一种热泵热水器的制作方法

1.本实用新型涉及热水器技术领域，具体涉及一种热泵热水器。


背景技术：

2.现有热泵热水器多采用热泵主机对单个储水箱进行加热，热泵机组运转过程中对储水箱中所有水进行加热加热周期长，当有紧急热水使用需求是无法实现缩短加热周期的方法。热泵热水器是一种新型热水装置。与传统太阳能热水器相比，热泵热水器不仅可以利用部分太阳能，还可以吸收空气中的热量进行加热。具体来说，热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热，进而与水换热制取热水。热泵热水器可以充分利用新能源，具有热效率高的优点。


技术实现要素：

3.本实用新型的发明目的在于当热水器储水箱中热水温度较低，无法满足用水要求时，能够快速对一部分水进行加热，快速满足热水使用需求。
4.本实用新型采用以下技术方案：一种热泵热水器，包括换热回路、控制系统和多个储水箱；换热回路包括用于提供动力的动力组件，用于与储水箱热交换的换热组件，设置在换热组件与室外换热器之间的节流装置；换热组件包括多个分别设置在各储水箱中的换热单元、将各换热单元连接在一起的管路及设置在管路各处的控制阀组；控制系统包括设置在各储水箱内的温度检测器及中控单元，中控单元能根据温度检测器传递的温度数据调整控制阀组，使多个换热单元并联连入/串联连入/单独连入换热回路。本方案中通过中控单元根据用户输入的指令，结合设置在储水箱内的温度检测器提供的温度数据，控制整个换热回路中各个控制阀，通过各个控制阀开关的控制，使位于多个储水箱中的多个换热单元并联连入/串联连入/单独连入换热回路，从而实现热水加热时的多种加热模式，在需要快速用水时可以能够快速对一部分水进行加热，快速满足热水使用需求。
5.进一步地，当换热回路中包括一个第一换热单元和一个第二换热单元，第一换热单元一端与三通换向阀连接，另一端与节流机构连接；第二换热单元一端与动力组件相连，另一端分为两支路，一支路通过电磁阀与节流机构相连，另一支路与三通换向阀连接。本方案中储水箱的数量可以是两个或两个以上，当储水箱数量为2个时，线路和阀组可以以上述方式布置。
6.进一步地，中控单元能控制三通阀及电磁阀，使冷媒可以从第一换热单元流向第二换热单元，也可以由第二换热单元流向第一换热单元。本方案中，当只存在两个换热单元，中控单元能控制三通阀及电磁阀，使冷媒可以从第一换热单元流向第二换热单元，也可以由第二换热单元流向第一换热单元。当第一换热单元与第二换热单元串联换热时，既可以先第一换热单元换热再让第二换热单元换热（即重点加热第一换热单元，冷媒经过一次换热之后温度较低，换热效率也会较低，所以将两个换热单元串联时，第一个接触冷媒的换热单元换热效率高，第二个接触冷媒的换热效率会低一些），也可以先第二换热单元换热再
让第一换热单元换热。
7.进一步地，当换热回路中包括一个第一换热单元和多个第二换热单元；多个第二换热单元依次排列，第二换热单元前端通过三通换向阀分为两支路，两支路分别连接在前一支路的两端。本方案中包括多个换热单元，通过多个单元的设置，使方案在加热时灵活度更好，通过多个三通阀的设置，使实际使用过程中中控系统能控制换热单元中冷媒的流向，从而达到换热效果。
8.进一步地，动力组件包括压缩机及四通换向阀；四通换向阀能与中控单元相连，使中控单元能控制压缩机正向/反向连入回路。本方案中通过四通换向阀的设置，使中控单元能控制压缩机正向/反向连入回路，从而使中控单元控制整个系统有加热运转和除霜运转两种模式，当压缩机正向连入回路时，冷媒遵循压缩机—换热单元—节流阀—室外换热器—压缩机这样的流动路径，系统进入加热运转模式；而当压缩机反向连入回路时冷媒遵循压缩机—室外换热器—节流阀—换热单元—压缩机这样的流动路径，系统进入除霜运转模式。
9.进一步地，储水箱出水口处设置有流速感应单元，中控单元根据流速感应单元传递的信号，判断是否处于热水使用状态。为了防止系统日常的除霜影响到人们热水的正常使用，在储水箱出水口处设置有流速感应单元，在进行除霜时，检测到用户在使用热水时，可以将用户正在用水的储水箱的换热单元不连入回路，将用户不使用的储水箱的换热单元连入回路，从而防止用户用水时系统除霜导致储水箱温度降低，导致用户无法正常使用热水的情况出现。
10.] 进一步地，室外换热器处设置有除霜感应单元。为了准确地判断是否需要除霜及除霜过程中是否将霜除尽，在室外换热器设置检测室外换热器结霜情况的除霜感应单元，便于中控单元准确判断结霜情况。
11.有益效果：通过本实用新型所涉及的热泵热水器包含两个或两个以上储水箱，当使用者需求热水温度较低且水温较低的储水箱中热水温度能够满足当前水温使用要求时，能够优先从温度较低储水箱中向使用者提供热水，避免提前消耗了高温热水而出现后续使用者实际需使用高温热水时而出现无高温热水可使用的现象出现，提升可使用者的实际使用体验。
附图说明
12.图1是实施例1双储水箱工作原理图。
13.图2是实施例2多储水箱工作原理图。
14.图3是实施例3工作流程图。
15.图4是实施例4工作流程图。
16.图中：热泵热水器100，压缩机1，四通换向阀2，室外换热器3，节流机构4，第一储水箱5，第二储水箱6，三通阀7，控制阀8，控制机构9。
具体实施方式
17.以下结合附图和具体的实施例对本实用新型进行详细的说明。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”等指示位置
或者方位关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的机构或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、
“”
仅用于描述目的，而不能理解为指示和暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以指明或者隐含地包括一个或者多个特征。
19.实施例1：如图1所示，一种热泵热水器，热泵热水器100由压缩机1、四通换向阀2、室外换热器3、节流机构4、第一储水箱5、第二储水箱6、三通阀7、控制阀8、控制机构9所组成。如图1所示，本实施例所涉及的第一储水箱5包含第一冷媒
‑
水热交换器51、第一温度检测机构52（至少包含1个温度传感器）。如图1所示，本实施例所涉及的第二储水箱6包含第二冷媒
‑
水热交换器61、第二温度检测机构62（至少包含1个温度传感器）。
20.如图1所示，本实施例所涉及的四通换向阀2具有加热运转、除霜运转两种工作状态：当热泵机组处于加热运转状态时，四通换向阀2中冷媒流经通道如图1中实线所示；当热泵机组处于除霜运转状态时，四通换向阀2中冷媒流经通道如图1中虚线所示。
21.如图1所示，本实施例所涉及的三通阀7具有两种运转状态：在第一运转状态时，三通阀7中冷媒流经通道如图1中实线所示；在第二运转状态时，三通阀7中冷媒流经通道如图1中虚线所示。
22.图1所示，本实施例所涉及的控制阀8具有打开、关闭两种工作状态。当控制阀8处于打开状态时，冷媒可通过控制阀8；当控制阀8处于关闭状态时，冷媒无法通过控制阀8。
23.如图1所示，本实施例所涉及的热泵热水器100，其具有多种加热运转模式，为便于说明描述，本实施例以热泵热水器具备两个储水箱的方案进行描述：
24.并联加热运转：冷媒同时流通到第一冷媒
‑
水热交换器51与第二冷媒
‑
水热交换器61。四通换向阀2处于加热运转状态（四通换向阀中冷媒流经通道如图1中实线所示），三通阀7处于第一运转状态（三通阀7中冷媒流经通道如图1中实线所示），控制阀8处于打开状态。
25.串联加热运转：冷媒先流通到第一冷媒
‑
水热交换器51再流通到第二冷媒
‑
水热交换器61。此时第一储水箱5吸收较多热量，从而快速升温；第二第一储水箱5吸收较少热量，升温速度不及第一储水箱。四通换向阀2处于加热运转状态（四通换向阀中冷媒流经通道如图1中实线所示），三通阀7处于第二运转状态（三通阀7中冷媒流经通道如图1中虚线所示），控制阀8处于关闭状态。
26.单独对第一储水箱5进行加热运转：冷媒仅能够通过第一冷媒
‑
水热交换器51而无法通过第二冷媒
‑
水热交换器61。四通换向阀2处于加热运转状态（四通换向阀中冷媒流经通道如图1中实线所示），三通阀7处于第二运转状态（三通阀7中冷媒流经通道如图1中虚线所示），控制阀8处于打开状态。
27.单独对第二储水箱6进行加热运转：冷媒仅能够通过第二冷媒
‑
水热交换器61而无法通过第一冷媒
‑
水热交换器51。四通换向阀2处于加热运转状态（四通换向阀中冷媒流经通道如图1中实线所示），三通阀7处于第一运转状态（三通阀7中冷媒流经通道如图1中实线所示），控制阀8处于关闭状态。
28.其中t5为第一储水箱5中热水温度，t6为第二储水箱6中热水温度，ts为热水器使用者所设定的热水温度。
29.实施例2：如图2所示，本实施例所涉及的热泵热水器具备多个储水箱（图示结构具备a、b、c、d共4个储水箱），图中仅示出了冷媒
‑
水热交换器及相应的控制阀，储水箱主体及温度传感器未示出。 储水箱a、b、c、d依次连接，其中储水箱a为基础储水箱，其包含冷媒
‑
水热交换器51a、控制阀8a。储水箱b、c、d结构相同，其由冷媒
‑
水热交换器、三通阀及控制阀所组成。如图2所示，本实施例所涉及热水器需安装多余4个储水箱时，在图2
“…”
位置处安装如储水箱b（或储水箱c、d）的储水箱即可。如图2的热泵热热水器，通过调整非基础储水箱（b、c、d）中的三通阀及控制阀的开闭，可调节当前储水箱及后续储水箱与该储水箱之前储水箱的串并联关系。
30.为说明当本实施例所涉及的热泵热水器具备多个储水箱时的控制情况，此处对储水箱为4个的情况进行说明：
31.加热运转过程中：当三通阀7b开启状态为虚线位且控制阀8b为打开状态时，储水箱b、c、d与储水箱a为并联关系；三通阀7b开启状态为实线位且控制阀8b为关闭状态时，储水箱b、c、d与储水箱a为串联关系。
32.在除霜运转过程中：通过控制三通阀及控制阀的开闭状态，可控制冷媒是否通过对应储水箱进行控制。如控制阀8a关闭且三通阀7b打开至虚线状态，则在除霜过程中冷媒无法通过储水箱a。如控制阀8d关闭，则在除霜过程中冷媒无法通过储水箱d。
33.本实施例所涉及的热泵热水器包含两个以上储水箱，当使用者需求热水温度较低且水温较低的储水箱中热水温度能够满足当前水温使用要求时，能够优先从温度较低储水箱中向使用者提供热水，避免提前消耗了高温热水而出现后续使用者实际需使用高温热水时而出现无高温热水可使用的现象出现，提升可使用者的实际使用体验。
34.实施例3：如图3所示，一种热泵热水器的加热运转控制方法，包括以下程序步骤：
35.s0，开始程序；
36.s1，热水器接收使用者所设定的运转参数信息，然后进入s2；
37.s2，热水器对第一储水箱及第二储水箱中的热水温度t5、t6进行检测然后进入s3；
38.s3，判断热水温度t5、t6是否达到使用者设定的温度ts，t5、t6均达到设定温度ts则进入s4，否则进入s6；
39.s4，热水器不执行加热运转，然后进入s5；
40.s5，判断热水器是否收到停机信号，若热水器收到停机信号，则进入s16，否则进入s1；
41.s6，对热水器是否只有一个储水箱水温未达设定温度进行检测，若仅有一个储水箱水温未达设定温度，则进入s7，否则进入s11；
42.s7，对储水箱5中热水温度t5是否达到设定温度进行检测，若储水箱5中热水温度t5未达设定温度。则进入s8，否则进入s10；
43.s8，热水器切换至单独对第一储水箱进行加热运转状态，然后进入s9；
44.s9，热水器执行加热运转，然后进入到s5；
45.s10，热水器切换至单独对第二储水箱进行加热运转状态，然后进入s9；
46.s11，对热水器运转状态是否被设定为速热运转状态进行判断，若热水器被设定为速热运转状态，则进入s12，否则进入s17；
47.s12，判断第一储水箱中水温t5是否高于第二储水箱中水温t6，若t5＞t6则进入
s13，否则进入s23；
48.s13，热水器切换至单独对第一储水箱进行加热运转状态，然后进入到s14；
49.s14，热水器执行加热运转，然后进入s15；
50.s15，判断热水器是否收到停机信号，若热水器收到停机信号，则进入s16，否则进入s1；
51.s16，热水器停机，然后进入s24。
52.s17，对第一储水箱中水温t5是否等于第二储水箱中水温t6进行判断，若t5＝t6，则进入s18，否则进入s21；
53.s18，热水器切换至并联加热状态，然后进入s19；
54.s19，热水器执行加热运转，然后进入到s20；
55.s20，判断热水器是否收到停机信号，若热水器收到停机信号，则进入s16，否则进入s1；
56.s21，判断第一储水箱中水温t5是否小于第二储水箱中水温t6，若t5＜t6，则进入s22，否则进入s10；
57.s22，热水器切换为串联加热状态，然后进入s19；
58.s23，热水器切换至单独对第二储水箱进行加热运转状态，然后进入到s14。
59.本程序采用的是实施例1中的热泵热水器，所涉及的热泵热水器包含两个储水箱，通两个储水箱在不同情况下的搭配使用，既能保证满足客户对于快速用水的需求，又能节省热水器实际使用的能量，尽可能保证热水器在加热过程中使用最少的能量满足用户的各种用水需求。
60.实施例4：如图4所示，一种热泵热水器的除霜运转控制方法，包括以下程序步骤：
61.s0，开始程序，然后进入s1；
62.s1，热水器正常运转，然后进入s2；
63.s2，对热水器是否接收到停机信号进行判断，若接收到停机信号则进入s3，否则进入s4；
64.s3，中对机组进行停机处理，然后进入s21；
65.s4，对热水器是否满足除霜条件进行判断，若热水器满足除霜条件，则进入s5，否则返回s1；
66.s5，对第一储水箱及第二储水箱中热水温度t5、t6进行检测，然后进入s6；
67.s6，对使用者是否正在使用热水进行判断，若使用者正在使用热水，则进入s7，否则进入s13；
68.s7，对第二储水箱、第二储水箱中水温高低进行判断，若t5≥t6，则进入s8，否则进入s9；
69.s8，将热水器调整为从第一储水箱提供热水状态，然后进入s15；
70.s9，将热水器调整为从第二储水箱提供热水状态，然后进入s10；
71.s10，将热水器调整为从第一储水箱吸收热量除霜状态，然后进入s11；
72.s11，热水器进行第一储水箱吸热除霜运转，然后进入s12；
73.s12，判断热水器是否满足退出除霜条件，若满足退出除霜条件，则进入s1，否则返回s11；
74.s13，对第一储水箱、第二储水箱中热水温度是否同时达到预设温度阈值a进行判断，若t5≥a且t6≥a，则进入s14，否则进入s18；
75.s14，对第一储水箱中水温t5是否大于等于第二储水箱中水温t6进行判断，若t5≥t6则进入s15，否则进入s10；
76.s15，将热水器调整为从第二储水箱吸收热量除霜状态，然后进入s16；
77.s16，热水器进行第二储水箱吸热除霜运转，然后进入s17；
78.s17，判断热水器是否满足退出除霜条件，若满足退出除霜条件，则进入s1，否则返回s16；
79.s18，将热水器调整为同时从第一、第二储水箱吸热除霜状态，然后进入s19；
80.s19，进行同时从第一、第二储水箱吸热除霜运转，然后进入s20；
81.s20，判断热水器是否满足退出除霜条件，若满足退出除霜条件，则进入s1，否则返回s19；
82.s21，结束程序。
83.本发明通过以上技术方案，在保证除霜效果的前提下，防止在用户使用热水时除霜进程影响到用户使用热水时的体验，在检测到用户使用热水后将第一储水箱和第二储水箱中温度较低的储水箱中的换热单元接入换热回路中，从而避免热水器除霜对用户使用热水的影响。
84.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换。