空气源热泵热水器及其电子膨胀阀的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空气源热泵热水器及该空气源热泵热水器中电子膨胀阀的控制 方法。
【背景技术】
[0002] 空气源热泵热水器是一种利用制冷剂将空气中低温热能吸收传递给水箱来实现 高能效的制热水装置，电子膨胀阀是其常用的节流装置。
[0003] 现有电子膨胀阀的控制方式多为吸气过热度控制，即压缩机的吸气温度对应吸气 侧的饱和温度的差值。出于成本方面的考虑，大部分系统中没有低压压力传感器一类的装 置，吸气饱和温度无法在系统中测量获得。一般吸气过热度直接利用压缩机吸气温度和蒸 发温度的差获得。
[0004] 这种控制方式相当于排气侧是被动在给水箱加热，传热温差、材质导热能力、水箱 热水状态完全不可控。忽视了热泵热水器要实现的最终目的而盲目运行，加热效率低。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是提出一种实现动态换热的空气源热泵热水器电子膨胀阀的 控制方法。
[0006] 本发明的另一个目的是提出一种实现电子膨胀阀动态控制方法的空气源热泵热 水器。
[0007] 为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，所述方法为根据影响所述空气源 热泵热水器内热量传导的因素得到排气动态温差At，将所述排气动态温差々^与水箱内 水温数值相加得到目标排气温度Tm，通过比较目标排气温度Tm与压缩机排气温度Td并通 过比较结果来确定电子膨胀阀的开度和/或调阀速度。
[0009] 特别是，所述影响所述空气源热泵热水器热量传导的因素包括水箱与为所述水箱 加热的管路之间的材质的导热系数、以及管路与水箱之间的换热形式。
[0010] 特别是，所述排气动态温差a通过下述步骤得到：
[0011] 步骤A、通过计算得到排气动态温差A 的基本值A Tn，计算方法为：
【主权项】
1. 一种空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述方法为根据影响 所述空气源热泵热水器内热量传导的因素得到排气动态温差At，将所述排气动态温差 A 与水箱内水温数值相加得到目标排气温度Tm，通过比较目标排气温度Tm与压缩机排 气温度Td并通过比较结果来确定电子膨胀阀的开度和/或调阀速度。
2. 根据权利1所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述影 响所述空气源热泵热水器热量传导的因素包括水箱与为所述水箱加热的管路之间介质材 质的导热系数、以及管路与水箱之间的换热形式。
3. 根据权利1所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述排 气动态温差A 通过下述步骤得到： 步骤A、通过计算得到排气动态温差A 的基本值A Tn，计算方法为：
其中，A Tn为排气动态温差的基本值，单位是°C ;Q为传热量，单位是W ;i为正整数；n 为空气源热泵热水器热量传导过程中热量与水之间所隔介质材质的层数；S ,为第i种介 质的温度梯度，无单位屯为第i种介质的导热系数，单位是WAm2 ? °C ) ;A为传热面积，单 位是m2 ; 步骤B、在所述基本值A Tn的基础上进行修正进而得到排气动态温差A 1\。
4. 根据权利3所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，当管路 与水箱之间的换热形式为外缠绕时，空气源热泵热水器热量传导过程中热量与水之间所隔 介质至少包括管壁和箱体壁；当管路与水箱之间的换热形式为内缠绕时，空气源热泵热水 器热量传导过程中热量与水之间所隔介质至少包括管壁。
5. 根据权利1所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述通 过比较目标排气温度Tm与压缩机排气温度Td以确定电子膨胀阀的开度和/或调阀速度的 方法是用目标排气温度Tm减去压缩机排气温度Td得到差值AT 2，即AT2=Tm-Td，根据差值 A T2确定电子膨胀阀的开度和/或调阀速度。
6. 根据权利5所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，当差值 A T2 <阈值下限H时，电子膨胀阀的开度增加；当差值A T2 >阈值上限Th时，电子膨胀阀 的开度减小；当阈值下限H <差值△ T2 <阈值上限Th时，电子膨胀阀的开度保持不变；其 中，阈值下限n < 〇,阈值上限Th彡〇。
7. 根据权利6所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，当差值 A T2 <阈值下限n时，A T2的数值越小则电子膨胀阀的调阀速度越大；当差值A T2 >阈值 上限Th时，A T2的数值越大则电子膨胀阀的调阀速度越大。
8. 根据权利1所述的空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，水箱内 水温数值为水箱内多点处测量水温的平均值。
9. 一种实现如权项1至8任一所述电子膨胀阀控制方法的空气源热泵热水器，包括用 于储水的水箱（1)、为所述水箱（1)供热的管路（2)、与所述管路（2)连接的压缩机（5)、以及 控制装置；所述管路（2 )的一端通过电子膨胀阀（3 )和蒸发器（4 )连接至所述压缩机（5 )的 吸气端，所述管路（2)的另一端连接至所述压缩机（5)的排气端；其特征在于，在所述压缩 机（5)的排气端上设有第一感温装置（6)，所述第一感温装置（6)用于测量压缩机（5)的排 气温度；在所述水箱（1)内设有第二感温装置（7 )，所述第二感温装置（7 )用于测量水箱（1) 内的水温。
10.根据权利要求9所述的空气源热泵热水器，其特征在于，在所述压缩机（5)的排气 端上设有排气压力传感器（8)，在所述压缩机（5)的吸气端上设有吸气感温装置（9)和吸气 压力传感器（10)。
【专利摘要】本发明公开了一种空气源热泵热水器及其电子膨胀阀的控制方法，属于空气源热泵热水器装置及其控制方法领域，为解决现有方法换热比差等问题而设计。本发明空气源热泵热水器电子膨胀阀的控制方法为根据影响空气源热泵热水器内热量传导的因素得到排气动态温差ΔT1，将排气动态温差ΔT1与水箱内水温数值相加得到目标排气温度Tm，通过比较目标排气温度Tm与压缩机排气温度Td并通过比较结果来确定电子膨胀阀的开度和/或调阀速度。本发明空气源热泵热水器实现了上述控制方法。本发明空气源热泵热水器及其电子膨胀阀的控制方法确保了压缩机排气温度和水箱之间最优换热状态，将原来被动的加热方式改为主动换热，增强了加热能力，提高了能效比。
【IPC分类】F24H4-02, F24H9-20
【公开号】CN104807183
【申请号】CN201410031735
【发明人】戚如杉
【申请人】海尔集团公司, 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司, 重庆海尔热水器有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月23日