專利名稱：一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)及其運(yùn)行控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣源熱泵熱水器，特別涉及一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)及其運(yùn)行控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器，利用室外的壓縮機(jī)制熱來加熱室內(nèi)水箱中的冷水，其一般控制步驟為，用戶設(shè)定水箱的目標(biāo)溫度，系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)溫度決定壓縮機(jī)的工作狀態(tài)當(dāng)水箱溫度傳感器檢測(cè)到水溫低于目標(biāo)溫度一固定差值時(shí)，直接啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制熱；當(dāng)水箱溫度傳感器檢測(cè)到水溫達(dá)到目標(biāo)溫度時(shí)，壓縮機(jī)停止工作。上述控制方法簡(jiǎn)單、方便，但是，在實(shí)際應(yīng)用中不能很好的達(dá)到節(jié)能效果，致使現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器存在諸多缺陷，例如(1)現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器中，其系統(tǒng)即使選擇性能好的壓縮機(jī)其蒸發(fā)溫度在-25°C 25°C范圍之內(nèi)，但是為了提供足夠的熱量其選擇過熱度大于10°C溫差，從而環(huán)境溫度在大于-10°C時(shí)系統(tǒng)才能工作，這樣的條件只能適用于南方城市，而北方城市環(huán)境溫度在冬季經(jīng)常低于-10°C，則系統(tǒng)無法運(yùn)行。因此，其適用范圍較小。(2)現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器中，為了提供足夠的熱量其選擇過熱度大于10°C溫差，在低溫時(shí)容易結(jié)霜，化霜頻率頻繁，不化霜時(shí)間縮短，從而不節(jié)能，同時(shí)又影響整機(jī)的制熱效率及壓縮機(jī)壽命。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種空氣源熱泵熱水器及其運(yùn)行控制方法，能夠擴(kuò)展空氣源熱泵熱水器的環(huán)境溫度適用范圍，避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)以及頻繁化霜和化霜時(shí)間長(zhǎng)的缺陷，提高壓縮機(jī)的能效，延長(zhǎng)壓縮機(jī)壽命。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。技術(shù)方案一一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括室外機(jī)組和室內(nèi)機(jī)組、溫度測(cè)量單元及控制裝置，所述室外機(jī)組包含外殼，設(shè)置在外殼內(nèi)的風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)器；所述室內(nèi)機(jī)組包含壓縮機(jī)、四通換向閥、電子膨脹閥、換熱器、水箱內(nèi)膽、水泵；所述溫度測(cè)量單元包含設(shè)置在室外機(jī)組外殼內(nèi)的室外環(huán)境溫度傳感器，設(shè)置在蒸發(fā)器上的蒸發(fā)器表面溫度傳感器，設(shè)置在室內(nèi)機(jī)組的壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)排氣溫度傳感器，設(shè)置在壓縮機(jī)入口的過熱工質(zhì)溫度傳感器，設(shè)置在換熱器的出水口的換熱器出水溫度傳感器，以及設(shè)置在水箱內(nèi)膽的水箱上部水溫傳感器和水箱下部水溫傳感器；所述控制裝置，設(shè)定水箱目標(biāo)水溫，并根據(jù)所述溫度測(cè)量單元獲取的溫度參數(shù)，啟動(dòng)電子膨脹閥、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)及水泵，以及根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的溫度參數(shù)控制電子膨脹閥開度、風(fēng)機(jī)風(fēng)速、水泵流量和四通換向閥換向及系統(tǒng)化霜，以使水箱溫度達(dá)到目標(biāo)水溫。所述控制裝置包括與溫度測(cè)量單元連接的溫度采集模塊，溫度設(shè)置模塊，及連接所述溫度采集模塊和溫度設(shè)置模塊的溫度判斷模塊，及連接所述溫度判斷模塊的控制模塊；其中，所述溫度采集模塊，用于采集所述溫度測(cè)量單元的溫度參數(shù)室外環(huán)境溫度 Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7 ；所述溫度設(shè)置模塊，用于設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO ；所述溫度判斷模塊，用于判斷所述水箱上部水溫T5是否小于等于(T0-5)°C ；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3是否等于目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，同時(shí)判斷壓縮機(jī)排氣溫度T2是否大于水箱上部水溫T5 ；過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值是否在5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3是否等于目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，同時(shí)判斷換熱器出水溫度T7是否大于水箱上部水溫T5，且判斷過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值是否小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值是否小于1°C ；最后判斷水箱上部水溫T5是否大于水箱目標(biāo)水溫TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6是否大于 (2T0-5) °C。所述控制模塊，根據(jù)上述溫度判斷模塊，控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，電子膨脹閥的開度，水泵的啟動(dòng)，水泵的流量和風(fēng)機(jī)的風(fēng)速及四通換向閥的換向和壓縮機(jī)的化霜，及控制壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)停止工作。所述的控制模塊用于以下控制當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ (TO-5) °C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1 XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C 范圍外，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向， 風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)水箱上部水溫T5彡T0且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于 (2T0-5) °C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。上述技術(shù)方案中，所述室內(nèi)機(jī)組中包含有工質(zhì)過熱管，所述工質(zhì)過熱管串聯(lián)在蒸發(fā)器的工質(zhì)出口的管道上。采用上述技術(shù)方案的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的正常工作的最低環(huán)境溫度為-25°C -10°C。技術(shù)方案二 一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，上述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、 蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度 T7 ； (2)設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO ； (3)水箱上部水溫T5 ^ T0-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1 XT1+0. 85Tl-a, a為4。C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的 20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；(5) 僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a，a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下， 調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)； 當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于10C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；(6)重復(fù)運(yùn)行步驟( ，當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于(2T04)°C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。上述技術(shù)方案二，在步驟(3)至(5)過程中，如TO設(shè)定變更，則轉(zhuǎn)入步驟0)、(5)、 (6)。對(duì)上述技術(shù)方案二的進(jìn)一步優(yōu)化為，一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，基于技術(shù)方案一所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7 ;(幻設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO ；設(shè)定節(jié)能因子M， M為40°C 60°C之間的整數(shù)；(3)當(dāng)TO彡M且水箱上部水溫T5彡T0_5°C時(shí)或當(dāng)TO >皿且水箱上部水溫T5彡M-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%， 啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60%;當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；(5)僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1 XT1+0. 85Tl_a，a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘， 化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；(6)重復(fù)運(yùn)行步驟(5)，當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于(2T04) °C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。上述技術(shù)方案的更進(jìn)一步優(yōu)化為(a)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于等于108°C且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。(b)在所述步驟(5)中，僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，所述當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變小；當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。本發(fā)明的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)及基于上述空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，具有以下有益效果(1)當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ T0-5°C時(shí)， 啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱。這樣的設(shè)定，很好地解決了系統(tǒng)頻繁啟動(dòng)和停止問題，節(jié)約浪費(fèi)電能，避免給使用者造成經(jīng)濟(jì)損失。( 調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C。上述條件限定了室外環(huán)境溫度和蒸發(fā)器表面溫度的溫差(ΔΤ = T1-T3)，室外環(huán)境溫度低，溫差小，蒸發(fā)器表面不易結(jié)霜，減少了壓縮機(jī)的化霜時(shí)間和頻次；室外環(huán)境溫度高，溫差高，熱量足，制熱快。變化的過熱度溫差選擇，使系統(tǒng)在整個(gè)工作過程中，節(jié)省了能源。( 在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度 T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值保持在5°C 20°C范圍內(nèi)。尤其當(dāng)室外溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變小；當(dāng)室外溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。例如，當(dāng)環(huán)境溫度為_25°C時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度 T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值為5°C，此時(shí)，空氣源熱泵熱水器在_20°C都可以正常運(yùn)行。 這樣，拓寬空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)使用的地域范圍，不僅適用于南方，同時(shí)還適用于環(huán)境溫度低的北方城市。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明的一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為室外環(huán)境溫度和蒸發(fā)器表面溫度的溫差(Δ T = Τ1-Τ3)與室外環(huán)境溫度Tl 的關(guān)系圖，其中單位為。C ；圖中1、外殼；2、蒸發(fā)器；3、風(fēng)機(jī)；4、水箱內(nèi)膽；5、四通換向閥，6、工質(zhì)過熱器；7、 換熱器；8、電子膨脹閥；9、壓縮機(jī)；10、水泵；D1、室外環(huán)境溫度傳感器；D2、壓縮機(jī)排氣溫度傳感器；D3、蒸發(fā)器表面溫度傳感器；D4、過熱工質(zhì)溫度傳感器；D5、水箱上部水溫傳感器； D6、水箱下部水溫傳感器；D7、換熱器出水溫度傳感器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括室外機(jī)組和室內(nèi)機(jī)組。室外機(jī)組主要包含外殼1，設(shè)置在外殼1內(nèi)的風(fēng)機(jī)3和蒸發(fā)器2。室外機(jī)組的外殼1內(nèi)設(shè)置有室外環(huán)境溫度傳感器Dl，蒸發(fā)器3上設(shè)置有蒸發(fā)器表面溫度傳感器D3。室內(nèi)機(jī)組主要包含壓縮機(jī)9、四通換向閥5、電子膨脹閥8、換熱器7、水箱內(nèi)膽4、水泵10。水箱內(nèi)膽4設(shè)置有水箱上部水溫傳感器D5和水箱下部水溫傳感器D6。水箱內(nèi)膽4下部設(shè)置有與換熱器7進(jìn)水口連通的循環(huán)冷水管，上部設(shè)置有與換熱器7出水口連通的熱水注入管。蒸發(fā)器2的工質(zhì)出口通過管道連通工質(zhì)過熱管6的入口，工質(zhì)過熱管6的出口通過管道和四通換向閥5 連通壓縮機(jī)9的入口，壓縮機(jī)9的出口通過管道和四通換向閥5連通換熱器7的工質(zhì)入口， 換熱器7的工質(zhì)出口通過管道連通蒸發(fā)器2的工質(zhì)入口，其中，四通換向閥5設(shè)置在壓縮機(jī)的入口(對(duì)應(yīng)連通四通換向閥5的S端口)、出口(對(duì)應(yīng)連通四通換向閥5的D端口)與換熱器7的工質(zhì)入口(對(duì)應(yīng)連通四通換向閥5的C端口)、工質(zhì)過熱管6的出口(對(duì)應(yīng)連通四通換向閥5的E端口)之間。電子膨脹閥8串聯(lián)在換熱器7的工質(zhì)出口，可以控制工質(zhì)流量；水泵10設(shè)置在循環(huán)冷水管上，可以控制水箱內(nèi)膽4下部冷水和上部熱水的循環(huán)流量。室內(nèi)機(jī)組的壓縮機(jī)9的出口設(shè)置有壓縮機(jī)排氣溫度傳感器D2，壓縮機(jī)9的入口設(shè)置有過熱工質(zhì)溫度傳感器D4，換熱器7的出水口設(shè)置有換熱器出水溫度傳感器D7?？諝庠礋岜脽崴飨到y(tǒng)中，室外環(huán)境溫度傳感器D1、壓縮機(jī)排氣溫度傳感器D2、 蒸發(fā)器表面溫度傳感器D3、過熱工質(zhì)溫度傳感器D4、水箱上部水溫傳感器D5、水箱下部水溫傳感器D6、換熱器出水溫度傳感器D7構(gòu)成溫度測(cè)量單元。空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)中，還包括控制裝置，控制裝置的功能為設(shè)定水箱目標(biāo)水溫，并根據(jù)所述溫度測(cè)量單元獲取的溫度參數(shù)，啟動(dòng)電子膨脹閥、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)及水泵，以及根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的溫度參數(shù)控制電子膨脹閥開度、風(fēng)機(jī)風(fēng)速、水泵流量和四通換向閥換向及系統(tǒng)化霜，以使水箱溫度達(dá)到目標(biāo)水溫。具體的控制裝置包括與溫度測(cè)量單元連接的溫度采集模塊，溫度設(shè)置模塊，及連接溫度采集模塊和溫度設(shè)置模塊的溫度判斷模塊，及連接溫度判斷模塊的控制模塊。其中，溫度采集模塊，用于采集所述溫度測(cè)量單元的溫度參數(shù)室外環(huán)境溫度Tl、 壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫 T6、換熱器出水溫度T7。溫度設(shè)置模塊，用于設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO。溫度判斷模塊，用于以下判斷判斷水箱上部水溫T5是否小于等于(T0-5)°C ；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3確定是否等于目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，同時(shí)判斷壓縮機(jī)排氣溫度T2是否大于水箱上部水溫T5 ；過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值是否在 5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3確定是否等于目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a，a為4°C 8°C，同時(shí)判斷換熱器出水溫度T7是否大于水箱上部水溫T5，且判斷過熱工質(zhì)溫度T4-蒸發(fā)器表面溫度T3是否小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值是否小于 I0C ；最后判斷水箱上部水溫T5是否大于水箱目標(biāo)水溫TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6是否大于(2T0-5) V。控制模塊，根據(jù)上述溫度判斷模塊，控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，電子膨脹閥的開度， 水泵的啟動(dòng)，水泵的流量和風(fēng)機(jī)的風(fēng)速及四通換向閥的換向和壓縮機(jī)的化霜，及控制壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)停止工作。具體地，控制模塊用于以下控制當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ (T0-5)°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8 °C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C 范圍外，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向， 風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于 (2T0-5) °C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。結(jié)合圖1，說明本發(fā)明的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法。一般地，通用型空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，基于上述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7。(2) 設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO。( 水箱上部水溫T5<T0-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱。(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的 20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)。(5) 僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1 XT1+0. 85Tl-a, a為4V 8V，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下， 調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外， 調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變小；當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。 (6)重復(fù)運(yùn)行步驟( ，當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于(2T0D°C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。為增加防護(hù)，本步驟還可并列設(shè)置其他防護(hù)控制，如壓縮機(jī)過熱防護(hù)，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2 ^ 108°C且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，也依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)；電源欠壓防護(hù)，電源電壓U < 187V持續(xù)3分鐘，也依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)，還可提供欠壓指示。并且，在上述步驟(3)至(5)過程中，如TO設(shè)定變更，則轉(zhuǎn)入步驟(4)、(5)、(6)。(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中， T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a，a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)。(5)僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度， 使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向， 壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，壓縮機(jī)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變小；當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。(6)重復(fù)運(yùn)行步驟( ，當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫 T5與水箱下部水溫T6的和大于(2T04)°C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。為增加防護(hù)， 本步驟還可并列設(shè)置其他防護(hù)控制，如壓縮機(jī)過熱防護(hù)，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2 ^ 108°C且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，也依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)；電源欠壓防護(hù)，電源電壓U < 187V持續(xù)3分鐘，也依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)，還可提供欠壓指示。并且，在上述步驟(3)至(5)過程中，如TO設(shè)定變更，則轉(zhuǎn)入步驟(4)、(5)、(6)。上述實(shí)施例中，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3趨近目標(biāo)溫度T8， 其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a，a為4°C 8°C ；優(yōu)選a為7°C。目標(biāo)溫度T8的公式限定了室外環(huán)境溫度和蒸發(fā)器表面溫度的溫差(ΔΤ = Τ1-Τ3)，室外環(huán)境溫度和蒸發(fā)器表面溫度的溫差(ΔΤ = Τ1-Τ3)與室外環(huán)境溫度Tl的關(guān)系如圖2所示。室外環(huán)境溫度低，溫差小，蒸發(fā)器表面不易結(jié)霜，減少了壓縮機(jī)的化霜時(shí)間和頻次；室外環(huán)境溫度高，溫差高，熱量足，制熱快。變化的過熱度溫差選擇，節(jié)省了能源，提高了系統(tǒng)效率。當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度Τ2大于水箱上部水溫Τ5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20^-60 ^當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2高于水箱上部水溫T5時(shí)，才充分調(diào)大水泵流量， 進(jìn)行換熱。在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)熱
11工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值未在5°C 20°C時(shí)，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變??；當(dāng)室外溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。例如，當(dāng)環(huán)境溫度為_25°C時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值為5°C，此時(shí)，空氣源熱泵熱水器在-20°C都可以正常運(yùn)行。這樣，拓寬空氣源熱泵熱水器的使用范圍，不僅適用于南方， 同時(shí)還適用于環(huán)境溫度低的北方城市。采用上述運(yùn)行控制方案的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)， 正常工作的最低環(huán)境溫度為-25°C -10°C。實(shí)施例2進(jìn)一步的實(shí)施例與上述實(shí)施例1的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)差異在于第一，溫度設(shè)定模塊，在設(shè)定設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO時(shí)，還設(shè)定節(jié)能因子M，M為40°C 60°C之間的整數(shù)。第二，控制模塊用于以下控制當(dāng)水箱上部水溫T5 ( T0-5°C時(shí)或當(dāng)TO > M且水箱上部水溫T5 ( M-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱。本實(shí)施例空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)其余部分與實(shí)施例1完全相同， 在此不再贅述。本實(shí)施例2與上述實(shí)施例1的控制方法的差異在于第一，在具體實(shí)施例1中的溫度設(shè)定步驟O)中增設(shè)節(jié)能因子M，M為40°C 60°C之間的整數(shù)，優(yōu)選為50°C，即在設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO時(shí)，還設(shè)定節(jié)能因子M，M為40°C 60°C之間的整數(shù)，優(yōu)選為50°C ；第二，步驟C3)更改為在當(dāng)TO < M且水箱上部水溫T5 ^ T0-5°C時(shí)或當(dāng)TO > M且水箱上部水溫 T5彡M-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱。本實(shí)施例控制方法其余步驟(4)至(6)與上述具體實(shí)施例1相同，在此不再贅述。具體來說，基于上述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度 T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7。( 設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO ；設(shè)定節(jié)能因子M，M為40°C 60°C之間的整數(shù)，優(yōu)選為50°C。(3)當(dāng)TO彡M 且水箱上部水溫T5彡T0-5°C時(shí)或當(dāng)TO > M且水箱上部水溫T5彡M_5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱。本實(shí)施例的剩余運(yùn)行步驟(4)至(6)與上述具體實(shí)施例1相同，在此不再贅述。此實(shí)施例除具備實(shí)施例1的有益效果，還具備下面的技術(shù)效果熱泵系統(tǒng)設(shè)置為固定溫差，如5°C溫差。系統(tǒng)在加熱過程中，隨著水箱水溫的不斷升高，系統(tǒng)冷凝壓力也不斷升高，系統(tǒng)的瞬時(shí)能效比將不斷降低。為了避免熱泵在低能效段的頻繁運(yùn)行，達(dá)到熱泵系統(tǒng)在使用上真正節(jié)能的目的，特設(shè)置帶節(jié)能因子的運(yùn)行控制模式。節(jié)能因子M主要為了保證系統(tǒng)的正常熱水供應(yīng)和高溫用水時(shí)的實(shí)際能效比提高而設(shè)置，M = 40 60°C。把目標(biāo)溫度TO小于M的設(shè)置，系統(tǒng)再次啟動(dòng)溫度定為(T0-5)。C ；把目標(biāo)溫度TO大于M的設(shè)置，系統(tǒng)再次啟動(dòng)溫度定為(M_5)°C，假如系統(tǒng)的目標(biāo)溫度TO定為65°C，M設(shè)為45°C，除非強(qiáng)制斷電，否則在一般情況下，如果沒有節(jié)能因子M,系統(tǒng)將反復(fù)把水從60°C加熱到65°C ；如果設(shè)置節(jié)能因子，系統(tǒng)將反復(fù)把水從(M-5)°C即40°C直接加熱到65°C，這樣可以避免熱泵系統(tǒng)在低能效段的頻繁運(yùn)行。因此節(jié)能因子M的設(shè)置可以提高熱泵系統(tǒng)在使用上的節(jié)能效果。盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，如左腔體與右腔體的簡(jiǎn)單互換，或啟動(dòng)、化霜、停機(jī)等中一些具體設(shè)定數(shù)值的小范圍變動(dòng)，這些均屬于本發(fā)明保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1.一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括室外機(jī)組和室內(nèi)機(jī)組、溫度測(cè)量單元及控制裝置，所述室外機(jī)組包含外殼，設(shè)置在外殼內(nèi)的風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)器；所述室內(nèi)機(jī)組包含壓縮機(jī)、四通換向閥、電子膨脹閥、換熱器、水箱內(nèi)膽、水泵；其特征在于，所述溫度測(cè)量單元包含設(shè)置在室外機(jī)組外殼內(nèi)的室外環(huán)境溫度傳感器，設(shè)置在蒸發(fā)器上的蒸發(fā)器表面溫度傳感器，設(shè)置在室內(nèi)機(jī)組的壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)排氣溫度傳感器， 設(shè)置在壓縮機(jī)入口的過熱工質(zhì)溫度傳感器，設(shè)置在換熱器的出水口的換熱器出水溫度傳感器，以及設(shè)置在水箱內(nèi)膽的水箱上部水溫傳感器和水箱下部水溫傳感器；所述控制裝置，設(shè)定水箱目標(biāo)水溫，并根據(jù)所述溫度測(cè)量單元獲取的溫度參數(shù)，啟動(dòng)電子膨脹閥、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)及水泵，以及根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的溫度參數(shù)控制電子膨脹閥開度、風(fēng)機(jī)風(fēng)速、水泵流量和四通換向閥換向及系統(tǒng)化霜，以使水箱溫度達(dá)到目標(biāo)水溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括與溫度測(cè)量單元連接的溫度采集模塊，溫度設(shè)置模塊，及連接所述溫度采集模塊和溫度設(shè)置模塊的溫度判斷模塊，及連接所述溫度判斷模塊的控制模塊；其中，所述溫度采集模塊，用于采集所述溫度測(cè)量單元的溫度參數(shù)室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、 換熱器出水溫度T7 ；所述溫度設(shè)置模塊，用于設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO ；所述溫度判斷模塊，用于判斷所述水箱上部水溫T5是否小于等于(T0-5) V ；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3是否等于目標(biāo)溫度T8， 其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，同時(shí)判斷壓縮機(jī)排氣溫度T2是否大于水箱上部水溫Τ5 ；過熱工質(zhì)溫度Τ4與蒸發(fā)器表面溫度Τ3的差值是否在5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度Tl，判斷蒸發(fā)器表面溫度T3是否等于目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，同時(shí)判斷換熱器出水溫度T7是否大于水箱上部水溫T5，且判斷過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值是否小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值是否小于1°C;最后判斷水箱上部水溫T5是否大于水箱目標(biāo)水溫TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和是否大于(2T0-5)°C。所述控制模塊，根據(jù)上述溫度判斷模塊，控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，電子膨脹閥的開度， 水泵的啟動(dòng)，水泵的流量和風(fēng)機(jī)的風(fēng)速及四通換向閥的換向和壓縮機(jī)的化霜，及控制壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)停止工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于所述的控制模塊用于以下控制當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ (TO-5) °C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為 15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a，a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下， 調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)； 當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7與水箱上部水溫T5的差值小于10C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫T6的和大于(2T0-5) °C 時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)機(jī)組中包含有工質(zhì)過熱管，所述工質(zhì)過熱管串聯(lián)在蒸發(fā)器的工質(zhì)出口的管道上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的正常工作的最低環(huán)境溫度為_25°C -10°C。
6.一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，基于權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度 T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7 ；(2)設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO;(3)水箱上部水溫T5^ T0-5°C時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為 15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；(5)僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C 范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7 與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，系統(tǒng)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；(6)重復(fù)運(yùn)行步驟( ，當(dāng)水箱上部水溫T5 ^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫 T6的和大于(2T04)°C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，其特征在于，在上述步驟(3)至(5)過程中，如TO設(shè)定變更，則轉(zhuǎn)入步驟(4)、(5)、(6)。
8.一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，基于權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟(1)實(shí)時(shí)采集室外環(huán)境溫度Tl、壓縮機(jī)排氣溫度T2、蒸發(fā)器表面溫度T3、過熱工質(zhì)溫度 T4、水箱上部水溫T5、水箱下部水溫T6、換熱器出水溫度T7 ；(2)設(shè)定水箱目標(biāo)水溫TO；設(shè)定節(jié)能因子M，M為40°C 60°C之間的整數(shù)；(3)當(dāng)TO彡M且水箱上部水溫T5彡T0-5°C時(shí)或當(dāng)TO> M且水箱上部水溫T5彡M_5°C 時(shí)，電子膨脹閥自檢后設(shè)定電子膨脹閥初始開度為15% 60%，啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)制熱；(4)僅當(dāng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 =-0. 005T1XT1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度 T3趨近目標(biāo)溫度T8 ；同時(shí)當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于水箱上部水溫T5時(shí)，啟動(dòng)水泵，水泵流量調(diào)節(jié)為其最大流量的20% 60% ；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在 5°C 20°C范圍內(nèi)；(5)僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面溫度T3未趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8 = -0. 005Τ1ΧΤ1+0. 85Tl-a, a為4°C 8°C，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3 = -0. 005T1XT1+0. 85Tl_a ；同時(shí)，在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C 范圍外時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值在5°C 20°C范圍內(nèi)；當(dāng)過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值小于等于2°C或換熱器出水溫度T7 與水箱上部水溫T5的差值小于1°C，并且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，四通換向閥換向，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)停止，水泵流量調(diào)為最小，壓縮機(jī)化霜2 5分鐘，化霜結(jié)束后，四通換向閥再次換向，風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)運(yùn)行；(6)重復(fù)運(yùn)行步驟( ，當(dāng)水箱上部水溫T5^ TO且水箱上部水溫T5與水箱下部水溫 T6的和大于(2T04)°C時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8所述的一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，其特征在于，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度T2大于等于108°C且持續(xù)2 5分鐘時(shí)，依次停止壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8所述的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，其特征在于， 在所述步驟(5)中，僅當(dāng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，所述當(dāng)室外環(huán)境溫度Tl低時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變?。划?dāng)室外環(huán)境溫度Tl高時(shí)，調(diào)整過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值變大。
全文摘要
本發(fā)明公開一種空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)及其運(yùn)行控制方法。該空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括室外機(jī)組和室內(nèi)機(jī)組、溫度測(cè)量單元及控制裝置。其運(yùn)行控制方法中，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使蒸發(fā)器表面溫度T3趨近目標(biāo)溫度T8，其中，T8＝-0.005T1×T1+0.85T1-a，a為4℃～8℃；在換熱器出水溫度T7大于水箱上部水溫T5的情況下，調(diào)節(jié)水泵流量變大；調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使過熱工質(zhì)溫度T4與蒸發(fā)器表面溫度T3的差值保持在5℃～20℃范圍內(nèi)。這樣，可以拓展熱水器系統(tǒng)適用地域范圍，減少化霜時(shí)間和頻次，提高能效。
文檔編號(hào)F24H9/20GK102410629SQ201110333150
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉小軍 申請(qǐng)人:陜西隆科來福節(jié)能設(shè)備有限責(zé)任公司