热泵热水机系统及其控制风速的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102705985 A (43)申请公布日 2012.10.03 CN 102705985 A *CN102705985A* (21)申请号 201210191307.5 (22)申请日 2012.06.12 F24H 4/04(2006.01) F24H 9/20(2006.01) (71)申请人 广东美的暖通设备有限公司 地址 528311 广东省佛山市顺德区北滘镇蓬 莱路工业大道 (72)发明人 梁伟钊 (74)专利代理机构 佛山市科顺专利事务所 44250 代理人 梁红缨 (54) 发明名称 热泵热水机系统及其控制风速的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种热泵。

2、热水机系统及其控制风 速的方法， 包括压缩机、 四通阀、 承压水箱、 节流部 件、 多档风机及蒸发器， 其中承压水箱、 节流部件 及蒸发器依次串联后一端接四通阀的 c 端， 另一 端接四通阀的e端 ； 压缩机的排气管接四通阀的d 端， 压缩机的回气管接四通阀的 s 端， 多档风机为 蒸发器的散热部件 ； 其特征在于还包括排气温度 传感器、 环境温度传感器及水温温度传感器， 排气 温度传感器安装在压缩机的排气管上， 环境温度 传感器安装在蒸发器上， 水温温度传感器安装在 承压水箱内。 工作时通过排气温度传感器、 环境温 度传感器及水温温度传感器检测到的温度及蒸发 器的温度来改变多档风机的转速。其。

3、优点为 ： 使 用安全可靠， 可以有效降低系统的排气压力及排 气温度， 使排气压力及排气温度运行于压缩机的 安全使用范围之内， 还可以使热水机组一直高效 运行， 同时还可以适当提高水温。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种热泵热水机系统， 包括压缩机 （1） 、 四通阀 （3） 、 承压水箱 （4） 、 节流部件 （6） 、 多 档风机 （9） 及蒸发器 （10） ， 其中所述承压水箱 （4） 、 节流部件 （6） 及蒸。

4、发器 （10） 依次串联后 一端接四通阀的 c 端， 另一端接四通阀的 e 端 ； 所述压缩机 （1） 的排气管接四通阀的 d 端， 压缩机 （1） 的回气管接四通阀的 s 端， 多档风机 （9） 为蒸发器 （10） 的散热部件 ； 其特征在于 还包括排气温度传感器 （2） 、 环境温度传感器 （8） 及水温温度传感器 （5） ， 所述排气温度传 感器 （2） 安装在压缩机 （1） 的排气管上， 所述环境温度传感器 （8） 安装在蒸发器 （10） 上， 所 述水温温度传感器 （5） 安装在承压水箱 （4） 内。 2. 一种热泵热水机系统的控制风速的方法， 其特征在于包括有如下步骤 ： 1） 热。

5、泵机组运行前， 根据环境温度传感器 （8） 检测到的环境温度判定热泵运行时的初 始风速 ； 若环境温度高于设定温度值时， 初始风速定为低风 ； 低于设定温度值时， 初始风速 为高风 ； 介于上述两温度之间， 则初始风速为中风 ； 2） 为方便描述， 设定排气温度传感器 （2） 检测的排气温度， 该温度记做 Tp ； 环境温度传 感器 （8） 检测的环境温度， 该温度记做 T4 ； 水温温度传感器 （5） 检测的水箱温度， 该温度记 做 T5 ； 蒸发器 （10） 的温度， 该温度记做 T3， 来控制多档风机的风速 ； 3）热泵运行一段时间后， 排气温度传感器 （2）开始检测排气温度， 若排气温。

6、度 Tp Tp1， Tp1为系统设定温度值， 范围在96-115， 则按第4） 步控制 ； 若TpTp1时， 多档 风机 （9） 的风速下降一档， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经 停了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后排气温度传感器 （2） 再检测排气温度， 此时 若TpTp2， Tp2为系统设定温度值， 范围在75-95， 则按第4） 步控制 ； 此时若TpTp2 时， 则保持当前风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 4） 检测环境温度 ；（一） 当环境温度传感器 （8） 检测到的环境温度 T4 T41， T41 为系 统设定温度值， 范围在。

7、 15 -28， 多档风机 （9） 按当前环境温度对应的初始风速运行， 运 行预定时间后再按第 3） 步控制 ；（二） 当 T41 T4 T42， T42 为系统设定温度值， 范围在 29 -38， 水温温度传感器 （5） 检测水箱温度， 若水箱温度 T5 T51， T51 为系统设定温度 值， 范围在 30 -55， 则多档风机 （9） 的风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 若水箱温度 T5 T51 时， 检测蒸发温度， 当蒸发温度 T3 T31， T31 为系统设定温度值， 范围在 4 -12， 则多档风机 （9） 以当前状态提高一档 风速 。

8、； 若当前状态已经是最高风档， 则保持当前状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当 T31 T3 T32， T32 为系统设定温度值， 范围在 13 -20， 则多档风机 （9） 保持当前 风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度 T3 T32 时， 则多档风机 （9） 以 当前状态降低一档风速， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停 了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ；（三） 环境温度 T4 T42 时， 水温温度传感器 （5） 检测水箱温度， 若水箱温度 T5 T52， T52 为系统设定温度值， 范。

9、围在 30 -55， 则多档风机 （9） 风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间 后再按第 3） 步控制 ； 若水箱温度 T5 T52 时， 检测蒸发器 （10） 的温度， 当蒸发温度 T3 T33， T33 为系统设定温度值， 范围在 4 -13， 则风机以当前状态提高一档风速， 当前 状态已经是最高风档， 则保持当前状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当 T33 T3 T34， T34 为系统设定温度值， 范围在 14 -22， 则多档风机 （9） 保持当前风速， 运行预 定时间后再按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度 T3 T34 时， 则多档风机 （9） 。

10、以当前状态降低 权 利 要 求 书 CN 102705985 A 2 2/2 页 3 一档风速， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保 持停风机状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制。 3. 根据权利要求 2 所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 其特征在于上述 步骤 1） 热泵热水机开机前先通过环境温度传感器 （8） 检测环境温度来确定开机时多档风 机 （9） 的初始风速。 4. 根据权利要求 2 所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 其特征在于上述 步骤 3） 在热泵运行过程中， 排气温度传感器 （2） 优先检测排气温度来对多档。

11、风机 （9） 的风 速控制。 5. 根据权利要求 2 所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 其特征在于上述 步骤 4） 在热泵运行过程中， 划定环境温度区间进行风速控制。 6. 根据权利要求 5 所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 其特征在于上 述步骤 4） 在热泵运行过程中在不同环境温度下， 检测水箱温度， 根据不同水温对多档风机 （9） 进行相应风速控制。 7. 根据权利要求 6 所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 其特征在于上述 步骤 4） 在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器 （10） 的温度区间来对多档风机 （9） 进行风速控制。 权 利 要 求 书。

12、 CN 102705985 A 3 1/4 页 4 热泵热水机系统及其控制风速的方法 技术领域 0001 本发明是一种热泵热水机系统采用的智能控制风速方法， 可用于直热式、 循环式 或静态加热式等热泵热水机组。 背景技术 0002 热泵的系统排气压力及排气温度问题一直是考验热泵热水机系统可靠性的一个 重点和难点。热泵热水机在环境温度较高的工况下运行时， 排气压力和排气温度会随着水 温的提高而提高， 当水温升高到一定范围时， 风速太高则排气压力和排气温度可能超出压 缩机的安全使用范围， 可能影响到热泵热水机的可靠性和使用寿命。 若一直以低风速运行， 则在低水温时即使高风运行系统也不会超出压缩机的。

13、安全使用范围， 那低风速运行就会在 一定程度上影响热泵的效率。因此， 如何控制风速才能保证把排气压力及排气温度控制在 压缩机的安全使用范围内， 同时又最大可能提高热泵效率成了困扰热泵厂家的难题。 0003 目前常见的热泵热水机组常见的风速控制方法为 ： 环境温度控制法， 这种是最简 单的风速控制方法， 通过检测环境温度， 当环境温度小于某一温度值， 就开高风 ； 当环境温 度大于某一温度值， 就开低风。 这种方法在一定程度上能控制系统的排气压力和排气温度， 在较高环境温度和较低水温时， 热泵热水机运行压力及排气温度在高风运行也不会超过压 缩机的安全范围， 但在这种情况下低风运行就会降低热水机的。

14、能效。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种可以有效降低系统的排气压力及排气温度， 使热泵热 水机系统的排气压力及排气温度运行于压缩机的安全使用范围之内， 还可以使热水机组一 直高效运行， 同时还可以适当提高水温的热泵热水机系统及其控制风速的方法。 0005 为了达到上述目的之一， 本发明的一种热泵热水机系统的技术方案为 ： 包括压缩 机、 四通阀、 承压水箱、 节流部件、 多档风机及蒸发器， 其中所述承压水箱、 节流部件及蒸发 器依次串联后一端接四通阀的c端， 另一端接四通阀的e端 ； 所述压缩机的排气管接四通阀 的 d 端， 压缩机的回气管接四通阀的 s 端， 多档风机为蒸发器的散。

15、热部件 ； 其特征在于还包 括排气温度传感器、 环境温度传感器及水温温度传感器， 所述排气温度传感器安装在压缩 机的排气管上， 所述环境温度传感器安装在蒸发器上， 所述水温温度传感器安装在承压水 箱内。 0006 为了达到上述目的之二， 本发明的一种热泵热水机系统能控制风速的方法， 其特 征在于包括有如下步骤 ： 1） 热泵机组运行前， 根据环境温度传感器检测到的环境温度判定热泵运行时的初始风 速 ； 若环境温度高于设定温度值时， 初始风速定为低风 ； 低于设定温度值时， 初始风速为高 风 ； 介于上述两温度之间， 则初始风速为中风 ； 2） 为方便描述， 设定排气温度传感器检测的排气温度， 。

16、该温度记做 Tp ； 环境温度传感 器检测的环境温度， 该温度记做 T4 ； 水温温度传感器检测的水箱温度， 该温度记做 T5 ； 蒸发 说 明 书 CN 102705985 A 4 2/4 页 5 器的温度， 该温度记做 T3， 来控制多档风机的风速 ； 3） 热泵运行一段时间后， 排气温度传感器开始检测排气温度， 若排气温度 Tp Tp1， Tp1 为系统设定温度值， 范围在 96 -115， 则按第 4） 步控制 ； 若 Tp Tp1 时， 多档风机的 风速下降一档， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后排气温度传感。

17、器再检测排气温度， 此时若 Tp Tp2， Tp2 为系统设定温度值， 范围在 75 -95， 则按第 4） 步控制 ； 此时若 Tp Tp2 时， 则保持 当前风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 4） 检测环境温度 ；（一） 当环境温度传感器检测到的环境温度T4T41， T41为系统设定 温度值， 范围在 15 -28， 多档风机按当前环境温度对应的初始风速运行， 运行预定时间 后再按第 3） 步控制 ；（二） 当 T41 T4 T42， T42 为系统设定温度值， 范围在 29 -38， 水温温度传感器检测水箱温度， 若水箱温度 T5 T51， T51 为系统设定温度值， 范围。

18、在 30 -55， 则多档风机的风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间后 再按第 3） 步控制 ； 若水箱温度 T5 T51 时， 检测蒸发温度， 当蒸发温度 T3 T31， T31 为 系统设定温度值， 范围在 4 -12， 则多档风机以当前状态提高一档风速 ； 若当前状态已 经是最高风档， 则保持当前状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当 T31 T3 T32， T32 为系统设定温度值， 范围在 13 -20， 则多档风机保持当前风速， 运行预定时间后再 按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度 T3 T32 时， 则多档风机以当前状态降低一档风速， 若当 前状。

19、态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ；（三） 环境温度 T4 T42 时， 水温温度传感器检测水箱 温度， 若水箱温度 T5 T52， T52 为系统设定温度值， 范围在 30 -55， 则多档风机风速 调整至该环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 若水箱温度 T5 T52 时， 检测蒸发器的温度， 当蒸发温度 T3 T33， T33 为系统设定温度值， 范围在 4 -13， 则风机以当前状态提高一档风速， 当前状态已经是最高风档， 则保持当前状态， 运行预定时间后再按第 3。

20、） 步控制 ； 当 T33 T3 T34， T34 为系统设定温度值， 范围在 14 -22， 则多档风机保持当前风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度 T3 T34 时， 则多档风机以当前状态降低一档风速， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后 为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制。 0007 上述步骤 1） 热泵热水机开机前先通过环境温度传感器 （8） 检测环境温度来确定 开机时多档风机的初始风速。 0008 上述步骤 3） 在热泵运行过程中， 排气温度传感器优先检测排气温度来对多档风机 的风速控制。 0009 。

21、上述步骤 4） 在热泵运行过程中， 划定环境温度区间进行风速控制。 0010 上述步骤 4） 在热泵运行过程中在不同环境温度下， 检测水箱温度， 根据不同水温 对多档风机进行相应风速控制。 0011 上述步骤 4） 在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器的温度区间来对多 档风机进行风速控制。 0012 本发明与现有技术相比的优点为 ： 其基于传统风机仅根据环境温度来控制的基础 上， 增加了对排气温度、 水箱温度及蒸发器温度的检测来进行风速控制， 使热泵系统达到安 全可靠， 可以有效降低系统的排气压力及排气温度， 使热泵热水机系统的排气压力及排气 说 明 书 CN 102705985 A 5。

22、 3/4 页 6 温度运行于压缩机的安全使用范围之内， 还可以使热水机组一直高效运行， 同时还可以适 当提高水温。 附图说明 0013 图 1 是本发明的系统结构示意图 ； 图 2 是本发明的风速控制方法之一的流程图 ； 图 3 是本发明的风速控制方法之二的流程图。 0014 图中 ： 1 是压缩机， 2 是排气温度传感器， 3 是四通换向阀， 4 是带盘管的承压水箱 （作冷凝器用） ， 5 是水箱温度传感器， 6 是节流部件， 7 是环境温度传感器， 8 是蒸发温度传感 器， 9 是多档风速风机， 10 是蒸发器。 具体实施方式 0015 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详述 ： 如。

23、图 1 所示一种热泵热水机系统， 包括压缩机 1、 四通阀 3、 承压水箱 4、 节流部件 6、 多 档风机 9 及蒸发器 10， 其中所述承压水箱 4、 节流部件 6 及蒸发器 10 依次串联后一端接四 通阀的 c 端， 另一端接四通阀的 e 端 ； 所述压缩机 1 的排气管接四通阀的 d 端， 压缩机 1 的 回气管接四通阀的 s 端， 多档风机 9 为蒸发器 10 的散热部件 ； 本发明的特点是还包括排气 温度传感器 2、 环境温度传感器 8 及水温温度传感器 5， 所述排气温度传感器 2 安装在压缩 机 1 的排气管上， 所述环境温度传感器 8 安装在蒸发器 10 上， 所述水温温度传。

24、感器 5 安装 在承压水箱 4 内。 0016 如图 1 至 3 所示， 热泵热水机系统的控制风速的方法， 包括有如下步骤 ： 1） 热泵机组运行前， 根据环境温度传感器 8 检测到的环境温度判定热泵运行时的初 始风速 ； 若环境温度高于设定温度值时， 设定温度可以在 23-38的范围， 如 32， 初始风 速定为低风即低风档 ； 低于另一设定温度值时， 另一设定温度可以在 20-35的范围， 如 30， 初始风速为高风即高风档 ； 介于上述两温度之间， 则初始风速为中风即中间风档， 如 有 2 档或以上风档 ； 2） 为方便描述， 设定排气温度传感器 2 检测的排气温度， 该温度记做 Tp 。

25、； 环境温度传感 器 8 检测的环境温度， 该温度记做 T4 ； 水温温度传感器 5 检测的水箱温度， 该温度记做 T5 ； 蒸发器 10 的温度， 该温度记做 T3， 来控制多档风机的风速 ； 3） 热泵运行一段时间后， 排气温度传感器 2 开始检测排气温度， 若排气温度 Tp Tp1， Tp1为系统设定温度值， 范围在96-115， 最佳值为105， 则按第4） 步控制 ； 若TpTp1 时， 多档风机 9 的风速下降一档， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状 态已经停了风机， 则保持停风机状态， 运行预定时间后排气温度传感器 2 再检测排气温度， 此时若 Tp Tp。

26、2， Tp2 为系统设定温度值， 范围在 75 -95， 最佳值为 90， 则按第 4） 步 控制 ； 此时若 Tp Tp2 时， 则保持当前风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 4） 检测环境温度 ；（一） 当环境温度传感器8检测到的环境温度T4T41， T41为系统设 定温度值， 范围在 15 -28， 最佳值为 23， 多档风机 9 按当前环境温度对应的初始风速 运行， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ；（二） 当 T41 T4 T42， T42 为系统设定温度值， 范围在29-38， 最佳值为30， 水温温度传感器5检测水箱温度， 若水箱温度T5T51， 说 明 书 CN。

27、 102705985 A 6 4/4 页 7 T51 为系统设定温度值， 范围在 30 -55， 最佳值为 50， 则多档风机 9 的风速调整至该 环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 若水箱温度 T5 T51 时， 检测蒸发温度， 当蒸发温度 T3 T31， T31 为系统设定温度值， 范围在 4 -12， 最佳 值为 6， 则多档风机 9 以当前状态提高一档风速 ； 若当前状态已经是最高风档， 则保持当 前状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当 T31 T3 T32， T32 为系统设定温度值， 范围在 13 -20， 最佳值为 16， 则多档。

28、风机 9 保持当前风速， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度T3T32时， 则多档风机9以当前状态降低一档风速， 若当前状态 已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保持停风机状态， 运行预 定时间后再按第 3） 步控制 ；（三） 环境温度 T4 T42 时， 水温温度传感器 5 检测水箱温度， 若水箱温度T5T52， T52为系统设定温度值， 范围在30-55， 最佳值为43， 则多档风 机 9 风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 若 水箱温度 T5 T52 时， 检测蒸发器 10 的温度， 当蒸发温。

29、度 T3 T33， T33 为系统设定温 度值， 范围在 4 -13， 最佳值为 8， 则风机以当前状态提高一档风速， 当前状态已经是 最高风档， 则保持当前状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制 ； 当 T33 T3 T34， T34 为系统设定温度值， 范围在14-22， 最佳值为18， 则多档风机9保持当前风速， 运行预 定时间后再按第 3） 步控制 ； 当蒸发器温度 T3 T34 时， 则多档风机 9 以当前状态降低一 档风速， 若当前状态已经为最低档风速， 降档后为停风机 ； 当前状态已经停了风机， 则保持 停风机状态， 运行预定时间后再按第 3） 步控制。 0017 在本实施例。

30、中， 上述步骤 1） 热泵热水机开机前先通过环境温度传感器 8 检测环境 温度来确定开机时多档风机 9 的初始风速。 0018 在本实施例中， 上述步骤 3） 在热泵运行过程中， 排气温度传感器 2 优先检测排气 温度来对多档风机 9 的风速控制。 0019 在本实施例中， 上述步骤 4） 在热泵运行过程中， 划定环境温度区间进行风速控制。 0020 在本实施例中， 上述步骤 4） 在热泵运行过程中在不同环境温度下， 检测水箱温度， 根据不同水温对多档风机9进行相应风速控制， 即在对应的环境温度区间检测T5， T5T51 风速为对应环境温度的初始风速， T5 T51 则通过检测 T3 温度来控。

31、制。 0021 在本实施例中， 上述步骤 4） 在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器 10 的温度区间来对多档风机 9 进行风速控制， 即在对应的水箱温度区间检测 T3， 将 T3 划分为 3 个区间进行相应逻辑控制。 0022 热泵热水机启动前， 环境温度传感器 8 检测到环境温度低于 30， 热泵启动时开 启高风档。运行 3 分钟后， 排气温度传感器 2 检测排气温度， 此时排气温度只有 80， 则环 境温度传感器 8 又检测环境温度。此时环境温度下降到 28， 则水温温度传感器 5 再来检 测水箱温度， 此时水箱温度已经上升到 51。此时再检测蒸发器温度， 蒸发器温度达到了 17，。

32、 则风机降低一档风速。运行 90 秒后， 排气温度传感器 2 检测排气温度， 此时排气温度 已经升高到110了， 则多档风机9再降一档风速。 运行90秒后再检测排气温度， 此时排气 温度下降到 100了， 则风机保持当前的风速。运行 90 秒后， 再来检测排气温度。 0023 以上为本发明的实施例， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说， 本发 明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神与原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改 进等， 均应包含在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 102705985 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102705985 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102705985 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102705985 A 10 。