一种积层热泵热水器控制方法技术

本发明专利技术公开了一种积层热泵热水器控制方法，包括以下步骤：开关机控制步骤，加热控制步骤，主控制器接收外部输入加热热水量的控制命令以及设定加热温度Ts的控制命令，出水温度传感器实时检测循环水从热交换器输出的温度T出，按照初始频率控制开启所述变频泵，水箱内的冷水由变频泵从冷水出口抽出，经热交换器换热后，从热水入口流入，调节所述变频泵的转速，使得出水温度传感器检测的温度满足T出=Ts+△T1。本发明专利技术的积层热泵热水器控制方法，从热交换器流出的水直为接达到设定要求的直热水，可以无需多次循环加热，采用承压式水箱，可以设定实际需要热水量，极大的节约了热水能耗，而且极大缩短了加热时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热泵热水器控制
，具体地说，是涉及一种积层热泵热水器控制方法。
技术介绍
目前，热泵热水器一般加热过程都是对水箱中的全部水逐步进行加热，整个水箱中的水加热到需要温度才能使用。这样的加热方式存在的缺陷是：加热时间长，且如果热水需求量远少于水箱可以输送出来的热水量时，还会造成热水能量浪费，热水装置效率低。此外，现在的热泵热水器用于驱动循环水的水泵为定流泵，无法调节循环水的流速，因此，当循环水经过热交换器出来后，水温受流速以及热交换器换热效率的限制，一般从热交换器流出的循环水无法直接达到设定水温，还要进行多次循环加热，才能够实现达到设定水温，这样同样无法达到节能的目的，而且加热时间长。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有热泵热水器无法根据实际需要热水量进行加热，将整水箱加热浪费热水能量以及加热时间长的问题，提出了一种积层热泵热水器控制方法，可以解决上述问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种积层热泵热水器控制方法，开关机控制步骤，包括以下子步骤：开机控制步骤：主控制器接收开启加热指令，并执行加热指令：所述主控制器控制膨胀阀调至初始开度后，控制启动水泵，在所述水泵启动△t1后，控制外风机启动，在所述外风机启动△t2后，控制压缩机启动；关机控制步骤：主控制器首先控制关闭压缩机，然后将电子膨胀阀开至最大开度，关闭水泵以及压缩机，在压缩机关闭△t3后，控制关闭所述外风机；加热控制步骤，主控制器接收外部输入加热热水量的控制命令以及设定加热温度Ts的控制命令，出水温度传感器实时检测循环水从热交换器输出的温度T出，按照初始频率控制开启所述变频泵，水箱内的冷水由变频泵从冷水出口抽出，经热交换器换热后，从热水入口流入，调节所述变频泵的转速，使得出水温度传感器检测的温度满足T出=Ts+△T1；当与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＞Ts+△T2时，主控制器控制关闭所述变频泵，加热完成。进一步的，所述开机控制步骤中，主控制器控制开启加热时，需要同时满足以下条件执行加热指令：（11）、位于水箱最底层的水箱温度传感器所检测的温度Tn＜Ts-△t4；（12）、当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器不是位于水箱最底层的水箱温度传感器时，应满足与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＜Ts-△t5；当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器为位于水箱最底层的水箱温度传感器时，应满足与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＜Ts-△t6，其中，所述△t5＜△t6，且△t5＜△t4。进一步的，所述关机控制步骤中，主控制器控制关闭加热时，需要满足以下条件之一执行停止加热：（21）、若水箱底部冷水出口水温T冷＞△t7，执行停止加热；（22）、若水箱顶部热水入口水温T冷＞Ts-△t8，执行停止加热；（23）、当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器不是位于水箱最底层的水箱温度传感器时，加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx≥Ts-△t9，或者Tx≥Ts-△t10时，计算加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器与位于其下方的温度传感器所检测温度的差值，若两者的差值大于△t11，执行停止加热；当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器为位于水箱最底层的水箱温度传感器时，加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx≥Ts，执行停止加热；（24）、若室外温度＜15℃，或者室外温度＞4摄氏度，执行停止加热；其中，所述△t9＜△t8＜△t10＜△t11。进一步的，设定压缩机保护时间△t12，在所述开机控制步骤和加热控制步骤中，当压缩机正在运行时意外掉电，再次上电后压缩机延时△t12后启动。进一步的，在所述加热控制步骤中，对变频泵转速进行调节的方法为：变频泵的目标转速Ni=Ni-1±ΔNj；其中，Ni-1为变频泵的当前转速；ΔNj为转速调节幅值；其中，当T出＜Ts+△T1时，减小所述变频泵的转速；当T出＞Ts+△T1时，增加所述变频泵的转速。进一步的，设置多组温度区间，每组所述温度区间对应一组变频泵的转速调节幅值ΔNj，当△T1位于其中一组温度区间时，按照该温度区间所对应的转速调节变频泵幅值ΔNj。进一步的，至少设置有六组温度区间，分别为第一温度区间（0,2]，第二温度区间（2,10]，第三温度区间（10,20]，第四温度区间（20,30]，第五温度区间（30,40]，第六温度区间（40,+∞）；所述温度区间的单位为℃。进一步的，所述第一温度区间（0,2]，对应的第一转速调节幅值ΔN1=0；所述第二温度区间（2,10]，对应的第二转速调节幅值ΔN2的范围为15-25；所述第三温度区间（10,20]，对应的第三转速调节幅值ΔN3的范围为26-35；所述第四温度区间（20,30]，对应的第四转速调节幅值ΔN4的范围为36-45；所述第五温度区间（30,40]，对应的第五转速调节幅值ΔN5的范围为46-55；所述第六温度区间（40,+∞），对应的第六转速调节幅值ΔN6的范围为56-65；所述转速调节幅值ΔNj的单位为转。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术的积层热泵热水器控制方法，通过将水泵设为变频泵，可以根据循环水从热交换器流出的水温调节变频泵的转速，进而使得从热交换器流出的水直为接达到设定要求的直热水，可以无需多次循环加热，采用承压式水箱，需要加热的冷水从底部出，加热后的热水从顶部进，根据冷热水的物理特性，热水密度低于冷水密度，因此，热水将保持在水箱上部，具有温度分层，而且承压式水箱流出的水量与流入的水量一致，减少了水箱内冷热水的混合，用水时直接取水箱顶部热水即可，无需将整箱水全部加热。利用水箱内冷热水分层的特性，在水箱内设置多个温度传感器，每个水箱温度传感器所在水箱内的位置对应的水量一致，可以设定实际需要热水量，根据设定热水量所在水箱的位置，查找该位置处的水箱温度传感器，检测到该水箱温度传感器的温度满足一定条件时，即可认为所需热水量加热完成，本控制方法极大的节约了热水能耗，而且极大缩短了加热时间。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。图1是本专利技术所提出的一种积层热泵热水器控制方法中积层热泵热水器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一，本实施例提出了一种积层热泵热水器控制方法，如图1所示，为本实施例中所采用的热泵热水器的结构示意图，所述热泵热水器包括热泵装置和水箱21，所述热泵装置包括压缩机11、外风机12、冷凝器13、膨胀阀14、以及热交换器15，所述水箱21下端设有循环水的冷水出口21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积层热泵热水器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：开关机控制步骤，包括以下子步骤：开机控制步骤：主控制器接收开启加热指令，并执行加热指令：所述主控制器控制膨胀阀调至初始开度后，控制启动水泵，在所述水泵启动△t1后，控制外风机启动，在所述外风机启动△t2后，控制压缩机启动；关机控制步骤：主控制器首先控制关闭压缩机，然后将电子膨胀阀开至最大开度，关闭水泵以及压缩机，在压缩机关闭△t3后，控制关闭所述外风机；加热控制步骤，主控制器接收外部输入加热热水量的控制命令以及设定加热温度Ts的控制命令，出水温度传感器实时检测循环水从热交换器输出的温度T出，按照初始频率控制开启所述变频泵，水箱内的冷水由变频泵从冷水出口抽出，经热交换器换热后，从热水入口流入，调节所述变频泵的转速，使得出水温度传感器检测的温度满足T出=Ts+△T1；当与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＞Ts+△T2时，主控制器控制关闭所述变频泵，加热完成。

【技术特征摘要】
1.一种积层热泵热水器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：开关机控制步骤，包括以下子步骤：开机控制步骤：主控制器接收开启加热指令，并执行加热指令：所述主控制器控制膨胀阀调至初始开度后，控制启动水泵，在所述水泵启动△t1后，控制外风机启动，在所述外风机启动△t2后，控制压缩机启动；关机控制步骤：主控制器首先控制关闭压缩机，然后将电子膨胀阀开至最大开度，关闭水泵以及压缩机，在压缩机关闭△t3后，控制关闭所述外风机；加热控制步骤，主控制器接收外部输入加热热水量的控制命令以及设定加热温度Ts的控制命令，出水温度传感器实时检测循环水从热交换器输出的温度T出，按照初始频率控制开启所述变频泵，水箱内的冷水由变频泵从冷水出口抽出，经热交换器换热后，从热水入口流入，调节所述变频泵的转速，使得出水温度传感器检测的温度满足T出=Ts+△T1；当与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＞Ts+△T2时，主控制器控制关闭所述变频泵，加热完成。2.根据权利要求1所述的积层热泵热水器控制方法，其特征在于，所述开机控制步骤中，主控制器控制开启加热时，需要同时满足以下条件执行加热指令：（11）、位于水箱最底层的水箱温度传感器所检测的温度Tn＜Ts-△t4；（12）、当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器不是位于水箱最底层的水箱温度传感器时，应满足与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＜Ts-△t5；当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器为位于水箱最底层的水箱温度传感器时，应满足与加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx＜Ts-△t6，其中，所述△t5＜△t6，且△t5＜△t4。3.根据权利要求2所述的积层热泵热水器控制方法，其特征在于，所述关机控制步骤中，主控制器控制关闭加热时，需要满足以下条件之一执行停止加热：（21）、若水箱底部冷水出口水温T冷＞△t7，执行停止加热；（22）、若水箱顶部热水入口水温T冷＞Ts-△t8，执行停止加热；（23）、当加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器不是位于水箱最底层的水箱温度传感器时，加热热水量的位置所对应的水箱温度传感器检测的温度Tx≥Ts-△t9，或者Tx≥Ts-△t10时，计算加热热水量的位置所对应的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶少枝，
申请(专利权)人：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37