CN104329800B - 热水器除霜控制方法、系统以及热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于空气能热水器技术，提供了一种热水器除霜控制方法、系统和热泵热水器，所述方法包括：实时获取环境温度和室外盘管温度；当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度不低于预设盘管温度阈值时，则实时获取压缩机的回气温度；当所述回气温度与所述室外盘管温度之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长；当所述持续时长超过预设时长阈值时，则执行除霜模式。解决室外盘管温度检测失灵而不进行换热器的除霜，致使热水器的制热水能力下降的问题。

Description

热水器除霜控制方法、系统以及热泵热水器

技术领域

本发明属于空气能热水器领域，尤其涉及一种热水器除霜控制方法、系统以及热泵热水器。

背景技术

随着热泵热水机行业的不断发展，其市场占有场所也由南方地区往北迁移，然而越是往北方，环境温度也相对降低，那么热泵热水机在较低环境温度下工作的时候，室外换热器会慢慢结霜，如果没有及时除霜，那么室外换热器的换热效率将会大大降低，甚至会出现不能制热水的情况，为此在环境温度较低的时候，热泵热水机会根据一些检测数据，定时进行室外换热器的除霜，或者进行手动强制除霜，来保证室外换热器的正常换热工作。

在一般的技术方案中，一般先采集环境温度，当环境温度低于某温度值时，认为该机组正处在较低环境温度工况下运行，那么再继续检测室外盘管温度，如果再检测到室外盘管温度低于零摄氏度所累积的时间超过一段时间，那么机组进入除霜模式。热泵热水机的除霜模式：四通阀换向，压缩机排出高温高压气体，进入室外换热器，室外换热器受热则可以将其表面的霜层融化；冷媒在室外换热器内释放热量变为低温高压气体被回收或蒸发。

正常情况下，在室外换热器结霜还不是很严重的时候，就会进入除霜模式，之后再转换为制热水模式，对正常制热水不会产生较大影响。但是即便机组已经检测到室外环境温度较低，但是室外盘管温度也有可能因为检测失灵而不满足除霜进入条件，也就不会进行换热器的除霜动作，而是继续这么运行下去，结霜会越来越多，室外换热器的换热效率也会大幅降低，致使热泵热水器的制热水能力严重下降，就出现热水供不应求或者没有可供用温度热水的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热水器除霜控制方法，旨在解决室外盘管温度检测失灵而不进行换热器的除霜，致使热水器的制热水能力下降的问题。

本发明是这样实现的，一种热水器除霜控制方法，所述方法包括：

实时获取环境温度和室外盘管温度；

将获取到的环境温度和室外盘管温度分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较，当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度不低于预设盘管温度阈值时，则实时获取压缩机的回气温度；

将获取到的回气温度与所述室外盘管温度及热水器的预设回气温度阈值进行比较，当所述回气温度与所述室外盘管温度之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长；

将累计的所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较，并在所述持续时长超过预设时长阈值时执行除霜模式。

本发明的另一目的在于提供一种热水器除霜控制系统，包括：

检测模块，用于实时检测环境温度、室外盘管温度；

对比模块，用于将检测到的环境温度和室外盘管温度分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较；

所述检测模块，还用于当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度不低于预设盘管温度阈值时，则实时检测压缩机的回气温度；

所述对比模块，还用于将检测到的回气温度与所述室外盘管温度及热水器的预设回气温度阈值进行比较；

计时模块，用于当所述回气温度与所述室外盘管温度之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长；

所述对比模块，还用于将累计的所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较；

执行模块，用于当所述持续时长超过预设时长阈值时，则执行除霜模式。

上述热水器除霜控制方法及系统在环境温度较低，由于室外换热器已经结满霜且室外盘管温度检测失灵，不能顺利进入除霜模式时，通过建立比较压缩机的回气温度与此时室外盘管的温差的策略，当温差达到一定程度及持续时长时，则可以启动除霜模式，使热泵机组尽快恢复正常的状态运行，保证热水供应，解决了室外盘管温度检测失灵而无法正常除霜，致使热水器的制热水能力下降的问题。

本发明的另一目的在于提供一种热泵热水器，包括上述的热水器除霜控制系统。

上述热泵热水器在室外盘管温度检测失灵，不能顺利进入除霜模式时，通过建立比较压缩机的回气温度与此时室外盘管的温差的策略，当温差达到一定程度及持续时长时，则可以启动除霜模式，使热泵机组尽快恢复正常的状态运行，保证了热水器的制热水能力。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的热水器除霜控制方法的工作流程图；

图2是本发明第二实施例提供的热水器除霜控制方法的工作流程图；

图3是本发明实施例提供的热水器除霜控制系统的模块图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例中，热泵热水器设有用于检测环境温度的环境温度传感器，在室外盘管上设有设置检测其温度的盘管温度传感器，在压缩机上的回气口上设有用于检测其回气温度的回气温度传感器，环境温度传感器、盘管温度传感器、回气温度传感器与热泵热水器的控制器电连接并向控制器分别传输环境温度T1、室外盘管温度T2、回气温度T3的检测信息，并且控制器根据该环境温度T1、室外盘管温度T2、回气温度T3执行相应的除霜模式将室外换热器的霜层去除。

建立热水器系统时，先设定预设环境温度阈值、预设盘管温度阈值、预设回气温度阈值、累计压缩机的回气温度低于预设回气温度阈值的预设时长阈值以及累计室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的预设时间阈值。在后续的调试或应用过程中，上述的各个预设阈值可以通过人机界面调整或改变。

参见图1，作为一个优选的实施例，热水器除霜控制方法包括以下步骤：

步骤S110，实时获取环境温度T1和室外盘管温度T2。具体地，通过环境温度传感器、盘管温度传感器实时检测环境温度T1和室外盘管温度T2，并将检测信息反馈到控制器。

步骤S120，将获取到的环境温度T1和室外盘管温度T2分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较，当所述环境温度T1低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度T2不低于预设盘管温度阈值时，则实时获取压缩机的回气温度。其中，当环境温度T1不低于预设环境温度阈值时，热水器不执行动作，将继续获取环境温度T1。

具体地，热水器的控制器将获取到的环境温度T1和室外盘管温度T2分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较，预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，在一个实施例中，预设环境温度阈值取值15摄氏度；预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，在一个实施例中，预设盘管温度阈值取值0摄氏度；预设回气温度阈值的取值范围为0至5摄氏度，在一个实施例中，预设回气温度阈值取值0摄氏度。通过回气温度传感器实时检测压缩机的回气温度T3。

步骤S130，将获取到的回气温度T3与室外盘管温度T2及热水器的预设回气温度阈值进行比较，当所述回气温度T3与所述室外盘管温度T2之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度T3低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长。

具体地，热水器的控制器将获取到的回气温度T3与所述室外盘管温度T2及热水器的预设回气温度阈值进行比较，预设温度差值的取值范围为5至15摄氏度，在一个实施例中，预设温度差值取值10摄氏度；预设时长阈值的取值范围为40至60分钟，在一个实施例中，预设时长阈值取值50分钟。

另外，当回气温度T3与室外盘管温度T2之间的温度差值ΔT小于等于预设温度差值时，则不执行动作，继续重复判断该温度差值ΔT与预设温度差值之间的大小关系；而当温度差值ΔT大于预设温度差值时，再判断回气温度T3与预设回气温度阈值大小的步骤；当回气温度T3低于预设回气温度阈值时，系统将判定室外盘管温度传感器检测失灵，将进入累计系统以回气温度T3低于预设回气温度阈值时运行的持续时长的步骤，当所述持续时长超过预设时长阈值时，则执行步骤S140；当所述持续时长低于预设时长阈值时则继续几时，或者上述任意一个条件不成立时则跳出本步骤，从步骤S110重新执行。

步骤S140，将累计的所述回气温度T3低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较，并在所述持续时长超过预设时长阈值时执行除霜模式。在一个实施例中，热水器的控制器将累计的所述回气温度T3低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较，当累计回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长超过50分钟时，控制器发出控制命令使得热泵热水器执行除霜模式，驱动热水器的四通阀换向，压缩机排出高温高压气体，进入室外换热器，室外换热器受热则可以将其表面的霜层融化。

参见图2，作为另一个优选的实施例，热水器除霜控制方法还包括在室外盘管温度传感器正常运作时进行除霜的步骤：

步骤S210，上述热水器的控制器将获取到的环境温度T1和室外盘管温度T2分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较中，当所述环境温度T1低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度T2低于预设盘管温度阈值时，累计所述室外盘管温度T2低于预设盘管温度阈值的持续时间。具体地，预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，在一个实施例中，预设环境温度阈值取值15摄氏度；预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，在一个实施例中，预设盘管温度阈值取值0摄氏度；预设时间阈值的取值范围为30至60分钟，在一个实施例中，预设时间阈值取值45分钟。

步骤S220，将所述室外盘管温度T2低于预设盘管温度阈值的持续时间与热水器的预设时间阈值进行比较，并在所述持续时间超过预设时间阈值时执行除霜模式。本实施例中，当累计室外盘管温度T2低于预设盘管温度阈值的持续时间超过45分钟时，控制器发出控制命令使得热泵热水器执行除霜模式，驱动热水器的四通阀换向，压缩机排出高温高压气体，进入室外换热器，室外换热器受热则可以将其表面的霜层融化。

参见图3，还提供了一种热水器除霜控制系统，热水器除霜控制系统包括检测模块110、对比模块120、计时模块130以及执行模块140。

检测模块110用于实时检测环境温度T1和室外盘管温度T2。本实施例中，通过环境温度传感器、盘管温度传感器实时检测环境温度T1和室外盘管温度T2，并将检测信息反馈到控制器。

对比模块120用于将检测到的环境温度T1和室外盘管温度T2分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较；当环境温度T1低于预设环境温度阈值、且室外盘管温度T2不低于预设盘管温度阈值时，则检测模块110还实时检测压缩机的回气温度T3。具体是通过回气温度传感器实时检测压缩机的回气温度T3。其中，当环境温度T1不低于预设环境温度阈值时，热水器不执行动作，检测模块110将继续检测环境温度T1。

具体地，预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，在一个实施例中，预设环境温度阈值取值15摄氏度；预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，在一个实施例中，预设盘管温度阈值取值0摄氏度；预设回气温度阈值的取值范围为0至5摄氏度，在一个实施例中，预设回气温度阈值取值0摄氏度。

对比模块120还用于将检测到的回气温度T3与室外盘管温度T2及热水器的预设回气温度阈值进行比较；当回气温度T3与室外盘管温度T2之间的温度差值大于预设温度差值、且回气温度T3低于预设回气温度阈值时，则计时模块130累计回气温度T3低于预设回气温度阈值的持续时长。

具体地，预设温度差值的取值范围为5至15摄氏度，在一个实施例中，预设温度差值取值10摄氏度；预设时长阈值的取值范围为40至60分钟，在一个实施例中，预设时长阈值取值50分钟。

另外，当回气温度T3与室外盘管温度T2之间的温度差值ΔT小于等于预设温度差值时，则不执行动作，计时模块130继续重复判断该温度差值ΔT与预设温度差值之间的大小关系；而当温度差值ΔT大于预设温度差值时，再判断回气温度T3与预设回气温度阈值大小的步骤；当回气温度T3低于预设回气温度阈值时，系统将判定室外盘管温度传感器检测失灵，将进入计时模块130累计系统以回气温度T3低于预设回气温度阈值时运行的持续时长的步骤，当持续时长超过预设时长阈值时，则进入执行模块执行相关动作；当持续时长低于预设时长阈值时则继续几时，或者上述任意一个条件不成立时则跳出本步骤，重新进入检测模块110执行工作。

对比模块120，还用于将累计的回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较；当持续时长超过预设时长阈值时，则执行模块140执行除霜模式。在一个实施例中，当计时模块130累计回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长超过50分钟时，执行模块140发出控制命令使得热泵热水器执行除霜模式，驱动热水器的四通阀换向，压缩机排出高温高压气体，进入室外换热器，室外换热器受热则可以将其表面的霜层融化。

作为另一个优选的实施例，热水器除霜控制系统还包括在室外盘管温度传感器正常运作时进行除霜模式：

计时模块130还用于当环境温度低于预设环境温度阈值、且室外盘管温度低于预设盘管温度阈值时，累计室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间。具体地，预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，在一个实施例中，预设环境温度阈值取值15摄氏度；预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，在一个实施例中，预设盘管温度阈值取值0摄氏度；预设时间阈值的取值范围为30至60分钟，在一个实施例中，预设时间阈值取值45分钟。

对比模块120还用于将室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间与热水器的预设时间阈值进行比较；当持续时间超过预设时间阈值时，则执行模块140执行除霜模式。

本实施例中，当计时模块130累计室外盘管温度T2低于预设盘管温度阈值的持续时间超过45分钟时，执行模块140发出控制命令使得热泵热水器执行除霜模式，驱动热水器的四通阀换向，压缩机排出高温高压气体，进入室外换热器，室外换热器受热则可以将其表面的霜层融化。

上述热水器除霜控制方法和系统在环境温度较低，由于室外换热器已经结满霜且室外盘管温度检测失灵，不能顺利进入除霜模式时，通过建立比较压缩机的回气温度T1与此时室外盘管温度T2的温差的策略，当温差达到一定程度及持续时长时，则可以启动除霜模式，使热泵机组尽快恢复正常的状态运行，保证热水供应，解决了室外盘管温度T2检测失灵而无法正常除霜，致使热水器的制热水能力下降的问题。

此外，在室外盘管温度传感器正常运作时，也能直接通过检测环境温度T1和室外盘管温度T2来判断热水器是否需要除霜，有需要时则启动除霜模式，使热泵机组尽快恢复正常的状态运行，保证热水器正常工作。

上述热水器除霜控制方法及系统在当环境温度T1较低，室外换热器已经结满霜，但是由于室外盘管温度T2检测失灵，到了该除霜的时候不能进入除霜模式，影响室外换热器的换热效率，大大减少热泵制热水的问题，尤其是在冬季天冷的时候可以保证机组室外换热器结霜较多之前就进入除霜状态，尽快使热泵机组运行在正常状态，保证热水供应，尽管是作为一种在室外盘管温度T2检测失灵时所作出的一种应急措施，但是其必要性也明显可见。

此外，还提供了一种热泵热水器，包括上述的热水器除霜控制系统。

上述热泵热水器在室外盘管温度T2检测失灵，不能顺利进入除霜模式时，通过建立比较压缩机的回气温度T3与此时室外盘管的温差的策略，当温差达到一定程度及持续时长时，则可以启动除霜模式，使热泵机组尽快恢复正常的状态运行，保证了热水器的制热水能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热水器除霜控制方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取环境温度和室外盘管温度；

将获取到的环境温度和室外盘管温度分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较，当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度不低于预设盘管温度阈值时，则实时获取压缩机的回气温度；

将获取到的回气温度与所述室外盘管温度及热水器的预设回气温度阈值进行比较，当所述回气温度与所述室外盘管温度之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长；

将累计的所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较，并在所述持续时长超过预设时长阈值时执行除霜模式。

2.如权利要求1所述的热水器除霜控制方法，其特征在于，还包括：

当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值时，累计所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间；

将所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间与热水器的预设时间阈值进行比较，并在所述持续时间超过预设时间阈值时执行除霜模式。

3.如权利要求1或2所述的热水器除霜控制方法，其特征在于，所述预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，所述预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，所述预设回气温度阈值的取值范围为0至5摄氏度；

所述预设温度差值的取值范围为5至15摄氏度，所述预设时长阈值的取值范围为40至60分钟。

4.如权利要求2所述的热水器除霜控制方法，其特征在于，所述预设时间阈值的取值范围为30至60分钟。

5.一种热水器除霜控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于实时检测环境温度、室外盘管温度；

对比模块，用于将检测到的环境温度和室外盘管温度分别与热水器的预设环境温度阈值及预设盘管温度阈值进行比较；

所述检测模块，还用于当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度不低于预设盘管温度阈值时，则实时检测压缩机的回气温度；

所述对比模块，还用于将检测到的回气温度与所述室外盘管温度及热水器的预设回气温度阈值进行比较；

计时模块，用于当所述回气温度与所述室外盘管温度之间的温度差值大于预设温度差值、且所述回气温度低于预设回气温度阈值时，则累计所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长；

所述对比模块，还用于将累计的所述回气温度低于预设回气温度阈值的持续时长与热水器的预设时长阈值进行比较；

执行模块，用于当所述持续时长超过预设时长阈值时，则执行除霜模式。

6.如权利要求5所述的热水器除霜控制系统，其特征在于，

所述计时模块，还用于当所述环境温度低于预设环境温度阈值、且所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值时，累计所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间；

所述对比模块，还用于将所述室外盘管温度低于预设盘管温度阈值的持续时间与热水器的预设时间阈值进行比较；

所述执行模块，还用于当所述持续时间超过预设时间阈值时，则执行除霜模式。

7.如权利要求5或6所述的热水器除霜控制系统，其特征在于，所述预设环境温度阈值的取值范围为10至20摄氏度，所述预设盘管温度阈值的取值范围为-2至2摄氏度，所述预设回气温度阈值的取值范围为0至5摄氏度；

所述预设温度差值的取值范围为5至15摄氏度，所述预设时长阈值的取值范围为40至60分钟。

8.如权利要求6所述的热水器除霜控制系统，其特征在于，所述预设时间阈值的取值范围为30至60分钟。

9.一种热泵热水器，其特征在于，包括如权利要求5至8任一项所述的热水器除霜控制系统。