来越 广泛，通常包括至少一个由压縮机、电磁四通阀、热交换器、节流装置、蒸发器沿制冷剂流通 方向顺序连接组成的热泵制冷回路，热交换器设置在主水箱内，用于加热水箱中的水，主水 箱上通常设置有进水管和出水管，蒸发器从大气吸热，水箱内的热交换器放热，对通过循环 泵从进水管供给到水箱内的水进行加热。目前，空气源热泵热水器的制冷剂回路中的压縮 机均为定频压縮机，也就是说压縮机转速基本不变，以开、停压縮机来调整输出功率，因而 存在以下缺陷 ①不能适应宽负荷条件下运行，由于定频的空气源热水器是通过进出水温度差或水箱中的水温度差来控制压縮机的开启，在外界需水量小的情况下很容易导致压縮机频繁启停，这样不仅使系统的能耗增加，而且影响压縮机的使用寿命。在外界需水量大的情况下虽然定频率的压縮机连续工作，但由于压縮机的容量限制不能实现水温的快速升高； ②不能实现宽温度范围内稳定运行，当环境温度较低的情况下，定频热泵热水器正常启动困难，并且容易引起排气温度过高而停机，当环境温度较高的情况下，定频热泵热水器容易排气温度和排气压力超高而停机； ③普通的定频压縮机采用异步感应电动机，存在铁损，因此转化效率比较低，同时 定频压縮机的启动电流较大，对电网的冲击很大，并且会影响其他正在运行的电器的正常 使用； ④空气源热泵热水器的容量受室外空气状态参数影响较大，当冬季室外温度过 低时，制取热水量会减少，温度会降低，机组运行能耗大；当室外相对湿度大于70 % ，温度为3°C 5t:时，机组室外换热器就会结霜，致使空气源热泵热水器的制热水量和可靠性下降； ⑤空气的热容量小，为了获取足够的热量，则需要较大的空气量，风机的容量较 大，使得空气源热泵热水器的噪声较大； ⑥不能在环境温度低的条件下运行，制冷剂要从环境空气中吸收热量其本身的温 度就必须低于环境温度，因此环境温度越低，制冷剂的蒸发温度也就需要更低，相应的蒸 发压力也就越低，定频压縮机在运转过程中尽管所吸入的制冷剂的容积不变，但所吸入的 制冷剂的蒸汽压力低，因此同等溶剂中所包含的制冷剂的质量减少，即压縮机的制冷剂的 质量流量减少，而热泵热水器的制热量与制冷剂的质量流量成正比。研究表明，当环境温 度-2(TC时，制热量只能达到额定工况的20X _30%左右，并且由于工作温差不断扩大，热 泵热水器的效率也越来越低，这样不但制热量不能满足用户要求，而且丧失了其高效的优 越性。
技术实现思路
本技术目的是提供一种在各种环境温度下均可高效运作的水源热泵热水器，使用该结构，拓宽了热泵热水器的使用范围，且加热效率更为稳定可靠，功耗更低，延长整 机使用寿命。 为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种水源热泵热水器，包括制冷 回路、热水回路及控制器，所述制冷回路包括压縮机、四通阀、热交换器、节流装置、蒸发器， 所述压縮机的排气口与所述四通阀主管口连接，经四通阀关口 C与所述热交换器的进液口 连接，热交换器的出液口经所述节流装置于所述蒸发器进口连接，蒸发器出口与四通阀的E 管口连接，经四通阀S管口与所述压縮机的吸气口连接，所述压縮机为变频压縮机，该压縮 机的吸气管路与所述热交换器出液口间接入一辅助降温管路，该管路由一 电磁阀及一喷液 毛细管串接构成，所述压縮机的排气管路上设有一排气温度传感器，由该排气温度传感器 测得温度控制所述电磁阀的启闭，所述蒸发器两端设置有进水管路和出水管路；所述热水 回路包括热交换器及设置于热交换器两端的回水管路和出水管路，所述回水管路上设有循 环水泵，在回水管路近进口处设有回水温度传感器，出水管路近出口处设有出水温度传感 器。 上述技术方案中，所述压縮机为变频压縮机(直流变频或是交流变频)，根据测得 热水回路中进、出水管间的温差以及进水温度的变化率来确定变频压縮机的运行频率，当 外界负荷较小的情况下，压縮机采用低频运行，从而避免了定频压縮机那样频繁的启停；当 外界负荷较大的情况下，压縮机采用高频运行，这样可以迅速的提高水温度。因此，使得本 技术可以在更宽的温度范围内稳定的运行。为使变频压縮机能在低温环境下正常运 行，由于在低温环境下，需要从环境空气中吸收更多的制热量，制冷剂的蒸发温度也就需要更低(需要更多的制冷剂)，造成压縮机电机高频运行后产生的热量过高，尽管变频压縮机 在低温下可泵送比以往定频压縮机更多的制冷剂来冷却压縮机电机，但这些制冷剂还不足 以完全冷却电机，因而需要在热水热交换的出液管处引出一部分制冷剂来冷却压縮机防止 排气温度异常升高，为此在热交换器的出液口接入一辅助降温管路，由一个电磁阀和一喷 液毛细管组成，毛细管的另一端接在压縮机的吸气管上，配合设置于排气管路上的排气温 度传感器，确定是否开启电磁阀，其过程为当排气温度高于一定温度(预设定温度)时，电 磁阀开启，喷液毛细管向压縮机的吸气管进行喷液，当排气温度低于一定值时电磁阀关闭 停止喷液，从而可以防止因排气温度过高而导致压縮机烧毁，使本专利技术可工作在低温环境 中。水源热泵热水器在工作时，当机组的控制器检测到回水温度与设定水温度有一定温度 差时，机组的水泵开始运行，蒸发器两端的进、出水管开始有水流通，此时蒸发器工作，吸收 水源的热量。 上述技术方案中，所述热交换器的出液口与所述节流装置之间串接一双向储液 罐。由于变频压縮机是根据需要动态变化，机组所需要的制冷剂流量也在不断变化，因此设 置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水源热泵热水器，包括制冷回路、热水回路及控制器，所述制冷回路包括压缩机（１）、四通阀（４）、热交换器（５）、节流装置（１２）、蒸发器（１５），所述压缩机（１）的排气口与所述四通阀（４）主管口连接，经四通阀管口Ｃ与所述热交换器（５）的进液口连接，热交换器（５）的出液口经所述节流装置与所述蒸发器（１５）进口连接，蒸发器（１５）出口与四通阀的Ｅ管口连接，经四通阀Ｓ管口与所述压缩机（１）的吸气口连接，其特征在于：所述压缩机（１）为变频压缩机，该压缩机（１）的吸气管路与所述热交换器（５）出液口间接入一辅助降温管路，该管路由一电磁阀（１３）及一喷液毛细管（１４）串接构成，所述压缩机（１）的排气管路上设有一排气温度传感器（２），由该排气温度传感器（２）测得温度控制所述电磁阀（１３）的启闭，所述蒸发器（１５）两端设置有进水管路和出水管路，所述热水回路包括热交换器（５）及设置于热交换器（５）两端的回水管路和出水管路，所述回水管路上设有循环水泵（６），在回水管路近进口处设有回水温度传感器（７），出水管路近出口处设有出水温度传感器（６）。

【技术特征摘要】
一种水源热泵热水器，包括制冷回路、热水回路及控制器，所述制冷回路包括压缩机(1)、四通阀(4)、热交换器(5)、节流装置(12)、蒸发器(15)，所述压缩机(1)的排气口与所述四通阀(4)主管口连接，经四通阀管口C与所述热交换器(5)的进液口连接，热交换器(5)的出液口经所述节流装置与所述蒸发器(15)进口连接，蒸发器(15)出口与四通阀的E管口连接，经四通阀S管口与所述压缩机(1)的吸气口连接，其特征在于所述压缩机(1)为变频压缩机，该压缩机(1)的吸气管路与所述热交换器(5)出液口间接入一辅助降温管路，该管路由一电磁阀(13)及一喷液毛细管(14)串接构成，所述压缩机(1)的排气管路上设有一排气温度传感器(2)，由该排气温度传感器(2)测得温度控制所述电磁阀(13)的启闭，所述蒸发器(15)两端设置有进水管路和出水管路，所述热水回路包括热交换器(5)及设置于热交换器(5)两端的回水管路和出水管路，所述回水管路上设有循环水泵(6)，在回水管路近进口处设有回水温度传感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞卫刚，欧阳录春，张成，
申请(专利权)人：苏州大学，苏州鸿远节能科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]