一种热泵热水器的控制方法及控制系统的制作方法
一种热泵热水器的控制方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵热水器技术领域，更具体地说，涉及一种热泵热水器的控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]热泵热水器在不同的环境温度下制热能力存在一定的变化，当环境温度较高时，热泵热水器的制热能力会显著提升。当热水机组开启直热模式时，热水机组会直接将水从15°C左右加热到70°C，此时的水流量处于最小点，若环境温度较高使热水机组的制热能力提升，将导致出水温度达75°C甚至更大，如此还将导致热水机组中的压缩机排气压力升高，甚至超出压缩机的安全范围，从而对压缩机造成很大的高压冲击，进而影响热水机组的使用寿命。
[0003]因此，如何防止热泵热水器开机压力太高、出水温度过高是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种热泵热水器的控制方法及控制系统，以实现对热水机组排气压力和出水温度平稳的控制，提高热水机组的使用寿命。
[0005]一种热泵热水器的控制方法，包括:
[0006]获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0007]依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线；
[0008]判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0009]若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0010]若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0011]依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0012]优选的，还包括:
[0013]若所述当前制热能力不高于所述额定制热能力，控制所述热水机组稳定运行。
[0014]优选的，还包括:
[0015]若所述设定温度不高于所述预设温度，控制所述热水机组稳定运行。
[0016]优选的，所述依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体为:
[0017]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0018]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0019]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0020]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0021]优选的，所述依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体为:
[0022]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0023]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0024]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0025]一种热泵热水器的控制系统，包括:
[0026]获取单元，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0027]第一处理单元，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0028]第一判断单元，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0029]第二判断单元，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0030]第二处理单元，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0031]第一控制单元，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0032]优选的，还包括:第二控制单元；
[0033]所述第二控制单元，用于在所述第一判断单元判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后，控制所述热水机组稳定运行。
[0034]优选的，
[0035]所述第二控制单元，还用于在所述第二判断单元判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。
[0036]优选的，所述第一控制单元用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于:
[0037]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0038]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0039]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0040]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0041]优选的，所述第二处理单元用于依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体用于:
[0042]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0043]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0044]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0045]从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种热泵热水器的控制方法及控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0047]图1为本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制方法流程图；
[0048]图2为本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图；
[0049]图3为本发明实施例公开的另一种热泵热水器的控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]参见图1，本发明实施例公开了一种热泵热水器的控制方法流程图，包括步骤:
[0052]S11、获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0053]S12、依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0054]需要说明的是，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线。
[0055]热水机组的制热能力曲线由前期测试后录入，不同的环境温度对 应不同的制热能力，即环境温度与热水机组的制热能力对应。
[0056]S13、判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力，如果是，则执行步骤S14 ；
[0057]需要说明的一点是，若热水机组的当前制热能力高于自身的额定制热能力，则可判断此时热水机组在高能力工况下运行，热水机组的出水温度可以超过热水机组在额定制热能力下的出水温度(例如70°C)，从而使出水温度超出控制范围。
[0058]S14、判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度，如果是，则执行步骤 S15 ；
[0059]其中，热水机组的预设温度指的是当外界环境温度较高时，热水机组仍可稳定运行的用户最大设定温度(一般为55°C)。
[0060]可以理解的是，将用户的设定温度与热水机组的预设温度进行比较，可以保证热水机组的出水温度不超过自身的控制范围，从而保证热水机组的稳定运行。
[0061]S15、依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0062]S16、依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度；
[0063]S17、判断当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间是否不小于预设时间，如果否，重复执行步骤S16。
[0064]可以理解的是，在温水阀的开度调节完后的短时间(例如几秒中)内，虽然压缩机的排气压力得到了有效调节，但是热水机组的实际出水温度还不稳定，因此只有在实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间(例如3min)，才说明达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的。
[0065]综上可以看出，本发明提供的一种热泵热水器的控制方法，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
[0066]可以理解的是，当步骤S13判断出当前制热能力不高于额定制热能力时,表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S13后还包括步骤S18，
[0067]S18、控制所述热水机组继续稳定运行。
[0068]同理，当步骤S14中用户的设定温度不高于热水机组的预设温度时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S14后执行步骤S18。
[0069]当步骤S17中当前得到的实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S17后执行步骤S18。
[0070]其中，上述实施例中的步骤S16中依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体包括:
[0071]S161、判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0072]S162、如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0073]S163、如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0074]S164、如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0075]本领域技术人员可以理解的是，增大温水阀的开度可以降低热水机组中压缩机的排气压力，相反的，减小温水阀的开度可以升高热水机组中压缩机的排气压力。如此，在保证压缩机稳定工作的情况下，还有效避免了压缩机因排气压力过高而造成的高压冲击，从而提闻了热水机组的使用寿命。
[0076]上述实施例中，步骤S15具体包括:
[0077]S151、按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0078]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差。
[0079]本实施例中，C可以为4.18J/ (g.°C)。
[0080]S152、按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0081]其中，Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0082]与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种热泵热水器的控制系统。
[0083]参见图2，本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图，控制系统包括:获取单元21、第一处理单元22、第一判断单元23、第二判断单元24、第二处理单元25、第一控制单兀26 ；
[0084]获取单元21，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0085]第一处理单元22，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0086]需要说明的是，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线。
[0087]热水机组的制热能力曲线由前期测试后录入，不同的环境温度对应不同的制热能力，即环境温度与热水机组的制热能力对应。
[0088]第一判断单元23，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0089]需要说明的一点是，若热水机组的当前制热能力高于自身的额定制热能力，则可判断此时热水机组在高能力工况下运行，热水机组的出水温度可以超过热水机组在额定制热能力下的出水温度(例如70°C)，从而使出水温度超出控制范围。
[0090]第二判断单元24，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0091]其中，热水机组的预设温度指的是当外界环境温度较高时，热水机组仍可稳定运行的用户最大设定温度(一般为55°C)。
[0092]可以理解的是，将用户的设定温度与热水机组的预设温度进行比较，可以保证热水机组的出水温度不超过自身的控制范围，从而保证热水机组的稳定运行。
[0093]第二处理单元25，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0094]第一控制单元26，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0095]需要说明的是，第一控制单元26内部具体循环过程参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0096]可以理解的是，在温水阀的开度调节完后的短时间(例如几秒中)内，虽然压缩机的排气压力得到了有效调节，但是热水机组的实际出水温度还不稳定，因此只有在实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间(例如3min)，才说明达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的。
[0097]综上可以看出，本发明提供的一种热泵热水器的控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
[0098]在图2所示实施例的基础上，参见图3，本发明另一实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图，与图2所示实施例不同的是，还包括:第二控制单元27 ；
[0099]可以理解的是，当第一判断单元23判断所述当前制热能力不高于所述热水机组的额定制热能力时，表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第一判断单元23后，继续执行第二控制单元27 ；
[0100]第二控制单元27，用于在第一判断单元23判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后， 控制所述热水机组稳定运行。
[0101]同理，当第二判断单元24判断用户的设定温度不高于所述热水机组的预设温度时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第二判断单元24后，继续执行第二控制单元27。
[0102]因此，第二控制单元27，还用于在第二判断单元24判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。
[0103]当第一控制单元26依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，满足当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第一控制单元26后，继续执行第二控制单元27。
[0104]其中，第一控制单元26用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于:
[0105]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0106]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0107]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0108]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0109]本领域技术人员可以理解的是，增大温水阀的开度可以降低热水机组中压缩机的排气压力，相反的，减小温水阀的开度可以升高热水机组中压缩机的排气压力。如此，在保证压缩机稳定工作的情况下，还有效避免了压缩机因排气压力过高而造成的高压冲击，从而提闻了热水机组的使用寿命。
[0110]上述实施例中，第二处理单元25具体用于:
[0111]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0112]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0113]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0114]本实施例中，C可以为4.18J/ (g.°C)。
[0115]需要说明的一点是，系统实施例部分的具体控制过程同方法实施例，此处不一一赘述。
[0116]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0117]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种热泵热水器的控制方法，其特征在于，包括: 获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度； 依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线； 判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力； 若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度； 若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度； 依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括: 若所述当前制热能力不高于所述额定制热能力，控制所述热水机组稳定运行。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括: 若所述设定温度不高于所述预设温度，控制所述热水机组稳定运行。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体为: 判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零； 如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度； 如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度； 如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体为: 按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差； 按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度； 其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。6.一种热泵热水器的控制系统，其特征在于，包括: 获取单元，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度； 第一处理单元，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力； 第一判断单元，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；第二判断单元，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度； 第二处理单元，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度； 第一控制单元，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括:第二控制单元； 所述第二控制单元，用于在所述第一判断单元判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后，控制所述热水机组稳定运行。8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于， 所述第二控制单元，还用于在所述第二判断单元判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制单元用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于: 判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零； 如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度； 如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度； 如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二处理单元用于依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体用于: 按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差； 按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度； 其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
【专利摘要】本发明提供了一种热泵热水器的控制方法及控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
【IPC分类】F24H9/20
【公开号】CN104896749
【申请号】CN201410077096
【发明人】邓志扬
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵热水器技术领域，更具体地说，涉及一种热泵热水器的控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]热泵热水器在不同的环境温度下制热能力存在一定的变化，当环境温度较高时，热泵热水器的制热能力会显著提升。当热水机组开启直热模式时，热水机组会直接将水从15°C左右加热到70°C，此时的水流量处于最小点，若环境温度较高使热水机组的制热能力提升，将导致出水温度达75°C甚至更大，如此还将导致热水机组中的压缩机排气压力升高，甚至超出压缩机的安全范围，从而对压缩机造成很大的高压冲击，进而影响热水机组的使用寿命。
[0003]因此，如何防止热泵热水器开机压力太高、出水温度过高是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种热泵热水器的控制方法及控制系统，以实现对热水机组排气压力和出水温度平稳的控制，提高热水机组的使用寿命。
[0005]一种热泵热水器的控制方法，包括:
[0006]获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0007]依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线；
[0008]判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0009]若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0010]若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0011]依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0012]优选的，还包括:
[0013]若所述当前制热能力不高于所述额定制热能力，控制所述热水机组稳定运行。
[0014]优选的，还包括:
[0015]若所述设定温度不高于所述预设温度，控制所述热水机组稳定运行。
[0016]优选的，所述依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体为:
[0017]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0018]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0019]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0020]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0021]优选的，所述依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体为:
[0022]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0023]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0024]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0025]一种热泵热水器的控制系统，包括:
[0026]获取单元，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0027]第一处理单元，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0028]第一判断单元，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0029]第二判断单元，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0030]第二处理单元，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0031]第一控制单元，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0032]优选的，还包括:第二控制单元；
[0033]所述第二控制单元，用于在所述第一判断单元判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后，控制所述热水机组稳定运行。
[0034]优选的，
[0035]所述第二控制单元，还用于在所述第二判断单元判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。
[0036]优选的，所述第一控制单元用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于:
[0037]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0038]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0039]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0040]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0041]优选的，所述第二处理单元用于依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体用于:
[0042]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0043]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0044]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0045]从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种热泵热水器的控制方法及控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0047]图1为本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制方法流程图；
[0048]图2为本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图；
[0049]图3为本发明实施例公开的另一种热泵热水器的控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]参见图1，本发明实施例公开了一种热泵热水器的控制方法流程图，包括步骤:
[0052]S11、获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0053]S12、依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0054]需要说明的是，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线。
[0055]热水机组的制热能力曲线由前期测试后录入，不同的环境温度对 应不同的制热能力，即环境温度与热水机组的制热能力对应。
[0056]S13、判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力，如果是，则执行步骤S14 ；
[0057]需要说明的一点是，若热水机组的当前制热能力高于自身的额定制热能力，则可判断此时热水机组在高能力工况下运行，热水机组的出水温度可以超过热水机组在额定制热能力下的出水温度(例如70°C)，从而使出水温度超出控制范围。
[0058]S14、判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度，如果是，则执行步骤 S15 ；
[0059]其中，热水机组的预设温度指的是当外界环境温度较高时，热水机组仍可稳定运行的用户最大设定温度(一般为55°C)。
[0060]可以理解的是，将用户的设定温度与热水机组的预设温度进行比较，可以保证热水机组的出水温度不超过自身的控制范围，从而保证热水机组的稳定运行。
[0061]S15、依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0062]S16、依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度；
[0063]S17、判断当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间是否不小于预设时间，如果否，重复执行步骤S16。
[0064]可以理解的是，在温水阀的开度调节完后的短时间(例如几秒中)内，虽然压缩机的排气压力得到了有效调节，但是热水机组的实际出水温度还不稳定，因此只有在实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间(例如3min)，才说明达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的。
[0065]综上可以看出，本发明提供的一种热泵热水器的控制方法，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
[0066]可以理解的是，当步骤S13判断出当前制热能力不高于额定制热能力时,表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S13后还包括步骤S18，
[0067]S18、控制所述热水机组继续稳定运行。
[0068]同理，当步骤S14中用户的设定温度不高于热水机组的预设温度时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S14后执行步骤S18。
[0069]当步骤S17中当前得到的实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在步骤S17后执行步骤S18。
[0070]其中，上述实施例中的步骤S16中依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体包括:
[0071]S161、判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0072]S162、如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0073]S163、如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0074]S164、如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0075]本领域技术人员可以理解的是，增大温水阀的开度可以降低热水机组中压缩机的排气压力，相反的，减小温水阀的开度可以升高热水机组中压缩机的排气压力。如此，在保证压缩机稳定工作的情况下，还有效避免了压缩机因排气压力过高而造成的高压冲击，从而提闻了热水机组的使用寿命。
[0076]上述实施例中，步骤S15具体包括:
[0077]S151、按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0078]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差。
[0079]本实施例中，C可以为4.18J/ (g.°C)。
[0080]S152、按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0081]其中，Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0082]与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种热泵热水器的控制系统。
[0083]参见图2，本发明实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图，控制系统包括:获取单元21、第一处理单元22、第一判断单元23、第二判断单元24、第二处理单元25、第一控制单兀26 ；
[0084]获取单元21，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度；
[0085]第一处理单元22，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力；
[0086]需要说明的是，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线。
[0087]热水机组的制热能力曲线由前期测试后录入，不同的环境温度对应不同的制热能力，即环境温度与热水机组的制热能力对应。
[0088]第一判断单元23，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；
[0089]需要说明的一点是，若热水机组的当前制热能力高于自身的额定制热能力，则可判断此时热水机组在高能力工况下运行，热水机组的出水温度可以超过热水机组在额定制热能力下的出水温度(例如70°C)，从而使出水温度超出控制范围。
[0090]第二判断单元24，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度；
[0091]其中，热水机组的预设温度指的是当外界环境温度较高时，热水机组仍可稳定运行的用户最大设定温度(一般为55°C)。
[0092]可以理解的是，将用户的设定温度与热水机组的预设温度进行比较，可以保证热水机组的出水温度不超过自身的控制范围，从而保证热水机组的稳定运行。
[0093]第二处理单元25，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度；
[0094]第一控制单元26，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。
[0095]需要说明的是，第一控制单元26内部具体循环过程参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0096]可以理解的是，在温水阀的开度调节完后的短时间(例如几秒中)内，虽然压缩机的排气压力得到了有效调节，但是热水机组的实际出水温度还不稳定，因此只有在实际出水温度小于最高出水温度的持续时间不小于预设时间(例如3min)，才说明达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的。
[0097]综上可以看出，本发明提供的一种热泵热水器的控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
[0098]在图2所示实施例的基础上，参见图3，本发明另一实施例公开的一种热泵热水器的控制系统的结构示意图，与图2所示实施例不同的是，还包括:第二控制单元27 ；
[0099]可以理解的是，当第一判断单元23判断所述当前制热能力不高于所述热水机组的额定制热能力时，表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第一判断单元23后，继续执行第二控制单元27 ；
[0100]第二控制单元27，用于在第一判断单元23判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后， 控制所述热水机组稳定运行。
[0101]同理，当第二判断单元24判断用户的设定温度不高于所述热水机组的预设温度时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第二判断单元24后，继续执行第二控制单元27。
[0102]因此，第二控制单元27，还用于在第二判断单元24判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。
[0103]当第一控制单元26依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，满足当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间时，也表明热水机组处于稳定工作状态，因此，在执行完第一控制单元26后，继续执行第二控制单元27。
[0104]其中，第一控制单元26用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于:
[0105]判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零；
[0106]如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度；
[0107]如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度；
[0108]如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。
[0109]本领域技术人员可以理解的是，增大温水阀的开度可以降低热水机组中压缩机的排气压力，相反的，减小温水阀的开度可以升高热水机组中压缩机的排气压力。如此，在保证压缩机稳定工作的情况下，还有效避免了压缩机因排气压力过高而造成的高压冲击，从而提闻了热水机组的使用寿命。
[0110]上述实施例中，第二处理单元25具体用于:
[0111]按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差；
[0112]按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度；
[0113]其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量；Λ t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
[0114]本实施例中，C可以为4.18J/ (g.°C)。
[0115]需要说明的一点是，系统实施例部分的具体控制过程同方法实施例，此处不一一赘述。
[0116]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0117]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种热泵热水器的控制方法，其特征在于，包括: 获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度； 依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力，所述制热能力曲线为所述热水机组的制热能力与所述热水机组所处外界环境温度的对应关系曲线； 判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力； 若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度； 若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度； 依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括: 若所述当前制热能力不高于所述额定制热能力，控制所述热水机组稳定运行。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括: 若所述设定温度不高于所述预设温度，控制所述热水机组稳定运行。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体为: 判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零； 如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度； 如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度； 如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体为: 按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差； 按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度； 其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。6.一种热泵热水器的控制系统，其特征在于，包括: 获取单元，用于获取感温元件检测的热水机组所处的当前外界环境温度； 第一处理单元，用于依据所述热水机组的制热能力曲线和所述当前外界环境温度，确定所述热水机组在所述当前外界环境温度下的当前制热能力； 第一判断单元，用于判断所述当前制热能力是否高于所述热水机组的额定制热能力；第二判断单元，用于若所述当前制热能力高于所述额定制热能力，判断用户的设定温度是否高于所述热水机组的预设温度； 第二处理单元，用于若所述设定温度高于所述预设温度，依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度； 第一控制单元，用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，直到当前得到的实际出水温度小于所述最高出水温度的持续时间不小于预设时间。7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括:第二控制单元； 所述第二控制单元，用于在所述第一判断单元判断所述当前制热能力不高于所述额定制热能力后，控制所述热水机组稳定运行。8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于， 所述第二控制单元，还用于在所述第二判断单元判断所述设定温度不高于所述预设温度后，控制所述热水机组稳定运行。9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制单元用于依据得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值相应控制所述温水阀的开度，具体用于: 判断得到的所述热水机组的实际出水温度与所述最高出水温度的差值是否大于零； 如果所述差值大于零，则增大所述温水阀的开度； 如果所述差值小于零，则减小所述温水阀的开度； 如果所述差值等于零，则维持所述温水阀的开度不变。10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二处理单元用于依据所述热水机组在当前工况下的制热能力、进水温度以及温水阀开度计算得到最高出水温度，具体用于: 按照公式Q=CM Δ t计算得到所述最高出水温度与所述进水温度的温度差； 按照公式Tmax= Δ t+Tr计算得到所述最高出水温度； 其中，Q为所述热水机组在当前工况下的所述制热能力；C为水的比热容;M为与所述温水阀开度对应的水流量t为所述最高出水温度和所述进水温度的温度差；Tmax为所述最高出水温度；Tr为所述进水温度。
【专利摘要】本发明提供了一种热泵热水器的控制方法及控制系统，首先获取感温元件检测的热水机组的当前外界环境温度，依据当前外界环境温度和制热能力曲线，确定热水机组的当前制热能力，依据热水机组的当前制热能力确定最高出水温度，然后依据热水机组的实际出水温度与最高出水温度的差值，相应控制温水阀开度对水流量进行实时控制，如此实现了对热水机组中各元器件运行状态的合理调整，从而达到了平稳热水机组排气压力和出水温度的目的，提高了热水机组的使用寿命。
【IPC分类】F24H9/20
【公开号】CN104896749
【申请号】CN201410077096
【发明人】邓志扬
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
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