CN105020889A - 空气能热水***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种空气能热水***及其控制方法，其中，空气能热水***包括：空调室外机，空调室外机具有第一冷媒管道；空调室内机，空调室内机具有第二冷媒管道；空气能热水装置包括：储水箱，储水箱具有第三冷媒管道；管道切换装置，管道切换装置与第一冷媒管道、第二冷媒管道和第三冷媒管道连接；控制器，控制器与空调室外机和空调室内机电连接以对其进行启停控制，控制器与管道切换装置电连接以对管道切换装置进行管道切换控制。本发明的空气能热水***及其控制方法，可以方便地在空调模式与空气能热水模式之间进行转换，费用低，有利于空气能热水机的推广，并且结构简单，安装和维护更加方便，减少占用空间。

Description

空气能热水***及其控制方法

技术领域

本发明涉及电器技术领域，特别涉及一种空气能热水***，以及一种空气能热水***的控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，越来越多的家庭拥有空调设备，甚至有的家庭安装不止一台，空调的选择与所在地的气候条件有关系。在四季变换较为明显的地区，冷暖双模式空调是用户的主要选择，夏天用于制冷，冬天用于制热。

另外，市场上出现了分体式空气能热水器，分体式空气能热水器的基本结构包括一台热水器外机和水箱以及控制***，其中，热水器外机的制热原理与冷热双模式空调的制热模式下的室外机工作原理是相同的，都是通过将压缩机输出的高温高压冷媒用于将介质例如空气或水进行加热，实现制热功能。

但是，对于拥有一台冷暖双模式空调，再添置一台立(分)体式空气能热水器时，需要额外增加一台分体式空气能热水机，费用昂贵，同时，分体式空气能热水机的外机也需要新的安装平台。虽然，相关技术中已经出现冷暖模式空调和空气能热水机一体的装置，但是费用非常高，并且同时需要将空调进行更换，特别是对于宾馆、酒店等(一些)每个房间都拥有一台冷暖空调(的应用场合)，进行大批量更换，需要的费用是非常高的。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本发明的一个目的在于提出一种空气能热水***，该空气能热水***无需单独的热泵***，只需要在现有的冷暖空调室外机上接入空气能热水装置即可实现制取热水的目的，降低了用户添置空气能热水机的费用，提高了空调室外机的利用率，有利于空气能热水机的推广，并且结构简单，相对于传统的分体式空气能热水机，安装和维护更加方便，减少安装外机的空间。

本发明的再一个目的在于提出一种空气能热水***的控制方法。

为达到上述目的本发明的一方面实施例提出一种空气能热水***，该空气能热水***包括：空调室外机，所述空调室外机具有第一冷媒管道；空调室内机，所述空调室内机具有第二冷媒管道；空气能热水装置，所述空气能热水装置包括：储水箱，所述储水箱具有第三冷媒管道；管道切换装置，所述管道切换装置与所述第一冷媒管道、第二冷媒管道和第三冷媒管道连接；控制器，所述控制器与所述空调室外机和所述空调室内机电连接以对其进行启停控制，所述控制器与所述管道切换装置电连接以对所述管道切换装置进行管道切换控制。

根据本发明实施例的空气能热水***，通过将空气能热水装置接入空调，控制器控制管道切换装置控制第一冷媒管道与第二冷媒管道或第三冷媒管道连通，进而可以方便地在空调器功能与热水机功能之间进行切换，达到制冷制热或制热水的目的，无需单独的热泵***，只需要在现有的冷暖空调室外机上接入空气能热水装置即可实现制取热水的目的，空气能热水装置接入空调更加简单，降低了用户添置空气能热水机的费用，提高了空调室外机的利用率，满足用户需要。

其中，在本发明的一些实施例中，所述管道切换装置包括二位三通阀，所述二位三通阀的第一端与所述第一冷媒管道连接，所述二位三通阀的第二端与所述第二冷媒管道连接，所述二位三通阀的第三端与所述第三冷媒管道连接。

在本发明的一些实施例中，所述控制器包括：控制模块，所述控制模块通过控制所述管道切换装置使所述第一冷媒管道与所述第二冷媒管道连通，在接收到制热水模式信号时，所述控制模块通过控制所述管道切换装置使所述第一冷媒管道与所述第三冷媒管道连通，并控制所述空调室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热。

在接收到用户的制热水命令时，控制模块控制管道切换模块切换空调室外机的第一冷媒管道与储水箱的第三冷媒管道连通，进而控制模块控制空调室外机以制热模式运行，从而可以将高温冷媒输送至第三冷媒管道以对储水箱进行加热，达到制热水的目的，满足用户需要。

在本发明的一些实施例中，所述控制器还包括：用于切换供电通路的电源管理模块，所述电源管理模块包括第一开关组、第二开关组和第三开关组，所述第一开关组的一端与外部电源连接，所述第一开关组的另一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的另一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组的一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组的另一端与所述控制模块连接，所述控制模块与所述外部电源连接，其中，当所述第一开关组和所述第二开关组闭合且所述第三开关组关断时，所述空调室外机和所述空调室内机通电，当所述第三开关组闭合且所述第一开关组和所述第二开关组关断时，所述空调室外机与所述控制模块通电。

具体地，在本发明的一些实施例中，所述第一开关组、第二开关组和第三开关组分别包括：第二三极管，所述第二三极管的基极通过第三电阻与所述控制模块连接，所述第二三极管的发射极通过第四电阻与预设电源连接，所述三极管的集电极接地；第二继电器，所述第二继电器的线圈与所述第四电阻和第二二极管并联，所述第一开关组中的第二继电器的开关的一端与所述外部电源连接，所述第一开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组中的第二继电器的开关的一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组中的第二继电器的开关的一端与所述控制模块连接，所述第三开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室外机连接。

在本发明的一些实施例中，所述控制器还包括：用于控制通信通路的通信管理模块，所述通信管理模块包括：第一三极管，所述第一三极管的基极通过第一电阻与所述控制模块连接，所述第一三极管的发射极通过第二电阻与所述预设电源连接，所述第一三极管的集电极接地；第一继电器，所述第一继电器的第一输入端与所述第二电阻和第一二极管的一端连接，所述第一继电器的第二输入端与所述第二电阻和第一二极管的另一端连接，所述第一继电器包括输出开关，所述输出开关的第一端与所述室内机连接，所述输出开关的第二端与所述控制模块连接，所述输出开关的第三端与所述空调室外机连接，其中，当所述输出开关常闭时，所述空调室内机与所述空调室外机通信，当所述输出开关动作时，所述控制模块与所述空调室外机通信。

在本发明的一些实施例中，上述空气能热水装置还包括：线控器，所述线控器包括红外接收模块，所述红外接收模块接收外部设备发送的所述空调的机型和通信协议的更新信息，所述线控器与所述控制模块连接。

通过线控器的红外接收模块接收空调的机型和通信协议的更新信息，可以扩展本发明实施例的空气能热水装置的接入范围。

为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种空气能热水***的控制方法，其中，所述空气能热水***包括空气能热水装置，所述空气能热水装置包括储水箱和管道切换装置，所述储水箱具有第三冷媒管道，所述管道切换装置分别与空调室内机的第二冷媒管道、空调室外机的第一冷媒管道和所述第三冷媒管道连接，所述控制方法包括以下步骤：接收模式控制信号；根据所述模式控制信号控制所述管道切换装置进行管道切换；以及根据所述模式控制信号控制所述空调室外机和所述空调器室内机的启停。

根据本发明实施例的空气能热水***的控制方法，通过将空气能热水装置接入空调，控制管道切换装置控制第一冷媒管道与第二冷媒管道或第三冷媒管道连通，进而可以方便地在空调器功能模式与热水机功能模式之间进行切换，达到制冷制热或制热水的目的，无需单独的热泵***，只需要在现有的冷暖空调室外机上接入空气能热水装置即可实现制取热水的目的，空气能热水装置接入空调更加简单，降低了用户添置空气能热水机的费用，提高了空调室外机的利用率，满足用户需要。

其中，在本发明的一些实施例中，当接收到制热水模式控制信号时，包括：控制所述空调室内机与所述空调室外机断电，并控制所述空调室外机与所述空气能热水装置通电；控制所述管道切换装置使第一冷媒管道与所述第三冷媒管道连通；以及控制所述室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热。

在本发明的一些实施例中，控制所述空调室外机与所述空气能热水装置通电之后，还包括：控制所述空调室外机与所述空调室内机停止通信；以及控制所述空调室外机与所述空气能热水装置进行通信。

在本发明的一些实施例中，在所述接收模式控制信号之前，还包括：接收外部设备发送的所述空调的机型和通信协议的更新信息，并进行保存。

通过接收外部设备发送的空调的机型以及通信协议的更新信息，可以扩大空气能热水装置接入空调机型的范围，使得空气能热水装置更加容易实现接入。

在本发明的一些实施例中，在所述控制所述空调室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热之后，还包括：检测所述储水箱的温度；当所述储水箱的温度大于或等于预设温度时，控制所述空调室外机停止运行；当所述储水箱的温度与所述预设温度的温度差大于预设差值时，控制所述空调室外机以制热模式运行。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明的一个实施例的空气能热水***的示意图；

图2为根据本发明的一个具体实施例的空气能热水装置中管道切换装置的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的空气能热水***中电源管理模块的连接示意图；

图4为根据本发明的一个具体实施例的电源管理模块的控制电路示意图；

图5为根据本发明的另一个实施例的空气能热水***中通信管理模块的电路示意图；

图6为根据本发明的另一个具体实施例的控制模块的功能示意图；

图7为根据本发明的一个实施例的空气能热水***的控制方法的流程图；以及

图8为根据本发明的一个具体实施例的空气能热水***的控制过程的流程图。

附图标记

空调室外机100、空调室内机200和空气能热水装置300，储水箱301、管道切换装置302和控制器30，控制模块303，电源管理模块304，第一开关组3041、第二开关组3042和第三开关组3043，通信管理模块305，第一继电器3051、输出开关3052，线控器306和存储模块307，第二继电器3045。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，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，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图描述根据本发明实施例的空气能热水***及其控制方法。

首先，对根据本发明实施例提出的空气能热水***进行描述。图1为根据本发明的一个实施例的空气能热水***的示意图。如图1所示，本发明实施例的空气能热水***包括空调室外机100、空调室内机200和空气能热水装置300。其中，空调室外机100具有第一冷媒管道a，空调室内机200具有第二冷媒管道b。空气能热水装置300包括储水箱301、管道切换装置302和控制器30。储水箱301具有第三冷媒管道c，管道切换装置302与第一冷媒管道a、第二冷媒管道b和第三冷媒管道c连接，控制器30与空调室外机100和空调室内机200电连接以对其进行启停控制，控制器30与管道切换装置302电连接以对管道切换装置302进行管道切换控制。

进一步地，控制器30包括控制模块301，控制模块303控制管道切换装置302使第一冷媒管道a与第二冷媒管道b连通，在接收到制热水模式命令时，控制模块303控制管道切换装置302切换第一冷媒管道a与第三冷媒管道c连通，并控制空调室外机100以制热模式运行以对储水箱301进行加热。

其中，在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，管道切换装置302包括二位三通阀，二位三通阀的第一端与第一冷媒管道a连接，二位三通阀的第二端与第二冷媒管道b连接，二位三通阀的第三端与第三冷媒管道c连接。具体地，管路切换装置302主要实现空调模式工作管路和制热水模式工作管路的切换，由内部两个电动二位三通阀组成，分别控制空调室外机100进入到空气能热水装置300和空调室内机200的管道。例如，当用户选择空调模式时，管路切换装置302不动作，空调室外机100的第一冷媒管道a直接与空调室内机200的第二冷媒管道b连通。当用户选择制热水模式时，控制模块303控制管路切换装置302切换第一冷媒管道a与储水箱301的第三冷媒管道连通。

具体地，在默认情况下，控制模块303控制管道切换装置302使第一冷媒管道a与第二冷媒管道b连通，在用户使用空调时，可以通过空调室内机200直接控制空调室外机100进行制冷制热工作。当接收到制热水模式命令时，则控制模块303控制管路切换装置302切换第一冷媒管道a与第三冷媒管道c连通，即此时空调室外机100的冷媒管道与空气能热水装置300的冷媒管道连通，并且同时由控制模块303控制空调室外机100以制热模式运行，具体地，例如控制模块303控制空调室外机100的四通阀处于通电状态，则空调室外机100的压缩机将高温高压的冷媒通过管道切换装置302输送至储水箱301的第三冷媒管道c中，从而通过第三冷媒管道c内的高温冷媒对储水箱301进行加热以实现获得热水的目的，进而将放热变冷的冷媒回流至空调室外机100的冷媒管道中，以进行循环使用。

另外，在本发明的一个实施例中，根据用户选择使用空调模式还是制热水模式的不同，可以对工频电源的供电对象进行控制。具体地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，控制器30还包括用于切换供电通路的电源管理模块304。

具体地，图3为根据本发明的一个实施例的空气能热水***中电源管理模块的连接示意图，如图3所示，电源管理模块304包括第一开关组3041、第二开关组3042和第三开关组3043，第一开关组3041的一端与外部电源连接，具体地，例如图3中，通过继电器控制使得第一开关组3041的一端分别与外部电源的零线N和火线L相连，第一开关组3041的另一端与空调室内机200连接，第二开关组3042的一端与空调室内机200连接，第二开关组3042的另一端与空调室外机100连接，第三开关组3043的一端与空调室外机100连接，第三开关组3043的另一端与控制模块303连接，控制模块303与外部电源连接。

其中，如图3所示，当第一开关组3041和第二开关组3042闭合且第三开关组3043关断时，空调室外机100和空调室内机200通电，当第三开关组3043闭合且第一开关组3041和第二开关组3042关断时，空调室外机100与控制模块303通电。

另外，在用户选择空调模式时，管道切换装置302控制第一冷媒管道a与第二冷媒管道b连通，并且第一开关组3041和第二开关组3042闭合且第三开关组3043关断，空调室内机200和空调室外机100通电，可以由空调室内机200对空调室外机100进行控制。在用户选择制热水模式时，控制模块303控制管道切换装置302切换至第一冷媒管道a与第三冷媒管道c连接，并且第三开关组3043闭合且第一开关组3041和第二开关组3042关断时，空调室外机100与控制模块303通电，可以由空气能热水装置300的控制模块303对空调室外机100进行控制。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图4所示为根据本发明的一个具体实施例的电源管理模块的一组开关组的控制电路图。参照图4所示，第一开关组3041、第二开关组3042和第三开关组3043分别包括第二三极管Q2和第二继电器3045。

其中，第二三极管Q2的基极通过第三电阻R3与控制模块303连接，第二三极管Q2的发射极通过第四电阻R4与预设电源连接，第二三极管Q2的集电极接地；第二继电器3045的线圈分别与第四电阻R4和第二二极管D2并联，第一开关组3041中的第二继电器3045的开关的一端与外部电源连接，第一开关组3041的第二继电器3045的开关的另一端与空调室内机200连接，第二开关组3042中的第二继电器3045的开关的一端与空调室内机连接，第二开关组3042的第二继电器3045的开关的另一端与空调室外机100连接，第三开关组3043中的第二继电器3045的开关的一端与控制模块303连接，第三开关组3043的第二继电器3045的开关的另一端与空调室外机100连接。

实际中，可以通过6个继电器与控制模块303例如MCU(Single Chip Microcomputer,单片机)中央处理单元的控制引脚组成电源管理模块304。具体地，例如图3所示，当用户选择空调模式时，控制K1、K2、K4、K5吸合，K3、K6断开，此时空调独立运转，用户可以通过空调遥控器对空调进行正常运行操作。而当用户选择制热水模式时，控制K1、K2、K4、K5断开，K3、K6吸合，此时空调室外机100的运行将由空气能热水装置300的控制模块303例如MCU中央处理单元控制，而与空调室内机200彻底断开，此时空调将不能运行。如图4所示，控制模块303例如MCU的GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)引脚控制K1继电器动作，当GPIO输出高电平时，第二继电器3045吸合，开关K1闭合，反之K1断开。

进一步地，在本发明的另一个实施例中，如图1所示，上述控制器30还包括用于控制通信通路的通信管理模块305。具体地，如图5所示为根据本发明的一个具体实施例的通信管理模块的电路示意图，如图5所示，通信管理模块305包括第一三极管Q1和第一继电器3051。

其中，第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与控制模块303连接，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2与预设电源例如+12V连接，第一三极管Q1的集电极接地；第一继电器3051的第一输入端分别与第二电阻R2和第一二极管D1的一端连接，第一继电器3051的第二输入端分别与第二电阻R2和第一二极管D1的另一端连接，第一继电器3051包括输出开关3052，输出开关3052的第一端A与空调室内机200连接，输出开关3052的第二端B与控制模块303连接，输出开关3052的第三端C与空调室外机100连接，其中，当输出开关3052常闭时，空调室内机200与空调室外机100通信，从而可以由空调室内机200直接控制空调室外机100运行。当输出开关3052动作时，控制模块303与空调室外机100通信，从而可以由空气能热水装置300的控制模块303对空调室外机100进行控制。

具体地，例如家用分体式冷暖空调主要由空调室外机100和空调室内机200组成，根据外部压缩机的不同，分为定频空调和变频空调。定频空调的控制方式简单，空调室外机100中没有主控板，内外机连接主要有冷媒流动管路和电源及四通阀控制信号。该类机型价格便宜、连接简单、运行可靠，主要集中于早期家庭使用和目前大部分的宾馆和酒店当中。变频空调的控制则相对复杂，室外机一般都有主控电路板，内外机之间需要进行通讯，其通讯方式主要有SN(共零线)通讯、485通讯两种，此外各家通讯协议也不同。本发明实施例的空气能热水装置300中的通信管理模块305可以切换空调室内机200与空调室外机100的通信和控制信号，以及控制模块303与空调室外机100的通信和控制信号，例如通过第一继电器3051控制通信通路。具体地，第一继电器3051可以为固态继电器，固态继电器的导通电阻小，体积小，寿命长，比机械式继电器更加可靠。为了兼容2种通信方式和定频空调室外机100四通阀控制信号，在具体设计中，一般四通阀控制信号只需要一个AC220V电源线，和一个是N线，所以可以使用4个固态继电器，分别控制485通信信号中的485_A和485_B信号、SN通信中的S信号、四通阀控制信号AC_OUT信号。图5中为以485通信的一路信号485_A为例的电路图。当用户选择工作在空调模式时，固态继电器工作在常闭状态，无论哪种通信方式，都是空调室内机200与空调室外机100直接通信和信号控制。而当选择在制热水模式时，所有的通信和四通阀控制信号都交由空气能热水装置300的控制模块303，由控制模块303和空调室外机100直接通信和四通阀控制。

本发明实施例的空气能热水***中，主要是在原有的空调室内机200和空调室外机100基础上，添加空气能热水装置300，实现空气能热水器的接入，其工作原理图如图1所示。利用将原有管路的重新连接，通过管路切换模块302接入到空气能热水装置300中，并通过电源管理模块304控制电源供给，以及通过通信管理模块305控制通信信号的传递来完成。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，第一开关组3041、第二开关组3042和第三开关组3043分别包括两路开关以对应外部电源的零线N和火线L，例如第一开关组3041包括开关K1和K4，第二开关组3042包括开关K2和K5，第三开关组3043包括开关K3和K6。当用户选择空调模式时，则控制模块303控制电源管理模块304中的开关K1、K4、K2和K5吸合，控制开关K3和K6断开，避免空调室内机200的闭环供电，空调室内机200获得工作电源，并且空调室内机200与空调室外机100的供电回路闭合，空调室外机100的工作电源交予空调室内机200控制。一般默认情况下空调室内机200与空调室外机100通信，所以通信管理模块305无需动作。管路切换模块302默认在空调模式下，即第一冷媒管路a与第二冷媒管路b连通，空气能热水***按照接入空调的正常运行模式运行。当用户选择制热水模式时，则控制模块303控制电源管理模块304中的开关K1、K4、K2和K5断开，空调室内机200断电，控制模块303控制开关K3和K6来控制空调室外机100的工作电源的通断。通信管理模块305的第一继电器3051例如固态继电器动作，空调室外机100的通信电路与控制模块303连通，控制模块303直接控制空调室外机100的四通阀回路切换。管路切换模块302切换至制热水模式，即控制第一冷媒管路a与第三冷媒管路c连通，也就是说，空调室外机100的管路与储水箱301的管路连通。控制模块303控制空调室外机100以制热模式运行，即空气能热水***以制热水模式运行。

另外，在本发明的一个实施例中，如图1所示，空气能热水装置300还包括线控器306。其中，线控器306与控制模块303连接，线控器306包括红外接收模块3061，红外接收模块3061接收外部设备例如外部红外发送设备发送的空调的机型和通信协议的更新信息。控制器30还包括存储模块307，存储模块307与控制模块303连接，存储模块307用于存储空调机型信息和通信协议。

具体地，为了使本发明实施例的空气能热水装置300可以不断的适用于新的空调机型，线控器306中添加了红外接收模块3061，例如通过红外接收模块3061接收外部设备例如外部红外发送设备发送的空调的机型和通信协议的更新信息，例如工作人员可以使用手持式红外装置对***存储的可接入空调机型信息进行升级，这样既可消除用户更换空调对本发明实施例的空气能热水装置300的影响，又可以扩大可接入的空调机型范围。另外，线控器306还可以用于用户控制和参数设置，该线控器306还可以具有液晶LCD进行显示，能够实时显示储水箱301的温度和制热水模式的设备运行情况，对制热水模式和空调模式的选择也可以通过线控器306上的按键完成，本发明实施例的空气能热水装置300在安装时，空调机型选择也可以通过线控器306来设置选择，空气能热水装置300接入到空调***中的第一次选择在制热水模式工作时，必须选择空调机型信息，以使控制模块303根据空调机型与空调室外机100进行通信和控制。另外，存储模块307用于存储兼容本发明实时的空气能热水装置300的空调机型的关键信息和通信协议，通过对通信协议的解析，能够模拟空调室内机200的操作功能，从而实现空调室外机100工作在制热模式，此功能只针对内部机采用通信协议的机型。而对空调室外机100无主控板组件，由空气能热水装置300完成对空调室外机100的控制。

在本发明的实施例中，空气能热水装置300中的控制模块303是整个装置的核心，控制模块303例如MCU可以通过输出引脚分别与电源管理模块304、通信管理模块305、管路切换模块302、存储模块307和线控器306相连，并控制此类模块的动作。电源管理模块304的输入电源为外部电源即总输入电源，通过MCU的控制，电源管理模块304可以切换给空气能热水装置300工作时电源和空调器室内机电源供电，其中，MCU的供电单元由总输入电源提供。

通信管理模块305的输入信号分别来自MCU和空调室内机，而其输出信号与空调室外机连接，通信信号源的选择是通过MCU控制的；管路切换模块402则分别与空调室内机、空调室外机管路连接，通过MCU的控制，完成管路***的切换，其另外一路输出管路与储水箱相连接，用于储水箱储水加热；存储模块307和外部线控器306只与MCU相连接，用于存储大量数据和用户设置及显示。

其中MCU包含了市场上空气能热水器的主要功能，其功能框图如图6所示。MCU主要包括供电模块901、复位电路902、晶振电路903、温度检测模块904、压力检测模块905、数据存储模块906、输出控制模块907、电流检测模块908，此外通信模块909整合了485通信、SN通信。并将空调室外机四通阀控制信号单独留出，用于对定频空调室外机的冷暖四通阀切换控制，下面对控制模块303即MCU具有的每个模块进行详细说明。

具体地，供电模块901、复位电路902、晶振电路903是MCU控制中的必备电路，其中供电模块901是将交流工频电源转化为直流电源，其功能有：一是为MCU及其相关***模块提供+5V工作电源；二是为输出控制中的继电器电路和四通阀控制信号提供+12V工作电源；三是为SN通信电路所提供的环路工作电源。

其中，温度检测模块904主要功能是在制热水状态下用于检测空调室外机接入管路的进管冷媒温度T1和出管冷媒温度T2以及储水箱301中的进出水温度T3、T4，和就近安装的室外环境温度T5，从而为空气能热水装置300的工作提供控制依据。例如，现有的空气能热水机在制热水时，一般通过人为设定时间段和实时工作制热水的模式，而空气能热水机在温度较低的情况下，制热的能效并不高，并且每次通过手动设置，比较繁琐。本发明实施例的空气能热水装置300，可以添加人工智能模糊温度检测辅助加热功能，例如，通过将用户在一周7天白天8:00到晚上20：00的12组温度采集数据加权平均，取得中间温度值T，并存储于控制模块303中，在储水箱301内的温度低于设定温度例如T的10℃时，控制模块303自动控制空气能热水装置300以及空调室外机运行制热水模式，使用户在冬季仍然可以时刻享受热水，并保持实时环境温度下有着最高的制热能力。由于接入式空气能热水装置300不能检测空调室外机热交换器的表面温度及所处的环境温度，因此除霜工作需采用定时除霜。

其中，电流检测模块908通过检测输入到空调室外机工频电源线路的电压，再结合程序读取存储在存储模块307中的各种对应空调机型的最大工作电流，避免压缩机长时间过电流工作，及时保护空调室外机压缩机。

其中，压力检测模块905主要功能是在制热水状态下用于检测空调室外机进出冷媒管的冷媒压力，使在压力过高和压力过低的状况下，能够有效保护***。

其中，数据存储模块906主要用于存储重要的参数以及用户的重要设定。

其中，输出控制模块907主要是由MCU的GPIO输出控制外部继电器开闭，从而控制空调室外机的工频电源的通断，以及有电辅热时的热水器电辅热功能开断控制。

本发明实施例的空气能热水装置300的控制模块303例如MCU中启用了两路USART串行通信接口，都采用485通信方式，一路用于与线控器306连接；一路用于与采用485通信的空调室外机主控板通信，由于不同类型空调所采用的通信协议不尽相同，因此本发明实施例的空气能热水装置300只适用于在存储模块307和程序中存储的已知通信协议的空调机型。

其中，SN(共零线)通信方式则用于与使用SN通信的空调进行通讯兼容所设计的，由于不同类型空调所采用的SN通信电路和通信协议不尽相同，因此同样本发明实施例的空气能热水装置300只适用于在存储模块307和程序中存储的已知通信协议的空调机型。

在本发明的实施例中，四通阀控制信号之所以要单独划分出来，主要针对的是空调室内机只控制空调室外机四通阀的空调机型。该类机型只需要通过四通阀的通断来控制外机冷暖工作模式，控制简单，大多数早期的制冷制热定频空调都是用该类控制，因而该类机型使用本发明实施例的空气能热水装置300的效果最好，也是本发明实施例的空气能热水装置300能够接入机型中最合理的机型。

综上所述，根据本发明实施例的空气能热水***，通过将空气能热水装置接入空调，控制器控制管道切换装置控制第一冷媒管道与第二冷媒管道或第三冷媒管道连通，进而可以方便地在空调器功能与热水机功能之间进行切换，达到制冷制热或制热水的目的，无需单独的热泵***，只需要在现有的冷暖空调室外机上接入空气能热水装置即可实现制取热水的目的，空气能热水装置接入空调更加简单，降低了用户添置空气能热水机的费用，提高了空调室外机的利用率，满足用户需要。另外，通过线控器的红外接收模块接收外部设备发送的空调的机型以及通信协议的更新信息，可以扩大空气能热水装置接入空调机型的范围，使得空气能热水***更加方便。

基于上述空气能热水***的电路和结构，下面参照附图描述根据本发明的另一方面实施例提出的一种空气能热水***的控制方法。

其中，空气能热水***包括空气能热水装置，空气能热水装置包括储水箱和管道切换装置，储水箱具有第三冷媒管道，管道切换装置分别与空调室内机的第二冷媒管道、空调室外机的第一冷媒管道和第三冷媒管道连接，图7为根据本发明的一个实施例的空气能热水***的控制方法的流程图。如图7所示，本发明实施例的空气能热水***的控制方法包括以下步骤：

S1，接收模式控制信号。

其中，模式控制信号包括例如空调器功能模式控制信号和制热水模式控制信号，一般默认情况下，空气能热水***处于空调器功能模式下。

S2，根据模式控制信号控制管道切换装置进行管道切换。

例如，接收到空调器功能模式控制信号时，控制管道切换装置控制空调室外机的第一冷媒管道与空调室内机的第二冷媒管道连通，在用户使用空调时，可以通过空调室内机直接控制空调室外机进行制冷制热工作。在本发明的一个实施例中，根据用户选择使用空调模式还是制热水模式的不同，可以对工频电源的供电对象进行控制。例如，当接收到制热水模式控制信号时，控制空调室内机与空调室外机断电，以及控制空调室外机与空气能热水装置通电，以及控制管路切换装置使第一冷媒管道与第三冷媒管道连通，即此时空调室外机的冷媒管道与空气能热水装置的储水箱的冷媒管道连通。

S3，根据模式控制信号控制空调室外机和空调器室内机的启停。

例如，接收到空调器功能模式控制信号时，则空调室外机在空调室内机的控制下运行。当接收到制热水模式控制信号时，则控制空调室内机停止工作，并控制空调室外机以制热模式运行以对储水箱进行加热。具体地，例如控制空调室外机的四通阀处于通电状态，则空调室外机的压缩机将高温高压的冷媒通过管道切换模块输送至储水箱的第三冷媒管道中，从而通过第三冷媒管道内的高温冷媒对储水箱进行加热以实现获得热水的目的，进而将放热变冷的冷媒回流至空调室外机的冷媒管道中，以进行循环使用。

进而，在本发明的一个实施例中，控制空调室外机与空气能热水装置通电之后，还包括：控制空调室外机与空调室内机停止通信；以及控制空调室外机与空气能热水装置进行通信。具体地，当用户选择空调模式时，空调室内机与空调室外机进行通信，无论哪种通信方式，都是空调室内机与空调室外机直接通信和信号控制。而当选择在制热水模式时，所有的通信和四通阀控制信号都交由空气能热水装置的控制模块，由控制模块和空调室外机直接通信和四通阀控制。从而实现控制空调室外机以制热模式运行，达到制取热水的目的。

另外，在本发明的一些实施例中，为了使本发明实施例的空气能热水装置可以不断的适用于新的空调机型，可以对空调信息进行更新，例如，在接收模式控制信号之前，接收外部设备发送的空调的机型和通信协议的更新信息，并进行保存。具体地，例如可以通过红外接收模块接收外部设备例如外部红外发送设备发送的空调的机型和通信协议的更新信息，例如工作人员可以使用手持式红外装置对***存储的可接入空调机型信息进行升级，这样既可消除用户更换空调对本发明实施例的空气能热水装置的影响，又可以扩大可接入的空调机型范围。

另外，在本发明的一个实施例中，基于上述空气能热水装置的硬件电路和结构组成，软件设计中可以添加智能制热功能，例如，在控制空调室外机以制热模式运行以对储水箱进行加热之后，还可以包括：检测储水箱的温度，当储水箱的温度大于或等于预设温度时，控制空调室外机停止运行，当储水箱的温度与预设温度的温度差大于预设差值时，控制空调室外机以制热模式运行。具体地，现有的空气能热水机在制热水时，一般通过人为设定时间段和实时工作制热水的模式，而空气能热水机在温度较低的情况下，制热的能效并不高，并且每次通过手动设置，比较繁琐。本发明实施例的空气能热水装置，可以添加人工智能模糊温度检测辅助加热功能，例如，通过将用户在一周7天白天8:00到晚上20：00的12组温度采集数据加权平均，取得中间温度值T，并存储于空气能热水装置中，实时检测储水箱内的温度，在储水箱内的温度低于设定温度例如T的10℃时，自动控制空气能热水装置以及空调室外机运行制热水模式，使用户在冬季仍然可以时刻享受热水，并保持实时环境温度下有着最高的制热能力。由于接入式空气能热水装置不能检测空调室外机热交换器的表面温度及所处的环境温度，因此除霜工作需采用定时除霜。

在本发明的一个具体实施例中，如图8所示，上述空气能热水装置的控制方法的具体控制过程可以包括以下步骤：

S1001，检测用户选择的模式。

S1002，判断本次选择模式是否与上次模式一致。

在用户使用过程中，用户选择模式之后，空气能热水装置的控制模块首先或判断当前选择模式是否与上次设置的模式一致，避免因误操作，导致在压缩机运行时切换管路和四通阀组件带来的冲击。当选择模式一致时，执行步骤S1003，否则执行步骤S1004。

S1003，判断是否设置制热水模式。

如果是，则执行步骤S1006，否则执行步骤S1010。

S1004，判断压缩机是否处于工作状态。

如果是，则执行步骤S1005，否则执行步骤S1003。

S1005，模式冲突提示。

S1006，控制空调室内机断电，空气能热水装置控制模块控制空调室外机电源。

例如控制空调室内机与空调室外机的电路连接，空气能热水装置的控制模块控制空调室外机与空气能热水装置间的开关闭合，由控制模块控制空调室外机的工作电源通断。

S1007，控制空调室外机与空气能热水装置进行通信。

S1008，控制第一冷媒管路与第三冷媒管路连通。

S1009，控制空气能热水***以制热水模式运行。

S1010，控制空调室外机与空调室内机通信。

S1011，控制管路切换模块保持空调模式。

具体地，一般默认管路切换模块控制管路以空调模式连通，即控制空调室内机的管路与空调室外机的管路连通，也就是控制第一冷媒管路与第二冷媒管路连通。

S1012，控制空气能热水***以空调模式运行。

综上所述，根据本发明实施例的空气能热水***的控制方法，通过将空气能热水装置接入空调，控制管道切换装置控制第一冷媒管道与第二冷媒管道或第三冷媒管道连通，进而可以方便地在空调器功能模式与热水机功能模式之间进行切换，达到制冷制热或制热水的目的，满足用户需要。另外，通过接收外部设备发送的空调的机型以及通信协议的更新信息，可以扩大空气能热水装置接入空调机型的范围，使得空气能热水装置更加容易实现接入。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (12)

1.一种空气能热水***，其特征在于，包括：

空调室外机，所述空调室外机具有第一冷媒管道；

空调室内机，所述空调室内机具有第二冷媒管道；

空气能热水装置，所述空气能热水装置包括：

储水箱，所述储水箱具有第三冷媒管道；

管道切换装置，所述管道切换装置与所述第一冷媒管道、第二冷媒管道和第三冷媒管道连接；

控制器，所述控制器与所述空调室外机和所述空调室内机电连接以对其进行启停控制，所述控制器与所述管道切换装置电连接以对所述管道切换装置进行管道切换控制。

2.如权利要求1所述的空气能热水装置，其特征在于，所述管道切换装置包括二位三通阀，所述二位三通阀的第一端与所述第一冷媒管道连接，所述二位三通阀的第二端与所述第二冷媒管道连接，所述二位三通阀的第三端与所述第三冷媒管道连接。

3.如权利要求1所述的空气能热水***，其特征在于，所述控制器包括：

控制模块，所述控制模块通过控制所述管道切换装置使所述第一冷媒管道与所述第二冷媒管道连通，在接收到制热水模式信号时，所述控制模块通过控制所述管道切换装置使所述第一冷媒管道与所述第三冷媒管道连通，并控制所述空调室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热。

4.如权利要求3所述的空气能热水***，其特征在于，所述控制器还包括：

用于切换供电通路的电源管理模块，所述电源管理模块包括第一开关组、第二开关组和第三开关组，所述第一开关组的一端与外部电源连接，所述第一开关组的另一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的另一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组的一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组的另一端与所述控制模块连接，所述控制模块与所述外部电源连接，其中，当所述第一开关组和所述第二开关组闭合且所述第三开关组关断时，所述空调室外机和所述空调室内机通电，当所述第三开关组闭合且所述第一开关组和所述第二开关组关断时，所述空调室外机与所述控制模块通电。

5.如权利要求4所述的空气能热水***，其特征在于，所述控制器还包括：

用于控制通信通路的通信管理模块，所述通信管理模块包括：

第一三极管，所述第一三极管的基极通过第一电阻与所述控制模块连接，所述第一三极管的发射极通过第二电阻与所述预设电源连接，所述第一三极管的集电极接地；

第一继电器，所述第一继电器的第一输入端与所述第二电阻和第一二极管的一端连接，所述第一继电器的第二输入端与所述第二电阻和所述第一二极管的另一端连接，所述第一继电器包括输出开关，所述输出开关的第一端与所述空调室内机连接，所述输出开关的第二端与所述控制模块连接，所述输出开关的第三端与所述空调室外机连接，其中，当所述输出开关常闭时，所述空调室内机与所述空调室外机通信，当所述输出开关动作时，所述控制模块与所述空调室外机通信。

6.如权利要求4所述的空气能热水装置，其特征在于，所述第一开关组、第二开关组和第三开关组分别包括：

第二三极管，所述第二三极管的基极通过第三电阻与所述控制模块连接，所述第二三极管的发射极通过第四电阻与预设电源连接，所述第二三极管的集电极接地；

第二继电器，所述第二继电器的线圈与所述第四电阻和第二二极管并联，所述第一开关组中第二继电器的开关的一端与所述外部电源连接，所述第一开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组中的第二继电器的开关的一端与所述空调室内机连接，所述第二开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室外机连接，所述第三开关组中的第二继电器的开关的一端与所述控制模块连接，所述第三开关组的第二继电器的开关的另一端与所述空调室外机连接。

7.如权利要求1所述的空气能热水***，其特征在于，所述空气能热水装置还包括：

线控器，所述线控器包括红外接收模块，所述红外接收模块接收外部设备发送的所述空调的机型和通信协议的更新信息，所述线控器与所述控制模块连接。

8.一种空气能热水***的控制方法，其特征在于，所述空气能热水***包括空气能热水装置，所述空气能热水装置包括储水箱和管道切换装置，所述储水箱具有第三冷媒管道，所述管道切换装置与空调室内机的第二冷媒管道、空调室外机的第一冷媒管道和所述第三冷媒管道连接，所述控制方法包括以下步骤：

接收模式控制信号；

根据所述模式控制信号控制所述管道切换装置进行管道切换；以及

根据所述模式控制信号控制所述空调室外机和所述空调器室内机的启停。

9.如权利要求8所述的空气能热水***的控制方法，其特征在于，当接收到制热水模式控制信号时，包括：

控制所述空调室内机与所述空调室外机断电，并控制所述空调室外机与所述空气能热水装置通电；

控制所述管道切换装置使第一冷媒管道与所述第三冷媒管道连通；以及

控制所述空调室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热。

10.如权利要求9所述的空气能热水***的控制方法，其特征在于，控制所述空调室外机与所述空气能热水装置通电之后，还包括：

控制所述空调室外机与所述空调室内机停止通信；以及

控制所述空调室外机与所述空气能热水装置进行通信。

11.如权利要求8所述的空气能热水***的控制方法，其特征在于，在所述接收模式控制信号之前，还包括：

接收外部设备发送的所述空调的机型和通信协议的更新信息，并进行保存。

12.如权利要求9所述的空气能热水***的控制方法，其特征在于，在所述控制所述空调室外机以制热模式运行以对所述储水箱进行加热之后，还包括：

检测所述储水箱的温度；

当所述储水箱的温度大于或等于预设温度时，控制所述空调室外机停止运行；

当所述储水箱的温度与所述预设温度的温度差大于预设差值时，控制所述空调室外机以制热模式运行。