CN203310103U - 一种新型热泵热水器系统控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵热水器，尤其是一种新型热泵热水器系统控制装置，包括主机控制板、与主机控制板连通的线控器和变压器，主机控制板上设置有电源模块A、控制电路A以及若干控制模块，所述线控器包括设置在内部的电源模块B、控制电路B、通讯模块、显示模块、按键模块，以及设置在外部的显示屏、线控器按键，其特征在于，所述主机控制板上设置有用于调控温度的温控模块，温控模块部分设置有排气温度探测端口、盘管温度探测端口、热水温度探测端口、环境温度探测端口，主机控制板上还设置有用于保护压缩机的高压保护模块和低压保护模块。本实用新型提高了热泵热水器的调控水平、完善了热泵热水器的多种保护功能。

Description

一种新型热泵热水器系统控制装置

技术领域

本实用新型涉及热泵热水器，尤其是一种新型热泵热水器系统控制装置。 

背景技术

热泵热水器就是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。 

空气能热泵是当今世界上最先进的能源利用产品之一。随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，生活用热水已成为人们的生活必需品，然而传统的热水器（电热水器，燃油、气热水器）具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；而节能环保型太阳能热水器的运行又受到气象条件的制约。空气能热泵的供热原理与传统的太阳能热水器截然不同，空气能热泵以空气、水、太阳能等为低温热源，空气能热泵以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接送入用户作为热水供应或利用风机盘管进行小面积采暖。空气能热泵是目前学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统的最佳解决方案。存在的缺点：加热速度慢，空气源热泵产品是采用压缩机压缩制热方式，与锅炉或电力直接加热模式相比，速度相对较慢；一次性投入大，使用场所越大，投入成本就越大；加热水温有限制，空气源热泵出水温度最高在60℃；受极端天气影响，常规的空气能热泵热水器工况适合气温在-5℃～43℃这个区间。目前，压缩机保护、除霜功能等是热泵热水器十分关注的技术问题。 

发明内容

本实用新型主要针对热泵热水器中压缩机保护功能、除霜功能、温度调控功能存在的缺陷，发明了一种新型热泵热水器系统控制装置，提高了热泵热水器的智能化调控水平、完善了热泵热水器的多种保护功能。 

本实用新型的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种新型热泵热水器系统控制装置，包括主机控制板、与主机控制板连通的线控器和变压器，主机控制板上设置有电源模块A、控制电路A以及若干控制模块，所述线控器包括设置在内部的电源模块B、控制电路B、通讯模块、显示模块、按键模块，还有时间设置模块、温度设置模块、除霜模块、压缩机保护模块，以及设置在外部的显示屏、线控器按键，其特征在于，所述主机控制板上设置有用于调控温度的温控模块，温控模块部分设置有排气温度探测端口、盘管温度探测端口、热水温度探测端口、环境温度探测端口，主机控制板上还设置有用于保护压缩机的高压保护模块和低压保护模块；所述线控器内部的压缩机保护模块与主机控制板上的高压保护模块、低压保护模块相互配合，并且通过信息传输形成五种压缩机保护模式，分别为压缩机延时保护模式、防冻保护模式、低压保护模式、高压保护模式、高温风机开停保护模式。主机控制板上的多个控制模块与线控器内的保护模块共同作用，相互配合，达到增加保护模式、增强保护力度、提高使用安全性的效果。 

作为优选，所述排气温度探测端口连接排气测温探头，盘管温度探测端口连接盘管测温探头，热水温度探测端口连接热水测温探头，环境温度探测端口连接环境测温探头。温控模块对机体本身和工作环境的温度及时进行检测和调控，增加温度探头的数量，有利于更全面、更精确的收集温度信息，形成多种调控模式，以适应不同的环境要求，为营造舒适环境的环境温度创造前提条件。 

作为优选，所述控制模块还包括用于控制压缩机的压缩机模块、用于控制风机的风机模块、与外部线控器进行信息传输的线控器模块、连通外部变压器的变压器模块、以及四通阀模块和旁通阀模块。压缩机模块、温控模块、四通阀模块等互为条件，形成多条件、多模式下的除霜操作。 

作为优选，所述变压器连接至变压器模块的变压器接线端。 

作为优选，所述线控器连接至线控器模块的线控器接线端。 

作为优选，所述线控器内部还设置有冲氟模式。 

作为优选，所述线控器按键包括开关键、模式键、确认键、增键、减键、查询/设定键、时钟键、强制除霜/快速选择键。线控器的面板上设置多个不同功能的按键，即互相合作，有分工明确，使线控器的操作简单明了。 

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有如下优点。 

本实用新型的主机控制与外部线控器相互配合，具有多项保护功能，实现了多种保护模式，如压缩机延时保护、低压保护、高压保护、排气保护、风机保护等，安全性更高，使用寿命更长；在温度调控方面，增加温度探头的数量，提高检测准确度,进而达到精确控温、灵活调配的目的，营造出更加舒适的环境；线控器提供了多种控制模式，简化操作，方便快捷。 

附图说明

图1是本实用新型的结构框图； 

图2是本实用新型线控器的结构示意图。

图中标号为：1、主机控制板；10、压缩机模块；11、风机模块；12、线控器模块；13、变压器模块；14、四通阀模块；15、旁通阀模块；16、高压保护模块；17、低压保护模块；21、排气温度探测端口；22、盘管温度探测端口；23、热水温度探测端口；24、环境温度探测端口；25、排气测温探头；26、盘管测温探头；27、热水测温探头；28、环境测温探头； 

3、变压器；4、线控器；41、显示器；42、开关键；43、模式键；44、确认键；45、增键；46、减键；47、查询/设定键；48、时钟键；49、强制除霜/快速选择键。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

实施例1。 

如图1所示，一种新型热泵热水器系统控制装置，包括主机控制板1、与主机控制板1连通的线控器4和变压器3，主机控制板1设置有电源模块A、控制电路A以及多个控制模块，包括用于控制压缩机的压缩机模块10、用于控制风机的风机模块11、与外部线控器4进行信息传输的线控器模块12、连通外部变压器3的变压器模块13、四通阀模块14、旁通阀模块15，还有用于保护压缩机的高压保护模块17和低压保护模块18；主机控制板1上还设置有用于调控温度的温控模块，温控模块部分设置有排气温度探测端口21、盘管温度探测端口22、热水温度探测端口23、环境温度探测端口24。 

如图2所示，线控器4内部设置有电源模块B、控制电路B、通讯模块、显示模块、按键模块，以及设置在外部的显示屏41、线控器按键，线控器按键分为：开关键42、模式键43、确认键44、增键45、减键46、查询/设定键47、时钟键48、强制除霜/快速选择键49；所述线控器4内部还设置有冲氟模块。 

所述线控器4内部还设置有时间设置模块、温度设置模块、除霜模块、压缩机保护模块，所述线控器4内部的压缩机保护模块与主机控制板1上的高压保护模块16、低压保护模块17相互配合，并且通过信息传输形成五种压缩机保护模式，分别为压缩机延时保护模式、防冻保护模式、低压保护模式、高压保护模式、高温风机开停保护模式。 

所述排气温度探测端口21连接排气测温探头25，即排气温度传感器，盘管温度探测端口22连接盘管测温探头26，即盘管温度传感器，热水温度探测端口23连接热水测温探头27，即热水温度传感器，环境温度探测端口24连接环境测温探头28，即环境温度传感器；所述变压器3连接至变压器模块13的变压器接线端；线控器1连接至线控器模块12的线控器接线端。 

线控器操作说明。 

1线控器按键 

开关键，用来开关机组；

模式键，用来设定模式，如自动模式、经济模式；

确认键，当在时钟、定时以及参数设定状态时，按此键确认当前设定；

增键，用来对设定温度/时间/定时/设定参数增加操作；

减键，用来对设定温度/时间/定时/设定参数减少操作；

查询/设定键，参数查询/参数设定的进入；

时钟键，时间设定/定时设定的进入以及各时间参数的选择；

强制除霜键/快速选择，手动除霜，快速选择。

2线控器操作及显示说明 

a标准状态显示：上电后，持续2S时间全屏后，恢复标准状态，如果为关机状态，则只显示时钟、水温、关机、定时标志；

b键盘锁定

锁定：在非设定状态下长按开关键10S左右，键盘锁定，键盘锁定后LCD显示屏会出现上锁的图标；

解锁：键盘在锁定状态，长按开关键10S左右键盘则解锁，同时上锁图标消失。

3开/关机 

a关机时按开关键, 系统开机；

b开机时按开关键, 系统关机；

c开关机状态存入免电池内存中。

4模式调整 

a在开机条件下，按模式键，切换工作模式：自动模式→经济模式；

b工作模式切换次序：自动模式→经济模式→自动模式；

c当前模式存入免电池内存中。

5温度设定 

a在开机状态下按增键或减键,设定所需要的水温，按增键设定温度增加1℃；按减键设定温度减少1℃；按住增键或减键超过1.5S则快速调整温度；

b温度设定值范围: 最低下限温度～最高上限温度：默认20℃-65℃，设定温度上、下限可设定；

c设定初始值：55℃；

d当5秒时间内没有对设定温度进行操作，则界面恢复水温显示状态；

e温度设定值存入免电池内存中。

6时间设定 

a在开关机状态下，都可以进行时间设定；

b按下时钟键，进入时钟设定状态，显示当前的设定小时、分钟，小时位闪烁，为1HZ频率，按增键或减键调整小时；

c再按一次时钟键，分钟位闪烁，进入分钟位设定，按增键或减键调整分钟；

d按确认键确认当前调整的时间。

7定时设定 

a在开/关机状态下，都可以进行定时设定操作；

b长按时钟键8秒以上，听到蜂鸣器一声长鸣，进入定时设定状态，同时定时开、定时关以及6段定时标志全部显示。定时开“①”闪烁，时间位置显示以前保留的时间，小时位闪烁，按增键或减键设置小时；

c再次按时钟键，分钟位闪烁，按增键或减键调设置分钟；

d按确认键确认当前设置定时时间并自动进入定时关设置；

e若只需要对某段定时设置，则可以通过按强制除霜/快速选择键快速选择需设置时段。

8定时取消 

a在开/关机状态下，都可以进行定时取消操作

b长按时钟键8秒以上，听到蜂鸣器一声长鸣，进入定时设定状态，同时定时开、定时关以及6段定时标志全部显示。定时开“①”闪烁，时间位置显示设置定时时间；

c按强制除霜/快速选择键快速选择需取消设置时段；

d再按模式键一次将小时位及分钟位清零“00：00”；

e再按确认键确认该段定时取消；

f10秒内，无任何相关按键按下，退出定时模式和定时时间设定；

g在操作过程中，按任何无关按键将退出定时模式和定时时间设定，恢复正常状态显示。

9手动除霜 

a强制除霜操作在开关机状态都可执行；

b长按强制除霜/快速选择键8秒以上，蜂鸣器长鸣一声，除霜标志显示，表示进入强制除霜；

c若系统没有进入除霜，5秒后除霜标志自动消失。

10线控器功能 

a模式选择：自动、经济；

b制热模式：热泵；

c三段定时节能模式；

d内置压缩机保护模式：压缩机延时保护；防冻保护；低压保护；高压保护；高温风机开停保护；

e永久性记忆—保存系统设定；

f按键锁定；

g蜂鸣提醒。

四通阀控制：根据四通阀设置模式，四通阀可以在以下两种状态运行：a制热时不得电，化霜时得电；b制热时得电，化霜时不得电。为使系统压力平衡，当化霜时开四通阀，在制热状态，压缩机开启之前四通阀打开5秒后关闭。 

旁通阀控制 

压缩机运行过程中：

A开启条件：只要满足① ②条件之一

①排气温度达到SE-28（默认值20℃，范围10~30℃），电磁阀打开；

②环境温度大于SE-30（默认值12℃，范围10~30℃），电磁阀打开；

B关闭条件：只要满足① ②条件之一

①排气温度低于SE-29（默认值85℃，范围70~90℃），且环境温度低于设定值-1，电磁阀关闭；

②环境温度低于SE-30（默认值12℃，范围10~30℃）-1，且排气温度低于设定值，电磁阀关闭；

如果既满足打开的条件也满足关闭的条件则执行打开旁通阀的动作。

除霜启动条件 

必须同时满足以下条件：

①盘管温度<SE-06（化霜启动温度，默认值-2℃，范围-15 ~5℃）；

②盘管温度< SE-06（化霜启动温度，默认值-2℃，范围-15 ~5℃）的持续时间 > 1分钟；

③连续制热运行时间 ＞SE-08（化霜启动时间，默认值45分钟，范围30～90分钟）。

启动除霜动作 

①停机化霜模式：化霜开始时，压缩机、室外风机停止运行，20秒后四通阀通电，再过10秒压缩机开始运行。 

②不停机化霜模式：化霜开始时，停风机，5s后开四通阀。 

除霜结束条件 

满足下列任一条件，除霜结束：

①化霜结束温度> SE-07（化霜结束温度，默认值20℃，范围10 ~30℃）

②除霜运行时间> SE-09（最大化霜时间，默认值10分钟，范围1～15分钟）。

结束化霜动作 

①停机化霜模式：除霜终止后压缩机停止运行，20秒后室外风机运行，10秒后四通阀断电，再过60秒压缩机开始运行；

②不停机化霜模式：除霜终止后四通阀断电，5s后开风机。

保护功能。 

1、压缩机保护 

a) 压缩机第一次上电不延时。除此之外压缩机开启要满足SE-22（压缩机启动延时，默认值3分钟，范围0～10分钟）时间后开启；

b) 最低运行时间3分钟

压缩机一旦启动运行，除非机组断电、故障保护,至少运行3分钟，即使3分钟内水箱温度达到设定温度压缩机也不停机；

若发生以下紧急卸载，最低运行时间3分钟保护无效：

①传感器故障；

②高或低压故障；

③排气温度过高；

④通信故障。

2、低压保护 

如果低压开关断开并持续5秒，压缩机停止运行。一旦低压开关处于闭合状态达到5秒，系统将自动恢复正常；

压缩机启动后，前三分钟不检测低压，三分钟之后正常检测；

压缩机启动前低压开关一定要处于闭合状态，否则报警；

若：SE-15（外部报警自动恢复次数重置时间，默认值60分钟，范围1～125分钟）时间内连续出现SE-14（外部报警自动恢复次数，默认值2次，范围0～5次）次低压保护；

除了上述关机操作外，应立即报警（显示故障），并且该故障不可自动恢复，只有对机板断电或重开机后，方可撤消故障报警并开机。

3、高压保护 

如果高压开关断开并持续5秒，压缩机停止运行。一旦高压开关处于闭合状态达到5秒，系统将自动恢复正常；

压缩机启动前高压开关一定要处于闭合状态，否则报警；

若：SE-15（外部报警自动恢复次数重置时间，默认值60分钟，范围1～125分钟）时间内连续出现SE-14（外部报警自动恢复次数，默认值2次，范围0～5次）次高压保护；

除了上述关机操作外，应立即报警（显示故障），并且该故障不可自动恢复，只有对机板断电或重开机后，方可撤消故障报警并开机。

4、排气保护 

当控制器检测到排气温度过高时，进入报警状态，停止制热。这个温度点是可设置的，并且排气温度保护可设置成外风机不受控模式和外风机受控模式；

排气温度≥SE-17时进入报警状态，停止制热；

排气温度＜80+【SE-17】-【SE-18】时恢复；

其中，SE-17为排气保护温度，默认值30℃，范围0～50℃；SE-18为排气保护温度回差，默认值5℃，范围5～20℃；

SE-27=0时，无排气温度保护功能，也不会出现排气温度探头故障报警；

SE-27=1时，排气温度保护；

若1小时内出现3次排气温度保护时，则停机，且不能自恢复，需重按开关机。

5、外风机保护： 

外风机不受控模式，SE-16=0:不根据盘管温度开停风机；

外风机 受 控模式，SE-16=1: 盘管温度＞SE-19（风机保护盘管温度，默认值30℃，

范围20～40℃）时停风机；

盘管温度＜SE-20（风机保护盘管温度回差，默认值26℃，范围10～30 ℃）时开风机。

6、防冻保护 

 在关机状态下，当连续1分钟检测温水温度<3℃时开启制热，直到温度上升到10℃以上后，停止制热。

7、传感器开路/短路 

当水温、盘管、排气或者环境有一路传感器出现故障时，进入保护状态，直至故障恢复。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

Claims (6)

1.一种新型热泵热水器系统控制装置，包括主机控制板（1）、与主机控制板连通的线控器（4）和变压器（3），主机控制板上设置有电源模块A、控制电路A以及若干控制模块，所述线控器包括设置在外部的显示屏（41）、线控器按键，其特征在于，所述主机控制板上设置有用于调控温度的温控模块，温控模块部分设置有排气温度探测端口（21）、盘管温度探测端口（22）、热水温度探测端口（23）、环境温度探测端口（24），主机控制板上还设置有用于保护压缩机的高压保护模块（16）和低压保护模块（17）。 

2.根据权利要求1所述的新型热泵热水器系统控制装置，其特征在于，所述排气温度探测端口连接排气测温探头（25），盘管温度探测端口连接盘管测温探头（26），热水温度探测端口连接热水测温探头（27），环境温度探测端口连接环境测温探头（28）。 

3.根据权利要求1或2所述的新型热泵热水器系统控制装置，其特征在于，所述控制模块还包括用于控制压缩机的压缩机模块（10）、用于控制风机的风机模块（11）、与外部线控器进行信息传输的线控器模块（12）、连通外部变压器的变压器模块（13）、以及四通阀模块（14）和旁通阀模块（15）。 

4.根据权利要求3所述的新型热泵热水器系统控制装置，其特征在于，所述变压器连接至主机控制板上的变压器接线端。 

5.根据权利要求3所述的新型热泵热水器系统控制装置，其特征在于，所述线控器连接至主机控制板上的线控器接线端。 

6.根据权利要求1所述的新型热泵热水器系统控制装置，其特征在于，所述线控器按键包括开关键（42）、模式键（43）、确认键（44）、增键（45）、减键（46）、查询/设定键（47）、时钟键（48）、强制除霜/快速选择键（49）。 

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