專利名稱：運行熱水系統中的熱泵的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及可用在熱水系統中的熱泵的運行，并尤其涉及這樣的熱泵在低環境溫 度條件下的運行。
背景技術：
熱泵是通過做功將熱從“源”位置中轉移到“散熱”位置的設備或系統。熱泵通過 利用稱之為制冷劑的蒸發和凝結液體的物理性質來運行。壓縮機使高壓縮氣體狀態下的制 冷劑循環經過熱泵回路。在壓縮機的排出側，熱的并被高度壓縮的氣體在稱之為冷凝器的 熱交換器中被冷卻，直到氣體在相對更適中的溫度下凝結成為高壓液體。被凝結的制冷劑 然后通過例如恒溫膨脹閥或毛細管的降壓設備，該降壓設備將低壓的且僅為液體的制冷劑 傳遞到稱之為蒸發器的另一個熱交換器，在這里制冷劑通過熱的吸收而蒸發為氣體。然后， 制冷劑被返回到壓縮機，并且該循環被重復。在采用熱泵來加熱水體的熱水系統中，水溫與環境空氣溫度差別越大，則壓縮制 冷劑流體所需的壓差和能量就越大。性能系數(COP)是用于描述能量效率的量度，也就是 每單位的功轉移的熱量。因此，當環境空氣溫度比熱水系統中的水溫低很多或高很多時， COP的值相對更高。當環境空氣溫度比實際或所要求的水溫低很多或高很多時(即，COP值 相對較高時)，熱泵變得要經受過多的勞損。在這樣的溫度條件下的一種常規運行方法，是 關閉熱泵，并采用升壓器(booster)(比如，輔助電加熱元件)來加熱水。當環境空氣溫度比水溫低得多時表現出的另一個不利效果，是空氣中的濕氣在蒸 發器上冷凝和形成了冰。這在蒸發器通常被置于室外的熱水系統中尤其嚴重。轉到升壓運 行，如上所述，改善了這個問題。然而，升壓器需要持續的動力，并且違背了使用熱泵本來的 環境動機。此外，電加熱元件在安裝到熱水系統的水罐內時易被侵蝕。因此，需要提供可選的和/或改進的方法和設備，用于在極端的環境溫度條件下， 特別是在環境溫度低的條件下運行熱泵。

發明內容
依據本發明的一個方面，提供了用于在低環境空氣溫度下運行熱泵的方法。該方 法包括以下步驟周期性地或暫時地停止經過熱泵的蒸發器的制冷劑流；以及在制冷劑流 被停止時提供穿過蒸發器的強制氣流。周期性地或暫時地停止經過蒸發器的制冷劑流的步驟，可包括重復地將熱泵的壓縮機關閉第一預定時間段和將熱泵的壓縮機開啟第二預定時間段。第二預定時間段比第一 預定時間段長。本發明的另一個方面提供了一種設備，該設備包括熱泵回路、風扇、溫度傳感器 和電子控制器。該熱泵回路包括壓縮機、冷凝器、減壓裝置和蒸發器；風扇用于產生穿過蒸 發器的氣流；溫度傳感器用于測量環境空氣溫度；電子控制器連接到壓縮機、風扇和溫度 傳感器。熱泵回路用于保持制冷劑的充注。電子控制器用于從溫度傳感器獲取環境空氣 溫度值；當環境空氣溫度值低于第一預定溫度值時，重復地開啟和關閉壓縮機；以及當壓 縮機被關閉時，運行風扇來提供穿過蒸發器的強制氣流。電子控制器可用于通過重復地將壓縮機關閉第一預定持續時間和將壓縮機開啟第 二預定持續時間，來循環地運行壓縮機。第二預定時間持續時間比第一預定時間持續時間長。本發明的再另一個方面提供了一種熱水系統，其包括用于貯水的水罐；熱泵回 路，其包括壓縮機、減壓裝置、蒸發器和與水罐內的水成熱交換關系的冷凝器；用于生成穿 過蒸發器的氣流的風扇；用于確定環境空氣溫度的第一溫度傳感器；以及連接到壓縮機、 風扇和第一溫度傳感器的電子控制器。該電子控制器用于從溫度傳感器獲取環境空氣溫 度值；當環境空氣溫度值低于第一預定溫度值時重復地將壓縮機開啟和關閉；以及當壓縮 機被關閉時，運行風扇來提供穿過蒸發器的強制氣流。熱水系統可還包括第二溫度傳感器，該第二溫度傳感器連接到電子控制器，并用 于確定水罐中的水的溫度。在這種情況下，電子控制器還適用于從第二溫度傳感器獲取水 溫值；以及當水溫超出第三預定溫度時關閉壓縮機和風扇。電子控制器可用于通過重復地將壓縮機關閉第一預定持續時間和將壓縮機開啟 第二預定持續時間，來循環地運行壓縮機。第二預定持續時間比第一預定持續時間長。本發明的又一個方面提供了運行熱水系統中的熱泵的方法。該方法包括以下步 驟當熱泵在運行中對熱水系統的水罐內的水進行加熱的同時，提供穿過熱泵的蒸發器的 強制氣流；以及當環境空氣溫度低于預定溫度值時，暫時地停止經過蒸發器的制冷劑流，并 將穿過蒸發器的強制氣流的方向反轉。當熱泵在運行中對熱水系統的水罐內的水進行加熱 并且環境空氣溫度低于預定溫度值時，可周期性地執行所述暫時地停止經過蒸發器的制冷 劑流并將穿過蒸發器的強制氣流的方向反轉的步驟。可以每隔2小時就將經過蒸發器的制 冷劑流停止并將風扇的方向反轉約30分鐘的時間段。風扇的方向可被反轉成，向蒸發器不 易受影響而結冰的一側上提供強制氣流。本發明的又一個方面提供了一種熱水系統，包括水罐、熱泵回路、風扇、溫度傳感 器，和電子控制器。其中，水罐用于貯水；熱泵回路包括壓縮機、減壓裝置、蒸發器，和與水罐 內的水成熱交換關系的冷凝器；風扇用于提供穿過蒸發器的強制氣流；溫度傳感器用于確 定環境空氣溫度；電子控制器連接到壓縮機、風扇和溫度傳感器。該電子控制器適用于從 溫度傳感器獲取環境空氣溫度值；當熱泵在運行中對水罐內的水進行加熱時，運行風扇來 提供穿過蒸發器的強制氣流；以及當環境空氣溫度低于預定溫度值時，暫時地停止經過蒸 發器的制冷劑流，并將穿過蒸發器的強制氣流的方向反轉。


在下文中通過參考附圖描述了實施例，這些實施例只作為例子，在各附圖中
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圖1是熱泵實施例的示意性框圖；圖2是在熱水系統中運行熱泵，例如圖1中的熱泵的方法的流程圖；圖3是用于運行熱泵，例如圖1中的熱泵的電子控制器的示意性框圖；以及圖4是熱泵的另一個實施例的示意性框圖。
具體實施例方式在下文中描述了低環境溫度的條件下運行熱泵的方法和設備的實施例。雖然各實 施例是通過參考用于在熱水系統中加熱水的熱泵來描述的，但并非意圖將本發明限制在此 方式下。例如，下文中描述的實施例可應用于為例如建筑物加熱系統(比如逆循環空調) 的其他目所用的熱泵。在此說明書中涉及的熱水系統意圖將家用的和工業用的水加熱系統兩者都包括 進來。圖1示出了熱泵100的實施例。參考圖1，熱泵100具有熱泵回路，該熱泵回路包 括蒸發器170、壓縮機150、冷凝器140和例如恒溫膨脹閥(TX閥)的減壓設備130。該熱 泵回路被配置成使得，壓縮機150的出口被連接到冷凝器140的入口，冷凝器140的出口被 連接到減壓設備130的入口，減壓設備130的出口被連接到蒸發器170的入口，并且蒸發器 170的出口被連接到壓縮機150的入口。熱泵回路適用于保護制冷劑的充注，壓縮機150使 該制冷劑按照箭頭190所示的方向循環通過熱泵。如本領域技術人員所熟知的，上述的熱 泵100的組件運行產生制冷劑循環。風扇160用于生成穿過蒸發器170的氣流180。風扇160可包括單速的、多速的 或可變速度的風扇。壓縮機150和風扇160的運行由連接至通常為干線電力供應(mains power)的電源(未示出)的電子控制器120控制。溫度傳感器110也連接到電子控制器 120，用于確定環境溫度值并將其提供給電子控制器120。當熱泵100用在熱水系統中時，冷 凝器140 —般被安置在與熱水系統的水罐145中的水成熱交換關系的位置上。如在上文中所描述的，當環境空氣溫度比實際或要求的水溫低很多或高很多時， 熱泵100可變得要經受過多的勞損。此外，當環境空氣溫度比水溫低很多時，空氣中的濕氣 在蒸發器和用于將蒸發器連接到熱泵回路的其他承載制冷劑的組件上冷凝和形成冰。本發明的實施例提供了用于在低環境空氣溫度下運行熱泵100的方法。該方法包 括暫時地或永久地停止制冷劑流通過熱泵100的蒸發器170，并在制冷劑流被停止時從風 扇160提供穿過蒸發器170的強制氣流。優選地，在制冷劑流被停止的整個期間，都提供來 自風扇160的強制氣流。但是，這不是必需的，因為可只需在制冷劑流被停止的大體部分時 間內維持強制氣流。可通過關閉壓縮機150來停止通過蒸發器170的制冷劑流。停止制冷 劑流的效果是，來自風扇160的強制氣流導致蒸發器170中的靜止制冷劑被加熱，這導致制 冷劑與環境空氣之間的溫度差異顯著減小，繼而導致在蒸發器170及關聯的連接組件上結 的冰融化。通過采用單壁的蒸發器結構可幫助除冰。在上文中參考圖1描述的實施例中，風扇160適用于吸氣來加熱蒸發器170內的 制冷劑。換句話說，圖1中如箭頭180所示的強制氣流的方向是穿過蒸發器170吹向風扇 160。在此配置中，強制氣流首先觸及蒸發器170最易受低的環境溫度條件影響而導致結冰 的一側。
但是，發明者已發現，與以圖1中的箭頭180所示的方向運行風扇160相比，在經 過蒸發器170的制冷劑流被暫時停止的同時反方向運行風扇160致使來自風扇160的強制 氣流吹向蒸發器170較少受影響而結冰的一側(即，強制氣流在與圖1中箭頭180所指的 方向相反的方向上)，充分地改善了除冰效率。這繼而改善了熱泵100的總加熱效率。在一種實施例中，風扇160適用于在正常運行(即非除冰)過程中提供箭頭180的 方向的強制氣流，并在除冰運行過程中被反轉來提供與箭頭180相反的方向的強制氣流。在另一個實施例中，風扇160可適用于總是(即在正常運行的和除冰運行兩個過 程中)提供與箭頭180相反的方向的強制氣流。雖然正常運行過程(即壓縮機150運行) 中移動制冷劑的效果可導致蒸發器170的結冰增加，但是可額外地致使強制氣流經過壓縮 機150附近，從而提供溫度升高的強制氣流，這將有助于除冰。圖2是運行熱泵，例如圖1中的熱泵100的方法的流程圖。圖2中的方法可實施 為由圖1中的電子控制器120執行的計算機程序。該方法從步驟210開始，在這一步電子控制器120的硬件和/或軟件被初始化。例 如，可為持續時間測量的目的初始化計數器。主程序循環包括步驟270，并且大概每分鐘執行一次。然而，本領域技術人員可體 會到其他主程序循環延遲間隔可以可替代地實施。在步驟212，判斷環境空氣溫度是否低于預定的溫度值4°C，低于該預定的溫度值 時要執行除冰。如果否(N)，則不需要除冰，并且熱泵的正常運行繼續進行到步驟220。在步驟220，判斷壓縮機是否是在運行中的。如果否(N)，則在步驟222判斷熱水 系統的水罐中的水的溫度是否低于預定值53°C。因為橫跨水罐通常存在溫差，并且為了消 耗的目的熱水被從水罐的頂部抽走，因此在步驟222中用來判斷的水溫優選地是接近水罐 頂部的水的溫度(Tt)。如果熱水系統的水罐中的水的溫度低于預定值53°C⑴，則在步驟224罐中的水 需要加熱，并且壓縮機和風扇都被開啟。步驟224有效地開啟了熱泵。方法于是繼續進行 到主循環的步驟270。如果罐中的水不需要加熱(N)，在步驟222，方法不開啟熱泵而直接繼 續進行到主循環的步驟270。如果壓縮機在步驟220是在運行中的(Y)，則在步驟226判斷熱水系統的水罐頂部 的水溫Tt是否高于預定值58°C。如果是(Y)，罐里的水不需要進一步加熱，并且壓縮機、風 扇和計數器在步驟228被關閉。步驟228有效地關閉了熱泵。本方法繼續進行到主循環的 步驟270。如果罐里的水需要進一步加熱(Y)，在步驟226，本方法不關閉熱泵而直接繼續進 行到主循環的步驟270。現在返回步驟212，如果環境空氣溫度低于預定值4°C，則需要除冰，且方法繼續 進行到步驟230。在步驟230判斷環境空氣溫度是否低于預定值-5°C。如果是(Y)，則從 步驟232起，有效地關閉熱泵。在步驟232，判斷壓縮機是否在運行中。如果是(Y)，在步驟 234關閉壓縮機。在步驟236等待30分鐘的延遲之后，在步驟238關閉計數器，并且在步驟 240關閉風扇。此后，本方法繼續進行到主循環的步驟270。如果壓縮機在步驟232已經關 閉(N)，本方法直接進行至主循環的步驟270。如果在步驟230環境溫度不低于預定的值_5°C (N)，則執行除冰。在步驟250判 斷計數器是否在運行中，如果否(N)，則在步驟252開啟計數器，并如前文所述那樣處理繼
8續到步驟220。但是，如果在步驟250計數器是在運行中的(Y)，則在步驟254判斷是否計 數器指示從最近一次被開啟已經經過了長于2小時的時間。如果還沒有過去長于2小時的 時間(N)，則如前文所述那樣處理從步驟220繼續進行。相反，如果已經經過了長于2小時 的時間，在步驟256關閉壓縮機。在步驟258等待30分鐘延遲之后，在步驟260關閉計數 器，并且在步驟262再次開啟壓縮機。此后，本方法進行到主循環的步驟270。如在前文中參考圖2的描述，當執行除冰時，壓縮機被重復循環地開啟2小時和關 閉30分鐘(即，當環境空氣溫度低于4°C且高于或等于_5°C時。但是在整個除冰周期期 間，保持開啟風扇。環境空氣溫度在4°C或更高時，不需要除冰。在環境空氣溫度低于_5°C 時，熱泵被完全關閉(即壓縮機和風扇兩者都關閉)，因為熱泵在這樣低的溫度下運行是不 可行的。本領域的技術人員將體會到，在以上參考圖2所作的描述中所涉及的值和范圍 (比如溫度和時間的值和范圍)僅僅是為了描述本發明的特定的實施例，可替換實施其他 預設定值和/或范圍。例如，可在不同的環境溫度范圍內執行除冰。此外，本領域的技術人 員可體會到，在除冰操作期間對于運行壓縮機的開啟和關閉時間可分別不同于圖2實施例 中所用的2小時和30分鐘。除冰時間(即，壓縮機開啟和關閉時間)取決于濕度，且通常 在15分鐘到30分鐘的范圍內。可通過增強穿過蒸發器的氣流來加速除冰，這可以通過采 用多速風扇來實現。多速風扇還可用于在高環境溫度或高水溫下，通過減小氣流并從而降 低制冷劑壓強來輔助熱泵性能。優選地在壓縮機關閉的整個期間都維持來自風扇的強制氣 流。然而，這不是必需的，可以只需在壓縮機關閉的大部分時間內維持強制氣流。如前文所描述的，風扇可用于在除冰期間向蒸發器最易受影響而結冰的一側吹風 來改善除冰效率。這可通過在除冰期間反轉風扇方向或在正常運行和除冰期間使風扇向蒸 發器的內表面吹風來達到。圖3是圖1中的電子控制器120的實施例的示意性框圖。對熱泵100的控制通過 駐留在微控制器310的存儲器內的軟件控制程序執行。在一個特定實施例中，微控制器310 包括Microchip PIC16F676CM0S 8-比特微控制器。PIC16F676具有1792字節的基于閃存 的程序存儲器、64字節的RAM和128字節的EEPR0M，并還包括機載10比特模擬數字(A/D) 轉換器。但是，如本領域技術人員很容易體會到的，可在控制器310中可替換地實施其他微 控制器或微處理器。也可實施各種存儲器和外圍配置，例如機載和機外存儲器的組合。微控制器310經由輸出端口控制熱泵100的組件，該輸出端口依靠輸入/輸出接 口電路320連接到各裝置。在一個實施例中，經由形成輸入/輸出接口電路320的一部分 的繼電器(relay)控制壓縮機150和風扇160。但是，也可以實施其他的控制元件，包括例 如硅控晶體管(thyristors)和三端雙向可控硅元件(triaces)的固體開關。在一些實施 例中，用于風扇的繼電器或控制元件使風扇的方向能夠反轉。微控制器310經由輸入端口從熱泵100和/或熱水系統的組件獲得數據，該輸入 端口依靠輸入/輸出接口電路320連接到各裝置。例如，從圖1中的溫度傳感器110獲得 環境空氣溫度數據。此外，微控制器310也可從溫度傳感器(在圖1中未示出)獲得與熱 水罐145頂部和/或底部處的水溫(分別是Tt和Tb)有關的數據，其中溫度傳感器通過輸 入/輸出接口電路連接到微控制器310的輸入端口。因此，微控制器310可以依照例如水 溫、環境空氣溫度等外部變量控制壓縮機150和風扇160。
微控制器310還可通過RF通信接口 340連接到RF收發機350，以便從遠程實體接 收信息和/或向遠程實體發送信息。這樣的信息可以用于例如遠程地監控系統性能(例如 熱水溫度)和/或熱水的消耗。RF收發機350可包括用于蜂窩電話類型通信(比如GSM、 GPRS或CDMA)的通信模塊。可以可替代地實施其他類型的通信收發機，這些收發機可采用 例如超高頻(UHF)、甚高頻(VHF)或微波波段的通信信道。更進一步地，可以只實施接收機， 來代替RF收發機350。該RF收發機可用于與固定的或移動的、手持的RF通信裝置通信。微控制器310還可連接到RS-232通信接口 330，以提供到計算機設備(未示出) 的通信鏈路。可實施各種其他類型的通信接口來替代RS-232接口，例如RS-485接口、平行 接口、紅外接口、通用串行總線(USB)接口，或任意其他公共可用的或專用的通信接口。計 算機設備可包括個人電腦(PC)、個人數字輔助設備(PDA)、移動電話，或任意其他非定制的 產品或專用計算機設備。用于控制器310運行的參數可從這樣的計算機設備經由RS-232 通信接口 330由控制器310調整，和/或下載到控制器310。在某些實施例中，安裝在微控 制器310的程序存儲器中的引導裝入程序軟件使得新的和/或修改后的控制軟件能夠經由 RS-232通信接口 330下載到控制器310。微控制器310、RF通信接口 340、RF收發機350和RS-232通信接口 330由電源360 供電，電源360通常從市電電源(mains supply)接收輸入功率。本領域的技術人員將體會到，在前文中參照圖3描述的電子控制器，是可用于實 現本發明的實施例的電子控制器的例子。可以可替換地實施各種其他類型的電子控制器， 這些電子控制器包括電子電路，該電子電路不包括微處理器或微控制器。圖4示出了熱泵400的另一個實施例。熱泵400與圖1中的熱泵100相類似，因 為在圖1和圖4中具有同樣的參考標識符的組件是相似的或基本相同的。例如，在圖1和 圖4中的蒸發器170、風扇160、壓縮機150、冷凝器140和減壓設備130在功能性上是等同 的或相似的。然而，圖4的實施例中的風扇160被用于以箭頭480的方向朝向蒸發器170 吹氣。蒸發器170包括兩個用于熱交換的主運行側或表面，命名為172側和174側。其中 一側，例如，由于被暴露于更低的空氣溫度下，通常更易受影響而結冰。來自風扇160的強 制氣流觸及蒸發器170的較不易受影響而結冰的一側174。也就是說，蒸發器170的172側 更易受影響而結冰。在特定實施例中，風扇160被操作以便每隔2小時以箭頭480的方向吹氣0. 5小 時的時段，來執行除冰。然而，本領域的技術人員將體會到，可以可替代地實施其他的時段
和/或數值。在本發明的某些實施例中，風扇160通常僅在水加熱的期間被開啟，來提供穿過 蒸發器170的強制氣流，以對蒸發器170內的制冷劑進行加熱。然而，當環境空氣溫度降到 比預定溫度值(比如8°C )更低時，蒸發器170變得可能會結冰。結果，經過蒸發器170的 制冷劑流被暫時停止(例如，壓縮機150被關閉)，并且風扇160的方向被暫時反轉(例如， 用于以圖4中箭頭480的方向提供或指引強制氣流)。通常在熱泵被用來加熱熱水系統的 水罐里的水以及環境空氣溫度低于預定溫度值時，周期性地執行將經過蒸發器170的制冷 劑流停止和反轉風扇160的方向(即，穿過蒸發器170的強制氣流的方向)的操作。在特定的實施例中，每隔2小時就在近似30分鐘的時段內持續將經過蒸發器170 的制冷劑流停止并將風扇160的方向反轉。
在風扇160的方向被反轉的期間，強制氣流被提供到或指引向蒸發器170較不易 受影響而結冰的一側上(例如參考圖4，由箭頭480指示的強制氣流的方向，到達與蒸發器 170的較易受影響而結冰的一側172相比，蒸發器170的較不易受影響而結冰的一側174 上)。在前文中描述的實施例有利地使熱泵能夠在低環境溫度下運行。前文中描述的實 施例還提供了在低環境溫度下運行時為熱泵的組件(比如蒸發器)除冰的裝置。本實施例 的效果顯著的優點是不需要附加的除冰設備或能量。本實施例尤其適用于的具有置于室外 的蒸發器的熱泵，例如家用或工業用的水加熱系統。前文的詳細描述只是提供了示范性實施例，并非意圖限制本發明的范圍、適用性 或配置。該示范性實施例的描述為本領域技術人員提供了能夠用于實現本發明實施例的描 述。在元件的功能和布置上可做出各種改變，而不會背離在權利要求中闡明的本發明的精 神和范圍。在本文中涉及的特定特征、元件和步驟在本發明所涉及的領域中具有被熟知的 等同物的情況下，這樣的熟知的等同物被視作如同獨立闡述一樣被合并于此。此外，除非特 別作出相反陳述，關于特定實施例涉及的特征、元件和步驟可視情況構成任意其他實施例 的部分。在本說明書的上下文中，所采用的措辭“包括”意思是“原則上包含但不必單一地 包含”或“具有”或“包括”，而并非指“僅由……組成”。措辭“包括”的變型，例如“正包括” 和“包括了”相應地具有各種意思。
權利要求
一種在低環境空氣溫度下運行熱泵的方法，該方法包括以下步驟周期性地停止經過所述熱泵的蒸發器的制冷劑流；以及當所述制冷劑流被停止時，提供穿過所述蒸發器的強制氣流。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述周期性地停止經過蒸發器的制冷劑流的步驟包 括重復地將所述熱泵的壓縮機關閉第一預定時間段，和將所述熱泵的壓縮機開啟第二預定 時間段，所述第二預定時間段比所述第一預定時間段長。
3.如權利要求1所述的方法，其中當環境空氣溫度降到預定溫度值以下時，執行所述 方法。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述熱泵用于加熱熱水系統中的水，并且所述熱泵 的冷凝器被放置成與所述熱水系統中的水體成熱交換關系。
5.一種設備，包括熱泵回路，其包括壓縮機、冷凝器、減壓裝置和蒸發器，所述熱泵回路用于保持制冷劑 的充注；風扇，其用于產生穿過所述蒸發器的氣流； 溫度傳感器，其用于測量環境空氣溫度；以及電子控制器，其連接到所述壓縮機、所述風扇和所述溫度傳感器，所述電子控制器用于從所述溫度傳感器獲取環境空氣溫度值；當所述環境空氣溫度值低于第一預定溫度值時，重復地將所述壓縮機開啟和關閉；并且當所述壓縮機被關閉時，運行所述風扇來提供穿過所述蒸發器的強制氣流。
6.如權利要求5所述的設備，其中所述電子控制器通過重復地將所述壓縮機關閉第一 預定持續時間和將所述壓縮機開啟第二預定持續時間，來循環地運行所述壓縮機，所述第 二預定持續時間比所述第一預定持續時間長。
7.如權利要求5所述的設備，其中所述電子控制器還用于在所述環境空氣溫度值小于 第二預定溫度值時，關閉所述壓縮機并關閉所述風扇。
8.如權利要求5所述的設備，其中所述電子控制器還用于在所述環境空氣溫度值大于 或等于所述第一預定溫度值時，連續地運行所述風扇和所述壓縮機。
9.如權利要求5所述的設備，其中所述減壓裝置包括恒溫膨脹閥(TX閥)。
10.一種熱水系統，其包括 水罐，其用于貯水；熱泵回路，其包括壓縮機、減壓裝置、蒸發器，和與所述水罐中的水成熱交換關系的冷 凝器；風扇，用于產生穿過所述蒸發器的氣流； 第一溫度傳感器，其用于確定環境空氣溫度；以及電子控制器，連接到所述壓縮機、所述風扇和所述第一溫度傳感器，所述電子控制器用于從所述溫度傳感器獲取環境空氣溫度值；當所述環境空氣溫度值低于第一預定溫度值時，重復地將所述壓縮機開啟和關閉；以及當所述壓縮機被關閉時，運行所述風扇以提供穿過所述蒸發器的強制氣流。
11.如權利要求10所述的熱水系統，還包括第二溫度傳感器，該第二溫度傳感器連接 到所述電子控制器，并用于確定所述水罐中的水的溫度，所述電子控制器還用于從所述第二溫度傳感器獲取水的溫度值；以及當所述水的溫度超過第三預定溫度時，關閉所述壓縮機和所述風扇。
12.如權利要求10所述的熱水系統，其中所述電子控制器用于通過重復地將所述壓縮 機關閉第一預定持續時間和將所述壓縮機開啟第二預定持續時間，來循環地運行所述壓縮 機，所述第二預定持續時間比所述第一預定持續時間長。
13.如權利要求10所述的熱水系統，其中所述電子控制器還用于在所述環境空氣溫度 值小于第二預定溫度值時，關閉所述壓縮機和所述風扇。
14.如權利要求10所述的熱水系統，其中所述電子控制器還用于在所述環境空氣溫度 值大于或等于所述第一預定溫度值時，連續地運行所述風扇和所述壓縮機。
15.如權利要求10所述的熱水系統，其中所述減壓裝置包括恒溫膨脹閥(TX閥)。
16.一種用于在低環境空氣溫度下運行熱泵的方法，所述方法包括以下步驟暫時地停止經過所述熱泵的蒸發器的制冷劑流；并且在所述制冷劑流被停止時提供穿過所述蒸發器的強制氣流。
17.如權利要求1或權利要求16所述的方法，其中提供強制氣流的步驟包括迫使氣流 流動到所述蒸發器不易受影響而結冰的一側。
18.如權利要求5所述的設備，其中所述電子控制器用于控制所述風扇向所述蒸發器 不易受影響而結冰的一側上吹氣。
19.如權利要求10所述的熱水系統，其中所述電子控制器用于控制所述風扇向所述蒸 發器不易受影響而結冰的一側上吹氣。
20.一種用于運行熱水系統中的熱泵的方法，所述方法包括以下步驟當所述熱泵在運行中加熱所述熱水系統的水罐中的水時，提供穿過所述熱泵的蒸發器 的強制氣流；以及當環境空氣溫度低于預定溫度值時，暫時地停止經過所述蒸發器的制冷劑流，并將穿 過所述蒸發器的所述強制氣流的方向反轉。
21.如權利要求20所述的方法，其中當所述熱泵在運行中加熱所述熱水系統的所述水 罐中的水并且環境空氣溫度低于預定溫度值時，暫時地停止經過所述蒸發器的制冷劑流和 將穿過所述蒸發器的所述強制氣流的方向反轉的所述步驟被周期性地執行。
22.如權利要求21所述的方法，其中，每隔2小時就將經過所述蒸發器的所述制冷劑流 停止并將所述風扇的方向反轉約30分鐘的時段。
23.如權利要求20所述的方法，其中所述風扇的方向被反轉，來向所述蒸發器不易受 影響而結冰的一側提供強制氣流。
24.一種熱水系統，其包括水罐，其用于貯水；熱泵回路，其包括壓縮機、減壓裝置、蒸發器和與所述水罐中的水成熱交換關系的冷凝器；風扇，其用于提供穿過所述蒸發器的氣流； 溫度傳感器，其用于確定環境空氣溫度；以及電子控制器，其連接到所述壓縮機、所述風扇和所述溫度傳感器，所述電子控制器用于從所述溫度傳感器獲取環境空氣溫度值；當所述熱泵在運行中加熱所述水罐中的水時，運行所述風扇來提供穿過所述蒸發器的 強制氣流；并且當環境空氣溫度低于預定溫度值時，暫時地停止經過所述蒸發器的制冷劑流，并將穿 過所述蒸發器的所述強制氣流的方向反轉。
25.如權利要求24所述的熱水系統，其中當所述熱泵在運行中加熱所述水罐中的水并 且環境空氣溫度低于預定溫度值時，所述電子控制器周期性地停止經過所述蒸發器的制冷 劑流并將穿過所述蒸發器的所述強制氣流的方向反轉。
26.如權利要求25所述的熱水系統，其中每隔2小時就將經過所述蒸發器的所述制冷 劑流停止并將所述風扇的方向反轉約30分鐘的時間段。
27.如權利要求24所述的熱水系統，其中所述風扇的方向被反轉，來向所述蒸發器不 易受影響而結冰的一側上提供強制氣流。
全文摘要
一種在低環境空氣溫度下運行熱泵(100)的方法，包括周期性地或暫時地停止經過熱泵(100)的蒸發器(170)的制冷劑流，并在制冷劑流被停止時提供穿過蒸發器(170)的強制氣流。該方法使熱泵(100)能夠在低環境溫度下運行，并提供了在低環境溫度下運行時為蒸發器(170)除冰的裝置。本方法尤其適用于蒸發器被置于室外的熱泵，例如家用的和工業用的水加熱系統。
文檔編號F24H4/00GK101932892SQ200880125955
公開日2010年12月29日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年1月30日
發明者帕特里克·普塞爾 申請人:達克斯制造有限公司