专利名称：一种带云功能的空气源热泵热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气源热泵热水器，尤其涉及种带云功能的空气源热泵热水器，可应用于空气源热泵热水器的个性化、差异化的控制运行和科学维护保养的管理。
背景技术：
目前，空气源热泵热水器已得到广泛使用。参见图1，普通空气源热泵热水器100的工作原理为从压缩机105压缩出来的高温高压制冷剂气体进入加热水箱101，通过加热 水箱101的换热金属管(如铜管)与换热水箱里面的水换热一方面加热换热水箱里面的水，加热后的热水直接提供用户使用；另一方面，经过换热后，高温高压的气态制冷剂冷凝成低温高压的液态制冷剂，流出加热水箱101后，经过节流装置(如毛细管)102节流，进入换热器104内蒸发，空气通过换热风扇103强制驱动，流过换热器104，制冷剂与空气进行强制换热，制冷剂蒸发成低温低压的气体，进入压缩机105，循环压缩后达到制热水目的。上述空气源热泵热水器100的运行，一般都是通过预设于热水器控制板里面的固定控制程序对机器进行控制，使用过程中存在以下缺陷(I)不能对运行数据进行远程实时查询。(2)适应性差，具体表现在以下面a.相比燃气热水器，不能迅速加热水，以提供用户使用。一般开机到提供用户需要的热水所需要的时间，至少需要半小时，大大影响用户使用的欲望，尤其在三口以上家庭使用，缺点表现得尤为明显，这也是空气源热泵热水器的最大缺点；b.结霜问题。区域性特征明显，因其对外界环境温度依赖过大，其正常工作环境温度在-5度到+40度之间，故基本适用于华东、华南等长江以南地区，而在还没有真正的技术解决结霜等造成产品运行困难的问题之前，广大的北方则基本无人敢企及。c.压缩机易烧坏。目前市面上的热泵热水器普遍采用循环式加热系统，该系统日益暴露出技术缺陷，即在高温高压工况下运行，容易使压缩机老化、碳化，加之系统润滑效果不好，导致压缩机易被烧坏。d.换热器和套管换热器易结垢断裂。空气能热水器的出水温度通常可达到50至60摄氏度，在这个温度范围内水是最易结垢的，如果不能定期清洗换热器对于板式换热器而言，就会胀破；对于套管式换热器而言，其内管会破裂，从而导致整个热泵热水机组失去功能。(3)不能满足用户个性化使用需求。(4)不能储存数据，并对数据定期进行统计、分析。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种带云功能的空气源热泵热水器，通过云服务中心的服务，实现云查询、云控制与云保护，由此可以有效克服、避免现有空气源热泵热水器存在的使用缺陷。为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，一种带云功能的空气源热泵热水器，包括热交换系统及用于控制热交换系统工作过程的控制板，控制板设置有热水器通讯模块、热水器无线收发器及热水器数据端口，热水器通讯模块通过热水器无线收发器和/或热水器数据端口与云服务中心进行通信，实现对空气源热泵热水器的云查询、云控制及云保护。较优地，控制板设置有用以实现在线云保护模式和非在线运行模式自动切换的云保护切换模块。较优地，热水器无线收发器采用带手机SIM卡的收发器。较优地，云服务中心通过通信链路连接到若干用户终端。较优地，云服务中心包括若干云服务器，其设置有用以与用户终端和空气源热泵热水器进行通信的云云服务器通讯模块、云服务器无线收发器及云服务器数据端口。较优地，用户终端为无线通信设备，云服务器与无线通信设备和空气源热泵热水器通过无线网络进行通信。7、如权利要求5所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，用户终端为电脑，云服务器与电脑和空气源热泵热水器通过无线网络进行通信。较优地，用户终端为电脑，云服务器与电脑和空气源热泵热水器通过有线网络进行通信。较优地，云服务器、电脑、空气源热泵热水器分别接至相应路由器数据端口，以实现有线连接。较优地，云服务器、电脑及空气源热泵热水器通过互联网连接。与现有技术相比，采用本实用新型技术方案的带云功能的空气源热泵热水器，通过利用云服务器强大的计算、服务功能，可以有效实现云查询、云控制与云保护，由此能对运行数据进行远程实时查询，其适应性好，可满足用户个性化使用需求，便于储存数据以定期进行统计分析，从而克服、避免了现有普通空气源热泵热水器存在的使用缺陷。因此，目前，这种带云功能的热水器产品基本处于空白，因而具有巨大的现实意义。
图I现有普通空气源热泵热水器工作原理图；图2是本实用新型实施例带云功能空气源热泵热水器工作原理图；图3是本实用新型实施例带云功能空气源热泵热水器的系统综合控制工作原理图。图I 图3中，有关附图标记如下100-空气源热泵热水器，101-加热水箱，102-节流装置，103-换热风扇，104-换热器，105-压缩机；200-带云功能空气源热泵热水器，201-控制板，202-通讯模块，203-热水器无线收发器，204-数据端口，205-空气源热泵热水器；300-带云功能空气源热泵热水器系统，301-空气源热泵热水器，302-热水器无线收发器，303-云服务器无线收发器，304-云服务器，305-云服务器数据端口，306-连接云服务中心数据线，307-无线通讯设备，308-电脑，309-用户，310-电脑数据端口，311-连接电脑数据线，312-路由器数据端口 A，313-路由器数据端口 B，314-路由器数据端口 C，315-路由器，316-连接空气源热泵热水器数据线，317-空气源热泵热水器数据端口。
具体实施方式
为便于对本实用新型实施例进行描述，先对云计算的基本原理进行简要说明。所谓云计算，其基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据 中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这是一种革命性的举措，这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力或计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，这种计算能力或存储能力是通过互联网进行传输的。这样，只需要一台笔记本、一个手机或者其它终端，就可以通过网络服务来实现用户需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户是云计算的真正拥有者。所谓带云功能的空气源热泵热水器是指用户根据需要，通过电脑或者手机等终端的手段将需求信息传输给云服务中心，云服务中心通过一个存储和运算能力超强的云端后台处理，最终将操作指令通过设置在空气源热泵热水器上电脑板数据端口或者通信芯片，以有线或者无线的方式最终将操作指令传输给热水器电脑板，操作热水器运行，热水器只作为一个操作终端使用。由此，用户可以通过云服务中心(云服务器平台)提供的服务，一方面能实现远程实时查询热水器运行工作参数(云查询)，另一方面，能根据用户自己的个性、差异化需求，将需求指令发给云服务中心，云服务中心将需求指令转换为控制指令，控制热水器运行(云控制)。除此之外，还可以实现对热水器历史运行数据自动储存，并保护相关储存的数据，定期的进行统计、分析，以实现科学指导热水器的合理保养和使用的目的以及能自动诊断，通过提供热水器的在线(云)和非在线两种运行模式自动切换功能的服务，以保护热水器即使在云服务器处于瘫痪状态下也能正常运行(云保护)。本实用新型实施例已应用在制热水能力为80L/h的空气源热泵热水器上面，具有较为满意的技术效果。该实施例带云功能的空气源热泵热水器系统，能通过云服务中心的云服务器强大的计算、服务能力，实现对空气源热泵热水器的云查询、云控制和云保护这三大特色智能服务功能，具体描述如下(I)云查询空气源热泵热水器实时运行参数，通过有线或者无线方式传输到云服务中心的云服务器，用户可以通过电脑或者无线通信等设备，以有线或者无线方式，通过云服务器平台接收热水器实时运行数据。(2)云控制用户根据个性、差异化需要，将需求信息通过电脑或者无线通信等设备，传输给云服务中心的云服务器，经过云服务器分析、处理，将控制信号以有线或者无线传输的方式发送给空气源热泵热水器，空气源热泵热水器按照用户的需求进行运行，以实现用户个性、差异化的需求。(3)云保护通过云服务中心提供的服务，一方面能对热水器历史运行数据自动储存，定期的统计、分析，以实现科学指导热水器的合理保养和使用的目的；另一方面，能自动诊断，通过提供热水器的在线(云)和非在线两种运行模式自动切换功能的服务，以保护热水器即使在云服务器处于瘫痪状态下也能正常运行。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0035]参见图2，是本实用新型实施例带云功能空气源热泵热水器工作原理图。该带云功能空气源热泵热水器200在普通空气源热泵热水器205的基础上集成了云通信功能，其包括控制板201、通讯模块202、热水器无线收发器203、数据端口 204等部件，具体工作过程为当需要对空气源热泵热水器205进行运行控制时，通讯模块202通过热水器无线收发器(如带手机SM卡的收发器)203以无线方式收到云控制指令，或者通过连接数据端口 204的数据线，以有线的方式收到控制指令后，将控制指令传输给控制板201，通过控制板201控制空气源热泵热水器205，按照通讯模块202收到的控制指令进行。当需要对空气源热泵热水器205运行参数进行远程查询时，空气源热泵热水器205的运行参数通过控制板201，反馈给通讯模块202，通讯模块202将运行参数通过热水器无线收发器(如带手机SM卡的收发器)203以无线方式将运行参数向外传输，或者通过数据端口 204，以有线的方式将运行参数向外传输，传输的数据最终通过相关用户终端设备接 收和显示，以实现查询的目的。当需要对空气源热泵热水器205进行运行控制时，通讯模块202通过热水器无线收发器(如带手机SM卡的收发器)203以无线方式收到云控制指令，或者通过连接数据端口 204的数据线，以有线的方式收到控制指令后，将控制指令传输给控制板201，通过控制板201控制空气源热泵热水器205，按照通讯模块202收到的控制指令进行。在对空气源热泵热水器进行云保护时，通讯模块202通过热水器无线收发器(如带手机SM卡的收发器)203以无线方式，或者通过连接数据端口 204的数据线以有线的方式获取云服务中心提供的历史运行数据与运行控制的统计、分析结果，通过控制板201控制空气源热泵热水器205的热交换系统优化运行模式。而对于普通的空气源热泵热水器而言，没有上述的通讯模块202、热水器无线收发器203和连接数据线的数据端口 204，空气源热泵热水器只是按照固化在控制板201内的控制程序，控制空气源热泵热水器运行，因而不能进行远程的云查询、云控制与云保护。参见图3，表示本实用新型实施例带云功能的空气源热泵热水器的系统综合控制工作原理图。以下以控制一台空气源热泵热水器运行为例进行说明，带云功能空气源热泵热水器系统300的基本工作原理为用户309根据需要，通过电脑308或者无线通讯设备307 (如手机)等终端手段将需求信息传输给云服务中心，云服务中心通过一个存储和运算能力超强的的云服务器304的后台处理，最终将操作指令以有线或者无线的方式传输给空气源热泵热水器301，查询并控制空气源热泵热水器301运行，从而实现对空气源热泵热水器301运行管理的云查询、云控制和云保护这三大智能服务功能，具体说明如下一、云查询如图3所示，空气源热泵热水器301通电开机运行，相关机器运行数据通过有线或者无线的方式，发送到云服务中心的云服务器304，经过云服务中心的云服务器304处理，再以无线的方式将数据发送到无线通讯设备307，或者通过电脑308，以有线的方式登录云服务器，供用户309查询使用，具体工作方式如下(I)无线方式空气源热泵热水器301开机运行后，设置在空气源热泵热水器301上面的热水器无线收发器302 (如带手机SM卡的收发器)，将机器运行的数据以无线的方式(如手机短信)发送到云服务中心，通过云服务器无线收发器303接收，进入云服务中心的云服务器304，通过云服务器304处理后，将数据通过云服务器无线收发器303以无线的方式(如手机短信)发送到无线通讯设备307(如手机)上，用户309可以通过无线通讯设备307查看空气源热泵热水器301运行状态数据，或者，通过电脑8无线上网，以密码方式登录云服务器304，用户309也可以在云服务器数据库中查询到相关的运行数据。(2)有线方式空气源热泵热水器301开机运行后，将机器运行的数据以有线传输的方式(互联网网络数据线传输数据)，通过设置在空气源热泵热水器数据端口 317、连接空气源热泵热水器数据线316、路由器数据端口 C 314进入路由器315，将数据通过互联网传输，传输的数据通过路由器数据端口 A 312、连接云服务中心数据线306、云服务器数据端口 305，进入云服务中心的云服务器304进行处理，用户309通过电脑308、电脑数据端口310、连接电脑数据线311、路由器数据端口 B313、路由器315、路由器数据端口 A 312、连接云服务中心数据线306、云服务器数据端口 305，以密码方式登录云服务器304，并在云服务 器数据库中查询到相关运行数据。(3)无线+有线方式空气源热泵热水器301运行数据以上述无线或者有线的方式，将数据传输到云服务中心云服务器304，经过云计算服务器304处理，再以无线方式将数据发给无线通讯设备307 (如手机)，用户309可以通过无线通讯设备307查看数据，或者通过电脑308，用户309以无线或者有线方式登录云服务器304，并在云服务器数据库中查询相关数据。二、云控制如图3所示，用户309为了实现个性化控制，可以通过无线通讯设备307或者电脑308，以无线或有线方式，将需求控制指令传输到云服务中心的云服务器304内，通过云服务器304处理，将相关指令以无线或者有线方式传输到空气源热泵热水器301，控制空气源热泵热水器301按照用户309要求进行运行，同时，相关运行数据以云查询方式供用户309进行查询，具体工作方式如下(I)无线方式用户309根据个性化需求，将需求指令通过无线通讯设备307 (如手机)，以无线方式(如手机短信)将无线信号发送给通过云服务中心，经过云服务器无线收发器303接收，进入云服务中心的云服务器304内，或者通过电脑8 (带无线上网功能)，以无线方式，以密码形式登录云服务器304进行个性化设置，通过云服务器304将需求信息进行处理后，云服务器304将相关控制指令以无线方式(如手机短信)通过热水器无线收发器302接收，控制空气源热泵热水器301，按照用户309要求进行运行。(2)有线方式用户309根据个性化需求，通过电脑310、连接电脑数据线311、路由器数据端口 B 313、路由器数据端口 A 312、路由器315、连接云服务中心数据线306、云服务器数据端口 305，在有线网络(互联网)上连接云服务中心云服务器4，以密码方式登录后，将相关个性需求信息予以设置，通过云服务器304将需求信息进行处理后，云服务器4再将控制指令通过云服务器数据端口 305、连接云服务中心数据线306、路由器315、路由器数据端口 C 314、连接空气源热泵热水器数据线316、空气源热泵热水器数据端口 317，以有线网络(互联网)的方式传输到空气源热泵热水器301上，控制空气源热泵热水器301，按照用户309要求进行运行。(3)无线+有线方式用户309根据个性化需求，将需求信息分别按照上述的无线或者有线的方式，传输给云服务中心云服务器304，通过云服务器304处理，将控制指令以上述的无线或者有线的方式传输给气源热泵热水器301上，控制空气源热泵热水器301，按照用户309要求进行运行。以上所述的云控制功能强大，能根据客户要求，具体提供并实现以下8大类型的控制服务，具体为I)能实现远程智能化集中控制；2)能实现开关机预设功能，有效克服普通空气源热泵热水器不能迅速加热水的缺占.3)能提供差异化的除霜服务，保证不同地区的热泵热水器最佳使用效果，能有效克服普通空气源热泵热水器不能有效化霜的缺点； 4)能实时对机器运行进行监控服务，根据不同实时气候条件，及时调节相关运行控制参数，保证机器最佳运行效率，能有效克服普通空气源热泵热水器压缩机容易损坏的缺点；5)能定期对储存的历史数据进行统计、分析，以确定机器的最佳保养周期和相关保养内容，并反馈相关保养信息给用户或者售后，及时对机器进行保养，保证机器零部件始终处于最佳的使用状态，能有效克服普通空气源热泵热水器不能存储数据以定期进行统计、分析的缺点；6)能实时对机器运行故障进行监控、分析和故障信息反馈，及时进行维修，保证机器正常运行；7)能自动提供软件升级服务，保证机器最佳运行效率；8)能提供定位等个性化服务，方便厂家和用户安全使用，具体包括a.定位服务；b.报警服务；c.报时服务；d.短信服务。以上带云功能的空气源热泵热水器除上述8大类型控制功能外，还可以根据需要扩展其它功能，以满足不同客户的需要。三·云保护云服务中心能提供数据和运行控制两大类型保护，具体为(I)数据保护空气源热泵热水器301运行控制的历史数据，由云服务中心的云服务器304数据库予以自动进行长期保护性储存，相关数据自动定期进行统计、分析，以实现科学指导热水器的合理保养和使用的目的。(2)运行控制保护空气源热泵热水器301设置有在线(云)和非在线两种运行模式，当云服务器由于中毒等原因处于崩溃状态，不能使用或者失去控制时，为了保证空气源热泵热水器301的正常运行，在线(云)和非在线两种模式能自动进行切换，具体要求如下I)当空气源热泵热水器301处于在线(云)模式状态运行，如果空气源热泵热水器301自检从云服务中心的云服务器304发出的网络控制信号中断时间超过设定时间(如10分钟)，作为I次故障记录，当连续故障记录达到设定的次数(如3次)时，即自动转换为非在线模式运行，此时机器按照出厂时预设的原始控制参数和控制方案进行运行，在运行过程中，机器不再接受云服务器304发出的控制指令，运行参数的调节只能由用户309自己在空气源热泵热水器301控制面板上进行人工调节，一直运行到网络恢复，且连续达到设定的恢复时间(如60分钟)为止，此时自动转换为在线(云)模式运行；如果在运行过程中，云服务器304通过自检发现出现病毒，且由于病毒的原因，出现设置的数据被非正常篡改，短时间不能恢复，此时云服务中心的云服务器304将自动切断控制信号，空气源热泵热水器301根据上面描述的逻辑判断自动转换为非在线模式运行，一直到云服务器304恢复正常，重新收到控制指令为止。2)当空气源热泵热水器301处于非在线模式状态运行下，如需要转入在线(云)模式状态运行，只需连通网络，通过云服务中心云服务器304给予相关控制指令即可。四、其它上述图3所述实施例只以控制一台空气源热泵热水器运行为例，实际使用时，可以通过网络连接或者无线方式控制多台空气源热泵热水器，控制台数不限。本实用新型上述实施例通过利用云服务器强大的计算、服务功能，可以有效实现云查询、云控制与云保护，由此克服、避免现有普通空气源热泵热水器存在的使用缺陷。目前，这种带云功能的热水器产品基本处于空白，因而具有巨大的现实意义。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种带云功能的空气源热泵热水器，包括热交换系统及用于控制热交换系统工作过程的控制板，其特征在于，控制板设置有热水器通讯模块、热水器无线收发器及热水器数据端口，热水器通讯模块通过热水器无线收发器和/或热水器数据端口与云服务中心进行通信，实现对空气源热泵热水器的云查询、云控制及云保护。
2.如权利要求I所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，控制板设置有用以实现在线云保护模式和非在线运行模式自动切换的云保护切换模块。
3.如权利要求I所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，热水器无线收发器采用带手机SIM卡的收发器。
4.如权利要求I所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，云服务中心通过通信链路连接到若干用户终端。
5.如权利要求4所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，云服务中心包括 若干云服务器，其设置有用以与用户终端和空气源热泵热水器进行通信的云服务器通讯模块、云服务器无线收发器及云服务器数据端口。
6.如权利要求5所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，用户终端为无线通信设备，云服务器与无线通信设备和空气源热泵热水器通过无线网络进行通信。
7.如权利要求5所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，用户终端为电脑，云服务器与电脑和空气源热泵热水器通过无线网络进行通信。
8.如权利要求7所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，用户终端为电脑，云服务器与电脑和空气源热泵热水器通过有线网络进行通信。
9.如权利要求8所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，云服务器、电脑、空气源热泵热水器分别接至相应路由器数据端口，以实现有线连接。
10.如权利要求9所述的带云功能的空气源热泵热水器，其特征在于，云服务器、电脑及空气源热泵热水器通过互联网连接。
专利摘要本实用新型公开一种带云功能的空气源热泵热水器，包括热交换系统及用于控制热交换系统工作过程的控制板，控制板设置有热水器通讯模块、热水器无线收发器及热水器数据端口，热水器通讯模块通过热水器无线收发器和/或热水器数据端口与云服务中心进行通信，实现对空气源热泵热水器的云查询、云控制及云保护。本实用新型带云功能的空气源热泵热水器能对运行数据进行远程实时查询，其适应性好，可满足用户个性化使用需求，便于储存数据以定期进行统计分析。
文档编号F24H9/20GK202648166SQ20122027883
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者郑祖义, 金听祥, 杨滨滨, 许文明 申请人:广东志高空调有限公司