TWI452247B - Intelligent heat pump frequency control module and the use of the module heat pump - Google Patents

Intelligent heat pump frequency control module and the use of the module heat pump Download PDF

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TWI452247B
TWI452247B TW098141998A TW98141998A TWI452247B TW I452247 B TWI452247 B TW I452247B TW 098141998 A TW098141998 A TW 098141998A TW 98141998 A TW98141998 A TW 98141998A TW I452247 B TWI452247 B TW I452247B
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智慧型熱泵變頻控制模組及使用該模組之熱泵
本發明係有關一種智慧型熱泵變頻控制模組及使用該模組之熱泵，係利用一種外掛式之智慧型晶片及變頻器之控制模組，以控制熱泵進行恆溫控制之構造。
如第三圖所示，習用之熱泵熱水裝置係將貯水桶(A)內的儲水經一抽水泵浦(B)強力打入熱泵裝置中的冷凝器(C)內，和經由壓縮機(D)打出的高壓高溫冷媒進行熱交換的傳導熱能後(一般的熱泵熱水供應設定是產製淋浴或洗滌用途的熱水溫介於攝氏50至55度)，即回流到貯水桶(A)，而該水流初始是為常溫狀態的快速流經該冷凝器(C)，其和高壓高溫的冷媒傳導熱並不能立即提昇到預定的熱水溫度，必須由該抽水泵浦(B)持續的運作，使貯水桶(A)內的儲水循環的流經該冷凝器(C)吸收熱能直至水溫到達預定熱度後，才檢知操控該冷媒壓縮機(D)停止運作；而該高溫高壓的冷媒在冷凝器(C)管路進行熱交換降低溫度後，即呈液態冷媒流經一膨脹閥(E)進行氣化的流入一蒸發器(F)內，和室內迴流的熱空氣進行熱交換的吸收熱能冷卻供空調使用後，該冷媒即成低壓且稍高溫之氣態冷媒再回至壓縮機(D)壓縮呈高壓高溫，使成一冷媒熱交換循環迴路。
然而，目前之熱泵熱水裝置之水溫到達預定熱度後，係操控該冷媒壓縮機(D)停止運作，但由於冷媒壓縮機(D)一開始運作時相當耗電，而且對於機組之耗損度也是最高，當冷媒壓縮機(D)反覆啟動或停 止運作時，對於該熱泵熱水裝置之壽命將會大幅的降低。
本發明係以解決習用熱泵熱水裝置具有上述之缺失。
因此，本發明係提供一種智慧型熱泵變頻控制模組，係包括一控制面板及一變頻器，其中：一控制面板，係設有一智慧型晶片及一發訊單元，該智慧型晶片電性連接該發訊單元，且該智慧型晶片電性連接複數組感應器，該智慧型晶片接收該等感應器之訊號，傳遞至該發訊單元，並由該發訊單元傳遞一訊息，其中該控制面板係進一步設有一插槽，以供插置與更換不同之智慧型晶片，其中，該智慧型晶片係因應熱泵之不同機型、不同容量或不同需求之控制所設計，其中該複數組感應器係包括有一組以上之溫度感應器、一流量感應器、一壓力感應器；一變頻器，係與該控制面板之智慧型晶片電性連結，並接收該發訊單元所傳遞之訊息。
上述該控制面板係外接220伏特之市電。
本發明係另提供一種使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，包括一熱泵、一控制面板及一變頻器，其中：一熱泵，係於一管路上依序連接有一壓縮機、一冷凝器、一膨脹單元、一蒸發器，該冷凝器係連接一熱水儲存桶，該熱水儲存桶具有一入水管路及一出水管路，而該蒸發器設有一吸熱單元；一控制面板，係獨立於熱泵之外，該控制面板設有一智慧型晶片及一發訊單元，該智慧型晶片電性連接該發訊單元，且該智慧型晶片電性連接複數組感應器，該智慧型晶片接收該等感應器之訊號，傳遞至該發訊單元，並由該發訊單元傳遞一訊息，其中該控制面板係進一步設有一插槽，以供插置與更換不同之智慧型晶片，其中，該智慧型晶片係因應熱泵之不同機型、不同容量或不同需求之控制所設計，其中，該複數組感應器係包括有一組以上之溫度感應器、一流量感應器、一壓力感應器； 一變頻器，係獨立於熱泵之外，該變頻器與該智慧型晶片及該熱泵之壓縮機電性連接，該變頻器並接收該發訊單元所傳遞之訊息，該變頻器依據該訊息控制該壓縮機。
上述該管路內係置入有冷媒。
上述該控制面板係外接220伏特之市電。
上述該溫度感應器係設置於該熱水儲存桶，以感應該熱水儲存桶內熱水之溫度。
上述該溫度感應器係設置於該蒸發器，以感應大氣溫度。
上述該溫度感應器係設置於該冷凝器，以感應該冷凝器之溫度。
上述該流量感應器係設置於膨脹單元，以感應流體通過膨脹單元之流量。
上述該膨脹單元係為膨脹閥或毛細管。
上述該蒸發器之吸熱單元係為一真空管，該真空管接收大氣溫度，傳熱進入該蒸發器。
故，本發明之具體特點與功效在於：
1.藉由智慧型晶片接收各種感應訊息，使變頻器控制壓縮機變頻運轉。
2.藉由變頻器控制壓縮機變頻運轉，可以有效節省電能，且壓縮機可以變頻運轉，不用反覆停止及啟動，可以大幅延長壓縮機之使用壽命。
3.本發明之控制面板設有插卡，以供智慧型晶片插置，可以更換智慧型晶片，以因應熱泵之不同機型、不同之容量及不同之需求，以達到智慧型之要求。
4.本發明具有變頻特性，以便應付負載急速變動時之不同出水量。
5.本發明具有高性能、小型化之特性，以因應一般汽車旅館、美容院、理髮廳或三溫暖等中小型業者使用。
(1)‧‧‧熱泵
(11)‧‧‧管路
(12)‧‧‧壓縮機
(13)‧‧‧冷凝器
(14)‧‧‧膨脹單元
(15)‧‧‧蒸發器
(151)‧‧‧吸熱單元
(16)‧‧‧熱水儲存桶
(161)‧‧‧入水管路
(162)‧‧‧出水管路
(2)‧‧‧控制面板
(21)‧‧‧插槽
(22)‧‧‧智慧型晶片
(23)‧‧‧發訊單元
(24)‧‧‧感應器
(24A)(24B)(24C)‧‧‧溫度感應器
(24D)‧‧‧流量感應器
(24E)‧‧‧壓力感應器
(3)‧‧‧變頻器
(4)‧‧‧插頭
(A)‧‧‧貯水桶
(B)‧‧‧抽水泵浦
(C)‧‧‧冷凝器內
(D)‧‧‧壓縮機
(E)‧‧‧膨脹閥
(F)‧‧‧蒸發器
第一圖係本創作之簡易構造示意圖。
第二圖係本創作之使用示意圖。
第三圖係習知熱泵熱水裝置之示意圖。
如第一圖所示，係本發明係提供一種使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，包括一熱泵(1)、一控制面板(2)及一變頻器(3)，其中：
一熱泵(1)，係於一管路(11)上依序連接有一壓縮機(12)、一冷凝器(13)、一膨脹單元(14)、一蒸發器(15)，其中，該冷凝器(13)係連接一熱水儲存桶(16)，該熱水儲存桶(16)具有一入水管路(161)及一出水管路(162)，而該蒸發器(15)設有一吸熱單元(151)，吸熱單元(151)係為一真空管，該真空管接收大氣溫度，傳熱進入該蒸發器(15)，而該管路(11)係置入有冷媒，及該膨脹單元(14)係為膨脹閥或毛細管。
一控制面板(2)，係獨立於熱泵之外，該控制面板(2)係設有一插槽(21)，以供插置一智慧型晶片(22)，及該控制面板(2)設有一發訊單元(23)，該智慧型晶片(22)電性連接該發訊單元(23)，且該智慧型晶片(22)電性連接複數組感應器(24)，該智慧型晶片(22)接收該等感應器(24)之訊號，傳遞至該發訊單元(23)，並由該發訊單元(23)傳遞一訊息，另外，該控制面板(2)設有插頭(4)，係外接220伏特之市電。
一變頻器(3)，係獨立於熱泵之外，該變頻器(3)與該智慧型晶片(22)及該熱泵(1)之壓縮機(12)電性連接，該變頻器(3)並接收該發訊單元(23)所傳遞之訊息，該變頻器(3)依據該訊息控制該壓縮機(12)變頻轉動。
上述該複數組感應器(24)係包括有一組以上之溫度感應器(24A)(24B)(24C)、一流量感應器(24D)、一壓力感應器(24E)，而該溫度感應器(24A)係設置於該熱水儲存桶(16)，以感應該熱水儲存桶(16)內熱水之溫度；該溫度感應器(24B)係設置於該蒸發器(15)，以感應大氣溫度；該溫度感應器(24C)係設置於該冷凝器(13)，以感應該冷凝器(13)之溫度；該流量感應器(24D)係設置於膨脹單元(14)，以感應流體通過膨脹單元(14)之流量；該壓力感應器(24E)係設置於壓縮機(12)，以感應流體通過壓縮機(12)之壓力。
如第二圖所示，本創作之熱泵(1)的操作方式是由壓縮機(12)將冷媒送出，經過冷凝器(13)、膨脹單元(14)、蒸發器(15)，再回到壓縮機(12)，如此地反覆於管路(11)內循環，以加熱由熱水儲存桶(16)流出後經過冷凝器(13)的水，其作動原理同前述習知熱泵熱水裝置，不多贅述，其重點在於，當控制面板(2)插置之智慧型晶片(22)接收到上述之溫度感應器(24A)(24B)(24C)、流量感應器(24D)、壓力感應器(24E)所傳遞的訊號時，智慧型晶片(22)會將該訊號傳遞至該發訊單元(23)，並由該發訊單元(23)傳遞該訊息至變頻器(3)，變頻器(3)接收該發訊單元(23)所傳遞之訊息後，該變頻器(3)依據該訊息以電流控制該壓縮機(12)變頻轉動。
本創作之控制面板(2)及變頻器(3)係為外掛式，即獨立於熱泵(1)之外，因此本創作之智慧型晶片(22)可針對不同之機型之熱 泵熱水器而量身訂作，先於熱泵(1)之各元件依需求裝上溫度感應器(24A)(24B)(24C)、流量感應器(24D)、壓力感應器(24E)，再以電腦預先模擬測試熱泵(1)之上述各感應器之基本資料，再經過資料判別，將控制程式燒錄於該智慧型晶片(22)，透過該智慧型晶片(22)即可利用變頻器(3)以電流調整壓縮機(12)之頻率，該智慧型晶片(22)係可直接固定於控制面板(2)，或是於控制面板(2)設置插槽(21)以供插置該智慧型晶片(22)〔圖式中以具有插槽(21)為實施例〕，且當控制面板(2)設有插槽(21)時，該智慧型晶片(22)即為可更換。
(1)‧‧‧熱泵
(11)‧‧‧管路
(12)‧‧‧壓縮機
(13)‧‧‧冷凝器
(14)‧‧‧膨脹單元
(15)‧‧‧蒸發器
(151)‧‧‧吸熱單元
(16)‧‧‧熱水儲存桶
(161)‧‧‧入水管路
(162)‧‧‧出水管路
(2)‧‧‧控制面板
(21)‧‧‧插槽
(22)‧‧‧智慧型晶片
(23)‧‧‧發訊單元
(24)‧‧‧感應器
(24A)(24B)(24C)‧‧‧溫度感應器
(24D)‧‧‧流量感應器
(24E)‧‧‧壓力感應器
(3)‧‧‧變頻器

Claims (8)

  1. 一種使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，包括：一熱泵，係於一管路上依序連接有一壓縮機、一冷凝器、一膨脹單元、一蒸發器，其中，該冷凝器係連接一熱水儲存桶，該熱水儲存桶具有一入水管路及一出水管路，而該蒸發器設有一吸熱單元；一控制面板，係獨立於熱泵之外，該控制面板設有一智慧型晶片及一發訊單元，該智慧型晶片電性連接該發訊單元，且該智慧型晶片電性連接複數組感應器，該智慧型晶片接收該等感應器之訊號，傳遞至該發訊單元，並由該發訊單元傳遞一訊息，其中該控制面板係進一步設有一插槽，以供插置與更換不同之智慧型晶片，其中，該智慧型晶片係因應熱泵之不同機型、不同容量或不同需求之控制所設計，其中，該複數組感應器係包括有一組以上之溫度感應器、一流量感應器、一壓力感應器，其中該流量感應器係設置於膨脹單元，以感應流體通過膨脹單元之流量，前述感應器係以電腦預先模擬測試，再經過資料判別，將控制程式燒錄於該智慧型晶片；一變頻器，係獨立於熱泵之外，該變頻器與該智慧型晶片及該熱泵之壓縮機電性連接，該變頻器並接收該發訊單元所傳遞之訊息，該變頻器依據該訊息控制該壓縮機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該管路內係置入有冷媒。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該溫度感應器係設置於該熱水儲存桶，以感應該熱水儲存桶內熱水之溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該溫度感應器係設置於該蒸發器，以感應大氣溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該溫度感應器係設置於該冷凝器，以感應該冷凝器之溫度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該膨脹單元係為膨脹閥或毛細管。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之使用智慧型熱泵變頻控制模組之熱泵，其中該蒸發器之吸熱單元係為一真空管，該真空管接收大氣溫度，傳熱進入該蒸發器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型熱泵變頻控制模組，其中該控制面板係外接220伏特之市電。
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