CN106196614B - 空气能热水器防冻方法、防冻装置以及空气能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气能热水器防冻方，所述空气能热水器防冻方法包括以下步骤：在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度；根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置对换热器的水管内的水进行加热。本发明还公开了空气能热水器防冻装置及空气能热水器。本发明提供一种能防换热器冻裂，且耗电量小、成本低的空气能热水器防冻方法、防冻装置以及空气能热水器。

Description

空气能热水器防冻方法、防冻装置以及空气能热水器

技术领域

本发明涉及空气能热水器领域，尤其涉及空气能热水器防冻方法、防冻装置以及空气能热水器。

背景技术

换热器作为空气能热水器的重要组成部件之一，换热器由内管和外套管组成，通常水和空气分别在内管和外套管环隙中流动的同时进行传热，当然水和空气的位置可以置换，即空气和水分别在内管和外套管环隙中。其中，对于内管材质的选择，为确保水和空气之间的传热效率，并结合成本方面的考虑，内管通常采用铜制成。

基于上述，在空气能热水器处于关机未使用状态，且外界环境气温较低时，水的温度可能会降到0度以下，而当水的温度降到0度后会发生变相，并形成冰，由于水与冰的密度不同，一个单位的水会产生大于一个单位的冰，产生膨胀，进而导致铜管破裂，即铜管冻裂，进而造成换热器损坏。

现有技术中，为避免因外界环境温度较大导致换热器损坏，通常采用开启动压缩机，使空气能热水器整机进入运作状态以进行防冻。然而开启压缩机进行防冻耗电量大、成本高的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空气能热水器防冻方法，所述空气能热水器防冻方法包括以下步骤：

在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度；

根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置对换热器的水管内的水进行加热。

优选地，所述根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置加热包括：

将所述第一温度与第一预设温度范围进行比较，将所述第二温度与第二预设温度范围进行比较；

当所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热。

优选地，在所述当所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进入第一防冻模式的步骤之后还包括：

当检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置。

优选地，在所述当所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热的步骤之后还包括：

当所述第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热。

优选地，在当所述第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热的步骤之后还包括：

当检测到所述第一温度上升至预设温度阈值时，或者当当检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空气能热水器防冻装置，包括电性连接的温度检测装置、电加热装置和控制器，

所述温度检测装置用于，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度；

所述电加热装置，安装于换热器的水管；

所述控制器根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置对换热器的水管内的水进行加热。

优选地，所述控制器包括：

第一感温模块，用于在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内冷流体的第一温度；

第二感温模块，用于在热水器关机状态下，检测所述换热器外环境的第二温度；

温度比较模块，用于将所述第一温度与第一预设温度范围进行比较，将所述第二温度与第二预设温度范围进行比较；

第一防冻模块，用于在所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热。

优选地，所述第一防冻模块，还用于在启动安装在换热器上电加热装置进行加热状态，检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置进行加热。

优选地，还包括第二防冻模块，用于在第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热。

优选地，所述第二防冻模块，还用于在所述第二防冻模块下，当检测到所述第二温度上升至预设温度阈值时，或者当检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空气能热水器，包括空气能热水器防冻装置，所述空气能热水器防冻装置包括电加热装置和控制器，

所述检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度，并根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置进行加热。

在发明中，根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置加热，仅启动安装在换热器上电加热装置进行防冻，由于电加热装置主要是地对换热器内水进行加热，相对于采用压缩机进行加热，能够减少大量的热量通过压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发出气，从而提高了热能的利用率，减少电能的浪费，节约了防冻成本。

附图说明

图1为本发明空气能热水器防冻方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明空气能热水器防冻方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明空气能热水器防冻方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明空气能热水器防冻方法第四实施例的流程示意图；

图5为本发明空气能热水器防冻方法第五实施例的流程示意图；

图6为本发明空气能热水器防冻装置第六实施例的流程示意图；

图7为本发明空气能热水器防冻装置中控制器的第一实施例的流程示意图；

图8为本发明空气能热水器防冻装置中控制器的第二实施例的流程示意图；

图9为本发明换热器的一种视角下的剖面结构示意图；

图10为本发明换热器的另一种视角下的剖面结构示意图；

图11为本发明换热器的截面结构示意图；

图12为本发明换热器中电加热装置的截面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

本发明提供一种空气能热水器防冻方法。

参照图1，图1为本发明空气能热水器防冻方法第一实施例的流程示意图。

如图1所示，本发明第一实施例中，本发明空气能热水器防冻方法包括以下步骤：

步骤S10：在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及换热器外环境的第二温度。

空气能热水器具有两种状态，一种是处于开机使用状态，另一种是处于关机未使用状态。其中，在开机使用状态下，空气能热水器内的压缩机正常作业，压缩机压缩空气，对空气做功并使空气达到高温后输送至换热器，以与水进行热交换从而提高水的温度，此时换热器内的水不存在将至0度并变相的问题；而在热水器处于关机状态下，由于空气能热水器内的压缩机停止工作，缺少了压缩机对空气做功，换热器内的水和空气将与外界的环境进行热交换，经过一段时间后达到热平衡，即水和空气的温度将与外界环境的温度相同。因此，在空气能热水器处于关机状态下，换热器是否会因为冻裂而产生损坏，受外界环境温度的影响。本发明中，通过检测换热器内水的第一温度和换热器外环境的第二温度，以便于后续判断是否需要进行防冻，避免换热器损坏。

对第一温度和第二温度的检测，本实施例中分别采用一个感温模块进行检测，而检测方式有多种：一、两个感温模块同时、且时间上连续地检测；二、两个感温模块同时、且时间上间隔不连续地检测；三、两个感温模块不同时、但时间上交替连续地检测；四、两个感温模块不同时、且时间上间隔不连续地检测。对于第一种检测方式，同时进行检测第一温度和第二温度，能够时时地反馈第一温度和第二温度的状况，数据准确，便于后续防冻模式的选择；而后三种检测方式，相对于第一种检测方式，有利于节约电能。

步骤S20：根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置对换热器的水管内的水进行加热。

为避免换热器冻裂而损坏，通常采用启动压缩机来进行防冻，而在用压缩机进行防冻的过程中，大量的热量经压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发到空气中，不能充分利用热能，造成电能的浪费，提高了防冻成本。

在发明中，根据所述第一温度和第二温度控制安装在换热器上电加热装置加热，仅启动安装在换热器上电加热装置进行防冻，由于电加热装置主要是地对换热器内的水进行加热，相对于采用压缩机进行加热，能够减少大量的热量通过压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发出去，从而提高了热能的利用率，减少电能的浪费，节约了防冻成本。

参照图2，图2为本发明空气能热水器防冻方法第二实施例的流程示意图。

第二实施例中，基于上述第一实施例，在步骤S20包括：

步骤S201：将第一温度与第一预设温度范围进行比较，将第二温度与第二预设温度范围进行比较。

本实施例中，第一温度预设范围设为α，第二温度预设范围设为β，其中α≤5℃，0℃＜β≤5℃。

步骤S202：当第一温度处于第一预设温度范围，且第二温度处于第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热，进入第一防冻模式。

为避免同轴换热器冻裂而损坏，通常采用启动压缩机来进行防冻，而在用压缩机进行防冻的过程中，大量的热量经压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发到空气中，不能充分利用热能，造成电能的浪费，提高了防冻成本。

在发明中，当第一温度处于第一预设温度范围，且第二温度处于第二预设温度范围时，仅启动安装在同轴换热器上电加热装置进行防冻，由于电加热装置主要是地对同轴换热器内的水进行加热，相对于采用压缩机进行加热，能够减少大量的热量通过压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发出气，从而提高了热能的利用率，减少电能的浪费，节约了防冻成本。

参照图3，图3为本发明空气能热水器防冻方法第三实施例的流程示意图。

第三实施例中，基于上述第一实施例，在步骤S202之后还包括：

S30：当检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置，退出第一防冻模式。

也即是，在第一防冻模式下，当检测到热水器开机指令时，退出第一防冻模式

当有开机指令时，热水器将启动热水器的压缩机，由于压缩机正常作业时不存在将至0度并变相的问题，因此退出第一防冻模式，关闭在换热器上电加热装置，可节约电能。

参照图4，图4为本发明空气能热水器防冻方法第四实施例的流程示意图。

第四实施例中，基于上述第一实施例，在步骤S202之后还包括：

S40：当第二温度下降到处于第三预设温度范围，且第一温度处于第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热进入第二防冻模式。

也即是，在第一防冻模式下，当第二温度下降到处于第三预设温度范围，且第一温度处于第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热进入第二防冻模式。

在启动电加热装置进行防冻的情况下，第二温度依然继续下降，水的散热速度大于吸热速度，此时启动热水器的压缩机进行防冻，以克服电加热装置不足以防冻的问题。

本第三实施例中，第三预设温度范围设为δ，其中，-7℃＜δ≤0℃。

参照图5，图5为本发明空气能热水器防冻方法第五实施例的流程示意图。

第五实施例中，基于上述第三实施例，在步骤S40之后还包括：

S50：当检测到第一温度上升至预设温度阈值时，关闭安装在换热器上电加热装置，退出第二防冻模式。

也即是，在第二防冻模式下，当检测到第一温度上升至预设温度阈值时，退出第二防冻模式。

当第二温度上升到预设温度阈值，可关闭压缩机，避免压缩机长时间的进行制热防冻，以节约电能。

本第四实施例中，预设温度阈值为9℃。在其它实施例，预设温度阀值可设为大于5℃的任意值。

参照图6，图6为本发明空气能热水器防冻方法第六实施例的流程示意图。

第六实施例中，基于上述第三实施例，在步骤S40之后还包括：

S60：当检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热，退出第二防冻模式。

在第二防冻模式下，当检测到热水器开机指令时，退出第二防冻模式。

当有开机指令时，热水器将启动热水器的压缩机，由于压缩机正常作业时不存在将至0度并变相的问题，因此退出第二防冻模式。

本发明提供的空气能热水器防冻方法，在热水器处于关机状态下，检测同轴换热内水的温度和换热器外环境的温度，并将检测的温度与第一温度预设范围、第二温度预设范围、第三温度预设范围和预设温度阈值进行比较，在符合相应的条件时，启动相应的防冻模式。具体地，可以理解在不同的条件，启动不同的防冻模式，在避免换热器冻裂的前提下，减少电能消耗，节约成本。

本发明还提供一种空气能热水器防冻装置。

参照图7，图7为本发明空气能热水器防冻装置中控制器的第一实施例的结构示意图。

本实施例的空气能热水器防冻装置，包括电性连接的温度检测装置、电加热装置和控制器：

温度检测装置用以，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及热水器所在的环境的第二温度；

电加热装置，安装于换热器的水管内；

控制器根据第一温度和第二温度控制所电加热装置对换热器的水管内的水进行加热。

具体地，控制器包括第一感温模块、第二感温模块、温度比较模块和第一防冻模块。具体地：

第一感温模块，用于在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内水的第一温度；

第二感温模块，用于在热水器关机状态下，检测换热器外环境的第二温度；

温度比较模块，用于将第一温度与第一预设温度范围进行比较，将第二温度与第二预设温度范围进行比较；

第一防冻模块，用于在第一温度处于第一预设温度范围，且第二温度处于第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热，进入第一防冻模式。

在使用过程中，第一感温模块检测热水器换热器内水的温度并得到第一温度，第二感温模块检测检测热水器换热器外环境的温度并得到第二温度，温度比较模块将检测的第一温度模块和第二温度模块分别与第一预设温度模块范围和第二预设温度范围进行比较，当第一温度处于第一预设温度范围，且第二温度处于第二预设温度范围时，第一防冻模块启动安装在换热器上电加热装置。由于电加热装置近距离地对换热器内水进行加热，相对于采用压缩机进行加热，能够减少大量的热量通过压缩机的外壳体、压缩气体的管道等散发出气，从而提高了热能的利用率，减少电能的浪费，节约了防冻成本。

对于空气能热水器防冻装置中换热器和电加热装置的具体结构，如图9至图12所示，换热器包括内管1和外套管2，而电加热装置3包括发热电阻丝31和电导线32，发热电阻丝31沿水流动的方向铺设，发热电阻丝31外部包覆有绝缘导热带33。

为提高电加热装置3的加热效率，当水设置为流经内管1，压缩空气设置为流经外套管2环隙时，电加热装置3的发热电阻丝31设于内管1，而当水设置为流经外套管2环隙，压缩空气设置为流经内管1时，则电加热装置3的发热电阻丝31设于外套管2环隙。为避免发热电阻丝31因水的流动出现晃动而导致损坏，可通过粘帖的方式将包覆有绝缘导热带33的发热电阻丝31粘贴至相应的内管1内壁面或外壁面。

本实施例中，第一防冻模块，还用于在第一防冻模式下，检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置进行加热，退出第一防冻模式。

当有开机指令时，第一防冻模块将启动热水器的压缩机，由于压缩机正常作业时不存在将至0度并变相的问题，因此退出第一防冻模式。

对于本实施例中其他未解释的部分，可参加上述空气能热水器防冻方法，在此不在赘述。

参照图8，图8为本发明空气能热水器防冻装置中控制器的第二实施例的结构示意图。

本实施例的空气能热水器防冻装置还包括第二防冻模块，用于在第二温度下降到处于第三预设温度范围，且第一温度处于第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热，进入第二防冻模式。

在启动电加热装置进行防冻的情况下，第一温度依然继续下降，并下降至第三预设温度，水的散热速度大于吸热速度，此时第二防冻模块启动热水器的压缩机进行防冻，以克服电加热装置不足以防冻的问题。

本实施例中，第二防冻模块，还用于在第二防冻模块下，当检测到第二温度上升至预设温度阈值时，关闭热水器的压缩机制热，退出第二防冻模式。

当第一温度上升到预设温度阈值，而该从该预设温度阈值再度下降一定时间的情况下，可关闭压缩机，避免压缩机长时间的进行制热防冻，以节约电能。具体地，预设温度阈值为9℃。

本实施例中，第二防冻模块，还用于在第二防冻模式下，检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热，退出第二防冻模式。

当有开机指令时，热水器将启动热水器的压缩机，由于压缩机正常作业时不存在将至0度并变相的问题，因此退出第二防冻模式。

对于本实施例中其他未解释的部分，可参加上述空气能热水器防冻方法，在此不在赘述。

本发明还提供一种空气能热水器，包括上述空气能热水器防冻装置，该空气能热水器防冻装置具体可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的洗衣机采用了上述空气能热水器防冻装置的技术方案，因此该空气能热水器具有上述防冻装置所有的有益效果。

应当说明的是，本实用新型的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种空气能热水器防冻方法，其特征在于，所述空气能热水器防冻方法包括以下步骤：

在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度；

将所述第一温度与第一预设温度范围进行比较，将所述第二温度与第二预设温度范围进行比较；

当所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热；

当所述第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热。

2.如权利要求1所述的空气能热水器防冻方法，其特征在于，在所述当所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进入第一防冻模式的步骤之后还包括：

当检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置。

3.如权利要求1所述的空气能热水器防冻方法，其特征在于，在当所述第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热的步骤之后还包括：

当检测到所述第二温度上升至预设温度阈值时，或者当检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热。

4.一种空气能热水器防冻装置，其特征在于，包括电性连接的温度检测装置、电加热装置和控制器：

所述温度检测装置用以，检测热水器的换热器内水的第一温度，以及所述热水器所在的环境的第二温度；

所述电加热装置，安装于换热器的水管内；

所述控制器包括：

第一感温模块，用于在热水器关机状态下，检测热水器的换热器内冷流体的第一温度；

第二感温模块，用于在热水器关机状态下，检测所述换热器外环境的第二温度；

温度比较模块，用于将所述第一温度与第一预设温度范围进行比较，将所述第二温度与第二预设温度范围进行比较；

第一防冻模块，用于在所述第一温度处于所述第一预设温度范围，且所述第二温度处于所述第二预设温度范围时，启动安装在换热器上电加热装置进行加热；

所述空气能热水器防冻装置还包括第二防冻模块，用于在第二温度下降到处于第三预设温度范围，且所述第一温度处于所述第一预设温度范围时，启动热水器的压缩机制热。

5.如权利要求4所述的空气能热水器防冻装置，其特征在于，所述第一防冻模块，还用于在启动安装在换热器上电加热装置进行加热状态，检测到热水器开机指令时，关闭安装在换热器上电加热装置进行加热。

6.如权利要求4所述的空气能热水器防冻装置，其特征在于，所述第二防冻模块，还用于在所述第二防冻模块下，当检测到所述第二温度上升至预设温度阈值时，或者当检测到热水器开机指令时，关闭热水器的压缩机制热。

7.一种空气能热水器，其特征在于，包括如权利要求4-6任意一项所述的空气能热水器防冻装置。