专利名称：：带除湿功能的热泵热水装置及其控制方法
技术领域：
：本发明涉及一种带除湿功能的热泵热水装置及其控制方法。
背景技术：
：随着工业的快速发展，世界范围内能源的日趋紧张，能源危机成为全人类必须面对的且要加以解决的重大课题之一。采用高效节能家用电器作为要着力抓好的六大重点节能领域之一。热水器是家庭消耗能源较多的家电产品之一，电热水器和燃气热水器主要消耗电能、天然气和煤气等高品位能源，太阳能热水器的发展得到了极大的推广，但受气候及安装条件限制。目前高效的热泵热水器成为主要发展方向。高湿环境易导致细菌滋生，诱发呼吸道疾病、风湿病，造成财物的损失，如衣服皮革受潮发霉；夏季导致人体散热困难，增加中暑的机会；冬季加速热的传导，使人倍觉寒冷。家庭浴室是家庭中空气湿度最大的场所，如果卫生间面积小、朝向差，通风采光不足，卫生间成了家庭细菌滋生的"重灾区"。因此，保持浴室的干爽卫生成为人们的追求生活品质的需求。目前热泵热水器与除湿机制造技术十分成熟，自成一体。分别满足家庭热水的供給与室内环境的湿度控制。热泵热水器技术有风源热泵、太阳能热泵及地源热泵等多种形式。除湿机有冷冻除湿、转轮除湿、液体除湿、膜除湿等技术。这两种技术在一定程度上均有合成。如中国专利99228716.2所揭示的一种多功能空调制冷制热装置，主要由一个热泵热水系统和一个热泵空调系统组成，包括室内外换热器、压縮机、换向阀、蓄热材料箱、水箱、过冷器以及旋流流量控制阀。系统有制冷、制热、热泵热水器、蓄热等功能。但第99228716.2号专利没有有效解决房间的湿度控制问题，只是在制冷模式下有些除湿效果，不能控制室内的相对湿度与温度。又如中国专利89217917.1所揭示的一种热泵除湿干燥机，将热泵与除湿组成一个联合系统，主要目的是提供除湿与提高干燥所需的热空气。该系统共用一个压縮机与冷凝器，设置了两个蒸发器。该系统将冷凝器冷凝后的制冷剂一部分节流，通过热泵蒸发器从室外吸收热量。另外一部分流入除湿蒸发器中，吸收由干燥室内物料蒸发水蒸汽的汽化潜热。两股流体汇合后流入过冷器中降低冷凝器出液的温度，提高循环的效率。
发明内容本发明目的是提供一种带除湿功能的热泵热水装置及其控制方法，该发明的装置能够同时(或分别)实现制热水、除湿两种运行模式的切换。该装置的两个系统包括共同的压缩机、汽液分离器、节流装置、蒸发器等主要设备，热泵热水系统利用制冷剂循环产生的冷凝热量来获得高温热水，并利用蓄热水箱对热量进行储存，实时提供生活所需的热水，该系统独自设有冷凝器、蓄热水箱、供(补)水阀门与管道；制冷除湿系统利用制冷剂循环提供的冷量对房间空气进行除湿处理，并通过冷凝热再热空气的方法实现房间空气的湿度处理，该系统配置了再热冷凝器，风向开关、出风风管。本发明的装置可完成独立除湿、独立热泵以及热泵空调三种工作模式。本发明的技术方案是该装置包括带有蓄热水箱的热泵热水系统和制冷除湿系统，该装置的两个系统有各自独立的部件又有共用的部件，两个系统共同的部件有压縮机、汽液分离器、节流阀、蒸发器、贮液器、风机、风道、风向开关；上述带有蓄热水箱的热泵热水系统，包括压縮机l、蓄热水箱3、热泵冷凝器4、贮液器ll、节流阀12、蒸发器15、吸风机13、风道16、风向开关17、汽液分离器2以及混水阀6、出水阀8、补水阀19、给水泵5、电磁阀7、9、10组成；压縮机1的一路经过电磁阀7与热泵冷凝器4的一端连接，热泵冷凝器4置于蓄热水箱3中，经管路连接电磁阀9的电磁阀IO关闭，热泵冷凝器4的另一端经过电磁阀9与贮液器11连接，贮液器11经过节流阀12连接蒸发器15，蒸发器15连接吸风机13，吸风机13出风口安装有风道16，风道16中安装风向开关17，蒸发器15经过管路连接汽液分离器2，汽液分离器2连接压缩机l，上述蓄热水箱3和给水泵5分别连接混水阀6和补水阀19，出水阀8连接混水阀6;上述制冷除湿系统，包括压縮机1、除湿冷凝器14、贮液器11、节流阀12、蒸发器15、吸风机13、风道16、风向开关17、汽液分离器2以及电磁阀9、20、10;上述压縮机1另一路经过电磁阀20连接除湿冷凝器14，经管路连接电磁阀io的电磁阀9关闭；除湿冷凝器14经过电磁阀io连接c液器ii，ie液器11经过节流阀12连接蒸发器15，蒸发器15连接吸风机13，吸风机13出风口安装有风道16，风道16中安装风向开关17，蒸发器15经过管路连接汽液分离器2，汽液分离器2连接压缩机1，除湿冷凝器14连接排风机18。上述风道通向室内或室外，且风道接出风口不少于一个。上述蒸发器不少于一个，使用多个蒸发器则蒸发器与蒸发器之间并联连接。上述蒸发器为风冷式。上述蓄热水箱与热泵冷凝器是分体的或是一体化的。该装置的控制方法，在各运行模式卜.各阀门的状态如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本发明的有益效果是-1.功能完善、系统紧凑可实现制热、空调、除湿三大功能。利用热泵技术高效利用电能获取生活热水；浴后开启除湿功能，可保证浴室恢复干爽，减少发霉与漏电；夏季可回收热泵制热产生的冷量使浴室凉爽。2.系统稳定、性能可靠热泵系统与除湿系统工作时，制冷剂沿各自的路径循环，分别完成制热与除湿功能，制冷剂的分配与压縮机回油的可靠性高。3.节省材料，系统集成两个系统采用一台压縮机和一个蒸发器来匹配除湿冷凝器与热泵冷凝器，使系统高效运行。实现一套系统兼顾除湿与热泵两大功育g;系统集成设计，节省材料成本。4.灵活设计，方便四季除湿机的送风口可制成多种形式，方便安装，利于局部除湿，如毛巾架、浴镜上方，或电器插头处；冬季制热水时，利用风阀将蒸发器的通风口接通室外，吸收大气中的热量；夏季及过渡季节时，将风阀换向，蒸发器将对室内提供冷量。需要除湿时，风阀使蒸发器通向室内，迅速干燥室内空气。5.优化控制，蓄热节能制热模式优先在谷电时段(23:00~7:00)运行；系统热泵运行受水温和时段两种控制。连续用水时段，选择"水温"控制档，当水温低于设定值，开启风机和压缩机；非连续用水时段，选择"时段+水温"控制档，水温低于设定值，但时间不属于谷电时段，热泵不运行；达到谷电时段，接通电路，开启风机与压縮机。水箱水位釆用模糊记忆控制，可记忆一天的用水量实现水位可调，避免储存多余的水量造成浪费。该装置满足一年四季的需求，特别适合家庭、旅馆的浴室使用。图l.是本发明的带除湿功能的热泵热水系统示意图其中1、压缩机2、汽液分离器3、贮热水箱4、热泵冷凝器5、给水泵6.混水阀7、9、10、20、电磁阀8、出水阔11、贮液器12、节流阀13、吸风机14、除湿冷凝器15、蒸发器16、风道17风向开关18排风机19补水阀具体实施例方式该装置的系统示意图如图1所示，由两个系统组成，一个是带有蓄热水箱的热泵热水系统，包括压縮机l、蓄热水箱3、热泵冷凝器4、贮液器ll、节流阔12、蒸发器15、吸风机13、风道16、风向开关17、汽液分离器2以及混水阀6、出水阀8、补水阀19、给水泵5、电磁阀7、9、IO组成。制热水模式时，从压縮机1出来的制冷剂蒸汽经电磁阀7进入热泵冷凝器4释放热量，加热蓄热水箱中的冷水，(蓄热水箱与冷凝器可以是分体的，也可以是一体化的)。制冷剂冷凝下来后经过电磁阀9进入贮液器11，再流经节流阀12降压，送入蒸发器15，冬季时风向开关17打开，蒸发器与室外空气相通，吸收室外的热量；夏季时风向开关17关闭，蒸发器与室内空气相通，吸收室内的热量，使室内空气变冷。制冷剂在蒸发器中重新变成蒸汽，经汽液分离器2，返回压缩机l。装置的另外一个系统是制冷除湿系统，包括压縮机1、除湿冷凝器14、贮液器ll、节流阀12、蒸发器15、吸风机13、风道16、风向丌关17、汽液分离器2以及电磁阀9、20、10;除湿模式时，从压縮机1出来的制冷剂蒸汽经电磁阀20进入除湿冷凝器14释放热量。制冷剂冷凝后经过电磁阀10进入贮液器11(此时电磁阀9关闭)，再流经节流阀12降压，送入蒸发器15，吸收室内的热量重新变成蒸汽，经汽液分离器2，返回压缩机l。室内空气经过吸风机13流经蒸发器，除湿降温后进入冷凝器，冷凝热部分或全部用于再热空气(排风空气出口温度可调)，空气被升温，减小其相对湿度，变成干燥的暖风，经排风机18排入室内。权利要求1.一种带除湿功能的热泵热水装置，包括带有蓄热水箱的热泵热水系统和制冷除湿系统，其特征在于该装置的两个系统有各自独立的部件又有共用的部件，两个系统共同的部件有压缩机、汽液分离器、节流阀、蒸发器、贮液器、风机、风道、风向开关；上述带有蓄热水箱的热泵热水系统，包括压缩机(1)、蓄热水箱(3)、热泵冷凝器(4)、贮液器(11)、节流阀(12)、蒸发器(15)、吸风机(13)、风道(16)、风向开关(17)、汽液分离器(2)以及混水阀(6)、出水阀(8)、补水阀(19)、给水泵(5)、电磁阀(7、9、10)组成；压缩机(1)的一路经过电磁阀(7)与热泵冷凝器(4)的一端连接，热泵冷凝器(4)置于蓄热水箱(3)中，经管路连接电磁阀(9)的电磁阀(10)关闭，热泵冷凝器(4)的另一端经过电磁阀(9)与贮液器(11)连接，贮液器(11)经过节流阀(12)连接蒸发器(15)，蒸发器(15)连接吸风机(13)，吸风机(13)出风口安装有风道(16)，风道(16)中安装风向开关(17)，蒸发器(15)经过管路连接汽液分离器(2)，汽液分离器(2)连接压缩机(1)，上述蓄热水箱(3)和给水泵(5)分别连接混水阀(6)和补水阀(19)，出水阀(8)连接混水阀(6)；上述制冷除湿系统，包括压缩机(1)、除湿冷凝器(14)、贮液器(11)、节流阀(12)、蒸发器(15)、吸风机(13)、风道(16)、风向开关(17)、汽液分离器(2)以及电磁阀(9、20、10)；上述压缩机(1)另一路经过电磁阀(20)连接除湿冷凝器(14)，经管路连接电磁阀(10)的电磁阀(9)关闭；除湿冷凝器(14)经过电磁阀(10)连接贮液器(11)，贮液器(11)经过节流阀(12)连接蒸发器(15)，蒸发器(15)连接吸风机(13)，吸风机(13)出风口安装有风道(16)，风道(16)中安装风向开关(17)，蒸发器(15)经过管路连接汽液分离器(2)，汽液分离器(2)连接压缩机(1)，除湿冷凝器(14)连接排风机(18)。2.根据权利要求1所述的带除湿功能的热泵热水装置，其特征在于上述风道通向室内或室外，且风道接出风口不少于一个。3.根据权利要求1所述的带除湿功能的热泵热水装置，其特征在于上述蒸发器不少于一个,使用多个蒸发器则蒸发器与蒸发器之间并联连接。4.根据权利要求1或3所述的带除湿功能的热泵热水装置，其特征在于:上述蒸发器为风冷式。5.根据权利要求1所述的带除湿功能的热泵热水装置，其特征在于上述蓄热水箱与热泵冷凝器是分体的或是一体化的。6.—种权利要求1所述的带除湿功能的热泵热水装置的控制方法，其特征在于，在各运行模式下各阀门的状态如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>全文摘要本发明公开了一种带除湿功能的热泵热水装置及其控制方法，该装置能够同时或分别实现制热水、除湿两种运行模式的切换；该装置的两个系统包括共同的压缩机、汽液分离器、节流装置、蒸发器等主要设备，热泵热水系统利用制冷剂循环产生的冷凝热量来获得高温热水，并利用蓄热水箱对热量进行储存，实时提供生活所需的热水；制冷除湿系统利用制冷剂循环提供的冷量对房间空气进行除湿处理，并通过冷凝热再热空气的方法实现房间空气的湿度处理；该装置可完成独立除湿、独立热泵以及热泵空调三种工作模式，该装置可以满足一年四季的需求，特别适合家庭、旅馆的浴室使用。文档编号F25B30/00GK101169296SQ20071003172公开日2008年4月30日申请日期2007年11月28日优先权日2007年11月28日发明者丁小江,谭辉平,颖陈申请人:广东工业大学