CN106322768B - 热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水器即其控制方法。具体地，本发明提供一种热水器，包括热泵加热系统和储水箱。本发明还提供一种热水器的控制方法，该控制方法包括一个反复循环地执行的工作过程，该工作过程包括：接收一次或多次指示热水器向外供水的供水信号；每次接收到供水信号时启动热水器的供水操作，将储水箱内储存的水提供给热水器的出水管路以向外供水，并实时检测向外供水的供水量；当工作过程中向外供水的累计供水量达到预定值时，获取热水器所处环境的环境参数；根据环境参数确定热水器在供水操作中后续的供水模式；根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整热泵加热系统和/或储水箱的运行状态，从而满足了不同的条件下用户的多种用水需求。

Description

热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水器技术，特别是涉及一种热水器及其控制方法。

背景技术

热水是人们的生活必需品，然而传统的热水器(电热水器，燃气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重等缺点，而太阳能热水器又受到气象条件的制约。

针对以上问题，现有技术中出现了热泵热水器，以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，以向用户提供。

热泵热水器可以使用以空气、水、太阳能、地热等为低温热源，其中空气源热泵热水器是其中综合性能较好且不受环境限制的一种。现有技术的空气源热泵热水器主要是由压缩机、热交换器、风扇、保温水箱、水泵、储液罐、过滤器、电子膨胀阀和电子自动控制器等组成，其工作原理为：室外空气通过空气换热器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出，空气换热器中的制冷工质吸热汽化被吸入压缩机，压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入水流换热器，进行冷凝液化，同时保温水箱的水被水泵强制泵送流经水流换热器，吸收热量。冷凝液化的制冷工质经膨胀阀节流降温后再次流入空气换热器，如此反复循环工作，空气中的热能被不断“泵”送到水中，使保温水箱里的水温逐渐升高。在保温水箱里的水温达到目标水温后，可供用户使用。

然而现有空气源热泵热水器需要设置大容量的保温水箱，占用空间大，影响室内安装。而且保温水箱中的热水在使用完之后就会停止出水，直到热泵重新对保温水箱的水加热到一定温度以后才可以继续使用。这种出水方式对有连续出水需求的用户造成了不便。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种热水器的控制方法，以满足不同的条件下用户的多种用水需求。

本发明第一方面的另一个目的是提高热水器的热泵循环效率和使用可靠性。

本发明第一方面的又一个目的是实现热水器即热出水、并减小热水器的体积。

本发明第二方面的目的是提供一种热水器。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种热水器的控制方法，所述热水器包括热泵加热系统和储水箱，所述控制方法包括一个反复循环地执行的工作过程，所述工作过程包括：

接收一次或多次指示所述热水器向外供水的供水信号；

每次接收到所述供水信号时启动所述热水器的供水操作，将所述储水箱内储存的水提供给所述热水器的出水管路以向外供水，并实时检测向外供水的供水量；

当所述工作过程中向外供水的累计供水量达到预定值时，获取所述热水器所处环境的环境参数；

根据所述环境参数确定所述热水器在所述供水操作中后续的供水模式，所述供水模式预置有调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态的控制参数；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态。

可选地，根据所述环境参数确定所述热水器在所述供水操作中后续的供水模式包括：

将所述环境参数与预设的多个执行条件进行匹配，以得到与所述环境参数匹配的执行条件；

根据所述匹配的执行条件确定与其对应的供水模式。

可选地，所述环境参数包括：所述热水器的进水温度、所述热水器所处环境的环境温度；

所述运行状态包括：所述热泵加热系统和/或所述储水箱的供水流量、所述热泵加热系统的启停状态和/或所述储水箱的供水口的开闭状态。

可选地，所述执行条件包括关于参数的多个阈值范围，不同所述执行条件包含的所述阈值范围不同；

将所述环境参数与预设的多个执行条件进行匹配包括：

对所述进水温度和所述环境温度进行预设的逻辑运算得出判断参数；

将运算得出的判断参数分别与不同的所述执行条件的阈值范围进行比较，以确定出所述匹配的执行条件。

可选地，所述供水模式包括仅由所述热泵加热系统向外供水的直热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

停止所述储水箱的供水，启动所述热泵加热系统，使得经由所述热泵加热系统加热的水直接供向所述热水器的出水管路。

可选地，所述供水模式包括由所述热泵加热系统和所述储水箱同时向外供水的第一混热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

启动所述热泵加热系统，并使经由所述热泵加热系统加热的水和来自所述储水箱中的水以第一预设流量比例混合后供向所述热水器的出水管路。

可选地，所述供水模式包括由所述热泵加热系统和所述储水箱同时向外供水的第二混热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

启动所述热泵加热系统，并使经由所述热泵加热系统加热的水和所述储水箱中的水以第二预设流量比例混合后供向所述热水器的出水管路；

启动位于所述热水器的出水管路上的辅助电加热装置，以辅助加热流经所述出水管路中的水。

可选地，所述第二预设流量比例设置成使得经由所述储水箱流出的水流量不超过经由所述热泵加热系统流出的水流量的二分之一。

可选地，所述控制方法还包括：

当所述热水器处于闲置状态预定时间后，启动所述热水器，以向所述储水箱内注水，直至达到所述储水箱的储水上限值；

启动所述热泵加热系统，将所述储水箱内的水加热至所述热泵加热系统设定的第一温度值；

判断所述储水箱内的水是否达到所述储水箱设定的第二温度值；

若否，则启动位于所述储水箱内的电加热装置，将所述储水箱内的水加热至所述第二温度值。

可选地，所述储水箱设定的第二温度值根据所述热水器所处环境的环境参数确定。

可选地，所述热泵加热系统为压缩式空气源热泵加热系统，其包括水流换热器和空气换热器，所述控制方法还包括：

检测所述空气换热器上的结霜量是否达到预定程度；若是，则检测所述储水箱内的水温是否达到化霜水温的要求；若是，则开启化霜模式；若所述储水箱内的水温未达到化霜水温的要求，则开启位于所述储水箱内的电加热装置，将所述储水箱内的水加热至化霜水温的要求；

将所述热泵加热系统的制冷工质流路切换至以其水流换热器作为蒸发器并且以其空气换热器作为冷凝器的运行状态；

利用所述储水箱向所述水流换热器的水流换热管路供水，以吸收所述水流换热器的冷量。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种热水器，包括热泵加热系统和储水箱，所述热水器配置为使用上述任一所述的控制方法对热泵加热系统和/或储水箱的运行状态进行调整。

可选地，所述热水器还包括：

具有三个端口的电控比例阀，所述电控比例阀的第一端口与所述热水器的出水管路连通，所述电控比例阀的第二端口与所述热泵加热系统的水流换热器连通，所述电控比例阀的第三端口与所述储水箱的供水口连通；且

所述电控比例阀被配置为：根据所述热水器的供水量及其所处环境的环境参数调整所述电控比例阀的第二端口和第三端口的开度，以调节所述热泵加热系统和所述储水箱的供水比例。

本发明的热水器和热水器的控制方法，由于热水器预置多种不同的供水模式，在使用热水器的初期时，可先以小流量的供水模式供水，即先使用储水箱内的水。当供水量达到预定值时，可获取热水器所处环境的环境参数并根据环境参数确定出合适于当前热水器所在环境使用的供水模式，从而以确定好的供水模式进行热水器运行状态的调整。因此，热水器可以根据供水量和其所处环境的环境参数对其供水模式进行灵活地调整和控制，从而满足了用户的多种用水需求。

进一步地，本发明的热水器和热水器的控制方法，由于热水器刚开始供水时，先使用储水箱内的水以小流量的供水模式向外供水，当供水量达到预定值时再启动热泵加热系统。因此可避免在厨房用水等小流量的用水阶段热泵加热系统频繁启停导致损坏和能量浪费等问题，同时也避免了热泵加热系统开启初期热水供应不稳定等情况的发生，从而提高热水器的热泵循环效率和使用可靠性。

进一步地，本发明的热水器和热水器的控制方法，由于仅在热水器刚开始供水的小流量供水模式中使用储水箱内的储存的水，在其他的供水模式中，均启动了热泵加热系统，由热泵加热系统单独或与储水箱共同向外供水，因此能够保证热水器的即热出水、且储水箱的体积不需要很大，从而减小了热水器的体积。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的热水器的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的热水器的示意性模块框图；

图3是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的热水器处于直热模式的水流方向示意图；

图6是根据本发明一个实施例的热水器处于混热模式的水流方向示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的热水器的示意性结构图。该热水器包括热泵加热系统10(如图中虚线框所示)和储水箱20。热泵加热系统10利用热泵循环的热量对水进行加热，而储水箱20用于储存热泵加热系统10加热前和/或加热后的水。在本发明实施例中，热水器中预置有多种供水模式，每种供水模式有相对应的执行条件，该执行条件可包括供水量参数、环境参数等一种或多种参数的阈值范围。热水器启动后，可根据用户的用水量和热水器所处的环境自动选择和确定供水模式，并对热泵加热系统10和储水箱20的运行状态进行调整。

热泵加热系统10包括水流换热器110和热泵装置，水流换热器110可将热泵装置循环的热量传导至水流换热器110的水流换热管路，以对流进水流换热管路的水进行加热。

热泵加热系统10的加热原理为：按照逆卡诺循环进行工作。制冷工质通过热泵装置的空气换热器121进行热交换，从空气源中吸收热能，与空气换热器121交换后温度降低的空气被热泵装置的风扇122排出。汽化后的制冷工质气体通过热泵装置的制冷工质流路切换装置123吸入热泵装置的压缩机124，压缩机124将这种低压制冷工质气体压缩成高温、高压气体送入水流换热器110，进行冷凝液化，对流过水流换热器110的水流换热管路的水进行加热，高压的液体制冷工质经过热泵装置的储液器125到达热泵装置的膨胀阀126变成低温低压液体，开始下一个循环。具体地，热泵加热系统10可通过套管换热的方式使制冷工质的热量传导至水流换热管路中的水。制冷工质流路切换装置123配置为切换制冷工质的流动方向，以切换水流换热器110和空气换热器121的运行状态。

图2是根据本发明一个实施例的热水器的示意性模块框图。在本发明的一些实施例中，热水器还包括工况确定装置40，配置为获取热水器在一个工作过程中的供水量参数及其所处环境的环境参数，并根据供水量参数和环境参数确定热泵加热系统10和储水箱20的运行状态。进一步地，公工况确定装置40包括参数获取模块41和模式匹配模块42。参数获取模块41配置为获取热水器在一个工作过程中的供水量参数、进水温度及其所处环境的环境参数。模式匹配模块42配置为从预设的多个供水模式中确定出与热水器的进水温度和环境温度匹配的供水模式，该供水模式中包括热泵加热系统10和储水箱20的运行状态。

在本发明的一些实施例中，确定热水器的供水模式所使用的供水量参数为热水器在一个工作过程中向外供水的累计供水量，所使用的环境参数包括热水器的进水温度、热水器所处环境的环境温度。也就是说，可以利用热水器在一个工作过程中向外供水的累计供水量、热水器的进水温度、热水器所处环境的环境温度对热水器的供水模式进行选择和确定。热泵加热系统10和储水箱20的运行状态可包括热泵加热系统10和/或储水箱20的供水流量、热泵加热系统10的启停状态和/或储水箱20的供水口的开闭状态。也就是说，不同的供水模式中，热泵加热系统10和储水箱20的供水状态(是否向外供水)不同；即使在某些供水模式中，热泵加热系统10和储水箱20均处于向外供水的状态，二者向外供水的供水比例(或称作供水流量)不同。

为了获取上述提到的供水量参数，在本发明的一些实施例中，参数获取模块41可包括流量传感器411。流量传感器411设置在热水器的出水管路52上、且配置成用于检测在热水器的一个工作过程中流经出水管路52的累计供水量。在当前的工作过程结束后流量传感器411检测的累计供水量值清零，以便于在下一次工作过程开始时检测下一次工作过程中的累计供水量。本领域技术人员应理解，对于可以分段计算和储存流量的流量传感器来说，热水器的一个工作过程结束后，流量传感器检测的累计供水量值还可以不清零。具体地，流量传感器411可以为叶片(翼板)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等多种类型的传感器。

为了获取上述提到的环境参数，在本发明的一些实施例中，参数获取模块41还可包括多个温度传感器，配置成分别检测热水器的进水温度及其所处环境的环境温度。该多个温度传感器包括用于检测热水器所处环境的环境温度的第一温度传感器(图中未示出)和设置在热水器的进水管路51上的第二温度传感器412。

在本发明的一些实施例中，热水器还包括具有三个端口的电控比例阀30。电控比例阀30的第一端口A与热水器的出水管路52连通，电控比例阀30的第二端口B与热泵加热系统10的水流换热器110连通，电控比例阀30的第三端口C与储水箱20的供水口连通。具体地，电控比例阀30的第二端口B可与水流换热器110的水流换热管路的出水口连通。电控比例阀30被配置为根据热水器的供水量及其所处环境的环境参数调整电控比例阀30的第二端口B和第三端口C的开度，以调节热泵加热系统10和储水箱20的供水比例。由此，可省去用于混合来自储水箱20的水和经由热泵加热系统10的水的混水器，且调节反馈更快。热水器的每种供水模式中均预置有用于调节第二端口B和第三端口C的开度的控制参数，根据该控制参数即可控制电控比例阀30的第二端口B和第三端口C以相应的开度打开(本领域技术人员应理解，当端口的开度为0时，相应端口为关闭状态)。由此可实现在热水器的不同供水模式下，其热泵加热系统10和储水箱20具有不同的供水状态和/或供水流量。

具体地，经热泵加热系统10加热的水和来自储水箱20的水可在电控比例阀30处混合后，通过出水管路52向外部供水。电控比例阀30可由多个可控制开度的阀门组合构成，多个阀门形成电控比例阀30的多个端口；电控比例阀30也可以使用集成有多个端口的组合阀。

为使热水器的进水管路51提供的水具备足够大的压力通过水流换热器110，在进水管路和水流换热器110之间的连接管路上还可以设置水泵60，以增加水压。

在本发明的一些实施例中，热水器还包括多个位于不同位置的温度传感器，以测量该多个不同位置处的水温。这些温度传感器包括用于检测储水箱20中水的温度的第三温度传感器413、用于检测经热泵加热系统10加热后的水的温度的第四温度传感器414、用于检测经出水管路20向外供水的水温的第五温度传感器415。第三温度传感器413可设置在连接储水箱20的供水口和电控比例阀30的第三端口C的连接管路上或设置在储水箱20内。第四温度传感器414可设置在连接水流换热器110的水流换热管路出水口和电控比例阀30的第二端口B的连接管路上。第五温度传感器415可设置在出水管路52上。

进一步地，热水器还包括位于储水箱20内的电加热装置21和位于出水管路52上的辅助电加热装置70。当热泵加热系统10能够将水加热到的最高温度(即第一温度值)达不到储水箱20的设定温度(即第二温度值)时，可启动位于储水箱20内的电加热装置21，以将储水箱20内的水加热至储水箱20的设定温度。当第五温度传感器415检测到的流经出水管路52的水达不到用户需求的温度时，可启动位于出水管路52上的辅助电加热装置70，从而将流经出水管路52的水加热至用户需求的温度。

具体地，电加热装置21和辅助电加热装置70可均为加热丝，辅助电加热装置70布置在出水管路52的管壁外侧，以间接的方式对出水管路52中的水进行加热。即辅助电加热装置70可先将热量传递给出水管路52的管壁，通过管壁再将热量传递至出水管路52中的水，从而杜绝了触电隐患。

本发明实施例的热水器可以运行于多种不同的供水模式，在不同的供水模式下，热水器的运行参数不同，其控制流程也有区别。例如不同的供水模式下，热泵加热系统10是否启动、启动的条件、储水箱20的供水口的开闭状态、水流换热器110和储水箱20的供水比例均有区别。使用不同执行条件下的供水模式进行热水器运行状态调节的具体实施方式以及确定供水模式的流程在以下热水器的控制方法中进行详细介绍。

本发明实施例还提供了一种热水器的控制方法，用于对以上实施例中介绍的任一种热水器进行控制，满足不同情况的供水使用需求。

图3是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的示意图，图4是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的流程图。热水器的控制方法包括一个反复循环地执行的工作过程，该工作过程包括：

接收一次或多次指示热水器向外供水的供水信号；

每次接收到供水信号时启动热水器的供水操作，将储水箱20内储存的水提供给热水器的出水管路52以向外供水，并实时检测向外供水的供水量；

当该工作过程中向外供水的累计供水量达到预定值时，获取热水器所处环境的环境参数；

根据环境参数确定热水器在当前的供水操作中后续的供水模式，供水模式预置有调整热泵加热系统10和/或储水箱20的运行状态的控制参数；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整热泵加热系统10和/或储水箱20的运行状态。

进一步地，当该工作过程中向外供水的累计供水量未达到预定值时，判断是否接收到指示热水器停止供水的停止信号，若是，则等待接收下一次的供水信号，若否，则继续供水操作。

由此，本发明实施例中的热水器可以根据供水量和其所处环境的环境参数对其供水模式进行灵活地调整和控制，从而满足了用户的多种用水需求。进一步地，由于热水器刚开始供水时，先使用储水箱20内的水以小流量的供水模式向外供水，当供水量达到预定值时再启动热泵加热系统10。因此可避免在厨房用水等小流量的用水阶段热泵加热系统10频繁启停导致损坏和能量浪费等问题，同时也避免了热泵加热系统10开启初期热水供应不稳定等情况的发生，从而提高热水器的热泵循环效率和使用可靠性。本领域技术人员应理解，该实施例中所称的“小流量”意指累计供水量较小，例如厨房用水、洗漱用水等用水量较小的情况。再进一步地，由于仅在热水器刚开始供水的小流量供水模式中使用储水箱20内的储存的水，在其他的供水模式中，均启动了热泵加热系统10，由热泵加热系统10单独或与储水箱20共同向外供水，因此能够保证热水器的即热出水、且储水箱20的体积不需要很大，从而减小了热水器的体积。

具体地，指示热水器向外供水的供水信号可以是电学信号，也可以是压力信号。例如当用户打开与热水器的出水管路52连通的水龙头时，可认为用户发出了用水的水压信号，该水压信号传递至热水器，即热水器接收到了向外供水的水压类型的供水信号。

本领域技术人员应理解，在热水器的一个工作过程中，可能接收到一次供水信号或间歇性地接收到多次(包括两次)供水信号。例如当用户需要洗浴等大量用水时，打开水龙头后需要用水的时间较长，此时在热水器的一个工作过程中，可能只接收到一次供水信号；当用户需要厨房用水等间歇性地用水时，用户可能在较短时间间隔内多次打开和关闭水龙头，此时在热水器的一个工作过程中，可能接收到多次供水信号。

位于热水器出水管路52上的流量传感器411可实时检测热水器在一个工作过程中的累计供水量，该累计供水量为热水器第一次接收到供水信号向外供水至当前(流量传感器411检测供水量的时刻)向外供水的总供水量。当该累计供水量达到预定值时可根据环境参数确定热水器后续的供水模式，本发明实施例中，该预定值可设定为储水箱20容积的三分之一。也即是当向外供水的累计供水量达到储水箱20容积的三分之一时，可确定用户需要大流量的用水模式，热水器需要切换至大流量的供水模式。本领域技术人员应理解，该实施例中所称的“大流量”意指累计供水量较大，例如洗浴等用水量较大的情况。

在本发明的一些实施例中，根据环境参数确定热水器在当前的供水操作中后续的供水模式包括：

将热水器所处的环境参数与预设的多个执行条件进行匹配，以得到与该环境参数匹配的执行条件；

根据匹配的执行条件确定与其对应的供水模式。

进一步地，上述的环境参数可包括热水器的进水温度和热水器所处环境的环境温度。进水温度和环境温度可分别通过设置在进水管路51上的第二温度传感器412和第一温度传感器获得。需要调整的运行状态包括热泵加热系统10和/或储水箱20的供水流量、热泵加热系统10的启停状态和/或储水箱20的供水口的开闭状态。热泵加热系统10和储水箱20的上述运行状态可通过调整电控比例阀30的第二端口B和第三端口C的开闭状态实现。

以上执行条件可以使用多种方式设定，其中一种设定方式为：其包含关于进水温度和环境温度的多个阈值范围，不同执行条件所包含的两个参数的阈值范围不同。对于执行条件的这种设定方式，将热水器所处环境的环境参数与预设的多个执行条件进行匹配包括：分别将获取到的进水温度和环境温度与预置的阈值范围分别进行比较，当热水器获取到的进水温度和环境温度落入某一执行条件包含的阈值范围内时，就可以确定该执行条件与当前环境参数匹配。

在本发明的一些实施例中，以上执行条件的另一种设定方式为：其包含判断参数的多个阈值范围，不同执行条件所包含的判断参数的阈值范围不同。对于执行条件的这种设定方式，将热水器所处的环境参数与预设的多个执行条件进行匹配包括：对进水温度和环境温度进行预设的逻辑运算得出判断参数；将运算得出的判断参数分别与不同执行条件的阈值范围进行比较，以确定出匹配的执行条件。具体地，判断参数的逻辑运算方法可以为取进水温度和环境温度的平均值或者均方值，还可以设定不同权值进行加权运算等。以上预设的逻辑运算的公式可以根据各种测试的结果总结得出，并且还可以增加其他环境参数(例如用户设定的目标用水温度、室外温度等)作为运算的变量。利用逻辑运算计算判断参数进行阈值判断的方式更加灵活，且可以对判断依据灵活进行修改。

在本发明的一些实施例中，当热水器在一个工作过程中的累计供水量超过预定值时将切换其供水模式，即切换至紧随储水箱20单独供水之后的后续供水模式。该后续供水模式可根据不同的环境参数分为以下几种模式：仅由热泵加热系统10向外供水的直热模式；由热泵加热系统10和储水箱20同时向外供水的混热模式。直热模式适用于进水温度和环境温度较高的情况，例如夏季；混热模式适用于进水温度和环境温度较低、直热模式无法满足需求的情况。进一步地，根据进水温度和环境温度较低的程度不同，混热模式又可分为第一混热模式和第二混热模式，其中当进水温度和环境温度适中时，例如春季或秋季，热水器后续的供水模式可为第一混热模式；当进水温度和环境温度很低时，例如冬季，热水器后续的供水模式可为第二混热模式。

具体地，在夏季等天气比较炎热时，热水器的进水温度及其所处环境的环境温度处于第一阈值范围内，例如进水温度大于等于15℃，环境温度大于等于20℃，此时，热水器后续的供水模式为直热模式。

图5是根据本发明一个实施例的热水器处于直热模式的水流方向示意图。根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整热泵加热系统10和/或储水箱20的运行状态包括：停止储水箱20的供水，启动热泵加热系统10，使得经由热泵加热系统10加热的水直接供向热水器的出水管路52。由于此时进水温度和环境温度均比较高，因此仅使用热泵加热系统10加热的水即可达到用户需求的用水水温。在本发明的一些实施例中，可通过打开电控三通阀30的第二端口B，使第一端口A和第二端口B连通，从而使经热泵加热系统10加热的水供给至出水管路52以向外供水。同时可通过关闭电控三通阀30的第三端口C停止储水箱20的供水，即关闭储水箱20的供水口。水流方向如图5中直线箭头所示。

在春秋季等天气比较凉爽时，热水器的进水温度及其所处环境的环境温度处于第二阈值范围内，例如进水温度大于等于9℃、小于15℃，环境温度大于等于7℃、小于20℃，此时，热水器后续的供水模式为第一混热模式。

图6是根据本发明一个实施例的热水器处于混热模式的水流方向示意图。根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整热泵加热系统10和/或储水箱20的运行状态包括：启动热泵加热系统10，并使经由热泵加热系统10加热的水和来自储水箱20中的水以第一预设流量比例混合后供向热水器的出水管路52。由于此时进水温度和环境温度均适中，仅使用热泵加热系统10加热的水可能达不到用户需要的用水水温，因此，需要储水箱20中的温度较高的水和经热泵加热系统10加热的水混合才能达到用户需要的用水水温。在本发明的一些实施例中，可通过将电控三通阀30的第二端口B打开第一预定的开度、将电控三通阀30的第三端口C打开第二预定的开度，从而使经由热泵加热系统10加热的水和来自储水箱20中的水以第一预设流量比例混合，混合后的水温可以达到用户需要的用水水温。水流方向如图6中直线箭头所示。

在冬季等天气比较寒冷时，热水器的进水温度及其所处环境的环境温度处于第三阈值范围内，例如进水温度下小于9℃，环境温度大于等于-7℃、小于7℃，此时，热水器后续的供水模式为第二混热模式。在第二混热模式下，水流的方向和第一混热模式相同，可参见图6中直线箭头所示。

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整热泵加热系统10和/或储水箱20的运行状态包括：启动热泵加热系统10，并使经由热泵加热系统10加热的水和来自储水箱20中的水以第一预设流量比例混合后供向热水器的出水管路52；启动位于热水器的出水管路52上的辅助电加热装置70，以辅助加热流经出水管路52中的水。

由于此时环境温度较低，用户用水的时间可能较长，因此，为了保证用户的用水时间，储水箱20内的高温水必须小流量使用。在本发明的一些实施例中，第二预设流量比例设置成使得经由储水箱20流出的水流量不超过经由热泵加热系统10流出的水流量的二分之一。例如，当出水管路52中的出水流量为6L/min时，经由储水箱20流出的水流量小于等于2L/min，经由热泵加热系统10流出的水流量大于等于4L/min。同时，由于此时进水温度和环境温度均比较低，经由储水箱20流出的水流量较小，储水箱20中的温度较高的水和经热泵加热系统10加热的水混合后可能达不到用户需要的用水水温，因此，需要启动出水管路52上的辅助电加热装置70才能使出水管路52中供出的水温达到用户的需求。

在本发明的一些实施例中，可通过将电控三通阀30的第二端口B打开第三预定的开度、将电控三通阀30的第三端口C打开第四预定的开度，从而使经由热泵加热系统10加热的水和来自储水箱20中的水以第二预设流量比例混合。

在本发明的一些实施例中，热水器的控制方法还包括：

当热水器处于闲置状态预定时间后，启动热水器，以向储水箱20内注水，直至达到储水箱20的储水上限值；

启动热泵加热系统10，将储水箱20内的水加热至热泵加热系统10设定的第一温度值；

判断储水箱20内的水是否达到储水箱20设定的第二温度值；

若否，则启动位于储水箱20内的电加热装置21，将储水箱20内的水加热至第二温度值。

具体地，当热水器处于闲置状态预定时间(例如20分钟)后，可判定热水器的一个工作过程结束，供水结束。此时，可启动热水器，向储水箱20内补水，以为下个工作过程做准备。

热泵加热系统10设定的第一温度值可以为热泵加热系统10能够将水加热到的最高温度，例如55℃。而储水箱20设定的第二温度值根据热水器所处环境的环境参数确定，即在不同的环境参数下，第二温度值也有所不同。例如当环境温度大于20℃时，第二温度值可为55℃；当环境温度小于20℃时，第二温度值可为75℃。当环境温度小于20℃时，一般都需要启动储水箱20内的电加热装置21。本领域技术人员应理解，在整个供水过程中，电加热装置21始终处于关闭的状态，即电加热装置21只有在热水器不供水的时候启动，从而杜绝了触电隐患。

在本发明的一些实施例中，热泵加热系统10可以为压缩式空气源热泵加热系统，其包括水流换热器110和空气换热器121，热水器的控制方法还包括：

检测空气换热器121上的结霜量是否达到预定程度；若是，则检测储水箱20内的水温是否达到化霜水温的要求；若是，则开启化霜模式；若储水箱20内的水温未达到化霜水温的要求，则开启位于储水箱20内的电加热装置21，将储水箱21内的水加热至化霜水温的要求；

将热泵加热系统10的制冷工质流路切换至以其水流换热器110作为蒸发器并且以其空气换热器121作为冷凝器的运行状态；

利用储水箱20向水流换热器110的水流换热管路供水，以吸收水流换热器110的冷量。

本发明实施例中使用空气换热器121作为另一个换热装置，在冬季环境温度较低的情况下，空气换热器121会出现结霜情况，导致换热效率下降。当检测空气热交换器121的结霜量达到一定程度以后，热水器需要进入化霜模式。化霜模式中的热量来源为储水箱20内热水的热量，化霜水温的要求可控制在30～40℃，当储水箱20内的水温未达到该温度要求时，可通过电加热装置21加热储水箱20内的水。热泵加热系统10的切换冷媒流路切换装置123使水流换热器110作为蒸发器并且使空气换热器121作为冷凝器运行，通过提高空气换热器121的温度化除其上的冰霜，此时水流换热器110的温度降低。电控比例阀30的第二端口B和第三端口C开启，水流按照顺时针方向运行，带走水流换热器110的冷量。本领域技术人员应理解，化霜模式和供水模式不能同时运行，如果用户在除霜时需要使用热水，热水器将切换至供水模式，待用户使用完后预定的时间(例如20分钟)，返回除霜模式进行除霜，并提醒用户热水器进入化霜模式。由此，可避免用户在用水时化霜引起温度波动，同时利用储水箱20内热水的热量能够加快化霜的过程。

本领域技术人员应理解，以上实施例中的温度值和时间值，仅为举例说明，并不对本实施例的热水器的控制方法进行限定，在实际使用时，以上执行条件可根据测试结果进行灵活更改。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (12)

1.一种热水器的控制方法，所述热水器包括热泵加热系统和储水箱，所述控制方法包括一个反复循环地执行的工作过程，所述工作过程包括：

接收一次或多次指示所述热水器向外供水的供水信号；

每次接收到所述供水信号时启动所述热水器的供水操作，将所述储水箱内储存的水提供给所述热水器的出水管路以向外供水，并实时检测向外供水的供水量；

当所述工作过程中向外供水的累计供水量达到预定值时，获取所述热水器所处环境的环境参数；

根据所述环境参数确定所述热水器在所述供水操作中后续的供水模式，所述供水模式预置有调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态的控制参数；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态；

所述供水模式包括由所述热泵加热系统和所述储水箱同时向外供水的第一混热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

启动所述热泵加热系统，并使经由所述热泵加热系统加热的水和来自所述储水箱中的水以第一预设流量比例混合后供向所述热水器的出水管路。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据所述环境参数确定所述热水器在所述供水操作中后续的供水模式包括：

将所述环境参数与预设的多个执行条件进行匹配，以得到与所述环境参数匹配的执行条件；

根据所述匹配的执行条件确定与其对应的供水模式。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，

所述环境参数包括：所述热水器的进水温度、所述热水器所处环境的环境温度；

所述运行状态包括：所述热泵加热系统和/或所述储水箱的供水流量、所述热泵加热系统的启停状态和/或所述储水箱的供水口的开闭状态。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，

所述执行条件包括关于参数的多个阈值范围，不同所述执行条件包含的所述阈值范围不同；

将所述环境参数与预设的多个执行条件进行匹配包括：

对所述进水温度和所述环境温度进行预设的逻辑运算得出判断参数；

将运算得出的判断参数分别与不同的所述执行条件的阈值范围进行比较，以确定出所述匹配的执行条件。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述供水模式包括仅由所述热泵加热系统向外供水的直热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

停止所述储水箱的供水，启动所述热泵加热系统，使得经由所述热泵加热系统加热的水直接供向所述热水器的出水管路。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述供水模式还包括由所述热泵加热系统和所述储水箱同时向外供水的第二混热模式；

根据所确定的供水模式中预置的控制参数调整所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态包括：

启动所述热泵加热系统，并使经由所述热泵加热系统加热的水和所述储水箱中的水以第二预设流量比例混合后供向所述热水器的出水管路；

启动位于所述热水器的出水管路上的辅助电加热装置，以辅助加热流经所述出水管路中的水。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，

所述第二预设流量比例设置成使得经由所述储水箱流出的水流量不超过经由所述热泵加热系统流出的水流量的二分之一。

8.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：

当所述热水器处于闲置状态预定时间后，启动所述热水器，以向所述储水箱内注水，直至达到所述储水箱的储水上限值；

启动所述热泵加热系统，将所述储水箱内的水加热至所述热泵加热系统设定的第一温度值；

判断所述储水箱内的水是否达到所述储水箱设定的第二温度值；

若否，则启动位于所述储水箱内的电加热装置，将所述储水箱内的水加热至所述第二温度值。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，

所述储水箱设定的第二温度值根据所述热水器所处环境的环境参数确定。

10.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述热泵加热系统为压缩式空气源热泵加热系统，其包括水流换热器和空气换热器，所述控制方法还包括：

检测所述空气换热器上的结霜量是否达到预定程度；若是，则检测所述储水箱内的水温是否达到化霜水温的要求；若是，则开启化霜模式；若所述储水箱内的水温未达到化霜水温的要求，则开启位于所述储水箱内的电加热装置，将所述储水箱内的水加热至化霜水温的要求；

将所述热泵加热系统的制冷工质流路切换至以其水流换热器作为蒸发器并且以其空气换热器作为冷凝器的运行状态；

利用所述储水箱向所述水流换热器的水流换热管路供水，以吸收所述水流换热器的冷量。

11.一种热水器，包括热泵加热系统和储水箱，所述热水器配置为使用权利要求1-10中任一项所述的控制方法对所述热泵加热系统和/或所述储水箱的运行状态进行调整。

12.根据权利要求11所述的热水器，还包括：

具有三个端口的电控比例阀，所述电控比例阀的第一端口与所述热水器的出水管路连通，所述电控比例阀的第二端口与所述热泵加热系统的水流换热器连通，所述电控比例阀的第三端口与所述储水箱的供水口连通；且

所述电控比例阀被配置为：根据所述热水器的供水量及其所处环境的环境参数调整所述电控比例阀的第二端口和第三端口的开度，以调节所述热泵加热系统和所述储水箱的供水比例。

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