CN111503889A - 循环式空气源热泵热水机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于商用空调器技术领域，旨在解决现有循环式空气源热泵热水机除霜后/补水时水箱中的水温度会降低的问题。为此，本发明提供了一种循环式空气源热泵热水机及其控制方法，该热水机包括机组和水箱，机组的出水口与水箱的进水口通过第一管路连接，机组的进水口与水箱的出水口通过第二管路连接，第二管路上连接有向水箱供水的供水管路，供水管路上设置有用于开闭供水管路的第一开闭阀，第一管路上、靠近水箱的进水口设置有第二开闭阀，第二管路上、靠近水箱的出水口设置有第三开闭阀，第一管路上设置有储水器，储水器通过第四开闭阀与第二管路连接。本发明可以使除霜后/补水时水箱中热水的温度不会产生极大波动，避免影响用户的正常使用。

Description

循环式空气源热泵热水机及其控制方法

技术领域

本发明属于商用空调器技术领域，具体提供一种循环式空气源热泵热水机及其控制方法。

背景技术

循环式空气源热泵热水机是一种利用特定的结构，吸收外界环境中的热量并以此将水加热循环的设备，由于其节能的效果被广泛使用。然而，在低温环境下，随着循环式空气源热泵热水机的运行其室外换热器可能会结霜，此时热水机进行逆循环利用水箱及管路中的热水进行除霜，除霜过程中用户不能使用水箱中的热水，并且除霜结束后水箱中的水温度会降低，降低用户使用体验，此外，热水机补水时供水管路中的水进入水箱，由于供水管路中的水温度较低，会使水箱中的水温度降低，影响用户的使用体验。

因此，本领域需要一种新的循环式空气源热泵热水机及其控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有循环式空气源热泵热水机除霜过程中用户不能使用水箱中的热水，并且除霜后/补水时水箱中的水温度会降低，影响用户的使用体验的问题，本发明提供了一种循环式空气源热泵热水机，该循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，机组的出水口与水箱的进水口通过第一管路连接，机组的进水口与水箱的出水口通过第二管路连接，第二管路上连接有向水箱供水的供水管路，供水管路上设置有用于开闭供水管路的第一开闭阀，第一管路上、靠近水箱的进水口设置有第二开闭阀，第二管路上、靠近水箱的出水口设置有第三开闭阀，第一管路上设置有储水器，储水器通过第四开闭阀与第二管路连接。

在上述循环式空气源热泵热水机的优选技术方案中，第二管路上设置有水泵。

在上述循环式空气源热泵热水机的优选技术方案中，水箱中设置有第一温度传感器，储水器中设置有第二温度传感器。

在上述循环式空气源热泵热水机的优选技术方案中，水箱中设置有水位传感器。

在上述循环式空气源热泵热水机的优选技术方案中，第一开闭阀、第二开闭阀、第三开闭阀和第四开闭阀均为电磁阀。

此外，本发明还提供了一种循环式空气源热泵热水机的控制方法，该循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，机组的出水口与水箱的进水口通过第一管路连接，机组的进水口与水箱的出水口通过第二管路连接，第二管路上连接有向水箱供水的供水管路，供水管路上设置有用于开闭供水管路的第一开闭阀，第一管路上、靠近水箱的进水口设置有第二开闭阀，第二管路上、靠近水箱的出水口设置有第三开闭阀，第一管路上设置有储水器，储水器通过第四开闭阀与第二管路连接，该控制方法包括：当循环式空气源热泵热水机除霜后或补水时，使第二开闭阀和第三开闭阀关闭并使第四开闭阀打开；获取水箱中的水温和储水器中的水温；计算水箱中的水温与储水器中的水温的差值；如果差值小于或等于预设温度值，则使第四开闭阀关闭并使第二开闭阀和第三开闭阀打开；其中，当循环式空气源热泵热水机除霜后第一开闭阀处于关闭状态，当循环式空气源热泵热水机补水时第一开闭阀处于打开状态。

在上述控制方法的优选技术方案中，该控制方法还包括：当循环式空气源热泵热水机除霜时，使第二开闭阀和第三开闭阀关闭并使第四开闭阀打开。

在上述控制方法的优选技术方案中，该控制方法还包括：获取水箱中的水位；如果水箱中的水位逐渐下降并达到设定水位，才使循环式空气源热泵热水机进行补水。

在上述控制方法的优选技术方案中，该控制方法还包括：在循环式空气源热泵热水机第一次注水时，使第一开闭阀、第二开闭阀、第三开闭阀和第四开闭阀均打开；获取水箱中的水位；如果水箱中的水位达到设定的最高水位，则使第一开闭阀关闭。

在上述控制方法的优选技术方案中，该控制方法还包括：在水箱中的水位达到设定的最高水位且使第一开闭阀关闭的同时，使第四开闭阀关闭。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，机组的出水口与水箱的进水口通过第一管路连接，机组的进水口与水箱的出水口通过第二管路连接，第二管路上连接有向水箱供水的供水管路，供水管路上设置有用于开闭供水管路的第一开闭阀，第一管路上、靠近水箱的进水口设置有第二开闭阀，第二管路上、靠近水箱的出水口设置有第三开闭阀，第一管路上设置有储水器，储水器通过第四开闭阀与第二管路连接。通过这样的设置，使得循环式空气源热泵热水机除霜时可以利用储水器中存储的热水来进行机组的除霜，并且此时可以将机组与水箱切断，从而保证水箱的温度不降低，不影响用户的正常使用，且在除霜后以及补水时，也可以将机组与水箱切断，使得水先进行小循环加热(即水在机组、储水器和第四开闭阀形成的循环回路中循环加热)，等待水温重新升高了以后再使机组与水箱连通，从而保证水箱中的热水的温度不会产生极大波动，避免影响用户的正常使用，提升用户体验。

在另一方面，本发明还提供了一种循环式空气源热泵热水机的控制方法，该循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，机组的出水口与水箱的进水口通过第一管路连接，机组的进水口与水箱的出水口通过第二管路连接，第二管路上连接有向水箱供水的供水管路，供水管路上设置有用于开闭供水管路的第一开闭阀，第一管路上、靠近水箱的进水口设置有第二开闭阀，第二管路上、靠近水箱的出水口设置有第三开闭阀，第一管路上设置有储水器，储水器通过第四开闭阀与第二管路连接，该控制方法包括：当循环式空气源热泵热水机除霜后或补水时，使第二开闭阀和第三开闭阀关闭并使第四开闭阀打开；获取水箱中的水温和储水器中的水温；计算水箱中的水温与储水器中的水温的差值；如果差值小于或等于预设温度值，则使第四开闭阀关闭并使第二开闭阀和第三开闭阀打开；其中，当循环式空气源热泵热水机除霜后第一开闭阀处于关闭状态，当循环式空气源热泵热水机补水时第一开闭阀处于打开状态，通过这样的设置，使得热水机在除霜过程中可以使第二开闭阀和第三开闭阀关闭，第四开闭阀打开，从而使储水器和机组之间形成循环回路开始除霜，在除霜过程中用户仍然可以正常使用水箱中的热水，提升用户使用体验；除霜后/补水时管路中水的温度降低，此时使第二开闭阀和第三开闭阀关闭，第四开闭阀打开，先利用机组对储水器和管路中的水进行加热，直至水箱中的水温和储水器中的水温的差值小于或等于预设温度值，即储水器中的水温与水箱中的水温接近，此时使第四开闭阀关闭并使第二开闭阀和第三开闭阀打开，使储水器中的水通过管路进入水箱，由于储水器中的水温与水箱中的水温接近，随着水的进入水箱中的水温基本保持稳定，并不会影响用户的正常使用，极大地提高了用户的使用体验。

进一步地，在循环式空气源热泵热水机第一次注水时，使第一开闭阀、第二开闭阀、第三开闭阀和第四开闭阀均打开；获取水箱中的水位；如果水箱中的水位达到设定的最高水位，则使第一开闭阀关闭，通过这样的设置，以使得水快速充满水箱，节省时间。

进一步地，在水箱中的水位达到设定的最高水位且使第一开闭阀关闭的同时，使第四开闭阀关闭，通过这样的设置，使得经过机组加热后的水只能通过储水器和第一管路进入水箱，水箱中的水只能通过第二管路进入机组，即水的流动只能形成一个单向的循环回路，提高了水的加热效率。

附图说明

图1是本发明的循环式空气源热泵热水机的局部示意图一；

图2是本发明的循环式空气源热泵热水机的局部示意图二；

图3是本发明的循环式空气源热泵热水机的控制方法的流程图。

附图标记：1、机组；101、压缩机；102、室内换热器；103、室外换热器；104、电子膨胀阀；105、四通阀；106、气液分离器；107、过滤器；2、水箱；3、第一管路；4、第二管路；5、供水管路；6、第一开闭阀；7、第二开闭阀；8、第三开闭阀；9、储水器；10、第四开闭阀；11、水泵。

具体实施方式

下面参照附图来阐述本发明的优选实施方式，首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

基于背景技术指出的现有循环式空气源热泵热水机除霜过程中用户不能使用水箱中的热水，并且除霜后/补水时水箱中的水温度会降低，影响用户的使用体验的问题，本发明提供了一种循环式空气源热泵热水机及其控制方法，旨在使循环式空气源热泵热水机进行除霜时用户仍然能够使用水箱中的热水，并且使除霜后/补水时水箱中的水基本保持原本的温度，提升用户使用体验。

具体地，如图1所示，本发明的循环式空气源热泵热水机包括机组1和水箱2，机组1的出水口与水箱2的进水口通过第一管路3连接，机组1的进水口与水箱2的出水口通过第二管路4连接，第二管路4上连接有向水箱2供水的供水管路5，供水管路5上设置有用于开闭供水管路5的第一开闭阀6，第一管路3上、靠近水箱2的进水口设置有第二开闭阀7，第二管路4上、靠近水箱2的出水口设置有第三开闭阀8，第一管路3上设置有储水器9，储水器9通过第四开闭阀10与第二管路4连接。如图2所示，该机组1包括压缩机101、室内换热器102(优选采用套管换热器)、室外换热器103、电子膨胀阀104和四通阀105，室内换热器102的进水口通过第二管路4与水箱2的出水口连接，室内换热器102的出水口通过第一管路3与水箱2的进水口连接，第一管路3和第二管路4共同形成循环管路，室内换热器102、循环管路和水箱2构成水循环回路，室内换热器102、压缩机101、室外换热器103、电子膨胀阀104和四通阀105构成冷媒循环回路，继续参见图2，室外换热器103通过蒸发吸热以与空气进行热交换来提高冷媒循环回路中的冷媒温度，室内换热器102通过冷凝放热以使冷媒循环回路中冷媒的热量传输给水循环回路中的水来使水循环回路中的水的温度升高，进而实现水箱2中水温满足用户的需求温度。具体冷媒流向为室内换热器102→电子膨胀阀104→室外换热器103→四通阀105→压缩机101→四通阀105→室内换热器102，压缩机101的上游侧可以设置气液分离器106，电子膨胀阀104的上下游侧均可以设置过滤器107。供水管路5的一端与第二管路4连接，另一端可以与水龙头连接，还可以与供水箱连接，或者与其他能够为第二管路4供水的结构连接，第二开闭阀7的设置位置位于储水器9和水箱2之间，第三开闭阀8的设置位置位于第四开闭阀10与第二管路4的连接点和水箱2之间，供水管路5与第二管路4的连接点的设置位置位于第四开闭阀10与第二管路4的连接点和机组1之间，以使得供水管路5能够将水流入机组1以供机组1加热。本领域技术人员可以灵活设置储水器9的形状，例如，储水器9可以设置为方形，也可以设置为柱形，还可以设置为不规则形状，或者设置为其他形状，只要储水器9能够设置在热水机中即可，本领域技术人员可以灵活设置储水器9的容量，例如，储水器9中的水可以一次完成水箱2的补水操作，也可以分多次完成水箱2的补水操作，只要储水器9中的水能够完成除霜操作即可，本领域技术人员可以灵活设置储水器9的数量，例如，储水器9的数量可以设置为一个，也可以设置为多个。

需要说明的是，当第二开闭阀7和第三开闭阀8关闭时，机组1与水箱2切断，当第二开闭阀7和第三开闭阀8打开时，机组1与水箱2连通。

优选地，如图1所示，第二管路4上设置有水泵11，以将第二管路4中的水泵入机组1。

优选地，水箱2中设置有第一温度传感器，储水器9中设置有第二温度传感器，第一温度传感器可以检测水箱2中的水温，第二温度传感器可以检测储水器9中的水温。

优选地，水箱2中设置有水位传感器，以检测水箱2中的水位。

本领域技术人员可以灵活设置第一开闭阀6、第二开闭阀7、第三开闭阀8和第四开闭阀10的具体结构，在一种可能的实施方式中，第一开闭阀6、第二开闭阀7、第三开闭阀8和第四开闭阀10均为电磁阀，通过电磁的方式实现阀门的打开/关闭，当然，第一开闭阀6、第二开闭阀7、第三开闭阀8和第四开闭阀10还可以为其他能够实现阀门打开/关闭的结构。

此外，本发明还提供了一种循环式空气源热泵热水机的控制方法，如图1所示，该循环式空气源热泵热水机包括机组1和水箱2，机组1的出水口与水箱2的进水口通过第一管路3连接，机组1的进水口与水箱2的出水口通过第二管路4连接，第二管路4上连接有向水箱2供水的供水管路5，供水管路5上设置有用于开闭供水管路5的第一开闭阀6，第一管路3上、靠近水箱2的进水口设置有第二开闭阀7，第二管路4上、靠近水箱2的出水口设置有第三开闭阀8，第一管路3上设置有储水器9，储水器9通过第四开闭阀10与第二管路4连接，如图3所示，该控制方法包括：当循环式空气源热泵热水机除霜后或补水时，使第二开闭阀7和第三开闭阀8关闭并使第四开闭阀10打开；获取水箱2中的水温和储水器9中的水温；计算水箱2中的水温与储水器9中的水温的差值；如果差值小于或等于预设温度值，则使第四开闭阀10关闭并使第二开闭阀7和第三开闭阀8打开；其中，当循环式空气源热泵热水机除霜后第一开闭阀6处于关闭状态，当循环式空气源热泵热水机补水时第一开闭阀6处于打开状态。当循环式空气源热泵热水机除霜后，机组1和储水器9中的水温比较低，使第二开闭阀7和第三开闭阀8关闭并使第四开闭阀10打开，即关闭机组1、储水器9与水箱2之间的水循环，只运行储水器9和机组1之间的水循环，使机组1和储水器9中的水温不断升高；获取水箱2中的水温和储水器9中的水温；计算水箱2中的水温与储水器9中的水温的差值；如果差值大于预设温度值，则继续运行储水器9和机组1之间的水循环进行加热，如果差值小于或等于预设温度值，即可视为储水器9中的水温已接近水箱2中的水温，则使第四开闭阀10关闭并使第二开闭阀7和第三开闭阀8打开，即关闭储水器9和机组1之间的水循环，运行机组1、储水器9与水箱2之间的水循环；在该过程中，第一开闭阀6处于关闭状态，即不进行补水操作。当循环式空气源热泵热水机补水时，补水的水温会使水箱2中的水温降低，使第二开闭阀7和第三开闭阀8关闭并使第四开闭阀10打开，即关闭机组1、储水器9与水箱2之间的水循环，只运行储水器9和机组1之间的水循环，使机组1和储水器9中的水温不断升高；获取水箱2中的水温和储水器9中的水温；计算水箱2中的水温与储水器9中的水温的差值；如果差值大于预设温度值，则继续运行储水器9和机组1之间的水循环进行加热，如果差值小于或等于预设温度值，即可视为储水器9中的水温已接近水箱2中的水温，则使第四开闭阀10关闭并使第二开闭阀7和第三开闭阀8打开，即关闭储水器9和机组1之间的水循环，运行机组1、储水器9与水箱2之间的水循环；在该过程中，第一开闭阀6处于打开状态，即进行补水操作。

需要说明的是，上述的预设温度值本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置，例如，预设温度可以设置为2℃，也可以设置为3℃，还可以设置为其他温度值，只要该预设温度值能够使储水器9中的水温接近水箱2中的水温即可，以使得储水器9中的水进入水箱2中时水箱2中的水温基本保持稳定，并不会影响用户的正常使用，这种对预设温度值的具体调整和改变，并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。此外，补水时热水机可通过一次储水器9热循环对水箱2进行补水，也可以通过多次储水器9热循环对水箱2进行补水。

优选地，该控制方法还包括：当循环式空气源热泵热水机除霜时，使第二开闭阀7和第三开闭阀8关闭并使第四开闭阀10打开，即关闭机组1、储水器9与水箱2之间的水循环，只运行储水器9和机组1之间的水循环，利用储水器9和管路中的热水对机组1进行除霜，在除霜过程中用户仍然可以正常使用水箱2中的热水，提升用户使用体验。

优选地，该控制方法还包括：获取水箱2中的水位；如果水箱2中的水位逐渐下降并达到设定水位，才使循环式空气源热泵热水机进行补水，如果水箱2中的水位并未达到设定水位，则继续运行机组1、储水器9与水箱2之间的水循环。本领域技术人员可以根据实际需要灵活设置设定水位，例如，设定水位可以设置为水箱2中的水量为一半的位置，还可以设置为水箱2中的水量为三分之一的位置，或者设置为其他位置，这种对设定水位的具体调整和改变，并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，该控制方法还包括：在循环式空气源热泵热水机第一次注水时，使第一开闭阀6、第二开闭阀7、第三开闭阀8和第四开闭阀10均打开；获取水箱2中的水位；如果水箱2中的水位达到设定的最高水位，则使第一开闭阀6关闭，如果水箱2中的水位并未达到设定的最高水位，则使第一开闭阀6打开，以使得水快速充满水箱2。本领域技术人员可以根据实际需要灵活设置设定的最高水位，例如，设定的最高水位可以是水箱2中水满时的水位，也可以是水箱2中水接近满时的水位，或者是其他水位，这种对设定的最高水位的具体调整和改变，并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，该控制方法还包括：在水箱2中的水位达到设定的最高水位且使第一开闭阀6关闭的同时，使第四开闭阀10关闭，只运行机组1、储水器9与水箱2之间的水循环，经过机组1加热后的水只能通过储水器9和第一管路3进入水箱2，水箱2中的水只能通过第二管路4进入机组1，即水的流动只能形成一个单向的循环回路，提高了水的加热效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环式空气源热泵热水机，其特征在于，所述循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，所述机组的出水口与所述水箱的进水口通过第一管路连接，所述机组的进水口与所述水箱的出水口通过第二管路连接，所述第二管路上连接有向所述水箱供水的供水管路，所述供水管路上设置有用于开闭所述供水管路的第一开闭阀，所述第一管路上、靠近所述水箱的进水口设置有第二开闭阀，所述第二管路上、靠近所述水箱的出水口设置有第三开闭阀，

所述第一管路上设置有储水器，所述储水器通过第四开闭阀与所述第二管路连接。

2.根据权利要求1所述的循环式空气源热泵热水机，其特征在于，所述第二管路上设置有水泵。

3.根据权利要求1所述的循环式空气源热泵热水机，其特征在于，所述水箱中设置有第一温度传感器，所述储水器中设置有第二温度传感器。

4.根据权利要求1所述的循环式空气源热泵热水机，其特征在于，所述水箱中设置有水位传感器。

5.根据权利要求1所述的循环式空气源热泵热水机，其特征在于，所述第一开闭阀、所述第二开闭阀、所述第三开闭阀和所述第四开闭阀均为电磁阀。

6.一种循环式空气源热泵热水机的控制方法，其特征在于，所述循环式空气源热泵热水机包括机组和水箱，所述机组的出水口与所述水箱的进水口通过第一管路连接，所述机组的进水口与所述水箱的出水口通过第二管路连接，所述第二管路上连接有向所述水箱供水的供水管路，所述供水管路上设置有用于开闭所述供水管路的第一开闭阀，所述第一管路上、靠近所述水箱的进水口设置有第二开闭阀，所述第二管路上、靠近所述水箱的出水口设置有第三开闭阀，所述第一管路上设置有储水器，所述储水器通过第四开闭阀与所述第二管路连接，

所述控制方法包括：

当所述循环式空气源热泵热水机除霜后或补水时，使所述第二开闭阀和所述第三开闭阀关闭并使所述第四开闭阀打开；

获取所述水箱中的水温和所述储水器中的水温；

计算所述水箱中的水温与所述储水器中的水温的差值；

如果所述差值小于或等于预设温度值，则使所述第四开闭阀关闭并使所述第二开闭阀和所述第三开闭阀打开；

其中，当所述循环式空气源热泵热水机除霜后所述第一开闭阀处于关闭状态，当所述循环式空气源热泵热水机补水时所述第一开闭阀处于打开状态。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述循环式空气源热泵热水机除霜时，使所述第二开闭阀和所述第三开闭阀关闭并使所述第四开闭阀打开。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取所述水箱中的水位；

如果所述水箱中的水位逐渐下降并达到设定水位，才使所述循环式空气源热泵热水机进行补水。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述循环式空气源热泵热水机第一次注水时，使所述第一开闭阀、所述第二开闭阀、所述第三开闭阀和所述第四开闭阀均打开；

获取所述水箱中的水位；

如果所述水箱中的水位达到设定的最高水位，则使所述第一开闭阀关闭。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述水箱中的水位达到设定的最高水位且使所述第一开闭阀关闭的同时，使所述第四开闭阀关闭。

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