CN112833594A - 热泵热水器的自清洁控制方法及热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了热泵热水器的自清洁控制方法，所述热泵热水器包括压缩机，四通阀，水箱，节流装置，蒸发器以及与蒸发器相连的风机，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度选用第一化霜动作，所述第一化霜动作将室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜。本发明提供的自清洁控制方法根据环境温度和水箱温度，优先选择第一化霜动作，减少从水箱热水中吸收热量用于化霜的情况发生，保证用户热水储备的同时也避免了能源的浪费，适合推广使用。

Description

热泵热水器的自清洁控制方法及热泵热水器

技术领域

本发明属于热泵热水器技术领域，具体地说，涉及热泵热水器的自清洁控制方法，所述自清洁控制方法根据环境温度与水箱温度，优先选择从室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜，减少从水箱热水中吸收热量用于化霜的情况发生，保证用户热水储备的同时也避免了能源的浪费，适合推广使用。

背景技术

随着空气能热泵热水器技术的日益发展，其节能、环保等特点越来越受到市场的重视与青睐，但由于气候原因，热泵热水器在使用过程中常常存在长期运行导致的性能衰减和工作稳定性下降的现象，现有技术中的热泵机组常出现换热器长时间使用后清洁度下降造成故障频发、性能下降的问题。

目前空气源热泵热水器常用的室外自清洁控制方案为：机组接收到室外自清洁指令后，停风机，节流装置开度减小，使得盘管温度降低。在此状态下运行一定时间后，判定室外蒸发器已经结霜，之后进行常规四通阀换向化霜动作，即：保持风机关闭，四通阀换向，节流装置开度调整为化霜开度，当满足化霜退出条件时退出化霜，认为室外机自清洁结束。

采用现有技术的方案后，使得水箱中的热水变成了热源，使得该方案与用户对热水储备的需求背道而驰，造成了能源的浪费。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供热泵热水器的自清洁控制方法，所述自清洁控制方法根据环境温度与水箱温度，优先选择从室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜，减少从水箱热水中吸收热量用于化霜的情况发生，保证用户热水储备的同时也避免了能源的浪费，适合推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明提供了热泵热水器的自清洁控制方法，所述热泵热水器包括压缩机，四通阀，水箱，节流装置，蒸发器以及与蒸发器相连的风机，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度选用第一化霜动作，所述第一化霜动作将室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜。

上述方案中，现有技术常采用四通阀换向的方式，以冷媒工质为传递介质，将水箱储存热水的热量传递至蒸发器实现自清洁的化霜过程。而本发明提供的自清洁控制方法根据结霜处理后的环境温度和水箱温度，优先选择以较高的环境空气和冷媒工质中所携带的热量作为热源对蒸发器进行化霜，从而减少了对热水储备的消耗。

根据上述控制方法，所述第一化霜动作包括：启动风机并调整节流装置至第一开度，使蒸发器吸收室外环境空气和高温工质的热量进行化霜。

上述方案中，由于自清洁的结霜过程将风机关闭，而第一化霜动作需要来自室外环境空气中的热量，因此在实施第一化霜动作时，需要将关闭的风机启动；与此同时，将节流装置的开度调大至第一开度，可使冷媒工质中携带的热量进一步传递至蒸发器，实现化霜的目的。

根据上述控制方法，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度还选用第二化霜动作，所述第二化霜动作包括：将四通阀换向，并调整节流装置至化霜开度，以将水箱内水体的热量通过工质传递至蒸发器实现化霜。

上述方案中，第一化霜动作适用于环境温度较高和水温较高的情况，但当环境温度降低时，第一化霜动作已经无法满足自清洁控制方法的需求，因此仍需要采用传统的四通阀换向操作，将水箱中水体的热量传递至蒸发器实现化霜。

根据上述控制方法，所述自清洁控制方法是以热泵热水器获取的环境温度与水箱温度为条件，通过查表选用第一化霜动作或第二化霜动作。

上述方案中，所述查表包括：根据热泵热水器获取的水箱温度和室外环境温度查表获知上述温度范围内室外环境空气热量及冷媒工质携带热量是否适用第一化霜动作，从而做出相应的选择。所述查表数据存储于热泵热水器的存储器中，供处理器执行控制方法时使用。

根据上述控制方法，相同环境温度下，控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；而在相同水箱温度下，控制方法随环境温度的降低倾向于选择第二化霜动作；优选的，控制方法选用第一或第二化霜动作的倾向更多受到环境温度的影响。

上述方案中，本发明的技术方案虽然需要依靠第二化霜动作从水箱热水储备中吸取热量实现化霜，但与现有技术不同的是，本发明并非直接采用第二化霜动作，而是根据环境温度和水箱温度来判定选用第一化霜动作或是第二化霜动作；具体的，在实施过程中，可以将水箱水温和环境温度以较小的温程划分为若干区间，相比温程较大的区间划分方式，此方法可以增加符合应用第一化霜条件的区间数量，如此可以精确地扩大应用第一化霜动作的环境温度和水箱温度范围。

根据上述控制方法，所述水箱温度包括温度逐渐升高的低温阈，中温阈和高温阈，所述环境温度包括温度逐渐降低的第一阈，第二阈和第三阈，自清洁控制方法在环境温度处于第一阈和第三阈时分别对应选择第一化霜动作和第二化霜动作；而环境温度处于第二阈时，自清洁控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；优选的，环境温度处于第二阈，而水箱温度处于中温阈时，自清洁控制方法选用第一或者第二化霜动作。

上述方案中，相同环境温度下，控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；而在相同水箱温度下，控制方法随环境温度的降低倾向于选择第二化霜动作。其中所述第一阈，第二阈，第三阈，以及低温阈，中温阈，高温阈均代表一定的温程，如下表所示：

其中，环境温度处于温度较高的第一阈时，由于室外空气中所含热量较高，因此可优先考虑采用第一化霜动作，而环境温度处于温度较低的第三阈时，则不得不考虑采用从水箱热水中吸取热量的第二化霜动作。由此可见，环境温度在自清洁控制方法对第一或第二化霜动作的选择倾向上起到了较大的影响。而当环境温度处于第二阈而水温处于中温阈时，可自由选择两种化霜模式。若对第一阈、第二阈、第三阈以及低温阈、中温阈和高温阈以更小的温程进行划分，则上述表格的中心部分可呈现更为精细的分格，从而使自清洁控制方法在更小的温度范围内实现第一化霜动作或第二化霜动作的精细选择。

根据上述控制方法，所述第一化霜动作在风机开启的条件下，节流装置以第一开度保持一定时间后，除霜结束。

根据上述控制方法，所述第二化霜动作在节流装置以化霜开度保持一定时间后，恢复四通阀方向，除霜结束。

根据上述控制方法，所述自清洁包括对蒸发器先后进行结霜和化霜处理，所述结霜处理包括：热泵热水器自接收自清洁指令后关闭风机，同时将节流装置开度调整至第二开度运行一段时间，使蒸发器表面结霜；第一化霜动作中节流装置的第一开度大于所述第二开度。

上述方案中，自清洁处理包括先后进行的结霜和化霜处理，其主要目的是通过结霜产生的膨胀力将蒸发器表面的污垢剥离，再通过化霜过程，使污垢随融水被带走，使热泵热水器的蒸发器表面清洁度始终符合换热要求，从而延长其使用寿命。在此过程中，结霜处理是由机组自身通过关闭风机和调低节流装置开度实现的。

本发明还提供了一种热泵热水器，包括：存有可执行程序的存储器和执行所述可执行程序的处理器，以实现如上所述热泵热水器的自清洁控制方法。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明提供的自清洁控制方法根据结霜处理后的环境温度和水箱温度，优先选择以较高的环境空气和冷媒工质中所携带的热量作为热源对蒸发器进行化霜，从而减少了对热水储备的消耗；

2.本发明提供的自清洁控制方法在当环境温度和水箱温度不能满足第一化霜动作时，还可灵活选用调换四通阀导向的方式实现水箱热量化霜，但与现有技术不同的是，本发明并非直接采用第二化霜动作，而是根据环境温度和水箱温度来判定选用第一化霜动作或是第二化霜动作；

3.本发明提供的自清洁控制方法在实施过程中，可以将水箱水温和环境温度以较小的温程划分为若干区间，相比温程较大的区间划分方式，此方法可以增加符合应用第一化霜条件的区间数量，如此可以精确地扩大应用第一化霜动作的环境温度和水箱温度范围。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明实施例1的方法流程示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了热泵热水器自清洁控制方法，所述热泵热水器包括压缩机，四通阀，水箱，节流装置，蒸发器以及与蒸发器相连的风机，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度选用第一化霜动作，所述第一化霜动作将室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜。本发明提供的自清洁控制方法根据环境温度和水箱温度，优先选择第一化霜动作，减少从水箱热水中吸收热量用于化霜的情况发生，保证用户热水储备的同时也避免了能源的浪费。

本发明提供的自清洁控制方法在当环境温度和水箱温度不能满足第一化霜动作时，还可灵活选用调换四通阀导向的方式实现水箱热量化霜，但与现有技术不同的是，本发明并非直接采用第二化霜动作，而是根据环境温度和水箱温度来判定选用第一化霜动作或是第二化霜动作。

具体在实施过程中，可以将水箱水温和环境温度以较小的温程划分为若干区间，相比温程较大的区间划分方式，此方法可以增加符合应用第一化霜条件的区间数量，如此可以精确地扩大应用第一化霜动作的环境温度和水箱温度范围。

实施例1

本实施例中，如图1所示，提供了热泵热水器的自清洁控制方法，所述热泵热水器包括压缩机，四通阀，水箱，节流装置，蒸发器以及与蒸发器相连的风机，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度选用第一化霜动作，所述第一化霜动作将室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜。

本实施例中，现有技术常采用四通阀换向的方式，以冷媒工质为传递介质，将水箱储存热水的热量传递至蒸发器实现自清洁的化霜过程。而本发明提供的自清洁控制方法根据结霜处理后的环境温度和水箱温度，优先选择以较高的环境空气和冷媒工质中所携带的热量作为热源对蒸发器进行化霜，从而减少了对热水储备的消耗。

本实施例中，所述第一化霜动作包括：启动风机并调整节流装置至第一开度，使蒸发器吸收室外环境空气和高温工质的热量进行化霜。

本实施例中，由于自清洁的结霜过程将风机关闭，而第一化霜动作需要来自室外环境空气中的热量，因此在实施第一化霜动作时，需要将关闭的风机启动；与此同时，将节流装置的开度调大至第一开度，可使冷媒工质中携带的热量进一步传递至蒸发器，实现化霜的目的。

本实施例中，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度还选用第二化霜动作，所述第二化霜动作包括：将四通阀换向，并调整节流装置至化霜开度，以将水箱内水体的热量通过工质传递至蒸发器实现化霜。

本实施例中，第一化霜动作适用于环境温度较高和水温较高的情况，但当环境温度降低时，第一化霜动作已经无法满足自清洁控制方法的需求，因此仍需要采用传统的四通阀换向操作，将水箱中水体的热量传递至蒸发器实现化霜。

本实施例中，所述自清洁控制方法是以热泵热水器获取的环境温度与水箱温度为条件，通过查表选用第一化霜动作或第二化霜动作。

本实施例中，所述查表包括：根据热泵热水器获取的水箱温度和室外环境温度查表获知上述温度范围内室外环境空气热量及冷媒工质携带热量是否适用第一化霜动作，从而做出相应的选择。

本实施例中，相同环境温度下，控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；而在相同水箱温度下，控制方法随环境温度的降低倾向于选择第二化霜动作；控制方法选用第一或第二化霜动作的倾向更多受到环境温度的影响。

本实施例中，本发明的技术方案虽然需要依靠第二化霜动作从水箱热水储备中吸取热量实现化霜，但与现有技术不同的是，本发明并非直接采用第二化霜动作，而是根据环境温度和水箱温度来判定选用第一化霜动作或是第二化霜动作；具体的，在实施过程中，可以将水箱水温和环境温度以较小的温程划分为若干区间，相比温程较大的区间划分方式，此方法可以增加符合应用第一化霜条件的区间数量，如此可以精确地扩大应用第一化霜动作的环境温度和水箱温度范围。

本实施例中，所述水箱温度包括温度逐渐升高的低温阈，中温阈和高温阈，所述环境温度包括温度逐渐降低的第一阈，第二阈和第三阈，自清洁控制方法在环境温度处于第一阈和第三阈时分别对应选择第一化霜动作和第二化霜动作；而环境温度处于第二阈时，自清洁控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；优选的，环境温度处于第二阈，而水箱温度处于中温阈时，自清洁控制方法选用第一或者第二化霜动作。

本实施例中，相同环境温度下，控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；而在相同水箱温度下，控制方法随环境温度的降低倾向于选择第二化霜动作。其中所述第一阈，第二阈，第三阈，以及低温阈，中温阈，高温阈均代表一定的温程，如下表所示：

其中，环境温度处于温度较高的第一阈时，由于室外空气中所含热量较高，因此可优先考虑采用第一化霜动作，而环境温度处于温度较低的第三阈时，则不得不考虑采用从水箱热水中吸取热量的第二化霜动作。由此可见，环境温度在自清洁控制方法对第一或第二化霜动作的选择倾向上起到了较大的影响。而当环境温度处于第二阈而水温处于中温阈时，可自由选择两种化霜模式。若对第一阈、第二阈、第三阈以及低温阈、中温阈和高温阈以更小的温程进行划分，则上述表格的中心部分可呈现更为精细的分格，从而使自清洁控制方法在更小的温度范围内实现第一化霜动作或第二化霜动作的精细选择。

本实施例中，所述第一化霜动作在风机开启的条件下，节流装置以第一开度保持一定时间后，除霜结束。

本实施例中，所述第二化霜动作在节流装置以化霜开度保持一定时间后，恢复四通阀方向，除霜结束。

本实施例中，所述自清洁包括对蒸发器先后进行结霜和化霜处理，所述结霜处理包括：热泵热水器自接收自清洁指令后关闭风机，同时将节流装置开度调整至第二开度运行一段时间，使蒸发器表面结霜；第一化霜动作中节流装置的第一开度大于所述第二开度。

本实施例中，自清洁处理包括先后进行的结霜和化霜处理，其主要目的是通过结霜产生的膨胀力将蒸发器表面的污垢剥离，再通过化霜过程，使污垢随融水被带走，使热泵热水器的蒸发器表面清洁度始终符合换热要求，从而延长其使用寿命。在此过程中，结霜处理是由机组自身通过关闭风机和调低节流装置开度实现的。

本实施例中，所述自清洁控制方法具体包括：

S1.热泵热水器接到自清洁指令，关闭风机，同时将节流装置开度调整至第二开度运行一段时间，使蒸发器表面结霜，后执行步骤S2；

S2.以热泵热水器获取的环境温度与水箱温度为条件，通过查表选用第一化霜动作或第二化霜动作，选用第一化霜动作时执行步骤S3，选用第二化霜动作时执行步骤S4；

S3.选用第一化霜动作，启动风机并调整节流装置至第一开度，使蒸发器吸收室外环境空气和高温工质的热量进行化霜，后执行步骤S5；

S4.选用第二化霜动作，将四通阀换向，并调整节流装置至化霜开度，以将水箱内水体的热量通过工质传递至蒸发器实现化霜，后执行步骤S6；

S5.第一化霜动作在风机开启的条件下，节流装置以第一开度保持一定时间后，除霜结束；

S6.第二化霜动作在节流装置以化霜开度保持一定时间后，恢复四通阀方向，除霜结束。

实施例2

本实施例提供了一种热泵热水器，所述热泵热水器为空气源热泵热水器，包括：存有可执行程序的存储器和执行所述可执行程序的处理器，以实现如实施例1所述热泵热水器的自清洁控制方法。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.热泵热水器的自清洁控制方法，所述热泵热水器包括压缩机，四通阀，水箱，节流装置，蒸发器以及与蒸发器相连的风机，其特征在于，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度选用第一化霜动作，所述第一化霜动作将室外空气和高温工质的热量传递至蒸发器实现化霜。

2.根据权利要求1所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述第一化霜动作包括：启动风机并调整节流装置至第一开度，使蒸发器吸收室外环境空气和高温工质的热量进行化霜。

3.根据权利要求1所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述自清洁控制方法根据蒸发器结霜后的环境温度和水箱温度还选用第二化霜动作，所述第二化霜动作包括：将四通阀换向，并调整节流装置至化霜开度，以将水箱内水体的热量通过工质传递至蒸发器实现化霜。

4.根据权利要求1～3任意一项所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述自清洁控制方法是以热泵热水器获取的环境温度与水箱温度为条件，通过查表选用第一化霜动作或第二化霜动作。

5.根据权利要求4所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，相同环境温度下，控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；而在相同水箱温度下，控制方法随环境温度的降低倾向于选择第二化霜动作；

优选的，控制方法选用第一或第二化霜动作的倾向更多受到环境温度的影响。

6.根据权利要求5所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述水箱温度包括温度逐渐升高的低温阈，中温阈和高温阈，所述环境温度包括温度逐渐降低的第一阈，第二阈和第三阈，自清洁控制方法在环境温度处于第一阈和第三阈时分别对应选择第一化霜动作和第二化霜动作；而环境温度处于第二阈时，自清洁控制方法随水箱温度的升高而倾向于选用第一化霜动作；

优选的，环境温度处于第二阈，而水箱温度处于中温阈时，自清洁控制方法选用第一或者第二化霜动作。

7.根据权利要求2所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述第一除霜动作在风机开启的条件下，节流装置以第一开度保持一定时间后，除霜结束。

8.根据权利要求3所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述第二除霜动作在节流装置以化霜开度保持一定时间后，恢复四通阀方向，除霜结束。

9.根据权利要求4所述热泵热水器的自清洁控制方法，其特征在于，所述自清洁包括对蒸发器先后进行结霜和化霜处理，所述结霜处理包括：热泵热水器自接收自清洁指令后关闭风机，同时将节流装置开度调整至第二开度运行一段时间，使蒸发器表面结霜；第一化霜动作中节流装置的第一开度大于所述第二开度。

10.一种热泵热水器，其特征在于，包括：存有可执行程序的存储器和执行所述可执行程序的处理器，以实现权利要求1～9任意一项所述热泵热水器的自清洁控制方法。

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