CN202204222U - 一种具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器 - Google Patents

一种具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器 Download PDF

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韩跃国
侯鹏博
章浩伟
刘颖
姜昆
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Abstract

本实用新型涉及一种具有模糊电加热除霜装置的热泵热水器，包含压缩机、热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块；所述压缩机分别与热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块相连；所述压缩机压缩制冷剂，热量通过水箱中内置盘管传给水箱中的水；所述模糊控制模块，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转；本实用新型方案除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化。

Description

一种具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器
技术领域
本实用新型涉及一种热泵热水器，尤其是涉及一种具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器，属于智能化发热装置技术领域。 
背景技术
近年来，国家对环保、节能产品的要求越来越高，以效率高见称的热泵热水器开始登上了历史舞台，国内外对热泵热水器的研究非常的广泛，许多公司都有相关的产品面市，市场的销售量也与日俱增，但从面市的产品来看，热泵热水器蒸发器翅片在低温工况下的结霜及除霜问题一直没有得到很好的解决。传统的除霜模式是通过四通换向阀动作，制冷剂逆流，热泵由供暖模式改到制冷模式，这样做一方面会因为四通阀的频繁动作而引起***运行稳定性的降低，甚至会因为冷热流冲击而造成停机；另一方面，除霜过程中还会导致热水器内水温下降，影响了用户对热水的使用。
实用新型内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有模糊电加热除霜装置的热泵热水器，包含压缩机、热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块；所述压缩机分别与热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块相连；所述压缩机压缩制冷剂，热量通过水箱中内置盘管传给水箱中的水；所述模糊控制模块，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转。   
优选的，所述模糊控制器，包含控制处理器、模拟量扩展模块；所述模拟量扩展模块用来储存环境温度、相对湿度、蒸发器表面温度以及热水器运行时间的参数；所述控制处理器根据模拟量扩展模块储存的参数调整加热元件两端的电压U，控制其发热量。
优选的，所述控制处理器根据除霜时间控制风机转速。
优选的，所述电加热元件采用丝状或细条状元件。
优选的，所述电加热元件采用碳纤维材料。 
本实用新型的有益效果主要体现在：本实用新型方案的除霜装置采用模糊控制模式，能够根据温度、湿度等输入参数判断蒸发器表面结霜严重程度，并在除霜过程中实时调节加热元件的输入电压，控制发热元件发热量的大小，同时对风机电流进行模糊控制，做到按需除霜，除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化；均匀分布的碳纤维加热元件在结霜工况时，能快速均匀的加热翅片管，并且对翅片间的霜层直接加热；加热元件采用多组并联模式，通过了整个装置运行的可靠性；结构紧凑新颖，性能稳定可靠，安装方便。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
图1为本实用新型的具有模糊电加热除霜功能的热泵热水器的工作原理图；
图2为本实用新型的空气源热泵热水器的模糊电加热除霜装置的工作原理图；
图3为本实用新型的加热元件的结构示意图；
图4为本实用新型的翅片的结构示意图； 
其中：1、模糊控制器；2、控制处理器；3、模拟量扩展模块；4、电加热元件；5、翅片；6、制冷剂管道安装孔；7、电加热元件安装孔；8、风机；9、制冷剂管道；10、压缩机；11、热力膨胀阀；12、水箱；a、风机转速调节器；b、室外空气湿度传感器；T1、蒸发器表面温度传感器；T2、室外空气温度传感器。
具体实施方式
如附图1-4所示的本实用新型所述的一种具有模糊电加热除霜装置的热泵热水器，包含压缩机10、热力膨胀阀11、水箱12、模糊控制模块；所述压缩机10分别与热力膨胀阀11、水箱12、模糊控制模块相连；所述压缩机10压缩制冷剂，热量通过水箱内置盘管传给水箱12中的水；所述模糊控制模块，包括模糊控制器1、电加热元件4、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片5组成；所述电加热元件4设置在蒸发器的翅片5上的电加热元件安装孔7中；所述翅片5上还设置有制冷剂管道安装孔6；所述制冷剂管道安装孔6内安装有制冷剂管道9；所述风机8设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器1分别与电加热元件4、风机8电连接，所述模糊控制器1控制电加热元件4的加热及风机8的运转；所述模糊控制器1，包含控制处理器2、模拟量扩展模块3；所述模拟量扩展模块3用来储存环境温度、相对湿度、蒸发器表面温度以及热水器运行时间的参数；所述控制处理器1根据模拟量扩展模块3储存的参数通过调节设置在控制处理器2与加热元件4之间的电压调节器来调整加热元件4两端的电压U，控制其发热量；所述控制处理器1根据除霜时间控制风机8转速；所述电加热元件4采用丝状或细条状元件；所述电加热元件4采用碳纤维材料。 
所述控制处理器2与风机8之间设置风机转速调节器a；所述控制处理器2通过风机转速调节器a来调节风机8的工作电流，以控制其转速。
室外空气湿度传感器b、蒸发器表面温度传感器T1、室外空气温度传感器T2分别与模拟量扩展模块3相连，分别用来探测室外空气湿度、蒸发器表面温度、室外空气温度。
其工作过程是：根据各传感器获得的温度T、湿度以及时间的输入参数经过模拟量扩展模块3和控制处理器2后产生的控制信号，确定机组是否需要进入除霜工况，并且在除霜过程中，模糊控制器根据除霜时间的推移，分别对碳纤维加热元件两端的电压U以及风机电流I进行实时调整，做到高效率除霜，实现节能效果。
本实用新型的有益效果主要体现在：本实用新型方案的除霜装置采用模糊控制模式，能够根据温度、湿度等输入参数判断蒸发器表面结霜严重程度，并在除霜过程中实时调节加热元件的输入电压，控制发热元件发热量的大小，同时对风机转速进行模糊控制，做到按需除霜，除霜过程高效、节能，实现整个除霜过程的智能化；均匀分布的碳纤维加热元件在结霜工况时，能快速均匀的加热翅片管，并且对翅片间的霜层直接加热；加热元件采用多组并联模式，通过了整个装置运行的可靠性；结构紧凑新颖，性能稳定可靠，而且安装方便。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有模糊电加热除霜装置的热泵热水器，包含压缩机、热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块；所述压缩机分别与热力膨胀阀、水箱、模糊控制模块相连；所述压缩机压缩制冷剂，热量通过水箱中内置盘管传给水箱中的水；其特征在于：所述模糊控制模块，包括模糊控制器、电加热元件、蒸发器、风机；所述蒸发器由一组翅片组成；所述电加热元件设置在蒸发器的翅片上的电加热元件安装孔中；所述风机设置在蒸发器的室外侧；所述模糊控制器分别与电加热元件、风机电连接，所述模糊控制器控制电加热元件的加热及风机的运转。
2. 根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于：所述模糊控制器，包含控制处理器、模拟量扩展模块；所述模拟量扩展模块用来储存环境温度、相对湿度、蒸发器表面温度以及热水器运行时间的参数；所述控制处理器根据模拟量扩展模块储存的参数调整加热元件两端的电压U，控制其发热量。
3.根据权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于：所述控制处理器根据除霜时间控制风机转速。
4.根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于：所述电加热元件采用丝状或细条状元件。
5.根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于：所述电加热元件采用碳纤维材料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944087A (zh) * 2011-08-12 2013-02-27 苏州韩博厨房电器科技有限公司 一种具有模糊电加热除霜装置的热泵热水器
CN103438491A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 南通大学 带有热水自循环***的采用热泵的热水供应和加热***
CN110285617A (zh) * 2019-06-26 2019-09-27 贵州大学 一种空气源热泵除霜控制方法

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