专利名称：一种变容量、变流量热泵热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热泵空调器和热水器，属于系统控制方法及系统组成，特别是一种节能、变负荷的热水器系统。
背景技术：
热泵热水器是利用热泵的逆卡诺循环原理，通过制冷剂与外界空气的温差吸热，压缩机的压缩制热以及制冷剂与水的持续换热等过程，将水加热。与传统热水器相比，热泵热水器其具有以下各项优点热泵热水器的安全性传统热水器以燃气、电和太阳能为主，三分天下，燃气热水器安全性较差，燃烧不充分和水压不稳定易造成燃气中毒和烫伤事件，电热水器的漏电隐患和住宅接地不良也对消费者的生命安全造成严重威胁，太阳能热水器储水式的特点决定了其在晴天时，水温可能很高，造成烫伤，阴雨天的电辅助加热却留下安全隐患，与以上热水器不同，热泵热水器制热过程是通过压缩机排出的高温高压制冷剂气体加热水罐中的水，电主要用于压缩机，制热后的气体通过外盘式的盘管与搪瓷水罐中的水交换热量，水电完全分离，这样，既不存在漏电隐患，省去了防漏电的烦恼，也避免了电加热管表面温度高，易结垢并影响加热效率的弊端，真正作到绝对安全。热泵热水器的节能由于采用热泵技术，可将大量低品位的热源(空气中的热量)通过压缩机和制冷剂，转变为高品位的可利用的热能，热泵热水器由于吸收了大量空气中的热量，能效比在3以上，即热泵热水器的压缩机每耗一度电，可产生电加热消耗3度电产生的热水，极大的节省了能源。以120升热泵热水器为例，压缩机功率为500瓦，热效率值为370％(标准工况环境温度为20℃)，是普通电热水器的四倍左右(电热水器热效率为95％)，大大节省了电能，同样120升水从15℃升到55℃，普通电热水器需要6Kw，热泵热水器仅需1.5Kw，不仅仅节省了费用，大面积推广也可极大的缓和电力紧张情况，具有很大的现实意义然而热泵热水器在技术上实现确有很大的难度，这是由于家庭一年四季都需要热水，并且冷凝侧水温往往要从5℃升到55℃，这对热泵的设计和运行带来了极大的困难，常规的热泵空调很难适应这么宽的变化范围。专利200310121162.2户内空气源热泵热水器中，把蒸发器安装在室内，一定程度上缓解了调节的压力，但压缩机安放在室内显然是不现实的，压缩机的噪音是用户难以承受的。另外，国内的热泵热水器都是采用定频压缩机和热力膨胀阀或者毛细管节流的，这显然是不能满足上述要求的。
本发明就是变容量空调系统和电子膨胀阀、旁通调节等方法进行系统控制，提供一种更稳定、节能、适应范围宽的热泵热水器，并且使得控制简单易行、易于工业化推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种全范围可调节、节能的热泵热水器。
本发明的技术方案是系统包括变容量压缩机系统(1)、室外换热器(2)、室外风机(3)、旁通电磁阀(4)、四通阀(5)、汽液分离器(6)、电子膨胀阀(7)、排气温度探头(8)、环境温度探头(9)、外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)、室外控制器(12)、室内控制板(13)、控制面板(14)、室内换热器(15)、保温储水箱(16)、出水温度探头(17)、内盘温度探头(18)以相应的冷媒管道和通讯线。室内控制板把用户在室内控制板设定的热水温度需求和出水温度、内盘温度发送给室外机控制器，室外机控制器根据室内控制器的数据和室外环境温度开启压缩机负荷，并且根据外盘温度探头、吸气温度探头以电子膨胀阀调节冷媒流量，通过室外风机从室外环境中获取热量。
图1是系统图；1变容量压缩机系统；2室外换热器；3室外风机；4旁通电磁阀；5四通阀；6汽液分离器；7电子膨胀阀；8排气温度探头；9环境温度探头；10外盘温度探头；11吸气温度探头12室外控制器；13室内控制板；14控制面板；15室内换热器；16保温储水箱；17出水温度探头；18内盘温度探头；19出水管；20进水管具体实施例其中，出于成本的考虑，变容量压缩机系统(1)可以采用双压缩机，本发明采用一个2HP和一个1HP的压缩机并联。以出水温度为目标，根据室外温度和水温的不同，通过调节以下六个能量级别来提供稳定的出水温度2HP+1HP、2HP+1HP+旁通、2HP、2HP+旁通、1HP、1HP+旁通，而通过把外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)之间的温差控制在一定范围内的方法保持系统的节能稳定运行。
例如当室外温度为20℃时，这是用户设定出水温度为42℃，而初始水温10℃，压缩机初始能量级别定为2HP；当水温升到35℃时，能量级别定为2HP+旁通；当水温升到39℃时，能量级别定为1HP，当水温升到42℃时，能量级别定为1HP+旁通，当水温升到44℃时，能量级别定为0，即关闭压缩机；当水温降到42℃时，能量级别定为1HP+旁通。如此类推，压缩机的能量级别随着设定温度和实际出水温度的温差变化。
同时电子膨胀阀根据外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)之间的温差相应进行调节。
当室外换热器上结霜时，电子膨胀阀按上述方法调节，使得室外换热器整体温度均匀，大大延长结霜时间。
权利要求
1.一种变容量、变流量热泵热水器，包括变容量压缩机系统(1)、室外换热器(2)、室外风机(3)、旁通电磁阀(4)、四通阀(5)、汽液分离器(6)、电子膨胀阀(7)、排气温度探头(8)、环境温度探头(9)、外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)、室外控制器(12)、室内控制板(13)、控制面板(14)、室内换热器(15)、保温储水箱(16)、出水温度探头(17)、内盘温度探头(18)、出水管(19)、进水管(20)以相应的冷媒管道和通讯线。其特征在于室内控制板(13)把用户在控制面板设定的热水温度需求和出水温度、内盘温度发送给室外机控制器，室外机控制器根据室内控制器的数据和室外环境温度开启压缩机负荷，并且根据外盘温度探头、吸气温度探头以电子膨胀阀调节冷媒流量，通过室外风机从室外环境中获取热量。
2.根据权利要求1所述的室外机是以电子膨胀阀来起到节流作用的，并且可以根据流量变化通过外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)的信号进行冷媒蒸发温度过热度控制。
3.根据权利要求1所述的室外机系统可以包含变容量压缩机或者至少两台压缩机，并且可以根据来自出水温度探头(17)和用户设定温度的负荷需求信号以及来自室外环境温度(9)信号进行自适应能量级别调节。
4.根据权利要求1所述的室外机系统包含热气旁通装置，并且可以根据负荷变化进行自适应调节和保护动作。
全文摘要
一种变容量、变流量热泵热水器，包括变容量压缩机系统(1)、室外换热器(2)、室外风机(3)、旁通电磁阀(4)、四通阀(5)、汽液分离器(6)、电子膨胀阀(7)、排气温度探头(8)、环境温度探头(9)、外盘温度探头(10)、吸气温度探头(11)、室外控制器(12)、室内控制板(13)、控制面板(14)、室内换热器(15)、保温储水箱(16)、出水温度探头(17)、内盘温度探头(18)、出水管(19)、进水管(20)以相应的冷媒管道和通讯线。本发明通过以出水温度为目标，通过多压缩机/变容量压缩机/热气旁通的方法，并且以电子膨胀阀对节流进行精确调控，提高了系统的稳定性和节能性，实现了理想的节能能量调节，它解决了现有技术中出水温度不稳、不同工况季节能效比低的缺点。
文档编号F25B30/02GK1873352SQ20051002629
公开日2006年12月6日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者王春刚 申请人:王春刚