CN104567150A - 一种热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器，其在热泵热水器控制程序中，增加强制开启除霜模式操作方法，使在天气非常恶劣时，而自动除霜失败的情况下，自动换为定时除霜或用户可以手动强制除霜，使除霜能够继续进行，从而增强热泵热水器的制热效果，提高运行的可靠性；并且，使用该方法的热泵热水器，通过监控装置监测与室外换热器盘管传感器、室外环境传感器、进水监测传感器、出水监测传感器的结构配合，使监控装置控制压缩机、气液分离器、换热器、电子膨胀阀、冷凝器及四通阀运行顺序，改变工质的流动方向，实现在热泵热水器控制程序中，增加强制开启除霜模式操作方法，操作方便，结构合理。

Description

一种热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器

技术领域

本发明涉及热泵系统领域，尤其涉及一种热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器。

背景技术

目前的空气源热泵热水器在制热时，翅片换热器从空气中吸收热能，通过冷媒将热量运送到水换热器，与水进行热交换，并把热量释放到贮水箱中。在冬天，室外环境温度较低，翅片换热器从空气中吸收热能会导致换热器表面温度非常低，能达至甚至远低于0度。因此，当热泵热水器长时间运行时，翅片换热器表面会结霜，在寒冷的冬天甚至会结冰，霜或冰附着在翅片换热器表面会大大降低热交换效率及压缩机可靠性，使用热泵热水器制热效果变差。因此空气源热泵热水器都有自动除霜功能。自动除霜的控气方式很多，但都是通过检测翅片换热器温度、室外温度的变化情况来判断是否需除霜。这种通过温度检测方式达自动除霜功能。能够检测大部分应除霜的条件，满足大部分除霜需要，但在一些恶劣条件下，会有检测失效的情况发生。比如室外环境非常严寒，室外环境温度传感器、翅片换热器温度传感器被冰冻结，与外界环境隔绝，传感器温度不再发生变化，那么热泵热水器将不会进入除霜程序，热泵热水器制热效果及可靠性会变得很差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，就是针对现有热泵热水器在室外寒冷的恶劣天气下，可能造成自动除霜失效的缺点，提供一种热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器，其能在自动除霜失效的情况下，自动换为定时除霜或用户可以手动强制除霜，使除霜能继续运行，从而增强热泵热水器的制热效果，提高使用的可靠性与实用性，结构合理，操作方便，使用灵活。

对此，本发明的热泵热水器除霜控制方法，该除霜控制方法包括开启除霜模式操作方法和退出除霜模式操作方法。其中，该除霜控制方法还包括强制开启除霜模式操作方法，该热泵热水器强制除霜操作步骤如下：

步骤1、启动强制除霜模式程序请求，

步骤2、判断当前工作模式，当前工作模式为除霜模式，则继续执行步骤3除霜模式；若当前工作模式为制热模式，则执行步骤4强制除霜模式，否则，执行步骤5退出除霜操作模式，

步骤3、当除霜模式启动时，检测到两种情况之一

1）压缩机累计运行时间≧40分钟，室外换热器盘管传感器温度低于-3℃，且持续20秒，压缩机连续运行10分钟，则执行正常除霜模式；

2）室外环境传感器温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器温度﹥室外环境传感器温度-4℃并持续5分钟；

或者，压缩机连续运行10分钟，室外环境传感器温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器温度﹥室外环境传感器温度-4℃并持续5分钟，压缩机累计运行时间≧60min；

则执行固定时间除霜模式；否则执行步骤5退出除霜操作模式，

步骤4、按着启动健15秒，进入强制除霜模式，除霜运行，除霜时间固定为5分钟，然后执行步骤5，

步骤5、当退出除霜操作模式启动时，该退出除霜操作模式检测到以下两种情况

1）室外换热器盘管传感器温度≧12℃且持续30秒，除霜时间≧1分钟；或除霜时间≧8分钟；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机电流≧过电流设置值且持续10秒；则执行正常退出除霜模式，

2）除霜时间≧5分钟，除霜时6℃≧室外环境传感器温度≧2℃；或除霜时间≧7分钟，除霜时室外环境传感器温度<2℃；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机电流≧过流设置值日且持续10秒；则执行固定退出除霜模式。

    根据上述进行优化，所述压缩机累计运行时间、除霜时间分别为可调节时间，而室外换热器盘管传感器温度、室外环境传感器温度分别为可调节温度。

一种应用上述所述方法的热泵热水器，包括通过工质管连接成工质循环回路的压缩机、气液分离器、换热器、冷凝器及四通阀，其中，所述热泵热水器还包括监控装置，换热器上装有室外换热器盘管传感器及室外环境传感器，室外换热器盘管传感器及室外环境传感器分别与监控器信号连接。

根据上述进行优化，所述监控装置分别与压缩机、气液分离器、换热器、冷凝器及四通阀连接并控制它们运行顺序。

根据上述进行优化，所述换热器的出口端与冷凝器的入口端之间连接有电子膨胀阀，电子膨胀阀与监控装置连接。

根据上述进行优化，所述冷凝器的液体入口设有与监控装置信号连接的进水监测传感器。

根据上述进行优化，所述冷凝器的液体出口设有与监控装置信号连接的出水监测传感器。

根据上述进行优化，所述换热器为翅片式换热器。

根据上述进行优化，所述换热器上设有设有与监控装置连接的风机。

本发明的有益效果在于:通过监控装置监测并控制压缩机、气液分离器、换热器、电子膨胀阀、冷凝器及四通阀运行顺序，改变工质的流动方向。实现在热泵热水器控制程序中，增加强制开启除霜模式操作方法，使在天气非常恶劣时，而自动除霜失败的情况下，自动换为定时除霜或用户可以手动强制除霜，使除霜能够继续进行，结构合理，操作方便，使用灵活，且有效增强热泵热水器的制热效果，提高运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的除霜控制方法的工作流程图。

图2为本发明较佳实施例的热泵热水器的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的热泵热水器的控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述，本发明为了能克服非常恶劣天气时，热泵热水器仍能正常运行，确保制热效果，提高运行的可靠性。因此，在热泵热水器控制程序中，增加强制除霜模式操作方法。

下面结合实施例，参照图1，本方案采用空气源热泵热水器除霜操作方法，该除霜控制方法包括开启除霜模式操作方法和退出除霜模式操作方法。其中，该除霜控制方法还包括强制开启除霜模式操作方法，该热泵热水器强制除霜操作步骤如下：

步骤1、启动强制除霜模式程序请求。

步骤2、判断当前工作模式，当前工作模式为除霜模式，则继续执行步骤3除霜模式；若当前工作模式为制热模式，则执行步骤4强制除霜模式，否则，执行步骤5退出除霜操作模式。

步骤3、当除霜模式启动时，检测到两种情况之一

1）压缩机1累计运行时间≧40分钟，室外换热器盘管传感器7温度低于-3℃，且持续20秒，压缩机1连续运行10分钟，则执行正常除霜模式；

2）室外环境传感器8温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器7温度﹥室外环境传感器8温度-4℃并持续5分钟；

或者，压缩机1连续运行10分钟，室外环境传感器8温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器7温度﹥室外环境传感器8温度-4℃并持续5分钟，压缩机1累计运行时间≧60min；

则执行固定时间除霜模式，该固定时间除霜模式可选，默认有此功能；否则，执行步骤5退出除霜操作模式，

步骤4、按着启动健15秒，进入强制除霜模式，除霜运行，除霜时间固定为5分钟，然后执行步骤5，

步骤5、当退出除霜操作模式启动时，该退出除霜操作模式检测到以下两种情况

1）室外换热器盘管传感器7温度≧12℃且持续30秒，除霜时间≧1分钟；或除霜时间≧8分钟；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机1电流≧过电流设置值且持续10秒；则执行正常退出除霜模式，

2）除霜时间≧5分钟，除霜时6℃≧室外环境传感器8温度≧2℃；或除霜时间≧7分钟，除霜时室外环境传感器8温度<2℃；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机1电流≧过流设置值日且持续10秒；则执行固定退出除霜模式。

其中，所述压缩机1累计运行时间、除霜时间分别为可调节时间，而室外换热器盘管传感器7温度、室外环境传感器8温度分别为可调节温度。这样，能根据实际操作对压缩机1累计运行时间、除霜时间、室外换热器盘管传感器7温度、室外环境传感器8温度分别对应地设置额定数值，提高热泵热水器的制热效果及其运行的可靠性。

参照图2与图3所示，该应用上述热泵热水器除霜控制方法的热泵热水器，包括通过工质管连接成工质循环回路的压缩机1、气液分离器2、换热器3、冷凝器4及四通阀5。并且，该热泵热水器还包括监控装置，监控装置分别与压缩机1、气液分离器2、换热器3、冷凝器4及四通阀5连接。而换热器3上装有室外换热器盘管传感器7及室外环境传感器8，室外换热器盘管传感器7及室外环境传感器8分别与监控器信号连接。其中，换热器3上设有设有与监控装置连接的风机12，该换热器3为翅片式换热器。而且，换热器3的出口端与冷凝器4的入口端之间连接有电子膨胀阀9，电子膨胀阀9与监控装置连接。并且，冷凝器4的液体入口设有与监控装置信号连接的进水监测传感器10，冷凝器4的液体出口设有与监控装置信号连接的出水监测传感器。该室外换热器盘管传感器7、室外环境传感器8、进水监测传感器10、出水监测传感器11将热泵热水器实时运行状态的数据反馈监控装置，使监控装置分别与压缩机1、气液分离器2、换热器3、电子膨胀阀9、冷凝器4及四通阀5控制它们运行顺序。即，

在制冷模式：通过监控装置将四通阀5开，冷凝器4开，电子膨胀阀9开。启动时，工质由压缩机1产生高温高压气体经过四通阀5的ab接口流入换热器3中冷凝，然后完成换热后，通过电子膨胀阀9开，流向冷凝器4使过热后气体流回压缩机1的补气口，过冷液体经过电子膨胀阀9流到换热器3进行换热，随即通过四通阀5流出，最后通过气液分离器2返回到压缩机1的回气口。

制热模式：通过监控装置将四通阀5关，电子膨胀阀9开关。启动时，工质由压缩机1产生高温高压气体经过四通阀5的cd接口流入换热器3中冷凝，完成换热后分别流向冷凝器45。此时，工质再次过冷，使过热后气体流回压缩机11补气口，过冷液体经过电子膨胀阀9流向换热器3。换热后，工质通过四通阀5的ab接口流出，然后通过气液分离器2返回到压缩机1的回气口。

除霜模式：通过监控装置将四通阀5、电子膨胀阀9分别开启，工质由压缩机1产生高温高压气体经过四通阀5的ab接口端流入换热器3中冷凝。完成换热后，工质通过电子膨胀阀9流到冷凝器4进行换热，其后通过四通阀5的cd接口流出，然后通过气液分离器2返回到压缩机1的回气口。

综合上述，利用监控装置控制压缩机1、气液分离器2、换热器3、电子膨胀阀9、冷凝器4及四通阀5开闭顺序，改变工质的流动方向，而进入制冷模式、制热模式及除霜模式。然后，再配合室外换热器盘管传感器7、室外环境传感器8、进水监测传感器10、出水监测传感器11，实现在热泵热水器控制程序中，增加强制开启除霜模式操作方法，使在天气非常恶劣时，而自动除霜失败的情况下，自动换为定时除霜或用户可以手动强制除霜，使除霜能够继续进行，结构合理，操作方便，使用灵活，且增强热泵热水器的制热效果，提高运行的可靠性。

上述具体实施例仅为本发明效果较好的具体实施方式，凡与本结构相同或等同的热泵热水器除霜控制方法及使用该方法的热泵热水器，均在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.热泵热水器除霜控制方法，该除霜控制方法包括开启除霜模式操作方法和退出除霜模式操作方法，其特征在于：该除霜控制方法还包括强制开启除霜模式操作方法，该热泵热水器强制除霜操作步骤如下：

步骤1、启动强制除霜模式程序请求，

步骤2、判断当前工作模式，当前工作模式为除霜模式，则继续执行步骤3除霜模式；若当前工作模式为制热模式，则执行步骤4强制除霜模式，否则，执行步骤5退出除霜操作模式，

步骤3、当除霜模式启动时，检测到两种情况之一

1）压缩机（1）累计运行时间≧40分钟，室外换热器盘管传感器（7）温度低于-3℃，且持续20秒，压缩机（1）连续运行10分钟，则执行正常除霜模式；

2）室外环境传感器（8）温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器（7）温度﹥室外环境传感器（8）温度-4℃并持续5分钟；

或者，压缩机（1）连续运行10分钟，室外环境传感器（8）温度≦6℃并持续5分钟后，室外换热器盘管传感器（7）温度﹥室外环境传感器（8）温度-4℃并持续5分钟，压缩机（1）累计运行时间≧60min；

则执行固定时间除霜模式；否则执行步骤5退出除霜操作模式，

步骤4、按着启动健15秒，进入强制除霜模式，除霜运行，除霜时间固定为5分钟，然后执行步骤5，

步骤5、当退出除霜操作模式启动时，该退出除霜操作模式检测到以下两种情况

1）室外换热器盘管传感器（7）温度≧12℃且持续30秒，除霜时间≧1分钟；或除霜时间≧8分钟；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机（1）电流≧过电流设置值且持续10秒；则执行正常退出除霜模式，

2）除霜时间≧5分钟，除霜时6℃≧室外环境传感器（8）温度≧2℃；或除霜时间≧7分钟，除霜时室外环境传感器（8）温度<2℃；或高压开关断开且持续5秒；或压缩机（1）电流≧过流设置值日且持续10秒；则执行固定退出除霜模式。

2.根据权利要求1所述热泵热水器除霜控制方法，其特征在于：所述压缩机（1）累计运行时间、除霜时间分别为可调节时间，而室外换热器盘管传感器（7）温度、室外环境传感器（8）温度分别为可调节温度。

3.一种应用权利要求1至2中任一项所述方法的热泵热水器，包括通过工质管连接成工质循环回路的压缩机（1）、气液分离器（2）、换热器（3）、冷凝器（4）及四通阀（5），其特征在于：所述热泵热水器还包括监控装置（6），换热器（3）上装有室外换热器盘管传感器（7）及室外环境传感器（8），室外换热器盘管传感器（7）及室外环境传感器（8）分别与监控器信号连接。

4.根据权利要求3所述热泵热水器，其特征在于：所述监控装置（6）分别与压缩机（1）、气液分离器（2）、换热器（3）、冷凝器（4）及四通阀（5）连接并控制它们运行顺序。

5.根据权利要求4所述热泵热水器，其特征在于：所述换热器（3）的出口端与冷凝器（4）的入口端之间连接有电子膨胀阀（9），电子膨胀阀（9）与监控装置（6）连接。

6.根据权利要求4所述热泵热水器，其特征在于：所述冷凝器（4）的液体入口设有与监控装置（6）信号连接的进水监测传感器（10）。

7.根据权利要求4所述热泵热水器，其特征在于：所述冷凝器（4）的液体出口设有与监控装置（6）信号连接的出水监测传感器（11）。

8.根据权利要求3至7任一项中所述热泵热水器，其特征在于：所述换热器（3）为翅片式换热器。

9.根据权利要求8所述热泵热水器，其特征在于：所述换热器（3）上设有设有与监控装置（6）连接的风机（12）。