专利名称：热泵热水机系统及其控制风速的方法
技术领域：
本发明是一种热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，可用于直热式、循环式或静态加热式等热泵热水机组。
背景技术：
热泵的系统排气压力及排气温度问题一直是考验热泵热水机系统可靠性的一个重点和难点。热泵热水机在环境温度较高的工况下运行时，排气压力和排气温度会随着水温的提高而提高，当水温升高到一定范围时，风速太高则排气压力和排气温度可能超出压缩机的安全使用范围，可能影响到热泵热水机的可靠性和使用寿命。若一直以低风速运行，则在低水温时即使高风运行系统也不会超出压缩机的安全使用范围，那低风速运行就会在一定程度上影响热泵的效率。因此，如何控制风速才能保证把排气压力及排气温度控制在压缩机的安全使用范围内，同时又最大可能提高热泵效率成了困扰热泵厂家的难题。
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目前常见的热泵热水机组常见的风速控制方法为环境温度控制法，这种是最简单的风速控制方法，通过检测环境温度，当环境温度小于某一温度值，就开高风；当环境温度大于某一温度值，就开低风。这种方法在一定程度上能控制系统的排气压力和排气温度，在较高环境温度和较低水温时，热泵热水机运行压力及排气温度在高风运行也不会超过压缩机的安全范围，但在这种情况下低风运行就会降低热水机的能效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以有效降低系统的排气压力及排气温度，使热泵热水机系统的排气压力及排气温度运行于压缩机的安全使用范围之内，还可以使热水机组一直高效运行，同时还可以适当提高水温的热泵热水机系统及其控制风速的方法。为了达到上述目的之一，本发明的一种热泵热水机系统的技术方案为包括压缩机、四通阀、承压水箱、节流部件、多档风机及蒸发器，其中所述承压水箱、节流部件及蒸发器依次串联后一端接四通阀的c端，另一端接四通阀的e端；所述压缩机的排气管接四通阀的d端，压缩机的回气管接四通阀的s端，多档风机为蒸发器的散热部件；其特征在于还包括排气温度传感器、环境温度传感器及水温温度传感器，所述排气温度传感器安装在压缩机的排气管上，所述环境温度传感器安装在蒸发器上，所述水温温度传感器安装在承压水箱内。为了达到上述目的之二，本发明的一种热泵热水机系统能控制风速的方法，其特征在于包括有如下步骤
1)热泵机组运行前，根据环境温度传感器检测到的环境温度判定热泵运行时的初始风速；若环境温度高于设定温度值时，初始风速定为低风；低于设定温度值时，初始风速为高风；介于上述两温度之间，则初始风速为中风；
2)为方便描述，设定排气温度传感器检测的排气温度，该温度记做Tp;环境温度传感器检测的环境温度，该温度记做T4 ;水温温度传感器检测的水箱温度，该温度记做T5 ;蒸发器的温度，该温度记做T3，来控制多档风机的风速；
3)热泵运行一段时间后，排气温度传感器开始检测排气温度，若排气温度Tp< Tpl,Tpl为系统设定温度值，范围在96°C -115°C，则按第4)步控制；若Tp ^ Tpl时，多档风机的风速下降一档，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后排气温度传感器再检测排气温度，此时若Tp < Tp2，Tp2为系统设定温度值，范围在75°C _95°C，则按第4)步控制；此时若Tp彡Tp2时，则保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制；
4)检测环境温度；(一)当环境温度传感器检测到的环境温度T4< T4LT41为系统设定温度值，范围在15°C _28°C，多档风机按当前环境温度对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；(二)当T41 ^ T4 < T42，T42为系统设定温度值，范围在29°C -38°C, 水温温度传感器检测水箱温度，若水箱温度T5 < T51，T51为系统设定温度值，范围在300C _55°C，则多档风机的风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 > T51时，检测蒸发温度，①当蒸发温度T3 < T31，T31为系统设定温度值，范围在4°C _12°C，则多档风机以当前状态提高一档风速；若当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制；②当T31 < T3 < T32，T32为系统设定温度值，范围在13°C -20°C，则多档风机保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3彡T32时，则多档风机以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制；(三)环境温度T4 ^ T42时，水温温度传感器检测水箱温度，若水箱温度T5 < T52，T52为系统设定温度值，范围在30°C _55°C，则多档风机风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 ^ T52时，检测蒸发器的温度，①当蒸发温度T3 < T33，T33为系统设定温度值，范围在40C _13°C，则风机以当前状态提高一档风速，当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制；②当T33 ^ T3 < T34，T34为系统设定温度值，范围在14°C _22°C，则多档风机保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3 ^ T34时，则多档风机以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制。上述步骤I)热泵热水机开机前先通过环境温度传感器(8)检测环境温度来确定 开机时多档风机的初始风速。上述步骤3)在热泵运行过程中，排气温度传感器优先检测排气温度来对多档风机的风速控制。上述步骤4)在热泵运行过程中，划定环境温度区间进行风速控制。上述步骤4)在热泵运行过程中在不同环境温度下，检测水箱温度，根据不同水温对多档风机进行相应风速控制。上述步骤4)在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器的温度区间来对多档风机进行风速控制。本发明与现有技术相比的优点为其基于传统风机仅根据环境温度来控制的基础上，增加了对排气温度、水箱温度及蒸发器温度的检测来进行风速控制，使热泵系统达到安全可靠，可以有效降低系统的排气压力及排气温度，使热泵热水机系统的排气压力及排气温度运行于压缩机的安全使用范围之内，还可以使热水机组一直高效运行，同时还可以适当提闻水温。
图I是本发明的系统结构示意 图2是本发明的风速控制方法之一的流程 图3是本发明的风速控制方法之二的流程图。图中1是压缩机，2是排气温度传感器，3是四通换向阀，4是带盘管的承压水箱(作冷凝器用)，5是水箱温度传感器，6是节流部件，7是环境温度传感器，8是蒸发温度传感器，9是多档风速风机，10是蒸发器。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详述
如图I所示一种热泵热水机系统，包括压缩机I、四通阀3、承压水箱4、节流部件6、多档风机9及蒸发器10，其中所述承压水箱4、节流部件6及蒸发器10依次串联后一端接四通阀的c端，另一端接四通阀的e端；所述压缩机I的排气管接四通阀的d端，压缩机I的回气管接四通阀的s端，多档风机9为蒸发器10的散热部件；本发明的特点是还包括排气温度传感器2、环境温度传感器8及水温温度传感器5，所述排气温度传感器2安装在压缩机I的排气管上，所述环境温度传感器8安装在蒸发器10上，所述水温温度传感器5安装在承压水箱4内。如图I至3所示，热泵热水机系统的控制风速的方法，包括有如下步骤
1)热泵机组运行前，根据环境温度传感器8检测到的环境温度判定热泵运行时的初始风速；若环境温度高于设定温度值时，设定温度可以在23-38°C的范围，如32°C，初始风速定为低风即低风档；低于另一设定温度值时，另一设定温度可以在20-35°C的范围，如30°C，初始风速为高风即高风档；介于上述两温度之间，则初始风速为中风即中间风档，如有2档或以上风档；
2)为方便描述，设定排气温度传感器2检测的排气温度,该温度记做Tp;环境温度传感器8检测的环境温度，该温度记做T4 ;水温温度传感器5检测的水箱温度，该温度记做T5 ；蒸发器10的温度，该温度记做T3，来控制多档风机的风速；
3)热泵运行一段时间后,排气温度传感器2开始检测排气温度,若排气温度Tp< Tpl,Tpl为系统设定温度值，范围在96°C_115°C，最佳值为105°C，则按第4)步控制；若Tp STpl时，多档风机9的风速下降一档，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后排气温度传感器2再检测排气温度，此时若Tp < Tp2，Tp2为系统设定温度值，范围在75°C _95°C，最佳值为90°C，则按第4)步控制；此时若Tp ^ Tp2时，则保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制；
4)检测环境温度；(一)当环境温度传感器8检测到的环境温度T4< T4LT41为系统设定温度值，范围在15°C _28°C，最佳值为23°C，多档风机9按当前环境温度对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；(二)当T41 ^ T4 < T42，T42为系统设定温度值，范围在29°C -38°C，最佳值为30°C，水温温度传感器5检测水箱温度，若水箱温度T5 < T51，T51为系统设定温度值，范围在30°C _55°C，最佳值为50°C，则多档风机9的风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 ^ T51时，检测蒸发温度，①当蒸发温度T3 < T3LT31为系统设定温度值，范围在4°C _12°C，最佳值为6°C，则多档风机9以当前状态提高一档风速；若当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制；②当T31 ^ T3 < T32，T32为系统设定温度值，范围在13°C-20°C，最佳值为16°C，则多档风机9保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3彡T32时，则多档风机9以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制；(三)环境温度T4 ^ T42时，水温温度传感器5检测水箱温度，若水箱温度T5 < T52，T52为系统设定温度值，范围在30°C -55°C，最佳值为43°C，则多档风
机9风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 ^ T52时，检测蒸发器10的温度，①当蒸发温度T3 < T33，T33为系统设定温度值，范围在4°C _13°C，最佳值为8°C，则风机以当前状态提高一档风速，当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制；②当T33 ^ T3 < T34，T34为系统设定温度值，范围在14°C -22°C，最佳值为18°C，则多档风机9保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3彡T34时，则多档风机9以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制。在本实施例中，上述步骤I)热泵热水机开机前先通过环境温度传感器8检测环境温度来确定开机时多档风机9的初始风速。在本实施例中，上述步骤3)在热泵运行过程中，排气温度传感器2优先检测排气温度来对多档风机9的风速控制。在本实施例中，上述步骤4)在热泵运行过程中，划定环境温度区间进行风速控制。在本实施例中，上述步骤4)在热泵运行过程中在不同环境温度下，检测水箱温度，根据不同水温对多档风机9进行相应风速控制，即在对应的环境温度区间检测T5，T5<T51风速为对应环境温度的初始风速，T5 ^ T51则通过检测T3温度来控制。在本实施例中，上述步骤4)在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器10的温度区间来对多档风机9进行风速控制，即在对应的水箱温度区间检测T3，将T3划分为3个区间进行相应逻辑控制。热泵热水机启动前，环境温度传感器8检测到环境温度低于30°C，热泵启动时开启高风档。运行3分钟后，排气温度传感器2检测排气温度，此时排气温度只有80°C，则环境温度传感器8又检测环境温度。此时环境温度下降到28°C，则水温温度传感器5再来检测水箱温度，此时水箱温度已经上升到51°C。此时再检测蒸发器温度，蒸发器温度达到了17°C，则风机降低一档风速。运行90秒后，排气温度传感器2检测排气温度，此时排气温度已经升高到110°C 了，则多档风机9再降一档风速。运行90秒后再检测排气温度，此时排气温度下降到100°C 了，则风机保持当前的风速。运行90秒后，再来检测排气温度。以上为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神与原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种热泵热水机系统，包括压缩机(I)、四通阀(3)、承压水箱(4)、节流部件(6)、多档风机(9)及蒸发器(10)，其中所述承压水箱(4)、节流部件(6)及蒸发器(10)依次串联后一端接四通阀的c端，另一端接四通阀的e端；所述压缩机(I)的排气管接四通阀的d端，压缩机(I)的回气管接四通阀的s端，多档风机(9)为蒸发器(10)的散热部件；其特征在于还包括排气温度传感器(2)、环境温度传感器(8)及水温温度传感器(5)，所述排气温度传感器(2 )安装在压缩机(I)的排气管上，所述环境温度传感器(8 )安装在蒸发器(10 )上，所述水温温度传感器(5)安装在承压水箱(4)内。
2.一种热泵热水机系统的控制风速的方法，其特征在于包括有如下步骤 1)热泵机组运行前，根据环境温度传感器(8)检测到的环境温度判定热泵运行时的初始风速；若环境温度高于设定温度值时，初始风速定为低风；低于设定温度值时，初始风速为高风；介于上述两温度之间，则初始风速为中风； 2)为方便描述，设定排气温度传感器(2)检测的排气温度,该温度记做Tp;环境温度传感器(8)检测的环境温度，该温度记做T4 ;水温温度传感器(5)检测的水箱温度，该温度记做T5 ;蒸发器(10)的温度，该温度记做T3，来控制多档风机的风速； 3)热泵运行一段时间后，排气温度传感器(2)开始检测排气温度，若排气温度Tp<Tpl，Tpl为系统设定温度值，范围在96°C -115°C，则按第4)步控制；若Tp彡Tpl时，多档风机(9)的风速下降一档，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后排气温度传感器(2)再检测排气温度，此时若Tp < Tp2,Tp2为系统设定温度值，范围在75°C -95°C，则按第4)步控制；此时若Tp彡Tp2时，则保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制； 4)检测环境温度；(一)当环境温度传感器(8)检测到的环境温度T4< T41，T41为系统设定温度值，范围在15°C _28°C，多档风机(9)按当前环境温度对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；(二)当T41 ^ T4 < T42，T42为系统设定温度值，范围在290C -38°C，水温温度传感器(5)检测水箱温度，若水箱温度T5 < T51,T51为系统设定温度值，范围在30°C _55°C，则多档风机(9)的风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 ^ T51时，检测蒸发温度，①当蒸发温度T3 < T3LT31为系统设定温度值，范围在4°C _12°C，则多档风机(9)以当前状态提高一档风速；若当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制■级当T31彡T3 < T32，T32为系统设定温度值，范围在13°C _20°C，则多档风机(9)保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3≥T32时，则多档风机(9)以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制；(三)环境温度T4 ^ T42时，水温温度传感器(5)检测水箱温度，若水箱温度T5 < T52，T52为系统设定温度值，范围在300C _55°C，则多档风机(9)风速调整至该环境温度下对应的初始风速运行，运行预定时间后再按第3)步控制；若水箱温度T5 ^ T52时，检测蒸发器(10)的温度，①当蒸发温度T3<T33，T33为系统设定温度值，范围在4°C _13°C，则风机以当前状态提高一档风速，当前状态已经是最高风档，则保持当前状态，运行预定时间后再按第3)步控制；②当T33 ( T3<T34，T34为系统设定温度值，范围在14°C _22°C，则多档风机(9)保持当前风速，运行预定时间后再按第3)步控制当蒸发器温度T3≥T34时，则多档风机(9)以当前状态降低一档风速，若当前状态已经为最低档风速，降档后为停风机；当前状态已经停了风机，则保持停风机状态，运行预定时间后再按第3)步控制。
3.根据权利要求2所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，其特征在于上述步骤I)热泵热水机开机前先通过环境温度传感器(8)检测环境温度来确定开机时多档风机(9)的初始风速。
4.根据权利要求2所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，其特征在于上述步骤3)在热泵运行过程中，排气温度传感器(2)优先检测排气温度来对多档风机(9)的风速控制。
5.根据权利要求2所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，其特征在于上述步骤4)在热泵运行过程中，划定环境温度区间进行风速控制。
6.根据权利要求5所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，其特征在于上述步骤4)在热泵运行过程中在不同环境温度下，检测水箱温度，根据不同水温对多档风机(9)进行相应风速控制。
7.根据权利要求6所述的热泵热水机系统采用的智能控制风速方法，其特征在于上述步骤4)在热泵运行过程中在不同水箱温度下划定蒸发器(10)的温度区间来对多档 风机(9)进行风速控制。
全文摘要
本发明涉及一种热泵热水机系统及其控制风速的方法，包括压缩机、四通阀、承压水箱、节流部件、多档风机及蒸发器，其中承压水箱、节流部件及蒸发器依次串联后一端接四通阀的c端，另一端接四通阀的e端；压缩机的排气管接四通阀的d端，压缩机的回气管接四通阀的s端，多档风机为蒸发器的散热部件；其特征在于还包括排气温度传感器、环境温度传感器及水温温度传感器，排气温度传感器安装在压缩机的排气管上，环境温度传感器安装在蒸发器上，水温温度传感器安装在承压水箱内。工作时通过排气温度传感器、环境温度传感器及水温温度传感器检测到的温度及蒸发器的温度来改变多档风机的转速。其优点为使用安全可靠，可以有效降低系统的排气压力及排气温度，使排气压力及排气温度运行于压缩机的安全使用范围之内，还可以使热水机组一直高效运行，同时还可以适当提高水温。
文档编号F24H4/04GK102705985SQ20121019130
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者梁伟钊 申请人:广东美的暖通设备有限公司