CN112033003A - 热泵热水器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种热泵热水器的控制方法。本发明旨在解决现有热泵热水器受水箱上部高温水影响，冷凝器的温度较高，换热效率差的问题。本发明热泵热水器包括沿水箱上下设置的第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器的冷媒出口与第二冷凝器的冷媒进口通过第一冷媒支管连接，且第一冷媒支管上设置有调节阀，第二冷凝器的冷媒进口还通过第二冷媒支管与冷媒总管连接，且第二冷媒支管上设置有开关阀。控制器分别与调节阀、开关阀通信连接，用于在分层加热模式下控制开关阀打开，控制调节阀开度减小至20～30B，使得冷媒总管的冷媒通过第二冷媒支管进入第二冷凝器，实现对水箱内部水的分层加热，提高换热效率。

Description

热泵热水器的控制方法

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种热泵热水器的控制方法。

背景技术

热泵热水器是一种利用冷媒将空气中的低温热能吸收来传递给水箱以制取热水的装置，因具有节能、高环保等优点，而被日渐推广。

由于水的密度随着水温升高而变小，热泵热水器水箱上部的水温高于水箱下部的水温，用户在用水时，水箱下部进入冷水，冷水将水箱上部的热水从出水口排出，水箱中的水温出现分层的情况。通常地，在水箱高度的1/2或者1/3处设置温度检测器，当温度检测器检测的温度低于预设值时，热泵热水器启动对水箱内的水进行加热。

但是，受水箱上部高温水影响，冷凝器的温度较高，换热效率差，且影响冷凝器的性能和寿命。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有热泵热水器受水箱上部高温水影响，冷凝器的温度较高，换热效率差的问题，本发明提供了一种热泵热水器的控制方法。

所述热泵热水器包括：水箱、蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器以及控制器；所述水箱沿高度方向分成第一加热区域和第二加热区域，且所述第一冷凝器包覆在所述第一加热区域外侧，所述第二冷凝器包覆在所述第二加热区域外侧；所述第一冷凝器的冷媒进口与所述压缩机的冷媒出口连接，所述第一冷凝器的冷媒出口通过第一冷媒支管与所述第二冷凝器的冷媒进口连接；且所述第二冷凝器的冷媒进口还通过第二冷媒支管与所述蒸发器的冷媒出口连接，所述第二冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口连接；所述第一冷媒支管上安装有调节阀，所述第二冷媒支管上安装有开关阀，所述控制器分别与所述开关、所述调节阀通信连接；所述热泵热水器的控制方法包括：所述控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，按照所述分层加热模式控制所述调节阀的开度减小到20～30B，以及所述开关阀打开。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，所述分层加热模式包括：获取所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温；所述控制器根据所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差控制所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，当所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差大于第一预设温度时，所述控制器控制所述调节阀的开度减小到20～30B，以及所述开关阀打开。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，所述控制器还响应于快速加热指令启动快速加热模式，按照所述快速加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，所述快速加热模式包括：获取所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度；所述控制器根据所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值控制所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，当所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值大于目标换热温差时，所述控制器控制所述调节阀调大开度，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态；当所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值小于或者等于所述目标换热温差时，所述控制器控制所述调节阀调小开度，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，在按照所述快速加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态之前，还包括：所述控制器控制所述调节阀调整开度至200～400B，并保持预设时间。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，所述控制器还响应于全胆加热指令启动全胆加热模式，按照所述全胆加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，所述全胆加热模式包括：获取所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温；所述控制器根据所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

在上述热泵热水器的控制方法的可选技术方案中，当所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差小于或者等于第一预设温度时，所述控制器控制所述调节阀的开度调大，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的热泵热水器包括水箱、蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器以及控制器；水箱沿高度方向分成第一加热区域和第二加热区域，且第一冷凝器包覆在第一加热区域外侧，第二冷凝器包覆在第二加热区域外侧；第一冷凝器的冷媒进口与压缩机的冷媒出口连接，第一冷凝器的冷媒出口通过第一冷媒支管与第二冷凝器的冷媒进口连接；且第二冷凝器的冷媒进口还通过第二冷媒支管与蒸发器的冷媒出口连接，第二冷凝器的冷媒出口与蒸发器的冷媒进口连接；第一冷媒支管上安装有调节阀，第二冷媒支管上安装有开关阀，控制器分别与开关、调节阀通信连接。本发明的热泵热水器的控制方法包括控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，按照分层加热模式控制调节阀的开度减小到20～30B，以及开关阀打开。通过上述设置，在分层加热模式下，仅对水箱的第二加热区域进行加热，提高换热效率，进而提高冷凝器的性能和寿命。

附图说明

下面参照附图来描述本发明热泵热水器的控制方法。附图为：

图1是本发明实施例的热泵热水器的原理示意图；

图2是本发明实施例的热泵热水器的水箱及换热装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的热泵热水器的温度检测装置的安装位置示意图；

图4是本发明实施例的热泵热水器的换热装置的结构示意图；

图5是本发明实施例的热泵热水器的控制方法的流程图。

附图中：

1、水箱；10、中桶；11：第一测温装置；12：第二测温装置；13、封头；20：换热装置；201、第一集流管；202、第二集流管；203、微通道扁管；204、隔断板；205、第一分隔板；206、第二分隔板；207、固定管；21、第一冷凝器；22、第二冷凝器；30、冷媒总管；31、第一冷媒支管；311：调节阀；32、第二冷媒支管；321、开关阀；33、第三冷媒支管；34、冷媒回流管；35、感温装置；4、蒸发器；5、压缩机；6、四通阀；7、主膨胀阀；8、风机。

具体实施方式

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。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“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构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，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“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。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。

热泵热水器包括水箱、蒸发器、压缩机、主膨胀阀以及冷凝器，主膨胀阀设置在冷凝器与蒸发器之间。热泵热水器工作时，蒸发器吸收周围环境中的热量，使得处于蒸发器处的液态冷媒气化变成低温低压的气体；然后，低温低压的冷媒流至压缩机被压缩成高温高压的气体；高温高压的冷媒进入水箱的冷凝器处进行冷凝放热，使得水箱内的水升温加热，同时，释放热量后的冷媒变成中温高压的液体；之后，中温高压的冷媒在主膨胀阀的作用下变成低温低压的气液两相状态，再流回到蒸发器处吸热气化，周而复始，实现制取热水。

由于水的密度随着水温升高而变小，热泵热水器水箱上部的水温高于水箱下部的水温，用户在用水时，水箱下部进入冷水，冷水将水箱上部的热水从出水口排出，水箱中的水温出现分层的情况。通常地，在水箱高度的1/2或者1/3处设置温度检测器，当温度检测器检测的温度低于预设值时，热泵热水器启动对水箱内的水进行加热。但是，受水箱上部高温水影响，冷凝器的温度较高，换热效率差；并且，当用户的用水量较小时，用户等待水加热的时间较长。

有鉴于此，本发明提供一种热泵热水器的控制方法，热泵热水器包括蒸发器、压缩机、水箱以及控制器，沿水箱的高度方向设置两个冷凝器，控制器通过控制进入上下两个冷凝器的冷媒量，控制实现水箱的分层加热、全胆加热以及快速加热，提高热泵热水器的换热效率。

下面结合上述热泵热水器阐述本发明的热泵热水器的控制方法优选技术方案。

首先参阅图1至图4，图1是本发明实施例的热泵热水器的原理示意图；图2是本发明实施例的热泵热水器的水箱及换热装置的结构示意图；图3是本发明实施例的热泵热水器的温度检测装置的安装位置示意图；图4是本发明实施例的热泵热水器的换热装置的结构示。

如图1至图4所示，本发明提供一种热泵热水器，包括：水箱1、蒸发器4、压缩机5、第一冷凝器21、第二冷凝器22以及控制器，水箱1沿高度方向分成第一加热区域和第二加热区域，且第一冷凝器21包覆在第一加热区域外侧，第二冷凝器22包覆在第二加热区域外侧；第一冷凝器21的冷媒进口与压缩机5的冷媒出口连接，第一冷凝器21的冷媒出口通过第一冷媒支管31与第二冷凝器22的冷媒进口连接；且第二冷凝器22的冷媒进口还通过第二冷媒支管32与压缩机5的冷媒出口连接，第二冷凝器22的冷媒出口与蒸发器4的冷媒进口连接。第一冷媒支管31上安装有调节阀311，第二冷媒支管32上安装有开关阀321，控制器分别与开关阀321、调节阀311通信连接。本发明的热泵热水器的控制方法包括控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，安装分层加热模式控制调节阀311的开度减小到20～30B，以及开关阀321打开。

参照图1，本实施例的热泵热水器的冷媒管路将蒸发器4、压缩机5及冷凝器依次连接起来，以构成供冷媒循环流动的热泵回路。本实施例的热泵热水器还包括四通阀6、风机8、以及主膨胀阀7，风机8设置在蒸发器4附近。冷凝器的冷媒出口与蒸发器4的冷媒进口之间的冷媒回流管34上设有主膨胀阀7，该主膨胀阀7用于调节冷媒的流量。四通阀6的四个端口分别与压缩机5的进出端口、蒸发器4的出口以及冷媒总管30连通。

本实施例的热泵热水器还包括供水装置，供水装置与设置在水箱1底端的进水口连通，以向水箱1内供水，避免水箱1内的水耗尽；水箱1的顶端设有与外界连通的出水口，进而将热水从顶端导出到水箱1外，以供用户使用。

可以理解的是，加热区域根据冷凝器在水箱1内所处的区域进行划分，例如，沿水箱1的高度方向依次设置两个冷凝器，则水箱1被分成两个加热区域。当然，沿水箱1的高度方向依次设置三个冷凝器，则水箱1被分成三个加热区域。虽然本发明以水箱1分成两个加热区域为例进行说明，但并不以此为限，水箱1分成三个及三个以上的加热区域，其加热模式原理与本发明实施例相同。

在一些示例中，第一冷凝器21通过第三冷媒支管33与冷媒总管30连接。此时，第三冷媒支管33上没有设置控制阀。在分层加热模式下，控制调节阀开度减小至0～5B，可以使得冷媒总管30内冷媒以较小的流量进入第一冷凝器21，绝大部分的冷媒进入第二冷凝器22，对第二加热区域进行加热。如此可以避免冷媒不断在第一冷凝器21内存储，由高温高压气体换热形成低温高压液体，而升高第一冷凝器21内的压力，影响第一冷凝器21的寿命。

在另一些示例中，第一冷凝器21通过第三冷媒支管33与冷媒总管30连接，且第三冷媒支管33上安装有电磁开关阀。在分层加热模式下，控制器控制电磁开关阀关闭，避免冷媒进入第一冷凝器21，使得冷凝总管30内的冷媒均经过第二冷凝器22，对水箱1的第二加热区域进行加热。

需要理解的是，在本发明实施例中，开关阀321可以是电磁截止阀、电磁截止阀等，以控制第二冷媒支管32内冷媒的流通和截断。调节阀311用于调整第一冷媒支管31的冷媒流量，例如，调节阀311可以是膨胀阀。

本实施例的热泵热水器还包括控制器，控制器分别与开关阀321和调节阀311通信连接，在分层加热模式下，控制调节阀311开度调整至0～5B，开关阀321打开，以使冷媒总管30大部分的高温高压冷媒经过第二冷媒支管32进入第二冷凝器22，通过与水箱1第二加热区域内的水换热从而加热第二区域内的水，充分对水箱1下部的水进行加热，提高换热效率，进而提高冷凝器的性能和寿命。

在热泵热水器启动之后，控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，可以理解为，根据预设控制策略，热泵热水器启动的同时，启动分层加热模式；或者，根据用户的输入的分层加热指令启动分层加热模式。

参照图5，其中图5是本发明实施例的热泵热水器的控制方法的流程图。可选地，分层加热模式包括：获取第一加热区域水温和第二加热区域水温，控制器根据第一加热区域水温和第二加热区域水温的温差控制调节阀311的开度以及开关阀321的开闭。

通过上述设置，控制器根据第一加热区域和第二加热区域的水温控制调节阀311的开度以及开关阀321的开闭，可以实时根据温度进行调节，进一步提高热泵热水器的运行效率。

在一种具体地实现方式中，控制器根据温度检测装置反馈的水温调节开关阀321和调节阀311的工作状态。具体地，参照图2和图3，第一加热区域内设置有用于测量第一加热区域水温T1的第一测温装置11，第二加热区域内设置有用于测量第二加热区域水温T2的第二测温装置12，第一测温装置11和第二测温装置12均与控制器通信连接；控制器响应于第一测温装置11和第二测温装置12所测量的温度差值与第一预设温度t0的第一差值，控制开关阀321的开闭以及调节阀311的开度。

也就是说，控制器根据第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值与第一预设温度t0的大小关系控制开关阀321的开闭以及调节阀311的开度。

通过上述设置，利用第一差值，可以判断水箱1的第一加热区域和第二加热区域之间的水温差异，进而调节开关阀321的开闭以及调节阀311的开度，使得热泵热水器的整个系统的运行状态达到最佳，以提高系统效率。

具体地，当第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值大于第一预设温度t0时，控制器控制调节阀311的开度减小至0～5B，控制开关阀321打开，以使冷媒总管30内大部分的冷媒进入第二冷凝器22，对第二加热区域内的水进行加热。也就是说，当T1-T2>t0时，控制器控制调节阀311的开度减小至0～5B，控制开关阀321打开。换句话说，第一加热区域高于第二加热区域的水温差超过第一预设温度t0，进而控制热泵热水器对第二加热区域进行加热，如此实现分层加热，提高换热效率。

在热泵热水器启动之后，控制器响应于全胆加热指令启动全胆加热模式，按照全胆加热模式控制调节阀311的开度调大，并将开关阀321由打开状态调整为关闭状态。在全胆加热模式下，调节阀311的开度可以调整为最大值。可以理解为，根据预设控制策略，热泵热水器启动的同时，启动全胆加热模式；或者，根据用户的输入的全胆加热指令启动全胆加热模式。

可选地，全胆加热模式包括：获取第一加热区域水温和第二加热区域水温，控制器根据第一加热区域水温和第二加热区域水温的温差控制调节阀311的开度以及开关阀321的开闭。

通过上述设置，控制器根据第一加热区域和第二加热区域的水温控制调节阀311的开度以及开关阀321的开闭，可以实时根据温度进行调节，进一步提高热泵热水器的运行效率。

在一种具体地实现方式中，控制器根据温度检测装置反馈的水温调节开关阀321和调节阀311的工作状态。具体地，参照图2和图3，第一加热区域内设置有用于测量第一加热区域水温T1的第一测温装置11，第二加热区域内设置有用于测量第二加热区域水温T2的第二测温装置12，第一测温装置11和第二测温装置12均与控制器通信连接；控制器响应于第一测温装置11和第二测温装置12所测量的温度差值与第一预设温度t0的第一差值，控制开关阀321的开闭以及调节阀311的开度。

也就是说，控制器根据第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值与第一预设温度t0的大小关系控制开关阀321的开闭以及调节阀311的开度。

通过上述设置，利用第一差值，可以判断水箱1的第一加热区域和第二加热区域之间的水温差异，进而调节开关阀321的开闭以及调节阀311的开度，使得热泵热水器的整个系统的运行状态达到最佳，以提高系统效率。

具体地，当第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值小于或者等于第一预设温度t0时，控制器控制调节阀311的开度调大，控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态，以使冷媒总管30内的冷媒先进入第一冷凝器21，再通过第一冷媒支管31进入第二冷凝器22，分别对第一加热区域和第二加热区域内的水进行加热，即，对水箱1进行全胆加热。也就是说，当T1-T2≤t0时，控制器控制调节阀311的开度调大，控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态。换句话说，第一加热区域内的水温与第二加热区域内的水温差值小于或者等于第一预设温度t0时，进而控制热泵热水器对水箱进行全胆加热，如此实现全胆加热，提高换热效率。

可以理解的是，第一预设温度t0可以根据实际情况在控制程序中设定，例如，第一预设温度t0为10℃。也就是说，当第一加热区域的水温与第二加热区域的水温差超过10℃时，控制热泵热水器分层加热，当第一加热区域的水温与第二加热区域的水温差小于或者等于10℃时，控制热泵热水器全胆加热，如此以提高冷凝器的换热效率，提高热泵热水器的运行效率。

在此需要说明的是，在热泵热水器开启时，控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式和响应于全胆加热指令启动全胆加热模式不分先后，也就是说，控制器可以先执行全胆加热模式，控制器也可以先执行分层加热模式。当控制器先执行全胆加热模式时，控制调节阀311的开度调大，控制开关阀321保持关闭状态；在此基础上执行分层加热模式时，控制调节阀311的开度减小至20～30B，并控制开关阀321由关闭状态调整至打开状态。

在一种具体地实现方式中，第一冷凝器21和第二冷凝器22包覆水箱1的高度范围为水箱1的中桶10高度的2/3～4/5。

首先，热泵热水器的水箱1包括中桶10以及设置在中桶10两端的两个封头13，中桶10为两端开口的桶状结构，两个封头13分别焊接在中桶10的两端，如此形成封闭的储水空间。参照图2，中桶10的高度为H。

其次，在本实现方式中，第一冷凝器21和第二冷凝器22包覆水箱1的高度范围为水箱1的中桶10高度的2/3～4/5，避免第一冷凝器21和第二冷凝器22的换热面积过小而影响换热效率，避免第一冷凝器21和第二冷凝器22的换热面积过大，导致成本高、安装不便问题。

在一些示例中，第二冷凝器22的高度H2为水箱1的中桶10高度H的1/2，也就是说，第二冷凝器22包覆中桶10的一半高度，如此充分对第二加热区域内的水进行加热，提供足够多的储备热水。可以理解的是，中桶10与封头13焊接区域不便于安装冷凝器22，可选地，第二冷凝器22距离中桶10底端具有预设距离，以避开焊接区域，该预设距离可以是20mm。

在一些示例中，第一冷凝器21的高度H1为第二冷凝器22高度H2的1/3～1/2，且第一冷凝器21和第二冷凝器22之间具有预设间隔H0。

在实际应用过程中，第一冷凝器21的高度H1可以根据至少满足一人用水量进行换算，例如，以单人用60L的40℃热水的体积计算第一加热区域的高度，进而获取第一冷凝器21的高度H1。

可以理解的是，第一冷凝器21的高度H1、第二冷凝器22的高度H2以及预设间隔H0的三者之和为第一冷凝器21和第二冷凝器22包覆水箱1的高度。

通过上述设置，第一冷凝器21和第二冷凝器22不同的高度范围，且第一冷凝器21的高度H1小于第二冷凝器22的高度H2，也就是说，第一加热区域的水量小于第二加热区域的水量，既可以使得快速加热的水量少，实现快速加热，还可以对水箱1内底部的大量水进行余热，提供充足的储备热水。并且第一冷凝器21和第二冷凝器22之间具有预设间隔H0，避免第一冷凝器21和第二冷凝器22之间相互影响而影响换热效率。

在一种可能的实现方式中，参照图3，第一测温装置11安装在水箱1的第一位置，第一位置位于第一冷凝器21高度H1的1/3～2/5范围内。也就是说，第一测温装置11安装在水箱1的外侧，且第一测温装置11位于第一冷凝器21高度H1的1/3～2/5。换句话说，第一测温装置11安装于第一冷凝器21从其低端往上的1/3～2/5高度H1范围内。

由于冷媒从第一冷凝器21上端向其下端流通，第一加热区域从其上端至低端的水温有逐渐减小的趋势，通过如此设置，使得第一测温装置11位于第一冷凝器21的下半部分，以此表征第一加热区域内的水温，提高第一加热区域内水温测量的准确性。

在一种可能的实现方式中，第二测温装置12安装在水箱1的第二位置，第二位置位于第二冷凝器21高度H2的1/2～2/3范围内。也就是说，第二测温装置12安装在水箱1的外侧，且第二测温装置12位于第二冷凝器22高度H2的1/2～2/3。换句话说，第二测温装置12安装于第二冷凝器22从其低端往上的1/2～2/3高度H2范围内。

通过如此设置，使得第二测温装置12位于第二冷凝器22的上班部分，以此表征第二加热区域内的水温，提高第二加热区域内试问测量的准确性。

在其中一种可能的实现方式中，控制器还用于在快速加热模式下控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态、调节阀311调大开度。

具体地，控制器还响应于快速加热指令启动快速加热模式，按照快速加热模式控制调节阀311的开度调大，并将开关阀321由打开状态调整为关闭状态。

控制器响应于快速加热指令启动快速加热模式，可理解为，根据预设控制策略，热泵热水器启动的同时，启动快速加热模式；或者，在用户急需使用热水时，根据用户输入的快速加热指令启动快速加热模式。

例如，结合图5，当前热泵热水器处于全胆加热模式，开关阀321关闭、调节阀311调节其开度处于最大开度。当热泵热水器收到快速加热指令后，启动快速加热模式，控制器控制开关阀321保持关闭状态，并控制调节阀311开度调节至预设开度，或者根据温度检测装置反馈的温度控制调节阀311的开度。

再例如，结合图5，当前热泵热水器处于分层加热模式，开关阀321处于打开状态，调节阀311的开度调节至20～30B状态。当热泵热水器收到快速加热指令后，启动快速加热模式，控制器控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态，并控制调节阀311开度调节至预设开度，或者根据温度检测装置反馈的温度控制调节阀311的开度。

又例如，在打开热泵热水器时，热泵热水器接收到快速加热指令，即可启动快速加热模式，控制器控制开关阀321由关闭状态调整为关闭状态，并控制调节阀311开度调节至预设开度，或者根据温度检测装置反馈的温度控制调节阀311的开度。

也就是说，在热泵热水器任意工作状态下，都可在其接收到快速加热指令后启动快速加热模式，对第一加热区域内的水进行快速加热，以满足用户快速用水的需求，进而提高用户体验度。

在一种示例中，快速加热模式包括：获取第一加热区域的水温T1和第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度Tc；控制器根据第一加热区域的水温T1和第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度Tc的差值控制调节阀311的开度以及开关阀21的开闭。

也就是时候，控制器根据第一加热区域的水温T1和第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度Tc的第二差值与目标换热温差Te的大小关系控制控制调节阀311的开度以及开关阀21的开闭。

通过上述设置，利用第二差值，可以判断水箱1的第一加热区域水温T1和第一冷凝器21冷凝温度Tc的差异，进而控制调节阀311的开度以及开关阀21的开闭，使得对第一加热区域的水进行快速加热，提高热泵热水器的换热效率。

具体的，当第一加热区域的水温T1和第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度Tc的差值大于目标换热温差Te时，控制器控制调节阀311调大开度，并控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态；当第一加热区域的水温T1和第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度Tc的差值小于或者等于目标换热温差Te时，控制器控制调节阀311调小开度，并控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态。

也就是说，Tc-T1>Te时，控制器控制调节阀311调大开度，并控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态；Tc-T1≤Te时，控制器控制调节阀311调小开度，并控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态，如此以使得第一加热区域加热速度快，以实现快速加热。而且，当用户的热水需水量较少时，不会因对整个水箱1的水进行加热而导致热水过多所造成的能源浪费。

调节阀311的开度根据以下PID控制，具体的，Pi+1＝Pi+ΔP，其中，Pi+1为下一次调节阀311的步数，单位B；Pi为当前调节阀311的所处步数，单位B；ΔP为调节阀311的目标调阀步数，单位B。并且，ΔP＝(Tc-T1)-Δt，其中，Tc为第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度，单位℃；T1为第一加热区域内的水温，单位℃；Δt为目标换热温差，见表1，单位℃；Te为环境温度，单位℃。

表1目标换热温差Δt

当然，上述表格1仅是示例性给出目标换热温差Δt，但并不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际情况设置目标换热温差Δt。可选地，本领域技术人员可以根据程序设置每隔60～90s根据温度调整调节阀311的开度。

在启动快速加热模式之前，即在按照快速加热模式控制调节阀的开度调大，并将开关阀由打开状态调整为关闭状态之前，还包括：控制器控制调节阀311调整开度至200～400B，并保持预设时间。

通过上述设置，使得调节阀311的开度大约位置中间范围内，方便调节阀311的开度的大小调整。并在该开度保持预设时间的目的使得热泵热水器的冷媒可以在其管路内大约循环一周，可以使得第加热区域的水温和第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度存在变化时间，提高温度测量的准确度，进而提高热泵热水器的换热效率。

为了实现对第一冷凝器21的冷媒出口的冷凝温度的测量，继续参照图3，在第一冷凝器21的出口设置有用于测量冷媒温度的感温装置35，感温装置35与控制器通信连接，以使控制器响应于感温装置35和第一测温装置11测量得到的温度之间侧差值与目标换热温差的第二差值，控制所有的开关阀321关闭、调节阀311调节其开度，实现第一加热区域的快速加热。其中，感温装置35可以为温度传感器，感温装置35也可以为本领域中其他的温度测量装置。

参照图1至图4，在一些示例中，热泵热水器还包括换热装置20，换热装置20包括第一集流管201、第二集流管202以及若干微通道扁管203，第一集流管201和第二集流管202相对间隔设置，且微通道扁管203的两端分别与第一集流管201和第二集流管202连接，且若干微通道扁管203均沿第一集流管201的长度方向设置；第一集流管201和第二集流管202内分别设置一个隔断板204且两个隔断板204相对，隔断板204以上部分的第一集流管201、第二集流管202以及微通道扁管203形成第一冷凝器21，隔断板204以下部分的第一集流管201、第二集流管202以及微通道扁管203形成第二冷凝器22。

具体参照图2和图4，换热装置20的第一集流管201和第二集流管202均沿水箱1的高度方向延伸，且沿水箱1的周向间隔设置。若干微通道扁管203的两端分别与第一集流管201和第二集流管202连接，且若干微通道扁管203均沿第一集流管201的长度方向设置。图1和图4示出的换热装置20为展开状态，图2和图3中为换热装置20的实际状态，也就是说，微通道扁管203为绕水箱1周向延伸的弧形。

在第一集流管201内设置一个隔断板204，将第一集流管201分隔为上下两个不连通的部分；在第二集流管202内也设置一个隔断板204，且该隔断板204与第一集流管201内的隔断板204相对，也就是说，第一集流管201和第二集流管202内的隔断板204处于同一高度。第二集流管202内的隔断板204将第二集流管202分隔上下两个不连通的部分。

由此，两个隔断板204以上部分的第一集流管201、第二集流管202以及微通道扁管203形成第一冷凝器21，两个隔断板204以下部分的第一集流管201、第二集流管202以及微通道扁管203形成第二冷凝器22，如此使得第一冷凝器21和第二冷凝器22的结构一致，简化第一冷凝器21和第二冷凝器22的结构，方便第一冷凝器21和第二冷凝器22的加工和安装，有利于降低成本。并且，如此直接通过设置隔断板204上下的微通道扁管203数量即可设置第一冷凝器21和第二冷凝器22的高度，方便第一冷凝器21和第二冷凝器22高度的设置，进一步简化第一冷凝器21和第二冷凝器22的结构，有利于降低成本。

继续参照图2和图4，第一集流管201的上端开口为第一冷凝器21的冷媒进口，其通过第三冷媒支管33与冷媒总管30连接，上部的第一集流管201靠近隔断板204的开口为第一冷凝器21的冷媒出口，其通过第一冷媒支管31与第二冷凝器22的冷媒进口连接。下部的第一集流管201靠近隔断板204的开口为第二冷凝器22的冷媒进口，其通过第二冷媒支管32与冷媒总管30连接，第二集流管202的低端开口为第二冷凝器22的冷媒出口，其通过冷媒回流管34与蒸发器4连接。

通过将第一冷凝器21的冷媒进出口以及第二冷凝器22的冷媒进口均设置在第一集流管201上，方便管道连接和布置。

继续参照图2，为了保证换热装置20包覆在水箱1中桶10外侧，第一集流管201和第二集流管202之间设置有间隔，且该间隔内设置有至少一个固定管207，固定管207的两端分别与第一集流管201和第二集流管202连接。可选地，固定管207设置有多个，例如，两个、三个等，且多个固定管207沿水箱1的高度方向间隔设置，如此以提高换热装置20安装在水箱1外侧的稳定性和可靠性。

在上述实施例的基础上，隔断板204以上部分的第一集流管201和第二集流管202内设置有至少一个第一分隔板205，以将隔断板204以上部分的微通道扁管203分隔成至少两部分冷媒流通回路；隔断板203以下部分的第一集流管201和第二集流管202内设置有至少一个第二分隔板206，以将隔断板204以下部分的微通道扁管203分隔成至少两部分冷媒流通回路。

例如，在隔断板204以上的第一集流管201内设置一个第一分隔板205，使得隔断板204以上部分的微通道扁管203分隔成至少两部分连通的冷媒流通回路，如此以提高冷媒流通回路的长度。此时，感温装置35可以安装在第一集流管201上，且位于第一冷凝器21的冷媒出口处，集流管相对于微通道扁管203直径较大，方便安装感温装置35，在第一冷凝器21的冷媒出口处，冷媒为气液混合状态，其更能表征第一冷凝器21冷媒出口的冷凝温度。

再例如，在隔断板204以下的第一集流管201内间隔设置两个第二分隔板206，在隔断板204以下的第二集流管202内间隔设置两个第二分隔板206，且第一集流管201和第二集流管202内的第二分隔板206上下交错设置，使得隔断板204以下部分的微通道扁管203分隔成连通的五部分冷媒流通回路，此时冷媒沿S型流通，可以提高冷媒与水箱1接触路径长度，提高换热效率。

当然，第一分隔板205和第二分隔板206的数量并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况设置。

继续参照图5，下面示例性说明本发明热泵热水器的控制方法。

启动热泵热水器，此时，开关阀321处于关闭状态。

控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，安装分层加热模式控制调节阀311的开度减小到20～30B，并且控制开关阀321打开，如此以实现对水箱1内的水进行分层加热。

在一种可选地实现方式中，控制器获取第一加热区域水温和第二加热区域水温，控制器根据第一加热区域水温和第二加热区域水温的温差控制调节阀311的开度以及开关阀321的开闭。

具体地，当第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值大于第一预设温度t0时，控制器控制调节阀311的开度减小至20～30B，控制开关阀321打开，以使冷媒总管30内大部分的冷媒进入第二冷凝器22，对第二加热区域内的水进行加热。

而当第一加热区域水温T1和第二加热区域水温T2的差值小于或者等于第一预设温度t0时，控制器控制调节阀311的开度调大，控制开关阀321由打开状态调整为关闭状态，以使冷媒总管30内的冷媒先进入第一冷凝器21，再通过第一冷媒支管31进入第二冷凝器22，分别对第一加热区域和第二加热区域内的水进行加热，即，对水箱1进行全胆加热，此时，热泵热水器为全胆加热模式。

热泵热水器无论是在分层加热模式下还是全胆加热模式下，控制器还响应于快速加热指令启动快速加热模式，按照快速加热模式控制调节阀311的开度调大，并将开关阀321的状态调整为关闭状态，快速加热水箱1上部的水，满足用户快速使用热水的需求。

综上所述，本发明提供的热泵热水器包括水箱1、蒸发器4、压缩机5、第一冷凝器21、第二冷凝器22以及控制器，水箱1沿高度方向分成第一加热区域和第二加热区域，且第一冷凝器21包覆在第一加热区域外侧，第二冷凝器22包覆在第二加热区域外侧；第一冷凝器21的冷媒进口与压缩机5的冷媒出口连接，第一冷凝器21的冷媒出口通过第一冷媒支管31与第二冷凝器22的冷媒进口连接；且第二冷凝器22的冷媒进口还通过第二冷媒支管32与压缩机5的冷媒出口连接，第二冷凝器22的冷媒出口与蒸发器4的冷媒进口连接。第一冷媒支管31上安装有调节阀311，第二冷媒支管32上安装有开关阀321，控制器分别与开关阀321、调节阀311通信连接，用于在分层加热模式下控制开关阀321打开、调节阀311开度减小至20～30B。通过上述设置，在分层加热模式下，仅对第二加热区域进行加热，提高换热效率，进而提高冷凝器的性能和寿命。

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)

1.一种热泵热水器的控制方法，其特征在于，所述热泵热水器包括：水箱、蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器以及控制器；所述水箱沿高度方向分成第一加热区域和第二加热区域，且所述第一冷凝器包覆在所述第一加热区域外侧，所述第二冷凝器包覆在所述第二加热区域外侧；所述第一冷凝器的冷媒进口与所述压缩机的冷媒出口连接，所述第一冷凝器的冷媒出口通过第一冷媒支管与所述第二冷凝器的冷媒进口连接；且所述第二冷凝器的冷媒进口还通过第二冷媒支管与所述蒸发器的冷媒出口连接，所述第二冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口连接；所述第一冷媒支管上安装有调节阀，所述第二冷媒支管上安装有开关阀，所述控制器分别与所述开关、所述调节阀通信连接；

所述控制方法包括：

所述控制器响应于分层加热指令启动分层加热模式，按照所述分层加热模式控制所述调节阀的开度减小到20～30B，以及所述开关阀打开。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述分层加热模式包括：

获取所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温；

所述控制器根据所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差控制所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，

当所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差大于第一预设温度时，所述控制器控制所述调节阀的开度减小到20～30B，以及所述开关阀打开。

4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，

所述控制器还响应于快速加热指令启动快速加热模式，按照所述快速加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述快速加热模式包括：

获取所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度；

所述控制器根据所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值控制所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

当所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值大于目标换热温差时，所述控制器控制所述调节阀调大开度，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态；

当所述第一加热区域的水温和所述第一冷凝器的冷媒出口的冷凝温度的差值小于或者等于所述目标换热温差时，所述控制器控制所述调节阀调小开度，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在按照所述快速加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态之前，还包括：

所述控制器控制所述调节阀调整开度至200～400B，并保持预设时间。

8.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，

所述控制器还响应于全胆加热指令启动全胆加热模式，按照所述全胆加热模式控制所述调节阀的开度调大，并将所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述全胆加热模式包括：

获取所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温；

所述控制器根据所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差所述调节阀的开度以及所述开关阀的开闭。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，

当所述第一加热区域水温和所述第二加热区域水温的温差小于或者等于第一预设温度时，所述控制器控制所述调节阀的开度调大，并控制所述开关阀由打开状态调整为关闭状态。

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