热泵热水器的加热控制方法及热泵热水器与流程

本发明涉及热泵热水器领域，特别涉及一种热泵热水器的加热控制方法及热泵热水器。

背景技术：

目前，热泵热水器已经越来越普遍地应用于各个领域，且用户对于热水使用的舒适性要求也在不断地提高。热泵热水器通常采用压缩机制热水，但是由于受系统压力、环境等因素影响，通过压缩机加热的方式所制热的水温会受到限制，以致无法精准地加热到用户期望的温度。为了解决这一问题，通常在热泵热水器中增加辅助热源，例如电加热器；但是加入了电加热器的同时，也相应的引入了因电加热器故障所带来的安全隐患以及降低了整个热泵热水器的工作安全性。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种热泵热水器的加热控制方法及热泵热水器，旨在提高热泵热水器在加热水过程中的安全性。

为实现上述目的，本发明提出的一种热泵热水器的加热控制方法，所述热泵热水器包括压缩机、电加热器以及水箱，电加热器设于所述水箱内，所述压缩机以及电加热器用于对水箱内的水进行加热，所述热泵热水器的加热控制方法包括以下步骤：

s1：获取水箱内的第一当前水温；

s2：比对目标温度与第一当前水温的差值；当目标温度与第一当前水温的差值大于或等于第一预设温差时，开启电加热器；

s3：获取当前电加热器的工作参数，并根据当前电加热器的工作参数，判断电加热器是否正常工作；

s4：当电加热器工作异常，关闭电加热器。

优选地，在步骤s3之后还包括：

当电加热器工作正常，获取水箱内的第二当前水温；

比对第二当前水温与目标温度；

当第二当前水温大于或等于与目标温度时，关闭电加热器。

优选地，在所述开启电加热器的步骤之前还包括：

检测当前电加热器的第一工作电流，并比对所述第一工作电流值与第一预设电流值；

当所述第一工作电流值小于或等于第一预设电流值，则开启电加热器；或

检测当前电加热器的第一功率，并比对所述第一功率与第一预设功率值；

当所述第一功率小于或等于第一预设功率值，则开启电加热器；或

检测当前电加热器的第一电阻，并比对所述第一电阻的阻值与第一预设阻值；

当所述第一电阻的阻值大于或等于与第一预设阻值，则开启电加热器。

优选地，步骤s3中包括以下步骤：

检测当前电加热器的第二工作电流，并比对所述第二工作电流与第二预设电流值；

当所述第二工作电流小于或等于第二预设电流值，则电加热器工作异常；或

检测当前电加热器的第二功率，并比对所述第二功率与第二预设功率值；

当所述第二功率小于或等于第二预设功率值，则电加热器工作异常；或

检测当前电加热器的第二电阻，并比对所述第二电阻的阻值与第二预设阻值；

当所述第二电阻的阻值小于或等于第二预设阻值时，则电加热器工作异常。

优选地，所述当所述第二工作电流小于或等于第二预设电流值，则电加热器工作异常包括如下步骤：

当所述第二工作电流为0时，控制显示器输出电加热器开路的信息；

当所述第二工作电流大于0且小于或等于所述第二预设电流值时，控制显示器输出更换电加热器的信息。

优选地，在步骤s1之后还包括以下步骤：

s5：比对目标温度与第一当前水温的差值，当目标温度与水箱内的第一当前水温的差值大于或等于第二预设温差时，开启所述压缩机；所述第二预设温差的值大于所述第一预设温差的值；

s6：获取当前压缩机的工作参数，并根据当前压缩机的工作参数，判断压缩机是否正常工作；

s7：当压缩机工作异常，关闭压缩机，且开启电加热器。

优选地，步骤s7之后还包括如下步骤：

获取当前电加热器的工作参数，并根据当前电加热器的工作参数，判断电加热器是否正常工作；

当电加热器工作异常，关闭电加热器；

当电加热器工作正常，获取水箱内的第三当前水温；

比对所述第三当前水温与目标温度；

当所述第三当前水温大于或等于目标温度时，关闭电加热器。

优选地，步骤s6之后还包括：

当压缩机工作正常，获取水箱内的第四当前水温；

比对目标温度与所述第四当前水温的差值；

当目标温度与所述第四当前水温的差值小于或等于第三预设温差时，关闭压缩机；所述第三预设温差小于所述第二预设温差；且所述第三预设温差大于所述第一预设温差。

优选地，所述当目标温度与所述第四当前水温的差值小于或等于第三预设温差时，关闭压缩机的步骤之后还包括：

开启电加热器；

获取当前电加热器的工作参数，并根据当前电加热器的工作参数，判断电加热器是否正常工作；

当电加热器工作异常，关闭电加热器；

获取水箱内的第五当前水温；

比对目标温度与所述第五当前水温；

当目标温度与所述第五当前水温的差值大于或等于第二预设温差时，开启压缩机。

优选地，在所述开启压缩机的步骤之前还包括：

检测压缩机当前的第三工作电流值，并比对所述第三工作电流值与第三预设电流值；

当所述第三工作电流值小于或等于第三预设电流值时，开启压缩机；

检测压缩机当前的第三功率，并比对所述第三功率是否小于或等于第三预设功率值；

当所述第三功率小于或等于第三预设功率值时，开启压缩机。

优选地，所述根据当前压缩机的工作参数，判断压缩机是否正常工作包括以下步骤：

获取压缩机当前的第四工作电流值；

比对第四工作电流值与压缩机的预设工作电流区间；

当所述第四工作电流值小于或等于压缩机的预设工作电流区间的下限值，以及所述第四工作电流值大于或等于压缩机的预设工作电流区间的上限值时，压缩机异常。

优选地，热泵热水器的加热控制方法还包括如下步骤：

当所述第四工作电流值为0时，控制显示器输出压缩机启动失败或开路的信息；

当所述第四工作电流值大于或等于压缩机预设工作电流区间的上限值时，控制显示器输出提示检测冷媒管压力、换热器、以及压缩机内润滑油的信息。

本发明还提出一种热泵热水器，包括：

水箱，所述水箱用于容置水；

压缩机，所述压缩机用于加热水箱内的水；

电加热器，设于所述水箱内，用于加热水箱内的水；

水温传感器，用于检测水箱内的水温；

第一电流互感器，用于检测电加热器的工作电流；

电路板，与所述水温传感器、第一电流互感器电连接，且执行所述的热泵热水器的加热控制方法的步骤；所述电路板根据所述水温传感器、第一电流互感器的检测结果控制所述电加热器供电通路的通断。

优选地，所述热泵热水器还具有显示器，所述显示器与所述电路板电连接，且所述显示器具有供用户输入的接收端，以及显示所述电加热器和压缩机故障信息的显示界面。

本发明技术方案在电加热器单独工作模式时，在水箱内的水需要加热时，开启电加热器后，并通过实时检测电加热器的工作参数，以检测电加热是处于工作正常或是异常状态；当电加热器工作异常时，及时关闭电加热器，以保证电加热器不会造成进一步的安全隐患，提高热泵热水器的使用安全性。

附图说明

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明热泵热水器在电加热器单独工作模式下的电气连接示意图；

图2为在电加热器单独工作模式下，热泵热水器的加热控制方法一实施例的流程图；

图3为本发明热泵热水器在压缩机和电加热器组合工作模式下的电气连接示意图；

图4为在压缩机和电加热器组合工作模式下，热泵热水器的加热控制方法一实施例的流程图；

图5为在压缩机和电加热器组合工作模式下，热泵热水器的加热控制方法另一实施例的流程图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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。

根据本发明的实施例，提供了一种热泵热水器的加热控制方法及热泵热水器，以针对该热泵热水器在电加热器单独工作模式下，以及电加热器和压缩机组合工作的工作模式下，都能够保证热泵热水器的工作安全性。

请参照图1和图3，图1为本发明热泵热水器在电加热器单独工作模式下的电气连接示意图；图3为本发明热泵热水器在压缩机和电加热器组合工作模式下的电气连接示意图；所述热泵热水器包括用于容置水的水箱40、压缩机20、电加热器30、水温传感器41、第一电流互感器33、电路板10等部件。本领域技术人员可以理解的是，所述热泵热水器还包括冷媒循环系统中所涉及到的其他部件，例如蒸发器、冷凝器、节流部件等。于本实施例中，所述电加热器30和所述压缩机20均为加热水的部件，其中，所述电加热器30可以伸入到水箱40中、所述压缩机20加热水的方式可以是通过加热管道23直接置于水箱40中，也可以通过换热器与水箱40中的水进行换热；在此不做具体限定。所述水温传感器41置于水箱40中，以检测水箱40内的温度。所述水温传感器41的数量可以是多个，以均匀分布在水箱40的不同位置，从而提高检测水箱40水温的准确性。

所述第一电流互感器33用于检测电加热器30的工作电流，以检测电加热器30是否正常工作。在另一替代方案中，也可以通过检测电加热器30的功率、或是电加热器30的电阻，以检测电加热器30是否正常工作。由于本方案中具有电加热器30和压缩机20组合工作的工作方式，因此所述热泵热水器还包括用于检测压缩机20工作电流的第二电流互感器22；所述第二电流互感器22通过检测压缩机20的工作电流，以反应压缩机20的工作状况。同样的，也可以通过检测压缩机20的功率或者是排气温度，从而判断压缩机20是否正常工作。

所述电路板10与所述水温传感器41、第一电流互感器33电连接，且执行本发明提出的热泵热水器的加热控制方法的步骤；所述电路板10根据所述水温传感器41、第一电流互感器33的检测结果控制所述电加热器30和所述压缩机20供电通路的通断。具体地，所述热泵热水器还包括与所述电路板10电连接的第一继电器rl1、第二继电器rl2以及第三继电器rl3。其中所述第一继电器rl1、第二继电器rl2分别控制所述电加热器30的火线和零线的通断。当需要开启电加热器30时，所述电路板10输出控制第一继电器rl1和第二继电器rl2导通的控制信号，以控制第一继电器rl1和第二继电器rl2导通，从而闭合所述电加热器30的供电通路。在此需要说明的是，所述第一继电器rl1和第二继电器rl2需要同时导通，以提高电加热器30供电回路的安全性。所述第三继电器rl3用于控制压缩机20供电回路的通断。当需要压缩机20启动时，所述电路板10发出控制信号至所述第三继电器rl3，以使第三继电器rl3闭合，导通所述压缩机20的供电回路。

进一步地，所述热泵热水器还具有显示器50，所述显示器50与所述电路板10电连接，且所述显示器50具有供用户输入的接收端，以及显示所述电加热器30和压缩机20故障信息的显示界面。所述显示器50可以是触摸屏，也可以通过按键向显示器50内输出信息，例如用户输入设定温度。

请参阅图2，本发明提出的热泵热水器的加热控制方法，包括如下步骤：

s1：获取水箱40内的第一当前水温；

s2：比对目标温度与第一当前水温的差值；当目标温度与第一当前水温的差值大于或等于第一预设温差时，开启电加热器30；

s3：获取当前电加热器30的工作参数，并根据当前电加热器30的工作参数，判断电加热器30是否正常工作；

s4：当电加热器30工作异常，关闭电加热器30。

所述目标温度可以是用户的设定值，代表用户期望得到的水温；所述第一预设温差可以是使用户设定的值，也可以是系统的默认值。当第一预设温差的值较小时，电加热启动会较频繁；当第一预设温差的值较大时，水箱40内的水温浮动较大。

在此，所述电加热器30的工作参数是指能够反应电加热器30是否正常工作的参数。当电加热器30工作异常时，通过关闭电加热器30，以排除电加热器30所带来的安全隐患，提高热泵热水器的使用安全性。

进一步地，在步骤s3之后还包括：

当电加热器30工作正常，获取水箱40内的第二当前水温；

比对第二当前水温与目标温度；

当第二当前水温大于或等于与目标温度时，关闭电加热器30。

由上述方法步骤可知，本申请实施例是针对电加热器30单独工作模式，在水箱40内的水需要加热时，开启电加热器30后，并实时检测电加热器30的工作参数，以检测电加热是处于工作正常或是异常状态，并当电加热器30工作异常时，及时关闭电加热器30，保证电加热器30不会造成进一步的安全隐患，提高热泵热水器的使用安全性。

为了进一步提高电加热器30的使用安全性，防止电加热器30在开启之前存在漏电或是误开启现象；因此本实施例中，所述开启电加热器30的步骤之前还包括：

检测当前电加热器30的第一工作电流，并比对所述第一工作电流值与第一预设电流值；

当所述第一工作电流值小于或等于第一预设电流值，则开启电加热器30。在此所述第一预设电流值可以设为0，当电加热器30的当前第一工作电流为0时，则表示电加热器30此刻是处于断电状态，可以进行开启。而当电加热器30的当前第一工作电流不为0时，则表示电加热器30可能误开启或是存在漏电情况，此时控制电加热器30关闭。

所述第一预设电流值也可以为一大于0的值，这一实施例是针对电加热器30是分段加热的情况，即电加热器30用于保温的部分已开启，以使水箱40内的水处于保温状态，此时电加热器30的第一工作电流为一大于0的值，当水温下降到需要电加热器30全部启动之前，通过比对电加热器30的第一工作电流与第一预设电流值，从而确定电加热器30在全部启动之前的工作情况。

在另一实施例中，还可以通过检测电加热器30的功率来判断电加热是否可以开启；具体地，

检测当前电加热器30的第一功率，并比对所述第一功率与第一预设功率值；

当所述第一功率小于或等于第一预设功率值，则开启电加热器30。

当电加热器30为电阻型加热器时，其阻值会根据温度的变化而变化，即当电加热工作后，其温度逐渐升高时，电加热器30的阻值会减低；因此，通过检测电加热器30的阻值，也能够反应电加热器30的工作情况。具体地，

检测当前电加热器30的第一电阻，并比对所述第一电阻的阻值与第一预设阻值；

当所述第一电阻的阻值大于或等于与第一预设阻值，则开启电加热器30。

在电加热器30开启之后，为了检测电加热器30是否正常工作，因此在步骤s3中还包括以下步骤：

检测当前电加热器30的第二工作电流，并比对所述第二工作电流与第二预设电流值；

当所述第二工作电流小于或等于第二预设电流值，则电加热器30工作异常所述第二预设电流值可以设置为0，当电加热器30的当前第二工作电流等于0时，则表示电加热器30开路。所述第二预设电流值可以设置为一大于0的值。

具体地，所述当所述第二工作电流小于或等于第二预设电流值，则电加热器30工作异常包括如下步骤：

当所述第二工作电流为0时，控制显示器50输出电加热器30开路的信息；

当所述第二工作电流为大于0，且小于或等于所述第二预设电流值时，控制显示器50输出更换电加热器30的信息。

在此需要说明的是，考虑到测量仪表的误差，以及电加热器30未完全开路而造成电加热器30中存在一接近于0的微弱电流，此时，第二工作电流会稍稍大于0，这种情况为本领域技术人员所知悉，应当也在本专利的保护范围之内。

由于电加热器30通常为电阻型加热器，当电加热器30在水中放置很长的时间后，水中的水垢会附着于电加热器30表面，造成电加热器30的电阻增大，工作电流减小；当电加热器30被水垢附着程度较严重，以致于电加热器30的第二工作电流小于或等于第二预设电流值时，电加热器30的工作效率极低，因此应提示用户更换电加热器30。

在另一实施例中，也可以通过检测电加热器30的功率来判断电加热器30是否正常工作。具体地，

检测当前电加热器30的第二功率，并比对所述第二功率与第二预设功率值；

当所述第二功率小于或等于第二预设功率值，则电加热器30工作异常。

另外，还能够通过检测电加热器30的阻值来判断电加热器30是否正常工作。具体地，

检测当前电加热器30的第二电阻，并比对所述第二电阻的阻值与第二预设阻值；

当所述第二电阻的阻值小于或等于第二预设阻值时，则电加热器30工作异常。

上述实施例，是关于电加热器30单独加热的工作方式，在以下实施例中，将针对压缩机20和电加热器30组合的方式，根据压缩机20和电加热器30在工作中经常出现的故障，提出热泵热水器加热的控制方法。压缩机20加热具有速度快、节能等优点，因此当水箱40内的温度与预设的第一温度值差距较大时，会首先利用压缩机20对水箱40内的水进行加热，本发明技术方案在利用压缩机20加热时，充分考虑压缩机20常出现的故障情况，以保证压缩机20在工作正常的情况下进行加热，保证热泵热水器的工作安全性。请参阅图3和图4，具体地：

在步骤s1之后还包括以下步骤：

s5：比对目标温度与第一当前水温的差值，当目标温度与水箱40内的第一当前水温的差值大于或等于第二预设温差时，开启所述压缩机20；所述第二预设温差的值大于所述第一预设温差的值；

s6：获取当前压缩机20的工作参数，并根据当前压缩机20的工作参数，判断压缩机20是否正常工作；

s7：当压缩机20工作异常，关闭压缩机20，且开启电加热器30。

在此需要说明的时，步骤s5的优先级高于步骤s3的，即当水箱40的第一当前水温同时满足步骤s5和步骤s3时，会优先进行步骤s5。

所述压缩机20的工作参数是指能够反应压缩机20是否正常工作的参数，例如电流、功率等。当压缩机20工作异常，为了保证热泵系统的安全性，会及时关闭压缩机20，并且开启电加热器30，以对水箱40内的水进行加热。

本实施例给出了当压缩机20工作不正常时，由电加热作为后备进行加热的技术方案。在该技术方案中，开启了电加热器30的步骤后，本方案还设置了检测电加热器30是否正常工作的步骤，以确保电加热器30的工作安全性，具体地，步骤s7之后还包括如下步骤：

获取当前电加热器30的工作参数，并根据当前电加热器30的工作参数，判断电加热器30是否正常工作；

当电加热器30工作异常，关闭电加热器30；

当电加热器30工作正常，获取水箱40内的第三当前水温；

比对所述第三当前水温与目标温度；

当所述第三当前水温大于或等于与目标温度时，关闭电加热器30。

请参阅图5，在另一实施例中，当压缩机20工作正常时与电加热器30的配合，具体地步骤s6之后还包括：

当压缩机20工作正常，获取水箱40内的第四当前水温；

比对目标温度与所述第四当前水温的差值；

当目标温度与所述第四当前水温的差值小于或等于第三预设温差时，关闭压缩机20；所述第三预设温差小于所述第二预设温差；且所述第三预设温差大于所述第一预设温差；

开启电加热器30；

获取当前电加热器30的工作参数，并根据当前电加热器30的工作参数，判断电加热器30是否正常工作；

当电加热器30工作异常，关闭电加热器30；

并获取水箱40内的第五当前水温；

比对水箱40内目标温度与所述第五当前水温；

当目标温度与所述第五当前水温的差值大于或等于第二预设温差时，开启压缩机20。

在本实施例中，当检测到压缩正常工作，则控制压缩机20加热水箱40内的水，直到目标温度与水箱40的第四当前水温的差值小于或等于第三预设温差，再关闭压缩机20，启动电加热器30；这表示压缩机20先将水箱40内的水加热到接近目标温度后，再利用电加热器30加热至目标温度。同时在电加热器30工作时，检测电加热器30是否工作正常，以确保热泵热水器的工作安全性。当电加热器30工作异常时，及时关闭电加热器30。随着时间的推移，当目标温度与水箱40内的第五当前水温的差值大于或等于第二预设温差时，直接启动压缩机20。

为了提高压缩机20的工作安全性，在开启压缩机20之前，需要确定压缩机20是否误开启的情况，在所述开启压缩机20的步骤之前还包括：

检测压缩机20的当前第三工作电流值，并比对所述第三工作电流值与第三预设电流值；

当所述第三工作电流值小于或等于第三预设电流值时，开启压缩机20；

所述第三预设电流值可以为零，当第三工作电流值为零时，表示压缩机20处于断电状态，而具备开启条件。考虑到有些压缩机20内会安装有用于加热润滑油的加热带，而当加热带先于压缩机20开启时，此时压缩机20的工作电流为一大于零的值，因此第三预设电流值也可以为大于零的值；且第三预设电流值应与加热带开启时压缩机20的工作电流值相当。

在另一实施例中，也可以通过检测压缩机20的功率，以判断压缩机20是否具备开启条件，具体地：

检测压缩机20的当前第三功率，并比所述第三功率是否小于或等于第三预设功率值；

当所述第三功率小于或等于第三预设功率值时，开启压缩机20。

所述第三预设功率值可以为零或为一大于零的值。其相关解释与上述检测压缩机20电流以判断压缩机20是否具备开启条件的实施例类似，在此不再赘述。

另外还可以通过检测压缩机20的排气温度，来检测压缩机20是否具备开启条件。

压缩机20的故障种类较多，本实施例中，主要通过检测压缩机20的当前的第四工作电流值与压缩机20的预设工作电流区间作为比对，从而判断压缩机20是否正常工作。因此，所述根据当前压缩机20的工作参数，判断压缩机20是否正常工作包括以下步骤：

获取压缩机20当前的第四工作电流值；

比对第四工作电流值与压缩机20的预设工作电流区间；

当所述第四工作电流值小于或等于压缩机20的预设工作电流区间的下限值，以及所述第四工作电流值大于或等于压缩机20的预设工作电流区间的上限值时，，压缩机20异常。

所述预设工作电流区间的下限值可以为0，也可以为一大于0的值。在此设定所述预设工作电流区间的下限值为0，所述热泵热水器的加热控制方法还包括以下步骤：

当所述第四工作电流值为0时，控制显示器50输出压缩机20启动失败或开路的信息；

当所述第四工作电流值大于或等于压缩机20预设工作电流区间的上限值时，控制显示器50输出提示检测冷媒管压力、换热器、以及压缩机20内润滑油的信息。

本实施例参考了压缩机20经常出现的一些故障造成电流异常的表现，以供用户尽快的找到压缩机20的故障原因。在此需要解释的是，该实施例中的换热器是指冷媒管与水进行换热时所用的换热器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。