CN102927689A - 一种热泵热水机的控制方法、控制器及热泵热水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵热水机的控制方法、控制器和热泵热水机。在本发明公开的热泵热水机的控制方法中，当热泵热水机在预设时间内发生高压保护的次数达到预设次数时，就停止热泵热水机的直接加热模式，避免导致热泵热水机发生高压保护的外部运行条件未改善时反复启动热泵进行直接加热，从而避免对热泵造成损害，在水箱中的水位达到最高水位且水体温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，之后启动热泵，保证用户有热水可用。

Description

一种热泵热水机的控制方法、控制器及热泵热水机

技术领域

本发明涉及热水机技术领域，尤其涉及一种热泵热水机的控制方法、控制器及热泵热水机。

背景技术

随着人们生活水平的提高，热水机因其可以便利的提供热水，越来越多的出现在消费者的生活中。其中，热泵热水机采用热泵原理将空气中的热能提升到高位的热能，并对水进行加热，由于热泵热水机具有节能环保的优点，逐渐得到广泛的应用。

目前的热泵热水机具有直接加热模式和循环保温模式。热泵热水机在运行过程中，当热泵中的排气压力超过高压开关的阈值压力时，高压开关自动断开，控制器控制热泵停止运行、启动高压保护，防止热泵被损坏。在热泵热水机出现高压保护后，可以通过人工操作重新启动热泵，也可以由控制器自动重新启动热泵。

但是，上述两种对热泵热水机控制的方式均存在缺陷：选用人工操作重新启动热泵的控制方式，当热泵热水机发生高压保护后，如果用户没有及时的重新启动热泵，热泵热水机不再制热水，会导致一段时间后用户无热水可用；选用控制器自动重新启动热泵的控制方式，当热泵热水机发生高压保护后，控制器会自动启动热泵，并控制热泵热水机进行直接加热，如果是因为外部运行条件的改变导致热泵热水机发生高压保护的，在外部运行条件改善之前，重复不断的启动热泵的话，会对热泵造成损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热泵热水机的控制方法、控制器及一种热泵热水机，可以在外部运行条件不能满足热泵热水机的直接加热运行条件从而导致发生高压保护时，切换至循环保温模式，避免对热泵造成损坏，并且保证用户有热水可用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热泵热水机的控制方法，应用于具有直热模式和循环保温模式的热泵热水机，该方法包括：

当热泵热水机在直热模式发生高压保护时，记录高压保护发生的次数和时间；

判断在预设时间内所述高压保护发生的次数是否达到预设次数；

若在预设时间内所述高压保护发生的次数未达到预设次数，则等待特定时间后，启动所述热泵热水机的热泵，维持直热模式；

若在预设时间内所述高压保护发生的次数达到预设次数，则检测水箱中的水位，比对所述水位与预设的最高水位，当所述水位不低于所述最高水位时，检测水箱中水体的温度，比对所述温度与预设温度，当所述温度低于所述预设温度时，切换所述热泵热水机至循环保温模式，启动所述热泵。

一种控制器，应用于具有直热模式和循环保温模式的热泵热水机，所述控制器包括：

记录模块，用于记录热泵热水机在直热模式发生高压保护的次数和时间；

第一判断模块，用于判断在预设时间内发生高压保护的次数是否达到预设次数；

第一控制模块，所述第一控制模块包括第一控制单元，所述第一控制单元用于在预设时间内高压保护发生的次数未达到预设次数，并且延时达到特定时间后，启动所述热泵热水机的热泵，维持直热模式；

第二控制模块，所述第二控制模块包括第二控制单元，所述第二控制单元用于在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数、水箱中的水位不低于最高水位、水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，开启热泵。

一种热泵热水机，包括热泵、水箱、用户侧、水位开关、感温包和控制器，所述控制器为前述的任意一种控制器。

由此可见，在本发明上述公开的控制方法中，当热泵热水机在预设时间内发生高压保护的次数达到预设次数时，就停止热泵热水机的直接加热模式，避免导致热泵热水机发生高压保护的外部运行条件未改善时反复启动热泵进行直接加热，从而避免对热泵造成损害，在水箱中的水位达到最高水位且水体温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，之后启动热泵，保证用户有热水可用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的热泵热水机的结构示意图；

图2为本发明公开的一种热泵热水机的控制方法的流程图；

图3为本发明公开的另一种热泵热水机的控制方法的流程图；

图4为本发明公开的一种控制器的结构示意图。

具体实施方式

热泵热水机具有直接加热模式和循环保温模式，其结构如图1所示，包括热泵1、水箱2和用户侧3。其中，热泵1的第一入水口与直热管4连接，外部温度较低的自来水可以被设置在直热管4上的增压泵41抽取到热泵1中，热泵1的出水口通过管道5与水箱2的入水口连接，水箱2的第一出水口通过管路6连接至用户侧3，同时水箱2的第二出水口通过循环管7与热泵1的第二入水口连接，水箱2中温度较高的水可以被设置在循环管7上的循环水泵71抽取到热泵1中。

当热泵热水机进行直接加热时，增压泵41从外界抽取温度较低的自来水，热泵1对注入的水进行加热，通过热泵1内部的温水阀(图中未示出)的控制，调节直热管的流量，一次性将注入的水加热到较高温度，之后通过管道5注入水箱2中。

当热泵热水机进行循环保温时，通过循环水泵71将水箱2中的水抽取到热泵的套管进行加热，之后再通过管道5注入水箱2中，通过循环反复的方式将水箱2中的水不断的加热。

影响热泵热水机正常运行的外部运行条件主要是注入直热管4的水流的压力。当热泵热水机在进行直接加热时，要求流入直热管4的水流具有一定的压力，当水流的压力较低不能达到额定压力、或者无自来水供应时，热泵中的排气压力会超过高压开关的阈值压力，此时高压开关自动断开，控制器控制热泵停止运行，启动高压保护。

本发明公开了一种热泵热水机的控制方法，可以在外部运行条件不能满足热泵热水机的直接加热运行条件从而导致发生高压保护时，切换至循环保温模式，避免对热泵造成损坏，并且保证用户有热水可用。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

参见图2，图2为本发明公开的一种热泵热水机的控制方法的流程图。包括：

步骤S1：当热泵热水机在直热模式发生高压保护时，记录高压保护发生的次数和时间。

记录的高压保护发生的时间可以是标准时间，即日常生活中所使用的由时、分和秒表示的时间，也可以是热泵热水机的控制器的系统时间。

步骤S2：判断在预设时间内高压保护发生的次数是否达到预设次数，当在预设时间内高压保护发生的次数未达到预设次数时，执行步骤S3，当在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数时，执行步骤S4。

在实施中，判断在预设时间T内高压保护发生的次数是否达到预设次数n具体为：当发生高压保护后，首先确定与当前时刻之间的间隔为T的时间点，之后查询从该时间点到当前时刻发生高压保护的次数，判断该次数是否达到了预设次数n；或者，在发生高压保护后，首先查询从当前高压保护开始的第n次高压保护发生的时间，之后确定该时间与当前时间之间的时间差值，判断该时间差值是否达到了预设时间T。

步骤S3：等待特定时间后，启动热泵热水机的热泵，维持直热模式。

如果在预设时间T内高压保护发生的次数没有达到预设次数n，就在延时一定时间后，重新启动热泵。由于在发生高压保护前热泵热水机运行于直接加热模式，在重新启动热泵之后，热泵热水机进行直接加热。当没有自来水注入直热管，或者注入直热管的水流的压力较低时，会导致热泵热水机发生高压保护，而外部的供水并不会立即得到改善，如果判断出在预设时间T内高压保护发生的次数没有达到预设次数n时就迅速的重新启动热泵，就会因为外部的供水问题再次发生高压保护，因此在每次发生高压保护并准备重新启动热泵之前，都要等待特定时间。

步骤S4：检测水箱中的水位。

对水箱中水位的检测可以通过设置于水箱中的水位开关或水位传感器实现。

步骤S5：比较水箱中的水位和预设的最高水位，当水箱中的水位不低于最高水位时，执行步骤S6。

在启动热泵热水机的循环保温模式之前，要确保水箱中的水位与最高水位持平或者高于最高水位。

步骤S6：检测水箱中水体的温度。

对水箱中水体温度的检测可以通过设置于水箱中的感温包或温度传感器实现。

步骤S7：比较水箱中水体的温度与预设温度，当水体的温度低于预设温度时，执行步骤S8。

需要指出的是，本发明中的预设温度根据环境温度设定，比如在北方或冬季，该预设温度设置的较高，在南方或者夏季，该预设温度设置的较低。

步骤S8：将热泵热水机切换至循环保温模式，启动热泵。

通过水箱向用户侧提供的热水需要在一定温度范围内，可以将该温度范围的下限值作为预设温度，当水体温度低于预设温度时无法满足用户侧的需求，要提高水箱中水体的温度，此时热泵热水机受外部运行条件的影响无法继续进行直接加热，但热泵和水箱之间的循环管路可以正常运行，因此将热泵热水机切换到循环保温模式，对水箱中的水体进行加温。

在发生高压保护前，热泵热水机运行于直接加热模式，因此要先将热泵热水机切换至循环保温模式，之后开启热泵。此时，热泵热水机开始进行循环保温操作。

导致预设时间T内高压保护发生的次数达到预设次数n的原因，可能是热泵热水机的外部运行条件始终没有改善，如果反复启动热泵进行直接加热，会对热泵造成损害。此时，虽然由于外部运行原因导致热泵热水机不能再进行直接加热，但并不影响热泵和水箱之间的循环管路的正常运行，因此可以将热泵热水机切换到循环保温模式。在启动热泵之前，要确保水箱中的水位达到最高水位，当水箱中的水位达到最高水位且水体的温度低于预设温度时，启动热泵，热泵热水机运行于循环保温模式。

在本发明上述公开的控制方法中，当热泵热水机在预设时间内发生高压保护的次数达到预设次数时，就停止热泵热水机的直接加热模式，避免了导致热泵热水机发生高压保护的外部运行条件未改善时反复启动热泵进行直接加热，从而避免对热泵造成损害，在水箱中的水位达到最高水位且水体温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，之后启动热泵，保证用户有热水可用。

优选的，在步骤S5中，当水箱中的水位低于最高水位时，执行步骤S9：通过直热管向水箱补充冷水，直至水箱中的水位达到最高水位，执行步骤S7。

在启动热泵热水机的循环保温模式之前，要确保水箱中的水位与最高水位持平或者高于最高水位。如果水箱中的水位低于最高水位，那么水箱中的热水可能无法满足用户侧的需求。此时，要向水箱补水，从直热管进入热泵中的冷水不进行任何处理，直接通过管道进入水箱中，需要说明的是，虽然注入直热管的水流压力较低，无法满足热泵热水机进行直接加热的条件，但并不影响通过直热管向水箱进行补水。

优选的，在步骤S8之后，即在将热泵热水机切换至循环保温模式并启动热泵之后，如果热泵热水机再次出现高压保护，就控制热泵停止运行。如果热泵热水机出现故障(如：热泵中的冷媒太多，或者高压开关损坏)，在对热泵热水机进行检修排除故障之前，即便控制热泵热水机进行循环保温，仍然后出现高压保护，此时应关闭热泵，避免对热泵造成更大的损害。

参见图3，图3为本发明公开的另一种热泵热水机的控制方法的流程图。

仅就与图2所示流程图的区别之处进行说明。在步骤S3之后还包括：

步骤S10：检测水箱中的水位。

对水箱中水位的检测可以通过设置于水箱中的水位开关或水位传感器实现。

步骤S11：比较水箱中的水位与预设的最低水位，当水箱中的水位不低于最低水位时，执行步骤S12。

步骤S12：检测水箱中水体的温度。

对水箱中水体温度的检测可以通过设置于水箱中的感温包或温度传感器实现。

步骤S13：比较水体的温度与预设温度，当水体的温度低于预设温度时，执行步骤S14。

步骤S14：将热泵热水机切换至循环保温模式。

直接加热模式与循环保温模式相比，其加热效率更高，相应的耗能也更多。热泵热水机在进行直接加热过程中，当水箱中的热水充足但温度低于预设温度时，可以将热泵热水机切换至循环保温模式，以此减少耗能。

优选的，在步骤S11中，当水箱中的水位低于最低水位时，执行步骤S15：通过热泵向水箱补充热水，直至水箱中的水位达到最高水位，执行步骤S12。

需要指出的是，本发明中的最低水位和最高水位均根据用户的耗水量设定，如果用户的耗水量较小，相应的可以将最低水位和最高水位设置的较低，如果用户的耗水量较大，相应的可以将最低水位和最高水位设置的较高。

本发明同时公开了一种应用上述方法的控制器，其结构如图4所示，包括：

记录模块41，用于记录热泵热水机在直热模式发生高压保护的次数和时间。

第一判断模块42，用于判断在预设时间内发生高压保护的次数是否达到预设次数。

第一控制模块43，该第一控制模块43包括第一控制单元431。第一控制单元431用于在预设时间内高压保护发生的次数未达到预设次数，并且延时达到特定时间后，启动热泵热水机的热泵，维持直热模式。

第二控制模块44，该第二控制模块44包括第二控制单元441。

第二控制模块44，用于在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数、水箱中的水位不低于最高水位、水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，开启热泵。

本发明上述公开的控制器，当热泵热水机在预设时间内发生高压保护的次数达到预设次数时，就停止热泵热水机的直接加热模式，避免了导致热泵热水机发生高压保护的外部运行条件未改善时反复启动热泵进行直接加热，从而避免对热泵造成的损害，在水箱中的水位达到最高水位且水体温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，之后启动热泵，保证用户有热水可用。

优选的，第二控制模块44还包括第三控制单元442。

第三控制单元442，用于在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数，且水箱中的水位低于最高水位时，控制直热管向水箱补充冷水，及在水箱中的水位达到最高水位且水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，开启热泵。

优选的，第一控制模块43还包括第四控制单元432。

第四控制单元432，用于在所述第一控制模块启动所述热泵后、水箱中的水位不低于最低水位、水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式。

优选的，第一控制模块43还包括第五控制单元433。

第五控制单元433，用于在所述第一控制模块启动所述热泵后，且水箱中的水位低于最低水位时，控制所述热泵向所述水箱补充热水，及在水箱中的水位达到最高水位且水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式。

在热泵热水机在进行直接加热过程中，如果水箱中的水位低于最低水位，则控制热泵向水箱补充热水，当水箱中的热水充足但温度低于预设温度时，将热泵热水机切换至循环保温模式，以此减少耗能。

本发明还公开了一种热泵热水机，包括热泵、水箱、用户侧、水位开关、感温包和控制器，该控制器为本发明上述公开的任一种控制器，水位开关检测到的水箱中的水位信息传输至控制器，同时感温包检测到的水箱中水体的温度信息传输至控制器。

本发明公开的热泵热水机，可以在预设时间内发生高压保护的次数达到预设次数时，停止热泵热水机的直接加热模式，避免导致热泵热水机发生高压保护的外部运行条件未改善时反复启动热泵进行直接加热，从而避免对热泵造成损害，在水箱中的水位达到最高水位且水体温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，之后启动热泵，保证用户有热水可用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。

Claims (10)

1.一种热泵热水机的控制方法，其特征在于，应用于具有直热模式和循环保温模式的热泵热水机，该方法包括：

当热泵热水机在直热模式发生高压保护时，记录高压保护发生的次数和时间；

判断在预设时间内所述高压保护发生的次数是否达到预设次数；

若在预设时间内所述高压保护发生的次数未达到预设次数，则等待特定时间后，启动所述热泵热水机的热泵，维持直热模式；

若在预设时间内所述高压保护发生的次数达到预设次数，则检测水箱中的水位，比对所述水位与预设的最高水位，当所述水位不低于所述最高水位时，检测水箱中水体的温度，比对所述温度与预设温度，当所述温度低于所述预设温度时，切换所述热泵热水机至循环保温模式，启动所述热泵。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述水位低于所述最高水位时，通过直热管向所述水箱补充冷水，直至水箱中的水位达到最高水位，执行检测水箱中水体的温度的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在所述启动所述热泵热水机的热泵，维持直热模式后，还包括：

检测直热模式下水箱中的水位；

比对所述直热模式下水箱中的水位与预设的最低水位；

若所述直热模式下水箱中的水位不低于所述最低水位，则检测所述直热模式下水箱中水体的温度，比对所述直热模式下水箱中水体的温度与所述预设温度，当所述直热模式下水箱中水体的温度低于所述预设温度时，切换所述热泵热水机至循环保温模式。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当所述直热模式下水箱中的水位低于所述最低水位时，通过所述热泵向所述水箱补充热水，直至所述水箱中的水位达到最高水位，执行检测所述直热模式下水箱中水体的温度的步骤。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在切换所述热泵热水机至循环保温模式，启动所述热泵后，当发生高压保护时，控制所述热泵热水机停止运行。

6.一种控制器，其特征在于，应用于具有直热模式和循环保温模式的热泵热水机，所述控制器包括：

记录模块，用于记录热泵热水机在直热模式发生高压保护的次数和时间；

第一判断模块，用于判断在预设时间内发生高压保护的次数是否达到预设次数；

第一控制模块，所述第一控制模块包括第一控制单元，所述第一控制单元用于在预设时间内高压保护发生的次数未达到预设次数，并且延时达到特定时间后，启动所述热泵热水机的热泵，维持直热模式；

第二控制模块，所述第二控制模块包括第二控制单元，所述第二控制单元用于在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数、水箱中的水位不低于最高水位、水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，开启热泵。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述第二控制模块还包括第三控制单元；

所述第三控制单元用于在预设时间内高压保护发生的次数达到预设次数，且水箱中的水位低于最高水位时，控制直热管向水箱补充冷水，及在水箱中的水位达到最高水位且水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式，开启热泵。

8.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一控制模块还包括第四控制单元；

所述第四控制单元，用于在所述第一控制模块启动所述热泵后、水箱中的水位不低于最低水位、水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述第一控制模块还包括第五控制单元；

所述第五控制单元用于在所述第一控制模块启动所述热泵后，且水箱中的水位低于最低水位时，控制所述热泵向所述水箱补充热水，及在水箱中的水位达到最高水位且水箱中水体的温度低于预设温度时，切换热泵热水机至循环保温模式。

10.一种热泵热水机，包括热泵、水箱、用户侧、水位开关、感温包和控制器，其特征在于，所述控制器为权利要求6至9中任意一项所述的控制器。

Images