CN101936603B - 一种分体速热式热泵热水器的控制方法及其热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体速热式热泵热水器的控制方法，该方法包括开启操作方法和关闭操作方法，一种应用此方法的分体速热式热泵热水器包括相互连接和连通的热泵热水器主机、热水箱和中控装置，热水箱中设有冷凝器，其热水箱为容积35～70L的卧式热水箱，即供单人使用的水容量，采用大功率主机，且主机上配有环境温度传感器、热水箱上有水温传感器，热水箱的外壳上设有显示水温和水位的显示屏。本发明采用智能控制热水器的开启和关闭，并由此设计一种分体速热式热泵热水器，采用大热泵热水器主机、小热水箱的设计方案，使热泵热水器像普通电热水器一样安装，以此解决安装困难、水资源或能源的浪费、产水速度慢、使用不方便等问题。

Description

一种分体速热式热泵热水器的控制方法及其热水器

技术领域

本发明涉及一种分体热泵热水器的控制方法及其热水器，特别是涉及一种分体速热式热泵热水器的控制方法及其热水器。

背景技术：

一般热泵热水器的节能控制是采用定时开关机控制方法，该控制在定时开关机时间段内保持热水箱中的高热水温度，在定时开关机时间段外不保证热水箱中的水温，热水箱中可能为冷水。该控制能比较大的降低热水箱的热量散失，可达到比较好的节能效果。但随着人们生活水平的提高，需要随时都有热水，定时开关机控制的节能效果随之丧失。

目前家用热泵热水器一般有分体式热泵热水器和循环式热泵热水器两种，循环式热泵热水器由热泵热水器主机、带水泵的循环管路、不带热泵冷凝器的热水箱与热泵热水器控制器组成；分体式热泵热水器由热泵热水器主机、制冷剂连接管、带热泵冷凝器的热水箱与热泵热水器控制器组成。热泵热水器控制器配有一个热水温度传感器，控制热泵热水器主机的启停。这两类市售的热泵热水器普遍存在的问题是，由于热泵热水器的制热量一般较小，产热水慢，实际使用过程中需要蓄热，所以热泵热水器水箱配置都比较大(一般为100～600L)，故首先导致安装困难——现代建筑特别是高层建筑，一般没有预留大容量热水箱的安装空间，导致安装困难，无法使用热泵热水器这一节能产品；其次是浪费严重——由于水箱大，即使能安装也一般是安装于阳台，距离卫生间比较远，使用时须把热水管路中的冷水放掉则会造成水资源的浪费，而对热水管路循环保温会造成能源的浪费；其三是产水速度慢，影响使用——如在冬季加热一箱水需要数小时，当热水使用完后，则还须等待数小时；其四是使用不方便——主机、热水箱等都远离卫生间，热水箱中是否有热水、热水是否够用等都不清楚。对于循环式热泵热水器，由于循环水不可能在同一位置，于热水使用的过程中会不可避免地造成大量的冷热水混合，使水箱的有效热水容量减少，造成无法有效利用热泵热水器低热水温度高能效比的特点，导致***能耗的增加。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分体速热式热泵热水器的控制方法及其热水器，智能控制热水器的开启和关闭，并由此设计一种分体速热式热泵热水器，采用大热泵热水器主机、小热水箱的设计方案，使热泵热水器像普通电热水器一样安装，以此解决安装困难、水资源或能源的浪费、产水速度慢、使用不方便等问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分体速热式热泵热水器的控制方法，该方法包括开启操作方法和关闭操作方法。

该方法涉及以下数据，根据用户需要设置热水温度为T0，用水时间段为t，中部水温传感器(27)的温度为T1，底部水温传感器(26)温度为T2，典型环境平均温度为Tena。

该分体速热式热泵热水器的开启操作步骤如下：

步骤1、有开机请求或在制热状态时；

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内；

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2；

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下两种情况之一

T1≤T0-4℃

Tena＜20℃，T2≤T0-24℃

则执行步骤4；

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≤44℃或T2≤30℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≤42℃

Tena≥25℃，T1≤40℃

则执行步骤4；

步骤4、开启分体速热式热泵热水器制热。

步骤3中所述的温度均为可调温度，按具体情况调节。

该分体速热式热泵热水器的关闭操作步骤如下：

步骤1、有关机请求时，

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内，

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2，

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下情况T1≥T0且T2≥T0-4℃，则执行步骤4，

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≥48℃，T2≥45℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≥46℃，T2≥42℃

Tena≥25℃，T1≥44℃，T2≥40℃

则执行步骤4，

步骤4、关闭分体速热式热泵热水器。

步骤3中所述的温度均为可调温度，按具体情况调节。

一种应用分体速热式热泵热水器的控制方法的热水器，包括相互连接和连通的热泵热水器主机、热水箱和中控装置，与主机通过管路连通的冷凝器设置在热水箱中，其热水箱为卧式热水箱。该卧式热水箱的容积为35～70L，即供单人使用的水容量。为了实现快速加热，该卧式热水箱与主机连接，主机的功率为1.5～3匹，且主机上配有环境温度传感器。同时，所述卧式热水箱的中部设有中部水温传感器、底部设有底部水温传感器，该卧式热水箱的外壳上设有显示水温和水位的显示屏，且所述各传感器和显示屏与中控装置电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：分体速热式热泵热水器的控制方法通过划分用水时间段与非用水时间段，在保证随时都有热水的情况下，减少了保温水箱的散热；通过综合环境温度、保温水箱中部热水温度、保温水箱下部热水温度、用水时段、保温水箱容量、冷水温度、不同气候人有不同热水温度要求及热泵制热量特点的分体速热式热泵热水器节能启停控制方法，在保证热水使用情况下，最大限度减少了保温水箱处于高温热水状态的时间，并最大限度降低了中温保温状态的水温，最大限度减少了保温水箱的散热。

应用此方法的分体速热式热泵热水器采用单人用小容积热水箱设计方案，解决了热泵热水器由于安装空间受限，安装困难的问题，利于热泵热水器这一节能产品的推广普及；由于小容积热水箱可像普通电热水器一样安装于卫生间，避免了热水箱远距离安装造成的水资源或能源的浪费；小

容积热水箱保证了一人次冲凉的热水供应，且通过引入环境温度传感器和水温传感器，保证了热泵热水器的适时启动，并可在使用热水过程中一直保持制热运行，大幅度缩短了轮候用水时的等待时间至约10分钟；由于在热水箱外壁上加装了水量及水温显示，使用户对热泵的运行工作状态一目了然，更便于使用；利用分体设计方案，自然对流加热，最大限度减轻了使用过程中的冷、热水混合。

附图说明：

附图1为本发明的分体速热式热泵热水器的开启操作流程图；

附图2为本发明的分体速热式热泵热水器的关闭操作流程图；

附图3是本发明装配后的零部件分解示意图；

附图4是本发明部件热水箱的主视全剖示意图。

具体实施方式：

本发明的中心思想在于克服现有技术的不足，提供一种分体速热式热泵热水器的控制方法及其热水器，智能控制热水器的开启和关闭，并由此设计一种分体速热式热泵热水器，采用大热泵热水器主机、小热水箱的设计方案，使热泵热水器像普通电热水器一样安装。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。

一种分体速热式热泵热水器的控制方法，该方法包括开启操作方法和关闭操作方法。

该方法涉及以下数据，根据用户需要设置热水温度为T0，用水时间段为t，中部水温传感器(27)的温度为T1，底部水温传感器(26)温度为T2，典型环境平均温度为Tena。

本发明的分体速热式热泵热水器的开启操作流程图如图1所示，步骤如下：

步骤1、有开机请求或在制热状态时；

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内；

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2；

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下两种情况之一

T1≤T0-4℃

Tena＜20℃，T2≤T0-24℃

则执行步骤4；

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≤44℃或T2≤30℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≤42℃

Tena≥25℃，T1≤40℃

则执行步骤4；

步骤4、开启分体速热式热泵热水器制热。

步骤3中所述的温度值均为可调值，按具体情况调节。

本发明的分体速热式热泵热水器的关闭操作流程图如图2所示，步骤如下：

步骤1、有关机请求时，

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内，

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2，

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下情况T1≥T0且T2≥T0-4℃，则执行步骤4，

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≥48℃，T2≥45℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≥46℃，T2≥42℃

Tena≥25℃，T1≥44℃，T2≥40℃

则执行步骤4，

步骤4、关闭分体速热式热泵热水器。

步骤3中所述的温度值均为可调值，按具体情况调节。

xx为当下的具体时间，此时小时环境温度为Tenxx，每小时的最初2min检测并记录环境温度Ten，标记为小时环境温度Tenxx，例如Ten08为早晨8:00的温度，检测时间为8:00～8:02。

设典型环境平均温度为Tena则

$\mathrm{Tena}=\frac{\mathrm{Ten}20+\mathrm{Ten}21+\mathrm{Ten}22}{3}$

式中每天典型环境平均温度Tena为Ten20、Ten21、Ten22的环境的平均温度，Ten20、Ten21、Ten22分别为每天20:00、21:00、22:00时环境温度，Tena为每天22:03计算出。

分体速热式热泵热水器对用水时间段t自动进行计算：

初次上电或使用时间不足14天无计算数据时，以6:00～8:00、17:00～23:00为t。

每天0:00～23:59分当T1在2分钟内降温≥4℃时，记录该时间点为用水时间点，若5min内不再检测T1的温降，不再记录用水时间点，连续记录14天，记录满14天后自动清除最早的1天。

记录用水时间点时，将每天划分为00:00～5:00、5:00～11:00、11:00～16:00、16:00～00:00共4个时段，分别记为Ti1、Ti2、Ti3、Ti4。各时段前时间点包含在时段内，后时间点不包含在时段内。时段T1～T4内的用水时间段分别标为t1～t4。

用水时间段t1的计算，N10等于Ti1时段内用水时间点数量，每天0:00分时根据之前N10进行如下计算。N10＜6时，不计算t1，N10≥6时，计算t1的步骤如下：

步骤1、N1＝int(N10×80％+0.5)，int表示取整；

步骤2、取Ti1时段内包含N1个用水点的最短时间段为t11；

步骤3、取t11时段内最早时间点为t1起点，当Tena＜20℃时把时间点前推90min，当25℃＞Tena≥20℃时把时间点前推40min，当Tena≥25℃时把时间点前推20min，最晚时间点后推20min为t1终点。

计算t2、t3、t4的方法与计算t1的方法相同。

一种应用分体速热式热泵热水器的控制方法的热水器参照图3装配后的零部件分解示意图和图4部件热水箱的主视全剖示意图所示包括，热泵热水器主机1，在该主机表面壳体上附设有环境温度传感器11，内设冷凝器25的卧式热水箱2，冷凝器通过与主机通过管路连通，在热水箱壳体上设有制冷剂进口21、制冷剂出口22和冷水进口24、热水出口23，以及显示水温和水位的显示屏28。所述卧式热水箱的容积为35～70L，即单人用热水容积，而主机的功率为1.5～3匹，采用了大马拉小车的方式来保证快速地提供用户所需的热水。同时，在所述卧式热水箱的中部设有中部水温传感器27、底部设有底部水温传感器26，所述各传感器和显示屏28与中控装置电连接。

尽管本发明通过具体实施例对其作出了清晰而完整的描述，但是本发明不仅仅限于所述实施例，并且对本领域的技术人员来说，基于本发明而作出的所有的改进和选择，是可能发生的并且都包括在本发明之中。

Claims (4)

1.一种分体速热式热泵热水器的控制方法，该方法包括开启操作方法和关闭操作方法，其特征在于，

该方法涉及以下数据，根据用户需要设置热水温度为T0，用水时间段为t，中部水温传感器(27)的温度为T1，底部水温传感器(26)温度为T2，典型环境平均温度为Tena，

该分体速热式热泵热水器的开启操作步骤如下：

步骤1、有开机请求或在制热状态时，

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内，

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2，

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下两种情况之一

T1≤T0-4℃

Tena＜20℃，T2≤T0-24℃

则执行步骤4，

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≤44℃或T2≤30℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≤42℃

Tena≥25℃，T1≤40℃

则执行步骤4，

步骤4、开启分体速热式热泵热水器制热；

该分体速热式热泵热水器的关闭操作步骤如下：

步骤1、有关机请求时，

步骤2、判断当前时间是否在用水时间段t内，

步骤3、当在用水时间段t内时，执行步骤3.1，当不在用水时间段t内时，执行步骤3.2，

步骤3.1、当前时间在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下情况T1≥T0且T2≥T0-4℃，则执行步骤4，

步骤3.2、当前时间不在用水时间段t内时，检测到连续2秒出现以下三种情况之一

Tena＜20℃，T1≥48℃，T2≥45℃

25℃＞Tena≥20℃，T1≥46℃，T2≥42℃

Tena≥25℃，T1≥44℃，T2≥40℃

则执行步骤4，

步骤4、关闭分体速热式热泵热水器。

2.根据权利要求1所述的分体速热式热泵热水器的控制方法，其特征在于：上述步骤中的温度为可调温度。

3.一种应用权利1～2中任一项所述方法的分体速热式热泵热水器，包括相互连接和连通的热泵热水器主机(1)、热水箱(2)和中控装置，与主机通过管路连通的冷凝器(25)设置在热水箱(2)中，其特征在于：热水箱(2)与主机连接，主机的功率为1.5～3匹，且主机上配有环境温度传感器(11)，在热水箱的中部设有中部水温传感器(27)、底部设有底部水温传感器(26)，热水箱的外壳上设有显示水温和水位的显示屏(28)，且各传感器和显示屏(28)与中控装置电连接。

4.根据权利要求3所述的分体速热式热泵热水器，其特征在于：所述热水箱(2)为卧式热水箱，卧式热水箱的容积为35～70L。

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