本發(fā)明涉及熱泵熱水器技術(shù)和節(jié)能領(lǐng)域。。

背景技術(shù)：

熱泵熱水器是利用制冷工質(zhì)經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)的循環(huán)，在蒸發(fā)器蒸發(fā)，低溫制冷劑吸收空氣能，在冷凝器冷凝，高溫制冷劑加熱水，在壓縮過程補(bǔ)充高品位的電能，使零位的空氣能或低品位的冷水能提升，得到溫度較高的熱水，熱水熱量等于輸入電能和吸收空氣能的總和。因此，用熱泵熱水器制熱水，比用電熱水器節(jié)能。但是，熱泵熱水器在性能系數(shù)COP低，輸出熱功率低，熱水出水量少，是熱泵熱水器最大不足。設(shè)法提高空氣源熱泵熱水器冬季輸出功率和效率是熱泵行業(yè)的重要課題。 熱泵熱水器加熱水有兩種方式，一種是直熱式，一種是循環(huán)式。

（1）直熱式，是通過熱泵的熱水換熱器一次加熱的方式把把自來水加熱到出水需要的溫度，國家標(biāo)準(zhǔn)要到55℃，冬季進(jìn)水溫度一般在5-10℃，一次加熱需要使水溫升45-50℃。冬季氣溫很低，空氣源換熱器（蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度更低，制冷劑的蒸氣壓和密度都很低，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，壓縮機(jī)吸氣的制冷劑流率也很低，壓縮機(jī)輸出功率也很小。所以，冬季直熱式熱泵熱水器不僅COP值低（1.8-2.2），而且出水量也只有標(biāo)準(zhǔn)工況的1/8，為夏季出水量的1/20。

（2）循環(huán)式，是把熱泵的熱水換熱器，儲(chǔ)熱水箱和循環(huán)水泵用管路連成加熱水循環(huán)回路，每次循環(huán)水升溫4-5℃。滿水箱的冷水要經(jīng)過很長時(shí)間多次循環(huán)才能從自來水的溫度升高到達(dá)需要溫度。

（3）兩種加熱方式比較究竟是直熱式熱泵熱水器好，還是循環(huán)式好，行業(yè)界一直爭論，未有明確結(jié)論，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也只規(guī)定兩種加熱方式熱泵的測試標(biāo)準(zhǔn)。

直熱式熱泵熱水器的好處是儲(chǔ)熱水箱的熱水溫度穩(wěn)定，水箱的熱水允許一直到用完；與循環(huán)式相比，每天用熱水量相同時(shí)，直熱式所使用的水箱容積比較小，又無需消耗循環(huán)水泵功；除冬季以外，熱泵的COP值較高；但是在冬季，因?yàn)闅鉁氐?，進(jìn)水溫度低，出水量也只有標(biāo)準(zhǔn)工況的1/8，流經(jīng)冷凝器的水流速只有正常設(shè)計(jì)工況的1/8，冷凝器的傳熱系數(shù)大大降低，更影響了熱泵的性能。

循環(huán)式熱泵熱水器的好處是流經(jīng)冷凝器的水流速恒定，冷凝器的傳熱系數(shù)穩(wěn)定，但是，循環(huán)加熱方式的制冷劑系統(tǒng)，循環(huán)的低壓等于蒸發(fā)器的壓力，取決于環(huán)境氣溫，冬天蒸發(fā)壓力是低的；循環(huán)的高壓等于冷凝器壓力，是與儲(chǔ)熱水箱的溫度相關(guān)，冬天自來水溫度很低，儲(chǔ)熱水箱的初始溫度也很低，冷凝壓力也低，熱泵的輸出功率隨冷凝壓力變化，冷凝壓力低熱泵輸出功率小。所以冬季循環(huán)式的儲(chǔ)熱水箱的水溫如果很低是很難把冷水加熱的。如果把水箱的初始水溫用昨天的剩余熱水參混，則儲(chǔ)熱水箱的容積利用率水箱的初始水溫的升高而成比例下降；另外，循環(huán)加熱式的熱泵，隨儲(chǔ)熱水箱的水溫不斷升高，制冷劑高低壓力差不斷變化，而節(jié)流器是固定的，所以制冷系統(tǒng)匹配效果不好，制冷系統(tǒng)的不可逆損失大。但是，當(dāng)熱水溫度接近需要的出水溫度，例如55℃，循環(huán)式熱泵熱水器相比直熱式的制冷劑冷凝壓力高幾個(gè)大氣壓，COP值就相對(duì)降低了。循環(huán)式熱泵熱水器總體效果不好，只在某個(gè)工況下運(yùn)行效率和輸出功率才最好，我們通過理論模擬和實(shí)驗(yàn)掌握這規(guī)律。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于發(fā)明人通過長期研究，充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)有的熱泵熱水器兩種加熱方式的不足，提出一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，可以穩(wěn)定熱泵熱水器在最佳設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，充分發(fā)揮直熱式和循環(huán)式加熱的優(yōu)點(diǎn)，又避免二者缺點(diǎn)的熱泵熱水器小循環(huán)大直熱熱水加熱法，可以在冬季提高輸出熱量20-25%。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，包括一臺(tái)或多臺(tái)熱泵熱水器，用戶的儲(chǔ)熱水箱，熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)；其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)，包括冷凝熱水加熱器，混合水箱，循環(huán)水泵，進(jìn)水或出水流量調(diào)節(jié)閥，循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥，進(jìn)水、出水和循環(huán)水的溫度探頭，冷凝壓力探頭，進(jìn)水閥，進(jìn)水電磁閥和水加熱信號(hào)采集控制系統(tǒng)；所述的加熱水系統(tǒng)是一種大直熱疊加小循環(huán)的加熱水系統(tǒng)；所述的大直熱疊加小循環(huán)加熱水的水路連接方式是：冷凝熱水加熱器的進(jìn)水口與循環(huán)水泵的出水口連接，冷凝熱水加熱器的出水管連接三通接頭后分兩路，一路安裝有出水流量調(diào)節(jié)閥后，與用戶的儲(chǔ)熱水箱進(jìn)水口連接，一路安裝有循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥、單向閥后，與混合水箱的循環(huán)進(jìn)水口連接；混合水箱的另一個(gè)進(jìn)水口與自來水管連接，在進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水閥和進(jìn)水電磁閥；在出水管、進(jìn)水管和循環(huán)泵出水管上分別安裝有進(jìn)水、出水和循環(huán)水的溫度探頭。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的加熱水系統(tǒng)是根據(jù)三個(gè)調(diào)控原則進(jìn)行：第一，通過調(diào)節(jié)進(jìn)水水量，保證送往用戶儲(chǔ)熱水箱的出水溫度到達(dá)用戶要求，以提高儲(chǔ)熱水箱的容積利用率；第二，通過調(diào)節(jié)冷凝熱水加熱器的水溫或混合水溫度，控制制冷劑最佳冷凝壓力，保證熱泵循環(huán)處于最佳效率和輸出功率協(xié)同優(yōu)化區(qū)；第三，通過調(diào)節(jié)冷凝熱水加熱器的水流速，即混合循環(huán)水流量，使冷凝熱水加熱器有較高的換熱效率；所述的空氣源熱泵熱水器的水加熱系統(tǒng)的三個(gè)調(diào)控原則之間是相互關(guān)聯(lián)的；設(shè)單位時(shí)間的進(jìn)水流量為M₁，熱水出水流量為M₂，混合循環(huán)水流量為M₃，熱水回補(bǔ)混水箱的循環(huán)分流熱水量為M₄，進(jìn)水、出水和混合水的攝氏溫度分別為T₁、T₂和T₃，實(shí)時(shí)的熱泵制熱量為Q。上述參數(shù)的關(guān)系是：

M₃(T₂－T₃) = M₁(T₂－T₁) =Q (1)

M₃ = M₁+M₄ (2)

M₁ = M₂ = Q/(T₂－T₁) (3)

M₁T₁+M₄T₂ = T₃ (M₁+M₄) (4)

由方程(1)得混合循環(huán)水流量與進(jìn)水流量的關(guān)系，記為X₃，

X₃ = M₃/M₁=(T₂－T₁)/ (T₂－T₃) (5)

循環(huán)分流熱水量M₄與進(jìn)水量M₁的比例關(guān)系，記為X₄

X₄ = X₃ －1 (6)

T₃ = (T₁+X₄T₂)/X₃ (7)

在上述的參數(shù)中，進(jìn)水溫度T₁是由當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐淖詠硭疁囟却_定，出水溫度T₂為控制目的參數(shù)，是在設(shè)備安全限制下根據(jù)用戶需求確定；進(jìn)水流量M₁與出水流量M₂相等，其一作為調(diào)整變量，由熱泵的制熱量Q除以出水與進(jìn)水的溫度差(T₂－T₁)確定；混合循環(huán)水流量M₃與循環(huán)分流熱水量M₄，在進(jìn)水流量M₁或出水流量M₂確定后，根據(jù)方程(2)或(6)也就確定了，混合循環(huán)水流量M₃與循環(huán)分流熱水量M₄之一與混合水的溫度T₃的關(guān)系由方程(5)或(7)確定，選擇混合循環(huán)水流量M₃或循環(huán)分流熱水量M₄之一為調(diào)整變量，控制目的參數(shù)選擇混合水的溫度T₃或混合循環(huán)水流量M₃，并兼顧滿足第二、第三控制條件來確定；具體方法是，逐步調(diào)整其中一個(gè)參數(shù)，測試系統(tǒng)輸出熱量達(dá)到最高值時(shí)，記錄下混合水的溫度T₃和混合循環(huán)水流量M₃最優(yōu)值T₃₀和M₃₀，任意確定其一為固定目的參數(shù)，在實(shí)際運(yùn)行中另一個(gè)參數(shù)為跟定參數(shù)。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)的進(jìn)水流量或出水流量調(diào)節(jié)，是由出水溫度探頭提供實(shí)時(shí)的出水溫度T₂，通過信號(hào)采集控制系統(tǒng)的內(nèi)部程序，與設(shè)定出水基準(zhǔn)溫度T₂₀進(jìn)行比較，利用比較的偏離量，對(duì)出水流量調(diào)節(jié)閥或進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行比例調(diào)節(jié)。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)的混合循環(huán)水流量M₃、循環(huán)分流熱水量為M₄和混合水的溫度T₃的調(diào)節(jié)，是由混合水的溫度探頭提供實(shí)時(shí)的混合水出水溫度T₃，通過信號(hào)采集控制系統(tǒng)的內(nèi)部程序，與設(shè)定的混合水箱基準(zhǔn)出水溫度T₃₀進(jìn)行比較，利用比較的偏離量，對(duì)循環(huán)水量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)；所述的設(shè)定混合水箱基準(zhǔn)出水溫度T₃₀的范圍在比用戶要求的熱水出水溫度T₃₀低5-10℃區(qū)間；并調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水管路阻力和熱水出水管路阻力比例，使循環(huán)分流熱水量為M₄和熱水出水量M₂基本比例合理。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)的循環(huán)水量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是變頻循環(huán)水泵或是由恒定流量循環(huán)水泵、循環(huán)水量調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水回流旁路和循環(huán)水回流調(diào)節(jié)閥組成的復(fù)合流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述的對(duì)循環(huán)水量調(diào)節(jié)，是對(duì)變頻循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，或?qū)?fù)合流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的循環(huán)水量調(diào)節(jié)閥和循環(huán)水回流調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)的大直熱疊加小循環(huán)加熱方式，其大直熱疊加小循環(huán)加熱系統(tǒng)可配置1臺(tái)或1臺(tái)以上的N臺(tái)熱泵熱水器使用；當(dāng)一個(gè)小循環(huán)加熱系統(tǒng)共管N臺(tái)熱泵熱水器時(shí)，循環(huán)水泵的出水口分接N路，每路分別安裝一個(gè)循環(huán)水分配閥，再分別與N臺(tái)熱泵熱水器的冷凝熱水加熱器的進(jìn)水口連接；N件冷凝熱水加熱器的出水口N路出水管并聯(lián)成一根出水管，在并聯(lián)成的一根出水管上連接三通接頭后分兩路，一路安裝有出水流量調(diào)節(jié)閥與用戶的儲(chǔ)熱水箱進(jìn)口連接，一路安裝有循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥、單向閥與混合水箱的循環(huán)進(jìn)水口連接。

所述的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，其特征在于：所述的熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)的混合循環(huán)水流量M₃、循環(huán)分流熱水量為M₄和混合水的溫度T₃的調(diào)節(jié)，或是由熱泵的冷凝壓力探頭p提供的壓力信號(hào)p₂，通過信號(hào)采集控制系統(tǒng)的內(nèi)部程序，與設(shè)定的冷凝壓力基準(zhǔn)信號(hào)p₂₀進(jìn)行比較，利用比較的偏離量，對(duì)循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)循環(huán)水量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)；所述的冷凝壓力基準(zhǔn)信號(hào)p₂₀范圍與混合水箱基準(zhǔn)出水溫度T₃₀對(duì)應(yīng)的制冷劑飽和壓力范圍相同。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于：

1. 通過對(duì)現(xiàn)有熱泵熱水器的直熱式和循環(huán)式兩種加熱水的方式的科研基礎(chǔ)上，提出了一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，即一種大直熱疊加小循環(huán)加熱水的方式實(shí)現(xiàn)；所述的大直熱疊加循環(huán)加熱水系統(tǒng)的大直熱加熱水，是因?yàn)樽詠硭M(jìn)入熱泵熱水器后，就有等量熱水出水量送入儲(chǔ)熱水箱，從大體形式上看，就像直熱式熱泵熱水器一樣，自來水的進(jìn)水只經(jīng)過冷凝熱水加熱器的一次加熱，就送入儲(chǔ)熱水箱；所述的小循環(huán)加熱水，是由冷凝熱水加熱器、混合水箱，循環(huán)水泵組成循環(huán)回路，通過循環(huán)水泵使自來水進(jìn)水與循環(huán)分流熱水在混合水箱混合后與冷凝熱水加熱器之間反復(fù)循環(huán)加熱；所述的疊加，是指自來水進(jìn)水進(jìn)入混合水箱，疊加在循環(huán)加熱水系統(tǒng)路上，并從冷凝熱水加熱器出口水路抽送熱水到儲(chǔ)熱水箱；

2.提出了三個(gè)調(diào)控原則進(jìn)行：第一，保證出水溫度穩(wěn)定，提高儲(chǔ)熱水箱容積利用率；第二，使熱泵系統(tǒng)處于最大輸出功率和效率佳工況；第二，使冷凝熱水加熱器有較高的換熱效率；

3. 理論給出了調(diào)控參數(shù)之間關(guān)系，為實(shí)際調(diào)控提供了理論指導(dǎo)；

4. 設(shè)計(jì)了大直熱疊加小循環(huán)加熱方式的實(shí)施例，特別是提供了多臺(tái)熱泵熱水器聯(lián)用的大直熱疊加小循環(huán)加熱方案。

采用本發(fā)明的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法改造，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，在冬季同等條件下，比改造前的空氣源熱泵熱水器出熱水量增加20-25%，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

附圖說明

附圖1 是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的實(shí)施例1，一種空氣源熱泵熱水器的大直熱疊加小循環(huán)加熱水系統(tǒng)示意圖，循環(huán)水量用變頻循環(huán)水泵調(diào)節(jié)。

附圖2是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的實(shí)施例2，一種空氣源熱泵熱水器的加熱水系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，采用復(fù)合流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整循環(huán)水量。

附圖3是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的第二控制原則的理論依據(jù)圖。

附圖4是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的第三控制原則的理論依據(jù)圖。

具體實(shí)施例：

下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法工作原理及其具體應(yīng)用。但本發(fā)明內(nèi)容不僅限于附圖所示。

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，由圖1所示的實(shí)施例1說明；

圖1為兩臺(tái)空氣源熱泵熱水器共用一個(gè)直熱疊加循環(huán)加熱水系統(tǒng)，空氣源熱泵熱水器B1、B2的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)用圓點(diǎn)連線表示，制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中包括壓縮機(jī)C、風(fēng)翅片換熱器H、節(jié)流器J和與加熱水系統(tǒng)共用的冷凝熱水加熱器1；所述的直熱疊加循環(huán)加熱水系統(tǒng)，包括冷凝熱水加熱器1、混合水箱2、變頻循環(huán)水泵3、用戶的儲(chǔ)熱水箱4、出水流量調(diào)節(jié)閥TF2、進(jìn)水和出水溫度探頭T₁和T₂、循環(huán)水溫度探頭T₃、冷凝壓力探頭p、進(jìn)水閥F1、進(jìn)水電磁閥DF、循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥F2、循環(huán)水分配閥F6和F7、儲(chǔ)熱水箱出水閥F8，以及水加熱信號(hào)采集控制系統(tǒng)； 所述的水加熱系統(tǒng)是一種大直熱疊加小循環(huán)加熱系統(tǒng)；所述的大直熱疊加小循環(huán)加熱水系統(tǒng)的水路連接方式是：循環(huán)水泵3的出水口分兩路，分別安裝一個(gè)循環(huán)水分配閥F6和F7與兩臺(tái)熱泵熱水器B1和B2的冷凝熱水加熱器的進(jìn)水口連接，冷凝熱水加熱器的并聯(lián)出水管連接三通接頭后分兩路，一路安裝有出水流量調(diào)節(jié)閥TF2與用戶的儲(chǔ)熱水箱4的進(jìn)水口連接，一路安裝有循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥F2、單向閥D1與混合水箱2的循環(huán)進(jìn)水口連接；混合水箱的另一個(gè)進(jìn)水口與自來水管連接，在進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水閘閥F1和進(jìn)水電磁閥DF；在出水管、進(jìn)水管和循環(huán)泵出水管上分別安裝有熱水、進(jìn)水和循環(huán)水的溫度探頭T1、T2和T3；

所述的大直熱疊加循環(huán)加熱水系統(tǒng)的大直熱加熱水，是從熱泵熱水器整體形式上看，自來水只經(jīng)過冷凝熱水加熱器一次加熱，等量熱水出水量送入儲(chǔ)熱水箱；所述的小循環(huán)加熱水，是由冷凝熱水加熱器、混合水箱，循環(huán)水泵組成循環(huán)回路，通過循環(huán)水泵使熱水在混合水箱與冷凝熱水加熱器之間反復(fù)加熱；所述的疊加是指，自來水進(jìn)水進(jìn)入混合水箱，疊加在循環(huán)加熱水系統(tǒng)路上，并從冷凝熱水加熱器出口水路抽送熱水到儲(chǔ)熱水箱；

所述的加熱水系統(tǒng)根據(jù)用戶要求，設(shè)定出水基準(zhǔn)溫度T₂₀ = 55℃，進(jìn)水閥F1和進(jìn)水電磁閥DF開啟，由出水溫度探頭提供實(shí)時(shí)的出水溫度T₂，通過信號(hào)采集控制系統(tǒng)的內(nèi)部程序，與設(shè)定出水基準(zhǔn)溫度T₂₀進(jìn)行比較，利用比較的偏離量，對(duì)出水流量調(diào)節(jié)閥或進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥TF2的開度進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，控制出水流量M2，也就控制了進(jìn)水流量M1，滿足了第三控制原則；設(shè)定混合水箱基準(zhǔn)出水溫度T₃₀的范圍在比用戶要求的熱水出水溫度T₃₀低8℃區(qū)間，即初步定為47℃，自來水進(jìn)水溫度8℃，通過方程(5)計(jì)算，循環(huán)水量M₃與進(jìn)水量的比值X₃為5.87，循環(huán)分流熱水量M₄與進(jìn)水量的比值X₄為4.87；通過混合水的溫度探頭提供實(shí)時(shí)的混合水出水溫度T₃和信號(hào)采集控制系統(tǒng)的內(nèi)部程序，與設(shè)定的混合水箱基準(zhǔn)出水溫度T₃₀進(jìn)行比較，利用比較的偏離量，對(duì)循環(huán)水量出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的變頻循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)；另外，也需要對(duì)調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水管路阻力和熱水出水管路阻力比例，使循環(huán)分流熱水量為M₄和熱水出水量M2比例基本合理后，只要靠出水流量調(diào)節(jié)閥TF2的自動(dòng)調(diào)節(jié)，就能同時(shí)滿足第一、二的控制原則。冷凝熱水加熱器的平均水溫T_m =( T₃+T₂)/2 =( 47+55)/2 = 51℃，制冷劑飽和冷凝溫度在53-54℃ 之間，非常合理。通過冷凝熱水加熱器的水量為直熱式的5.87倍以上，因?yàn)橹茻崃吭龃罅藢?shí)際水流量要比單直熱式增大到7倍，接近循環(huán)式的流量。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法，由圖2所示的實(shí)施例2說明；

圖2所述的實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別，僅僅在于所述的循環(huán)水量出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是由恒定流量泵3、循環(huán)出水流量調(diào)節(jié)閥F3、循環(huán)水回流旁路和循環(huán)水回流調(diào)節(jié)閥F4組成的復(fù)合流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；恒定流量循環(huán)水泵的水流量考慮正常工況時(shí)的流量選定，取冬季出熱水量的1.5倍選定，通過手動(dòng)調(diào)整循環(huán)出水流量調(diào)節(jié)閥F3和循環(huán)水回流調(diào)節(jié)閥F4的開度，使循環(huán)出水流量M3與自來水進(jìn)水流量M1的比值初步固定在6-7范圍，根據(jù)方程(7)計(jì)算得混合水箱出水溫度T₃在47.7-48.3℃；另外，也需要對(duì)調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水量調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)循環(huán)分流熱水管路阻力和熱水出水管路阻力比例，使循環(huán)分流熱水量為M₄和熱水出水量M2比例基本合理后，在運(yùn)行中，只要靠出水流量調(diào)節(jié)閥TF2的自動(dòng)調(diào)節(jié)，就能同時(shí)滿足第一、二的控制原則，獲得最優(yōu)化區(qū)的出熱水量和高的性能系數(shù)。

通過實(shí)驗(yàn)，與單獨(dú)的直熱式和循環(huán)式加熱水的空氣源熱泵熱水器相比，采用本發(fā)明的直熱疊加循環(huán)加熱水系統(tǒng)改造后，在相同氣溫5℃，出熱水溫度55℃的條件下，熱水出水量增加20-25%。

圖3是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的第二控制原則的理論依據(jù)圖；圖中橫坐標(biāo)表示蒸發(fā)器制冷劑溫度Te，Te一般比環(huán)境氣溫低5-8℃，縱坐標(biāo)表示輸出熱水功率，圖中一組曲線是不同制冷劑冷凝溫度Tc，圖中方框內(nèi)給出曲線符號(hào)所對(duì)應(yīng)的溫度；觀察圖3的曲線最高點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，這是熱泵熱水器最大輸出熱水功率的狀態(tài)，所對(duì)應(yīng)的冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的差值Tc―Te基本接近40℃。在冬季，氣溫在0-10℃之間，制冷劑冷凝溫度應(yīng)保持在45℃以上為好。如果根據(jù)第一控制原則，用戶要求出水溫度55℃，由于制冷劑過熱度占有在冷凝器中換熱總量的15-18%，制冷劑冷凝溫度可以降到約53℃，混合水溫度可以在47℃進(jìn)入冷凝器，冷凝器的進(jìn)、出水平均水溫為50℃，制冷系統(tǒng)有很高的輸出熱水功率。

圖4是本發(fā)明一種使熱泵熱水器冬季出熱最大化的加熱水方法的第三控制原則的理論依據(jù)圖；圖中橫坐標(biāo)表示通過冷凝器的流水量，左縱坐標(biāo)表示溫度，與實(shí)心菱形◆標(biāo)記曲線的制冷劑冷凝溫度和實(shí)心方形■標(biāo)記曲線的熱水溫度，兩個(gè)溫度差為傳熱溫差，水流量小傳熱溫差大，而傳熱功率?。挥铱v坐標(biāo)表示傳熱功率，與實(shí)心三角形▲標(biāo)記曲線對(duì)應(yīng)。水流量120L/h的傳熱溫差約5.5℃，水流量180 L/h的傳熱溫差不到2℃，說明水流量小傳熱系數(shù)低，就會(huì)使得需要通過制冷循環(huán)提高壓力和溫度來彌補(bǔ)換熱器性能下降，但是增加了熱泵的輸入功，降低了效率。冬季，氣溫低，空氣源熱泵熱水器的出熱水功率只有正常時(shí)的一半，自來水溫度會(huì)低到5-7℃，與55℃出水溫度相差50℃，在制熱量減半和進(jìn)、出水溫差增大雙重情況下，傳統(tǒng)直熱式的水流量只有正常的1/5，循環(huán)式的1/10。因此，設(shè)法提高冷凝器的水流量，是提高傳熱效率，提高熱泵效率的有效措施。