热水器的制作方法

热水器
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求于2019年12月30日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0178087号韩国专利申请的权益，其主题通过引用的方式整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及一种热水器，并且更具体地，涉及一种基于相关信息来调节变频器的频率以有效地运行的热水器。


背景技术：

4.热水器是用于加热诸如水的液体的电器，热水器使用通过将加热器附接到储箱的外壁来将加热器的电阻热传递至容纳待加热的诸如水或其他液体的内容物的储箱的方案，或者使用通过在储箱中设置加热器以与水或其他液体直接接触来加热水或其他液体的方案。前述方案的问题在于，因为最高温度约为800摄氏度(℃)，所以除非对热水器配备适当的安全装置，否则可能存在危险。


技术实现要素：

5.根据本发明的一方面，提供了一种热水器，包括：储箱，被配置为储存水；至少一个传感器，被配置为感测水的温度以及感测热水器的外部的温度；第一加热器组件，包括被配置为加热水的加热元件；第一控制器，被配置为控制第一加热器组件；第二加热器组件，包括被配置为加热水的热泵系统；变频器，连接到热泵系统；以及第二控制器，被配置为通过调节变频器的输出频率来控制热泵系统。
6.在一实施例中，热水器被配置为基于热泵模式、加热器模式、自动模式、涡轮模式和休假模式中的至少一种运行，以及第二控制器被配置为基于热泵模式、加热器模式、自动模式、涡轮模式和休假模式中的所述至少一种来调节变频器的输出频率。
7.在一实施例中，热泵模式对应于通过使用第二加热器组件来加热储箱中的水的模式，加热器模式对应于通过使用第一加热器组件来加热储箱中的水的模式，自动模式对应于通过使用第一加热器组件和第二加热器组件中的至少一个来加热储箱中的水的模式，涡轮模式对应于通过使用第一加热器组件和第二加热器组件两者来加热储箱中的水的模式，以及休假模式对应于将储箱中的水的温度保持在预定温度的模式。
8.在一实施例中，第二控制器被配置为基于以下项中的至少一项来调节变频器的输出频率：感测的热水器的外部的温度，感测的储箱中的水的温度，以及设定温度。
9.在一实施例中，第二控制器被配置为：基于感测的热水器的外部的温度、感测的储箱中的水的温度和设定温度，确定热泵系统的目标压力，以及基于确定的目标压力和在热泵系统测量的压力之间的差来改变变频器的输出频率。
10.在一实施例中，第二控制器被配置为基于允许输出频率来调节变频器的输出频率，允许输出频率基于热泵模式、加热器模式、自动模式、涡轮模式和休假模式中的至少一
种而设置。
11.在一实施例中，第二控制器被配置为：基于从第一控制器接收的信息，识别与第一加热器组件的运行相关的信息，以及基于与第一加热器组件的运行相关的信息，改变变频器的输出频率。
12.在一实施例中，第二控制器被配置为：当在第一加热器组件的运行期间供应给热水器的电流等于或大于预定值时，将变频器的输出频率调节为减少。
13.在一实施例中，第二控制器被配置为：基于供应到第一加热器组件的第一电流值和输入到变频器的第二电流值来调节变频器的输出频率。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制热水器的方法，包括：确定热水器的运行模式；确定热水器的设定温度；感测热水器的外部的温度；感测热水器中的水的温度；以及通过基于以下项中的至少一项调节变频器的输出频率来控制热泵系统：热水器的模式、设定温度、感测的热水器的外部的温度或感测的热水器中的水的温度。
15.在一实施例中，控制热泵系统包括：通过基于设定为与热水器的确定的模式对应的允许输出频率调节变频器的输出频率来控制热泵系统。
16.在一实施例中，控制热泵系统包括：确定包括在热水器中的加热器是否运行；当在加热器的运行期间在热水器中感测到等于或高于预定电流的电流时，减小变频器的输出频率。
17.在一实施例中，控制热泵系统包括：确定基于感测的热水器的外部的温度、感测的热水器中的水的温度和设定温度而设定的目标压力；以及基于确定的目标压力与热泵系统处测量的压力之间的差调节变频器的输出频率。
附图说明
18.可以参考以下附图来详细描述布置和实施例，其中，相同的附图标记指代相同的元件，其中：
19.图1是根据本公开的示例实施例的热水器的外部透视图；
20.图2是示出根据本公开的示例实施例的热水器的内部的示图；
21.图3是示出根据示例实施例的热水器中包括的装置的框图；
22.图4是示出根据示例实施例的热水器的可运行模式的示图；
23.图5是示出根据示例实施例的设置变频器的目标频率的过程的流程图；
24.图6是示出根据示例实施例的识别每种模式的可接受的变频器频率的过程的示图；
25.图7是示出根据示例实施例的验证是否调节变频器的输入电流的极限水平的示例的示图；以及
26.图8是示出根据示例实施例的热水器的控制方法的流程图。
具体实施方式
27.图1示出了热水器100的外部。图2示出了热水器100的内部。热水器100可以通过加热储存在储箱中的水或通过保持储存在储箱中的水的温度向用户提供水。热水器100可以使用第一加热器组件和第二加热器组件中的至少一个来加热储存在储箱中的水或保持水
的温度。热水器100可以使用第一加热器组件和第二加热器组件中的至少一个加热通过入口管107(或入口管207)供应到储箱的水，并且可以通过出口管109(或出口管209)排放加热到设定温度的水。
28.第一加热器组件是包括加热元件的装置，该加热元件根据施加的功率产生热以加热水。例如，第一加热器组件可以包括至少一个加热器，并且加热器可以包括电阻加热器。如图1所示，第一加热器组件可以包括两个加热器103和105，但这仅是示例，本公开的范围不限于两个加热器103和105。加热元件可以由具有导电性和刚性的材料(例如，不锈钢)制成。能够根据电连接产生热的物质可以被包括在加热元件中。加热元件的示例可以包括线圈形状的镍铬合金线。这种加热器103和105的示例可以包括套管加热器(sheath heater)。
29.第一加热器组件(包括加热器103和105中的至少一个)可在与储存在储箱中的水接触的同时加热水。因此，第一加热器组件的水加热速率可以比第二加热器组件的水加热速率相对更高。包括热泵系统101的第二加热器组件可以比包括加热器103和105中的至少一个的第一加热器组件消耗相对较少的功率。因此，与第一加热器组件相比，第二加热器组件可以是有效率的。即，第一加热器组件可以快速提高水的温度但是需要相对更多的功率消耗，而第二加热器组件可以相对缓慢地提高水的温度但是需要相对更少的功率消耗。
30.作为第一加热器组件中包括的加热元件的加热器105和205可以加热位于储箱下部的水。作为第一加热器组件中包括的加热元件的加热器103和203可以加热位于储箱的相对上部的水。加热器103和203与加热器105和205之间的位置关系仅是示例，并且本公开的范围不限于如图1所示的位置关系。
31.热泵系统101可包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器中的至少一个。使用制冷剂压缩循环的热泵系统101的压缩机可以在高温和高压下压缩制冷剂。冷凝器可通过穿过压缩机的高温的制冷剂与低温的水之间的热交换来加热水。如图2所示，连接到冷凝器的制冷剂管201可以形成为围绕储箱。穿过压缩机的高温的制冷剂可以在流过制冷剂管201的同时与储箱中的低温水进行热交换。如图2所示的制冷剂管201与储箱之间的连接关系仅为示例，本公开的范围不限于如图2所示的连接关系。穿过冷凝器的制冷剂可以被引入膨胀阀中。膨胀阀的示例是电子膨胀阀(eev)，在电子膨胀阀中，开度在预定范围内是可调节的。因此，可以减小引入膨胀阀中的制冷剂的压力。通过膨胀阀引入蒸发器中的制冷剂可通过与外部空气进行热交换而蒸发。因此，热泵系统101使用通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的制冷剂压缩循环来与水进行热交换，与加热器103和105相比，热泵系统101可以具有相对慢的水加热速率。
32.可以使用包括至少一个加热器的第一加热器组件和包括热泵系统的第二加热器组件中的至少一个来加热储箱中的水。在该示例中，可以根据热水器的运行模式来确定是否运行第一加热器组件和第二加热器组件。下面可以详细描述根据每种模式的加热器组件的运行。
33.热泵系统101可以连接到变频器或频率调制器(以下统称为变频器)。可以基于变频器的输出频率来控制热泵系统101的运行。变频器可以将dc功率转换成ac功率，将ac功率提供给压缩机，并响应于压缩机的所需运行状态调节变频器的输出频率。这可以提高热水器的能量效率。
34.图3示出了热水器300，该热水器300包括第一控制器310、第二控制器320、第一加
热器组件330、第二加热器组件340、变频器350、储箱360和传感器370中的至少一个。
35.第一控制器310可以控制第一加热器组件330的运行。第二控制器320可以控制第二加热器组件340和变频器350的运行。第一控制器310和第二控制器320可以使用有线或无线通信发送和接收相关信息。在示例实施例中，第一控制器310和第二控制器320被描述为单独的元件，但是实施例不限于此。第一控制器310和第二控制器320可以由作为硬件组件装置的至少一个处理器来实现。
36.第一控制器310可以控制包括在第一加热器组件330中的加热器的运行。例如，当设置为涡轮模式(turbo mode)时，第一控制器310可以控制包括在第一加热器组件330中的至少一个加热器处于开启状态。可替代地，当设置为热泵模式时，第一控制器310可以控制包括在第一加热器组件330中的所有加热器处于关闭状态。
37.第二控制器320可以控制包括在第二加热器组件340中的热泵系统和变频器350的运行。例如，当设置为加热器模式时，第二控制器320可以控制包括在第二加热器组件340中的热泵系统处于关闭状态。可替代地，当设置为涡轮模式时，第二控制器320可以控制包括在第二加热器组件340中的热泵系统处于开启状态。
38.热水器300可以基于热泵模式、加热器模式、自动模式、涡轮模式和休息模式(rest mode)(或休假模式(vacation mode))中的至少一个来运行。在该示例中，第二控制器320可以响应于每种模式来调节变频器的频率。更具体地，第二控制器320可以识别与热水器的外部有关的温度、以及由传感器370感测的储箱360中的水的温度。第二控制器320可以基于与热水器的外部有关的温度、储箱360中的水的温度以及设定温度来调节变频器350的频率。
39.更具体地，第二控制器320可以基于与热水器的外部有关的温度、水的温度和设定温度来确定与压缩机或冷凝器有关的目标压力。例如，当与热水器的外部有关的温度是10摄氏度(℃)，水的温度是20℃，并且设定温度是40℃时，第二控制器320可以确定用于将水加热到设定温度的目标压力p1。作为另一示例，当与热水器的外部有关的温度是10℃，水的温度是40℃，并且设定温度是40℃时，第二控制器320可以确定用于将水加热到设定温度的目标压力p2。此时，与设定目标压力p1的示例相比，当设定目标压力p2时，通过热泵系统的温度变化较小。因此，与目标压力p1相比，目标压力p2可以相对较小。
40.第二控制器320可以监测在热泵系统中测量的压力，并且可以识别目标压力和测量的压力之间的差。在该示例中，第二控制器320可以基于压力差来识别变频器频率变化量，并且可以通过反映频率变化量来确定变频器的目标频率。
41.第二控制器320可以基于变频器的目标频率来运行变频器350，并且连接到变频器350的热泵系统也可以基于变频器的调节后的频率来运行。这可以重复执行，直到储存在储箱360中的水的温度达到设定温度为止。
42.在该示例中，可以预先设置每种模式的允许频率，第二控制器320可以通过将目标频率与每种模式的允许频率进行比较来调节目标频率。更具体地，当目标频率相对高于每种模式的允许频率时，第二控制器320可以控制目标频率减小到等于或低于允许频率。当目标频率相对低于每种模式的允许频率时，第二控制器320可以不调节确定的目标频率。例如，当预先设置自动模式的允许频率并且目标频率相对大于自动模式的允许频率时，第二控制器320可以控制目标频率被减小到等于或低于自动模式的允许频率。此时，如果使用热泵系统加热水，则可能需要相对较长的时间来加热水。每种模式的允许频率可以在下面详
细描述。
43.第二控制器320可以从第一控制器310接收关于第一加热器组件330是否运行的信息。由于第一加热器组件330比第二加热器组件340消耗相对更多的电流，因此第二控制器320可以基于第一加热器组件330的运行来控制第二加热器组件340的运行。这可以确保热水器的安全性。更具体地，当供应给热水器的电流等于或大于预定值时，由于过电流而可能不能确保热水器的安全性。预定值可以是基于安全性设置的值。供应给热水器300的大部分电流可能被第一加热器组件330消耗。即，当供应给第一加热器组件330和第二加热器组件340中的每一个的电流不等于或大于预定值并且第一加热器组件330和第二加热器组件340同时运行时，供应给热水器的电流可以等于或大于预定值。因此，当第一加热器组件330处于开启状态时，第二控制器320可以减小变频器350的输入电流的极限水平，从而防止过电流并确保安全性。在实施例中，第二控制器320可以基于驱动第一加热器组件330消耗的功率来限制供应给第二加热器组件340和变频器350的电流。可替代地，当第一加热器组件330处于关闭状态时，第二控制器320可以不调节变频器350的输入电流的极限水平。下面可以提供其详细描述。因此，热水器可以调节变频器的频率以有效且稳定地将水加热到设定温度。
44.如上所述，储箱360可位于第一加热器组件330和第二加热器组件340附近。可以使用第一加热器组件330和第二加热器组件340中的至少一个将储箱360中的水加热或保持在预定温度。
45.热水器300可以包括至少一个传感器370，并且可以使用传感器370感测温度。热水器300可以使用传感器370感测储箱360中的水的温度，或者可以使用传感器370(或其他传感器)感测与热水器的外部有关的温度。在实施例中，传感器还可以在水被排出的部分处感测水的温度。此时，与热水器的外部有关的温度可以包括热水器的环境温度。在该示例中，当热水器300包括一个或更多个传感器来感测储箱中的水的温度时，传感器可以基于传感器的位置来感测不同的温度。因此，热水器300可以基于每个传感器的位置、根据每个传感器的位置的水量和/或每个传感器感测的温度来识别储箱中的水的温度。
46.图4示出了热水器的显示器400。热水器可以基于热泵模式410、加热器模式420、自动模式430、涡轮模式440和休假模式450中的至少一种来操作。热水器可以包括更多或更少的模式。
47.当与热水器的外部有关的温度小于预定温度时，热水器可以使用加热器运行，而与模式无关，以确保热水器的运行可靠性。在该示例中，预定温度可以是通过实验预先设置的温度。例如，在将预定温度设置为10℃的示例中，如果与热水器的外部有关的温度减小到10℃或低于10℃，则无论模式如何，热水器都可以使用加热器运行。
48.热水器可以基于用户通过显示器400选择的每种模式运行。可选模式可以例如包括热泵模式410、加热器模式420、自动模式430、涡轮模式440和休假模式450。
49.热泵模式410可以对应于仅使用包括热泵系统的第二加热器组件将储箱中的水加热到设定温度的模式。即使在热泵模式410中，当与热水器的外部有关的温度小于预定温度时，加热器也可以运行以防止故障。当与热水器的外部有关的温度高于预定温度时，可以在热泵模式410中仅使用第二加热器组件来将水加热到设定温度。热泵模式410是仅使用热泵系统而不是加热器来加热水的模式，并且可以是水被相对缓慢地加热但是消耗非常少量的
功率的模式。
50.加热器模式420可以对应于仅使用包括加热器的第一加热器组件将储箱中的水加热到预定温度的模式。加热器模式420是仅使用加热器而不是热泵系统来加热水的模式，并且可以是水相对快速地被加热到设定温度但是消耗大量功率的模式。因此，加热器模式420可以用作在热泵系统或变频器不可运行或运行效率低的环境中加热水的模式。在实施例中，用户可以仅设置目标温度而不直接确定每种模式，并且热泵可以基于环境温度、目标温度和其中的水的当前温度来确定运行模式。
51.自动模式430可以对应于第一加热器组件和第二加热器组件中的至少一个基于储箱中水的温度与设定温度之间的差运行的模式。更具体地，在自动模式430中，当储箱中的水的温度与设定温度之间的差等于或大于预定值时，可以使用第一加热器组件和第二加热器组件两者来加热水。替代地，在自动模式430中，当储箱中的水的温度与设定温度之间的差小于预定值时，可以仅使用第二加热器组件来加热水。在自动模式430中，第二控制器可以考虑将水加热到设定温度所需的能量来调节变频器的频率，从而有效地运行热水器。例如，当预定值被预设为10℃并且储箱中的水的温度与设定温度之间的差为8℃时，设置为自动模式430的热水器可以仅使用第二加热器组件来加热水。在另一示例中，当预定值被预设为10℃时，或者当储箱中的水的温度与设定温度之间的差为15℃时，设置为自动模式430的热水器可运行第一加热器组件和第二加热器组件两者，直到差减小到10
°
0为止。此时，代替将变频器的频率设置为最大来加热水，第二控制器可以考虑将储箱中的水加热到设定温度所需的能量效率来调节变频器的频率。
52.涡轮模式440可以对应于通过最大程度地运行第一加热器组件和第二加热器组件在最短时间内将水加热到设定温度的模式。更具体地，涡轮模式440可以对应于第一加热器组件和第二加热器组件运行以在最短时间内将水加热到设定温度而不考虑能量效率的模式。
53.休假模式450可以对应于在不使用热水器时用于将储箱中的水的温度保持在特定温度的模式，并且可以防止热水器异常运行或在低温下冻结和破裂。更具体地，休假模式450可以是用于在不使用热水器时将储箱中的水的温度保持在预定温度的模式，或者可以是在用户选择休假模式450时将储箱中的水的温度保持在预定温度或更高的模式。在该示例中，当与热水器的外部有关的温度低于预定温度时，可以使用加热器保持水的温度。当与热水器的外部有关的温度等于或高于预定温度时，可以使用热泵系统来保持水的温度。例如，当外部温度等于或高于预定温度并且用户选择休假模式450时，热水器可以运行热泵系统，使得储箱的水温保持在预定温度，例如15℃。
54.图5示出了通过第二控制器来设置变频器的目标频率以将水加热至设定温度的过程。第二控制器可以使用变频器的频率来控制热泵系统的运行。第二控制器可基于各种相关信息确定变频器的目标频率，该变频器的目标频率是供应将水加热至预定温度所需的能量所必须的。
55.在操作510中，第二控制器可以基于与热水器外部有关的温度、储箱中的水的温度以及设定温度来识别目标压力。在该示例中，第二控制器可以基于与热水器的外部有关的温度、储箱中的水的温度和设定温度来确定用于供应将水加热至设定温度所需的能量的目标压力。例如，当与热水器的外部有关的温度为10℃，储箱中的水的温度为20℃并且设定温
度为40℃时，第二控制器320可以确定用于供应将水加热到设定温度所需的能量的目标压力p。
56.在操作520中，第二控制器可以在监测在热泵系统中测量的压力的同时，识别目标压力和监测的压力之间的差。例如，当pa是在热泵系统中测量的压力并且pb是用于供应将水加热到设定温度所需的能量的目标压力时，第二控制器可以识别pb和pa之间的压力差。
57.在操作530中，第二控制器可以基于压力差来识别频率变化量δhz。更具体地，第二控制器可以基于下面阐述的等式1来识别频率变化量δhz。kp和kf可以对应于与通过实验预先设置的增益相对应的常数。
58.[等式1]
[0059]
δhz＝kp*(1/kf*压力差)
[0060]
在操作540中，第二控制器可以基于频率变化量来识别目标频率。更具体地，第二控制器可以基于电流频率和变频器的频率变化量来识别变频器的目标频率，如下面的等式2所示。
[0061]
[等式2]
[0062]
目标频率＝当前频率+δhz
[0063]
第二控制器可以基于目标频率来运行变频器，并且可以将储箱中的水加热到设定温度。
[0064]
图6可以示出确定每种模式的允许频率的过程。对于上述每种模式，允许频率可以不同。更具体地，分别设置为对应于自动模式、休假模式和其他模式的允许频率可以全部不同。由于自动模式对应于考虑能量效率的模式，因此可能有必要限制自动模式的允许频率。由于休假模式对应于保持预定温度以防止冻结的模式，因此可能有必要限制休假模式的允许频率。但是，由于涡轮模式对应于第一加热器组件和第二加热器组件两者用来在短时间内最大程度地加热水而不考虑能量效率的模式，因此可能没有必要限制涡轮模式的允许频率。但是，即使在涡轮模式下运行时，也可以控制供应给热水器的电流不超过最大允许电流值。另外，加热器模式是与变频器的频率无关地进行运行的模式，因此不需要限制加热器模式的允许频率。在热泵模式下，由于仅热泵系统运行而没有加热器运行，因此需要较少量的功率消耗，并且没有过电流的风险。因此，不必限制热泵模式的允许频率。
[0065]
在该示例中，允许频率可以包括每种模式下变频器允许的频率。当通过图5确定的将水加热到设定温度的目标频率等于或高于允许频率时，目标频率可以被限制为允许频率。当目标频率低于允许频率时，可以保持目标频率。
[0066]
更具体地，自动模式可以对应于考虑能量效率将水加热到设定温度的模式。因此，在自动模式下，考虑到能量效率的允许频率可以小于可不考虑能量效率的涡轮模式的允许频率。当设置为自动模式并且目标频率等于或大于允许频率时，目标频率可以被限制为允许频率，或者当目标频率小于允许频率时，可以保持目标频率。
[0067]
另外，休假模式可以对应于将水的温度保持在设定温度以实现能量效率并防止故障(例如，冻结和破裂)的模式。因此，休假模式的允许频率可以低于其他模式(例如，自动模式、涡轮模式、加热器模式和热泵模式)的允许频率。
[0068]
确定与目标频率相比的允许频率的详细过程如下。在操作601中，第二控制器可以识别热水器的模式。如上所述，热水器的模式可以包括自动模式、休假模式、涡轮模式、加热
器模式和热泵模式。
[0069]
在操作603中，第二控制器可以识别热水器的模式是否为自动模式。在操作605中，当识别为自动模式时，第二控制器可以识别允许频率，该允许频率对应于考虑将水加热到设定温度所需的能量效率的自动模式。
[0070]
可替代地，在操作607中，如果热水器的模式不是自动模式，则第二控制器可以识别热水器的模式是否为休假模式。在操作609中，当热水器的模式被识别为休假模式时，第二控制器可以识别允许频率，该允许频率对应于考虑保持水温所需的能量效率的休假模式。
[0071]
可替代地，在操作611中，当热水器的模式不是休假模式时，第二控制器可以识别与每个其他模式相对应的允许频率。其他模式可以包括涡轮模式、加热器模式和热泵模式中的至少一个。例如，由于涡轮模式被设计成缩短加热时间而不考虑能量效率，所以没有必要限制涡轮模式的允许频率，因此涡轮模式的允许频率可以对应于涡轮模式中变频器允许的最大频率。即，如上所述，当热水器的模式与其他模式相对应时，不需要限制变频器允许的频率。
[0072]
在操作613中，第二控制器可以确定与自动模式、休假模式或其他模式相对应的允许频率。在该示例中，可以将确定的允许频率与目标频率进行比较。例如，在自动模式下，当目标频率等于或大于允许频率时，第二控制器可能需要限制目标频率，或者当目标频率小于允许频率时，第二控制器可能不需要限制目标频率。在另一示例中，在休假模式下，当目标频率等于或大于允许频率时，第二控制器可能需要限制目标频率，或者当目标频率小于允许频率时，第二控制器可能不需要限制目标频率。在另一示例中，在涡轮模式中，由于目标频率等于或小于允许频率，因此第二控制器可能不需要限制目标频率。
[0073]
图7是示出根据示例实施例的验证是否调节变频器的输入电流的极限水平的示例的示图。如上所述，与热泵系统相比，加热器可以消耗相对更多的功率。如果单独运行加热器或热泵系统，则过电流可能不会在热水器中流动。然而，当加热器和热泵系统同时运行时，如果供应给热水器的电流对应于特定值或更大值，则热水器可能因过电流而损坏。因此，可能需要将用于防止因过电流而造成损坏的技术应用于热水器。
[0074]
在操作701中，第二控制器可以通过第一控制器识别与加热器的运行相关联的信息。与加热器的操作相关联的信息可以包括例如指示加热器是处于开启状态还是处于关闭状态的信息。在操作703中，第二控制器可以基于第一控制器识别的信息来识别加热器是处于开启状态还是处于关闭状态。
[0075]
在操作705中，当加热器处于开启状态时，第二控制器可以减小变频器的输入电流的极限水平。变频器的输入电流的极限水平可以是与要输入到变频器的最大电流相对应的值。如果感测到等于或大于极限水平的电流，则热水器可能发生故障。为了防止该问题，变频器可以基于小于极限水平的输入电流来运行。
[0076]
由于加热器需要大量的功率消耗，因此当加热器处于开启状态的同时热泵系统也运行时，热水器可能发生故障。为了防止故障，可以减小变频器的输入电流的极限水平。如果减小极限水平，则变频器可以基于小于极限水平的输入电流运行，因此热水器可以不存在发生故障的风险。
[0077]
在操作707中，当加热器处于关闭状态时，第二控制器可以保持变频器的输入电流
的极限水平。由于在加热器处于关闭状态时不存在过电流的风险，因此可以不减小变频器的输入电流的极限水平，而是可以保持极限水平。
[0078]
在操作709中，第二控制器可以确定输入电流的极限水平。如果感测到等于或大于极限水平的电流，则第二控制器可以将变频器的频率调节为减小。更具体地，当设置了与极限水平相对应的预定值时，第二控制器可以感测供应给热水器的电流是否等于或大于预定值。当供应给热水器的电流等于或大于预定值时，第二控制器可以将变频器的频率调节为减小。可以调节变频器的频率，使得供应给热水器的电流不变得等于或大于预定值。
[0079]
图8是示出热水器的控制方法的流程图。在操作810中，可以识别热水器的模式和设定温度。热水器的模式可以包括自动模式、涡轮模式、加热器模式、热泵模式和休假模式中的至少一种。设定温度可以是设置为对应于每种模式的温度，或者可以包括用户设置的温度。
[0080]
在操作820中，可以通过传感器(或一个以上的传感器)感测与热水器的外部有关的温度和储存在热水器中的水的温度。
[0081]
在操作830中，可以通过基于模式、设定温度、与热水器的外部相关的温度、以及水的温度中的至少一种调节变频器的频率来控制热泵系统。
[0082]
可以基于各种相关信息来确定用于将水加热到设定温度的变频器的目标频率。基于被设置为与每种模式相对应的允许频率，可以调节确定的目标频率。例如，如果在自动模式下确定的目标频率大于允许频率，则可以将目标频率限制为小于或等于允许频率的频率。
[0083]
当变频器以小于或等于允许频率的目标频率运行时，如果加热器同时运行并且因此在热水器中感测到等于或大于预定电流的电流，则可以将变频器的目标频率调节为减小。更具体地，当在第一加热器组件的运行期间供应给热水器的电流等于或大于预定值时，则可以将变频器的目标频率调节为减小。可以调节变频器的目标频率，使得电流不大于预定值。可以基于供应到第一加热器组件的第一电流值和输入到变频器的第二电流值来确定供应到热水器的电流。当基于第一电流值和第二电流值供应给热水器的电流等于或大于预定值时，则可以将变频器的目标频率调节为减小。
[0084]
本公开的实施例可以提供一种或更多种效果。首先，可以一起提供电阻加热器和基于热泵系统的加热器，并控制加热器，从而提高将热水器中的水加热到设定温度的能量效率。第二，可以通过设置用于各种用途的热水器的多种运行模式并基于每种运行模式来调节变频器的频率，有效地运行热水器。
[0085]
为了解决上述问题，一方面提供了一种基于相关信息来调节变频器的频率从而实现运行效率的热水器及其控制方法。通过示例实施例要实现的技术目标不限于如上所述的技术目标，并且可以从以下示例实施例中推断出其他技术任务。
[0086]
根据一方面，提供了一种热水器，该热水器包括被配置为储存水的储箱、被配置为感测水的温度和与热水器外部有关的温度的至少一个传感器、包括被配置为加热水的加热元件的第一加热器组件、被配置为控制第一加热器组件的第一控制器、包括热泵系统并被配置为加热水的第二加热器组件、连接至热泵系统的变频器、以及被配置为通过调节变频器的输出频率来控制热泵系统的第二控制器。
[0087]
根据另一方面，还提供了一种热水器的控制方法，该方法包括：识别热水器的模式
和设定温度；感测热水器中储存的水的温度以及与热水器的外部相关的温度；以及通过基于模式、设定温度、与热水器的外部有关的温度和水的温度中的至少一项调节变频器的输出频率来控制热泵系统。
[0088]
将理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图中指定的功能/动作的方式。这些计算机程序指令还可以存储在非暂时性计算机可读存储器中，该非暂时性计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在非暂时性计算机可读存储器中的指令产生嵌入实现流程图和/或框图中指定的功能/动作的指令手段的制品。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图中指定的功能/动作的步骤。
[0089]
此外，各个框图可以示出模块、段或代码的一部分，代码包括用于执行特定逻辑功能的至少一个或更多个可执行指令。此外，应当注意，在若干修改中，可以以不同的顺序执行框的功能。例如，两个连续的框可以基本同时执行，或者可以根据它们的功能以相反的顺序执行。根据本公开的各种实施例，术语“模块”表示但不限于软件或硬件组件，例如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)，其执行某些任务。模块可以有利地被配置为驻留在可寻址存储介质上并且被配置为在一个或更多个处理器上执行。因此，作为示例，模块可以包括组件(例如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、过程、功能、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。可以将在组件和模块中提供的功能组合为更少的组件和模块，或者进一步分离为其他组件和模块。另外，可以实现组件和模块，使得它们执行装置或安全多媒体卡中的一个或更多个cpu。另外，在实施例中提到的控制器可以包括至少一个处理器，该至少一个处理器被运行为控制相应的装置。
[0090]
将理解的是，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或在中间元件或层上。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”时，则不存在中间元件或层。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联列出的项目的任何和所有组合。
[0091]
将理解，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
[0092]
为了便于描述，在本文中可以使用诸如“下”、“上”之类的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，除了附图中描绘的定向之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的装置被翻转，则相对于其他元件或特征被描述为“下”的元件将相对于其他元件或特征被定向为“上”。因此，示例性术语“下”可以包括在上和在下两个方位。可以以其他方式定向装置(旋
转90度或其他方向)，并据此解释此处使用的空间相对描述语。
[0093]
本文所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。
[0094]
本文参照截面图描述本发明的实施例，这些截面图是本公开的理想实施例(和中间结构)的示意图。因此，例如由于制造技术和/或公差导致的图示形状的变化是可以预期的。因此，本公开的实施例不应被解释为限于本文所示的区域的特定形状，而应包括例如由制造引起的形状偏差。
[0095]
在本说明书中对“一个实施例”、“实施例”，“示例实施例”等的任何引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。这些短语在说明书中各个地方的出现不一定都指同一实施例。此外，当结合任何实施例描述特定的特征、结构或特性时，可以认为结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的能力范围内。
[0096]
尽管已经参考其多个说明性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施例，它们将落入本公开原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对主题组合布置的组成部分和/或布置进行各种变化和修改。除了组成部分和/或布置的变化和修改之外，替代使用对本领域技术人员来讲也是显而易见的。