太空能热泵热水器的控制系统的制作方法

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种太空能热泵热水器的控制系统。

背景技术：

目前我国热水器市场上普遍销售的热水器产品为燃气热水器、电热水器和太阳能热水器等。其中，燃气热水器在使用中则存在严重的安全隐患，每年因燃气热水器的使用而引发的中毒事件时有报道；电热水器以消耗大量昂贵的电力为代价，不利于能源的合理利用；常规的太阳能热水器在阴雨天是不能生产热水的，只能依靠电加热来弥补太阳能的不足，从而也存在能源的浪费现象，特别是在一些阴雨天比较多的南方地区使用这种热水器并不十分经济。于是，一种新型的基于热泵循环原理的热水器开始在热水器市场上崭露头角，它是利用蒸发器从周围环境(太阳能、空气或水等)中吸收热，并通过冷凝器将热能释放到水中去，从而实现热水的生产。

热泵热水器的发展引出了各种各样的控制系统，但是大部分的控制系统也只是能够解决一键式开关或自动断电或自动补水的问题，其功能单一，使得智能化程度相对较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的提供一种太空能热泵热水器的控制系统，以提高智能化水平，实现更合理地加热。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种太空能热泵热水器的控制系统，包括控制芯片、温度传感器、水位感应器、继电器驱动组件、通讯器件、注液阀和贮液器；

所述温度传感器、所述水位感应器、所述继电器驱动组件、所述通讯器件、所述注液阀和所述贮液器均分别与所述控制芯片相连；

所述太空能热泵热水器的压缩机、冷凝器和蒸发器均与所述继电器驱动组件相连；

所述注液阀设置于所述太空能热泵热水器的压缩机的进气口；所述注液阀还与所述贮液器相连；

所述温度传感器和所述水位感应器均设置于太空能热泵热水器的水箱内部，所述温度传感器检测所述太空能热泵热水器的水箱内的水温，所述水位感应器检测所述太空能热泵热水器的水箱内的水量；

所述温度传感器还设置于所述太空能热泵热水器的压缩机的进气口处，所述温度传感器检测回流入所述太空能热泵热水器的压缩机的进气口的温度值，当所述温度值超过预设温度值时，所述控制芯片控制所述注液阀打开，使所述贮液器的制冷液体向所述压缩机进行注射，以降低所述压缩机的温度；

所述通讯器件与目标终端建立连接，接收所述目标终端发送的控制指令；

所述控制芯片根据所述水温和/或所述水量和/或所述控制指令，控制所述继电器驱动组件导通，使得所述太空能热泵热水器的压缩机和/或冷凝器和/或蒸发器工作，以便加热所述太空能热泵热水器的水箱内部的水。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括化霜装置；

所述化霜装置包括检测部件、化霜部件和固定支架；

所述检测部件和所述化霜部件均与所述控制芯片相连；

所述化霜部件设置于所述太空能热泵热水器的热泵表面，所述检测部件设置于所述固定支架上；

所述检测部件若检测到所述太空能热泵热水器的热泵表面有霜，所述控制芯片控制所述化霜部件工作，以便融化所述太空能热泵热水器的热泵表面的霜。

可选的，上述所述检测部件包括：第一电极和第二电极；

所述第一电极和所述第二电极均与所述控制芯片相连；

所述第一电极和所述第二电极可移动地设置于所述热泵表面，且所述第一电极和所述第二电极距离所述热泵表面的高度不同；

当霜的厚度值达到所述第一电极和所述第二电极之间的高度值时，所述第一电极和所述第二电极导通，以便所述控制芯片控制所述化霜部件工作，除去所述热泵表面的霜。

可选的，上述所述固定支架表面设置有刻度值；

所述第一电极和所述第二电极的根据所述刻度值调整高度差。

可选的，上述所述化霜部件为加热膜；

所述第一电极和所述第二电极均与所述加热膜相连，所述加热膜贴附于所述太空能热泵热水器的热泵表面。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括时钟电路；

所述时钟电路与所述控制芯片相连。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括显示屏；

所述显示屏与所述控制芯片相连。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括报警器；

所述报警器与所述控制芯片相连。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括按键；

所述按键与所述控制芯片相连。

可选的，上述所述太空能热泵热水器的控制系统，还包括散热元件；

所述散热元件与所述控制芯片相邻设置，以降低所述控制芯片的温度。

本发明的一种太空能热泵热水器的控制系统，包括：控制芯片、温度传感器、水位感应器、继电器驱动组件、通讯器件、注液阀和贮液器；其中，温度传感器、水位感应器、继电器驱动组件、通讯器件、注液阀和贮液器均与控制芯片相连，太空能热泵热水器的压缩机、冷凝器和蒸发器均与继电器驱动组件相连，注液阀设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口，注液阀还与贮液器相连，温度传感器和水位感应器均设置于太空能热泵热水器的水箱内部，温度传感器检测太空能热泵热水器的水箱内的水温，水位感应器检测太空能热泵热水器的水箱内的水量，温度传感器还设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口处，温度传感器检测回流入太空能热泵热水器的压缩机的进气口的温度值，当温度值超过预设温度值时，控制芯片控制注液阀打开，使贮液器的制冷液体向压缩机进行注射，以降低压缩机的温度，通讯器件与目标终端建立连接，接收目标终端的发送的控制指令，控制芯片根据水温和/或水量和/或控制指令，控制继电器驱动组件导通，使得太空能热泵热水器的压缩机和/或冷凝器和/或蒸发器工作，以便加热所述太空能热泵热水器的水箱内部的水。设置有温度传感器和水位感应器，使得能够及时捕捉到水箱内的水温以及水量，根据水温和水量智能的控制加热，控制蓄水等，用户还可以自己设定需要的温度，不会出现加热温度过高用户再进行水温调整的过程，科学合理地根据用户的需求加热到所需的温度，用户还可以通过通讯器件提前选择加热，这样使得用户回到家中便可以直接使用，不再像传统的热水器一样，用时需要等待，也进一步体现了智能化，注液阀和贮液器使得可以更好地保护压缩机，有效地延长压缩机的使用寿命，除了实现自动断电、自动补水的功能外，还可以根据实际需求进行调整所需的水温和用水量，通过智能化的检测与工作，更好地提高热泵热水器的智能化水平。

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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种太空能热泵热水器的控制系统的电路原理示意图。

图2是本发明实施例提供的另一种太空能热泵热水器的控制系统的电路原理示意图。

图3是图2中化霜装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种太空能热泵热水器的控制系统的电路原理示意图。

如图1所示，本实施例的一种太空能热泵热水器的控制系统，包括控制芯片10、温度传感器11、水位感应器12、继电器驱动组件13、通讯器件14、注液阀15和贮液器16；其中，温度传感器11、水位感应器12、继电器驱动组件13、通讯器件14、注液阀15和贮液器16均与控制芯片10相连，太空能热泵热水器的压缩机、冷凝器和蒸发器均分别与继电器驱动组件13相连，注液阀15设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口，注液阀15还与贮液器16相连，温度传感器11和水位感应器12均设置于太空能热泵热水器的水箱内部，温度传感器11检测太空能热泵热水器的水箱内的水温，水位感应器12检测太空能热泵热水器的水箱内的水量，温度传感器11还设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口处，温度传感器11检测回流入太空能热泵热水器的压缩机的进气口的温度值，当温度值超过预设温度值时，控制芯片10控制注液阀15打开，使贮液器16的制冷液体向压缩机进行注射，以降低压缩机的温度，通讯器件14与目标终端建立连接，接收目标终端发送的控制指令，控制芯片10根据水温和/或水量和/或控制指令，控制继电器驱动组件13导通，使得太空能热泵热水器的压缩机和/或冷凝器和/或蒸发器工作，以便加热所述太空能热泵热水器的水箱内部的水。

在一个具体的实现过程中，控制芯片10作为整个系统的核心大脑，用于接收和支配一切的行动指令，当温度传感器11检测到水箱内的温度低于用户设置的温度值时，控制芯片10便会发送指令给继电器驱动组件13，继电器实质上相当于是开关，其作用就是小电流控制大电流，进而控制压缩机、冷凝器和蒸发器等器件的运作，从而实现加热水箱内部的水，继电器驱动组件13可以设置为整体一起控制压缩机、冷凝器和蒸发器，也可以单独控制压缩机、冷凝器和蒸发器，具体地情况，用户可以根据实际情况进行设置。为了保证不会出现干烧的情况，还在水箱内部设置有水位感应器12，当水箱内部的水量低于警戒值时，发送指令给控制芯片10，控制芯片10控制继电器驱动组件13控制电磁阀，为水箱进行自动加水，保证不会出现由于水箱内部缺水而发生的安全问题，当然，不限于自动加水，当检测到水量不足时，发出提醒给用户，用户也可以手动完成加水，在本实施例中对具体的方式不做要求。

当用户不在家中，但是回到家需要马上使用热水时，现有的热水器只能是让用户等待，而本申请的控制系统，其具有通讯器件14，使得用户可以远程控制热水器打开，进而当用户回到家中时，便可以马上使用到热水，用户可以直接使用手机与控制芯片10建立连接，进而控制热水器的开启与关闭。通讯器件14与手持终端建立连接，详细过程可以参照现有相关技术，在此不再对其实现的具体过程进行描述，无论是网络通讯还是其他的方式完成通讯，均属于本申请的保护范围。

在本申请中，还设置有注液阀15和贮液器16，其目的是为了保证压缩机的使用寿命，当回流入压缩机的气体温度过高时，控制芯片10控制注液阀15打开，进而贮液器16的制冷液体注射进入压缩机，降低其工作温度，可以有效地延长其使用寿命，使得既节约了成本，也节约了资源，同时也避免了更换压缩机的繁琐操作。

例如，控制芯片10选用stc系列单片机，以stc89c51为例，也就是用途非常广泛的51单片机，stc89c51是采用8051核的isp(insystemprogramming)在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80mhz，片内含4kbytes的可反复擦写1000次的flash只读程序存储器，器件兼容标准mcs-51指令系统及89c51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ispflash存储单元，具有在系统可编程(isp)特性，配合pc端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。stc89c51系列单片机是单时钟/机器周期(1t)的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成max810专用复位电路，其对环境的适应能力，以及对条件的要求较低，完全符合本发明的要求。当然，需要指出的是，其控制芯片10的型号只是以举例形式进行说明，其他的型号也属于本申请的保护范围，例如stm32等，在本实施例中，不再对其他型号进行详细一一说明。

例如，温度传感器11选用ds18b20型号，其具有很好的防水性能，且适应电压范围：3.0v～5.5v，在寄生电源方式下可由数据线供电，独特的单线接口方式，ds18b20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与ds18b20的双向通讯，ds18b20支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温，ds18b20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃，可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温，在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快，测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给cpu，同时可传送crc校验码，具有极强的抗干扰纠错能力，而且电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁。ds18b20温度传感器11的特点使得其能够准确地完成本申请方案的目的，更好地实现对温度的检测。同理，型号只是以举例的形式进行说明，并没有任何的限定作用。

例如，水位感应器12选用塑胶浮球液位传感器sw-pps-85i-2a2，不锈钢浮球开关是一种结构简单，使用方便的液位控制零件,它没有复杂的电路,不会受到干扰，通常是在密闭的金属管或塑胶管内，设置一个或多个磁簧开关干簧管之后，将在干簧管上贯穿一个或多个中空且内部有环型磁铁的浮子固定在杆径上，并用扣环固定在磁簧相关位置上，使浮球在一定范围内随液位的表面高低变化而上下浮动，利用浮球内部的磁铁与磁簧开关产生磁场感应，使之产生开与关的动作信号，以来控制液位。其具有，可做多点控制，控制开关可随液位位置定制，用磁簧开关不需要单独提供电源,磁簧接点寿命一般可达200万次，单支浮球开关可做多点控制，相对比其它液位开关单价低，可靠性高，配线简单，安装容易，更节能，塑胶浮球开关更适用于酸碱场所等化学液体中，可耐较高温度，耐温可达到120度，耐酸碱腐蚀性能，结构精巧耐用，因此本型号完全符合本申请对温度传感器11的要求。同样，此型号只是以举例形式进行说明。

本实施例的一种太空能热泵热水器的控制系统，包括：控制芯片10、温度传感器11、水位感应器12、继电器驱动组件13、通讯器件14、注液阀15和贮液器16；其中，温度传感器11、水位感应器12、继电器驱动组件13、通讯器件14、注液阀15和贮液器16均与控制芯片10相连，太空能热泵热水器的压缩机、冷凝器和蒸发器均与继电器驱动组件13相连，注液阀15设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口，注液阀15还与贮液器16相连，温度传感器11和水位感应器12均设置于太空能热泵热水器的水箱内部，温度传感器11检测太空能热泵热水器的水箱内的水温，水位感应器12检测太空能热泵热水器的水箱内的水量，温度传感器11还设置于太空能热泵热水器的压缩机的进气口处，温度传感器11检测回流入太空能热泵热水器的压缩机的进气口的温度值，当温度值超过预设温度值时，控制芯片10控制注液阀15打开，使贮液器16的制冷液体向压缩机进行注射，以降低压缩机的温度，通讯器件与目标终端建立连接，接收目标终端的发送的控制指令，控制芯片10根据水温和/或水量和/或控制指令，控制继电器驱动组件13导通，使得太空能热泵热水器的压缩机和/或冷凝器和/或蒸发器工作，以便加热所述太空能热泵热水器的水箱内部的水。设置有温度传感器11和水位感应器12，使得能够及时捕捉到水箱内的水温以及水量，根据水温和水量智能的控制加热，控制蓄水等，用户还可以自己设定需要的温度，不会出现加热温度过高用户再进行水温调整的过程，科学合理地根据用户的需求加热到所需的温度，用户还可以通过通讯器件提前选择加热，这样使得用户回到家中便可以直接使用，不再像传统的热水器一样，用时需要等待，也进一步体现了智能化，注液阀15和贮液器16使得可以更好地保护压缩机，有效地延长压缩机的使用寿命，除了实现自动断电、自动补水的功能外，还可以根据实际需求进行调整所需的水温和用水量，通过智能化的检测与工作，更好地提高热泵热水器的智能化水平。

进一步地，如图2所示，本实施例的控制系统，还包括时钟电路17，时钟电路17与控制芯片10相连。时钟电路17的信号输出端与控制芯片10的时钟信号输入端相连，使得可以完成定时，设置有定时加热使得更加便于用户的使用。

进一步地，如图2所示，本实施例的控制系统，还包括显示屏18，显示屏18与控制芯片10相连，显示屏18可以显示水温、水量、时间等信息，使得更直观的对热水器的信息进行展示，也使得用户可以更直观的了解到热水器的使用情况。

进一步地，本实施例的控制系统，还包括报警器，报警器与控制芯片10相连，设置报警器是为了当达到定时时间或达到指定温度或水位过低时进行报警，使得用户可以及时对其完成处理，也体现了其智能化。

进一步地，如图2所示，本实施例的控制系统，还包括按键19，按键19与控制芯片10相连，按键19使得用户操作起来更加便捷，例如设置有开关按键19，实现用户的一键式开关机；模式按键19，实现用户手动选择自动模式、手动模式或智能模式等；时间按键19，使得用户可以完成定时设置等；加、减按键19，实现用户可以调整所需要的水温等；上水按键19、回水按键19、网络按键19等，设置按键19通过显示屏18进行显示，使得更好的体现智能化的控制系统，按键19还设置有回水按键，通过按下回水按键使得水箱内部的水可以实现循环流动，也就不会出现有的位置水温高，有的位置水温低的情况，也就避免了在用热水之前需要放掉一定量的冷水的问题发生，使得用户打开热水器使用时就是热水，管内不会出现冷水，既节约了用水，还避免了用户等待冷水放完的步骤，同时也不需用户再去检测到底冷水有没有放完，不会出现冷水已经放完还在继续放水的问题，也不会出现冷水还没有放完用户多次试验的问题，而且管道内没有冷水也不会出现打开管热水器使用时，由于冷热水中和导致温度不稳定的问题，设置有回水按键，使得水箱内部的水可以循环流动，保证了水温的一致性，既减少了浪费，也方便了用户的使用。当然，按键19的数量及功能，在本实施例中不做强制限定，只是以举例的形式对其进行的简单说明。

进一步地，本实施例的控制系统，还包括散热元件，散热元件与控制芯片10相邻设置，以降低控制芯片10的温度。例如，选用风扇作为散热元件，避免控制芯片10由于长时间工作，致使工作效率降低问题的发生，保证其工作温度，更好地完成实际的各种需求。

图3是图2中化霜装置的结构示意图。

如图3所示，本实施例的太空能热泵热水器的控制系统，还包括化霜装置20，化霜装置20包括检测部件、化霜部件和固定支架23，检测部件和化霜部件均与控制芯片10相连，化霜部件设置于太空能热泵热水器的热泵表面，检测部件设置于固定支架23上，检测部件若检测到太空能热泵热水器的热泵表面有霜，控制芯片10控制化霜部件工作，以便融化太空能热泵热水器的热泵表面的霜。使得当热泵表面有霜时，能够及时对其进行清除，有助于延长其使用寿命，通过检测部件化霜部件与控制芯片10相连，使得可以自动完成化霜，进一步地提高智能化水平。

进一步地，如图3所示，本实施例检测部件包括：第一电极21和第二电极22，第一电极21和第二电极22均与控制芯片10相连，第一电极21和第二电极22可移动地设置于热泵表面，且第一电极21和第二电极22距离热泵表面的高度不同，当霜的厚度值达到第一电极21和第二电极22之间的高度值时，第一电极21和第二电极22导通，以便控制芯片10控制化霜部件工作，除去热泵表面的霜。当有霜时，第一电极21和第二电极22的电路才会导通，使得在不需要时电路处于断开状态，减少了能源的浪费。

进一步地，如图3所示，本实施例的固定支架23表面设置有刻度值，第一电极21和第二电极22的根据刻度值调整高度差。设置有刻度值使得用户可以根据自己的实际需要选择第一电极21和第二电极22导通时的霜的厚度，可以根据外界环境温度的高低，设置刻度值，保证能够更好地完成化霜。

进一步地，如图3所示，本实施例的化霜部件为加热膜24，第一电极21和第二电极22均与加热膜24相连，加热膜24贴附于太空能热泵热水器的热泵表面。当检测到有霜时，加热膜24开始工作，除去热泵表面的霜，当将霜除去以后，第一电极21和第二电极22断开，加热膜24停止工作，使得进一步地节约了资源。

本发明的一种太空能热泵热水器的控制系统，包括：控制芯片10、温度传感器11、水位感应器12、继电器驱动组件13、通讯器件14、注液阀15和贮液器16；控制芯片10根据水温和/或水量和/或控制指令，控制继电器驱动组件13导通，使得太空能热泵热水器的压缩机和/或冷凝器和/或蒸发器工作，以便加热所述太空能热泵热水器的水箱内部的水。设置有温度传感器11和水位感应器12，使得能够及时捕捉到水箱内的水温以及水量，根据水温和水量智能的控制加热，控制蓄水等，用户还可以自己设定需要的温度，不会出现加热温度过高用户再进行水温调整的过程，科学合理地根据用户的需求加热到所需的温度，用户还可以通过通讯器件提前选择加热，这样使得用户回到家中便可以直接使用，不再像传统的热水器一样，用时需要等待，也进一步体现了智能化，注液阀15和贮液器16使得可以更好地保护压缩机，有效地延长压缩机的使用寿命，除了实现自动断电、自动补水的功能外，还可以根据实际需求进行调整所需的水温和用水量，设置有回水按键，还可以保证水箱内部及管道内的水温一致性，更便于用户使用，通过智能化的检测与工作，更好地提高热泵热水器的智能化水平。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。