热泵热水器及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种热泵热水器及其控制方法，所述热泵热水器包括：水箱、双缸变容压缩机和切换装置。其中，所述双缸变容压缩机与所述水箱相连，所述双缸变容压缩机包括第一汽缸和第二汽缸，所述切换装置与所述双缸变容压缩机相连以控制所述第一汽缸的运行状态。根据本发明实施例的热泵热水器，通过切换装置可以控制双缸变容压缩机的两个汽缸在单缸工作状态和双缸工作状态之间切换，从而控制双缸变容压缩机变容，保证了热泵热水器整体的可靠运行。
【专利说明】热泵热水器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及家用电器制备【技术领域】，更具体地，涉及一种热泵热水器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]热泵热水器大多采用定速压缩机，没法实现容量调节。比如在大热工况下，需要通过风机的开停来控制蒸发量和系统高压。为解决容量调节，最直接的方法采用变频压缩机，但是系统成本高。在变容量调节上，业内进行了很多的研究。
[0003]采用变频可以实现变容的特征，但是该系统控制较复杂，成本较高。
[0004]采用变容压缩机来设计热泵系统，系统和控制都简单，现有技术大都针对压缩机进行改进，对于采用变容压缩机的热泵如何设计以及如何实现系统变容，还需要进一步研究。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
[0006]为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单、运行可靠的采用热泵热水器。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种根据本发明上述实施例的热泵热水器的控制方法。
[0008]根据本发明第一方面实施例的热泵热水器，包括:水箱；双缸变容压缩机，所述双缸变容压缩机与所述水箱相连，所述双缸变容压缩机包括第一汽缸和第二汽缸；和切换装置，所述切换装置与所述双缸变容压缩机相连以控制所述第一汽缸的运行状态。
[0009]根据本发明实施例的热泵热水器，通过切换装置可以控制双缸变容压缩机的两个汽缸在单缸工作状态和双缸工作状态之间切换，从而控制双缸变容压缩机变容，保证了热泵热水器整体的可靠运行。
[0010]另外，根据本发明实施例的热泵热水器，还可以具有如下附加的技术特征:
[0011]根据本发明的一个实施例，所述压缩机上设有与所述第一汽缸连接的信号输入端，所述切换装置与所述信号输入端、所述双缸变容压缩机的排气口和回气口相连，所述切换装置位于第一状态时导通所述信号输入端和所述双缸变容压缩机的排气口，所述切换装置位于第二状态时导通所述信号输入端与所述双缸变容压缩机的回气口。
[0012]根据本发明的一个实施例，还包括:用于检测所述水箱内的水温的第一检测装置；和用于检测室外环境温度的第二检测装置，所述切换装置与所述第一检测装置和所述第二检测装置相连以根据所述第一检测装置和所述第二检测装置的检测结果控制所述切换装置位于第一状态或第二状态。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述切换装置为四通阀。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述切换装置包括:第一电磁阀，所述第一电磁阀设在所述信号输入端和所述排气口之间；和第二电磁阀，所述第二电磁阀设在所述信号输入端和所述回气口之间。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述水箱包括:内胆；侧部盘管，所述侧部盘管盘绕在所述内胆的侧壁上；和底部盘管，所述底部盘管设在所述内胆的底壁上。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述第一检测装置设在所述水箱内。
[0017]根据本发明第二方面实施例的热泵热水器的控制方法，包括以下步骤:
[0018]S1:控制第一检测装置检测水箱内的水温T2、第二检测装置检测室外环境温度Tl、并将检测到的室外环境温度Tl与第一至第四预定环境温度Tal、Ta2、Ta3和Ta4进行比较，且将水温T2与第一水箱设定温度TWl、第二水箱设定温度TW2和第三水箱设定温度Ts进行比较；
[0019]S2:当Tl < Tal时，所述双缸变容压缩机停止工作；
[0020]当Tal ^TK Ta2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0021]当Ta2 ^ Tl < Ta3，且当水箱温度T2〈Twl时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0022]当Ta2彡Tl < Ta3，且当水箱温度T2彡Twl时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0023]当Ta3 ^ Tl < Ta4，且当水箱温度T2〈Tw2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0024]当Ta3 ^TK Ta4，且当水箱温度T2彡Tw2时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0025]当Tl彡Ta4时，所述双缸变容压缩机停止工作。
[0026]根据本发明的一个实施例，所述Tal的范围为-7?_14°C，所述Ta2为23?28°C，所述Ta3的范围为29?40°C，所述Ta4的范围为43?46°C，所述Twl为的范围40?50°C，所述Tw2的范围为30?45°C。
[0027]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0029]图1是根据本发明一个实施例的热泵热水器的结构示意图；
[0030]图2是根据本发明另一个实施例的热泵热水器的结构示意图；
[0031]图3是根据本发明一个实施例的热泵热水器的控制流程图；
[0032]附图标记:
[0033]10:水箱;11:内胆；12:侧部盘管；13:底部盘管；
[0034]20:双缸变容压缩机；21:信号输入端；22:排气口 ；23:回气口；
[0035]30:切换装置；31a:第二四通阀；311a:第五接口 ；312a:第六接口 ；313a:第七接口 ；314a:第八接口 ；
[0036]311b:第一电磁阀；312b:第二电磁阀；
[0037]40:第一检测装置；
[0038]50:第二检测装置；
[0039]60:第一四通阀；61:第一接口 ；62:第二接口 ；63:第三接口 ；64:第四接口 ；
[0040]70:蒸发器；
[0041]80:风机。
【具体实施方式】
[0042]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0043]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0044]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0045]下面首先结合附图具体描述根据本发明第一方面实施例的热泵热水器。
[0046]如图1和图2所示，根据本发明实施例的热泵热水器，包括:水箱10、双缸变容压缩机20和切换装置30。
[0047]具体而言，双缸变容压缩机20与水箱10相连，双缸变容压缩机20包括第一汽缸和第二汽缸(未示出)，切换装置30与双缸变容压缩机20相连以控制第一汽缸的运行状态。
[0048]由此，根据本发明实施例的热泵热水器，通过切换装置30可以控制双缸变容压缩机20的两个汽缸在单缸工作状态和双缸工作状态之间切换，从而控制双缸变容压缩机30快速变容，保证了热泵热水器整体的可靠运行。
[0049]需要说明的是，双缸变容压缩机20的整体工作状态由热泵热水器的其他控制装置进行控制，在双缸变容压缩机20工作时，切换装置30对双缸变容压缩机20的第一汽缸的运行状态进行控制，即控制第一汽缸运行或者停止，而第二汽缸则在双缸变容压缩机20工作时一直处于运行状态。
[0050]切换装置30控制第一汽缸的运行状态的结构和方式没有特殊限制，只要满足能够控制第一汽缸在需要时运行或停止的要求即可。可选地，根据本发明的一个实施例，双缸变容压缩机20上设有与第一汽缸连接的信号输入端21，切换装置30切换装置30与信号输入端21、双缸变容压缩机20的排气口 22和回气口 23相连，切换装置30位于第一状态时导通信号输入端21和双缸变容压缩机20的排气口 22，切换装置30位于第二状态时导通信号输入端21与双缸变容压缩机20的回气口 23。切换装置30的具体工作原理如下:当切换装置30位于第一状态时,信号输入端21与排气口 22导通,此时,第一汽缸运行,双缸变容压缩机20处于双缸运行状态，排气量增大。
[0051 ] 当切换装置30位于第二状态时，信号输入端21与回气口 23导通，此时，第一汽缸停止运行，双缸变容压缩机20处于单缸运行状态，排气量减小。
[0052]进一步地，根据本发明的一个实施例，该热泵热水器还包括:用于检测水箱10内的水温的第一检测装置40 ;和用于检测室外环境温度的第二检测装置50，切换装置30与第一检测装置40和第二检测装置50相连以根据第一检测装置40和第二检测装置50的检测结果控制切换装置30位于第一状态或第二状态。由此，通过检测水箱10的温度以及室外环境温度，即可控制切换装置30在第一状态和第二状态之间切换，配合信号输入端21的压力值大小，便可控制第一汽缸的运行或者停止，感应迅速且控制方便。
[0053]根据本发明的一个实施例，水箱10:内胆11、侧部盘管12和底部盘管13，其中，侧部盘管12盘绕在内胆11的侧壁上，底部盘管13设在内胆11的底壁上。
[0054]为了提高水箱10温度的检测精度，根据本发明的一个实施例，第一检测装置40设在水箱10内。具体地，第一检测装置40可以设在水箱10的内胆11上。
[0055]可以理解的是，在热泵热水器中，通常还包括以下结构:第一四通阀60，蒸发器70和风机80。具体地，第一四通阀60包括第一至第四接口，其中第一接口 61与水箱10的侧部盘管12相连，蒸发器70的第一端与水箱10的底部盘管13相连，蒸发器70的第二端与第二接口 62相连。风机80邻近蒸发器70且风机80包括至少两个可调风挡。
[0056]切换装置30分别与第一四通阀60的第三接口 63和第四接口 64相连，并且双缸变容压缩机20的排气口 22分别与切换装置30以及第三接口 63相连，双缸变容压缩机20的回气口 23分别与切换装置30以及第四接口 64相连。切换装置30位于第一状态时导通信号输入端21、双缸变容压缩机20的排气口 22和第三接口 63，切换装置30位于第二状态时导通信号输入端21、双缸变容压缩机20的回气口 23和第四接口 64。
[0057]其中，第一四通阀60、蒸发器70和风机80的结构、连接方式以及技术效果对于本领域普通技术人员来说是可以理解并且容易实现的，因此不再赘述。
[0058]需要说明的是，关于切换装置30的具体结构没有特殊限制，只要满足能够在导通信号输入端21和双缸变容压缩机20的排气口 22的第一状态,和导通信号输入端21与双缸变容压缩机20的回气口 23的第二状态之间切换的要求即可。下面结合具体实施例描述根据本发明的热泵热水器的切换装置。
[0059]实施例1
[0060]如图1所示，根据本发明的一个实施例，切换装置30为四通阀结构。
[0061]具体地，该切换装置30为与第一四通阀60结构类似的第二四通阀31a，第二四通阀31a包括第五至第八接口。其中，第五接口 311a与外界连通，第六接口 312a与信号输入端21相连，第七接口 313a与回气口 23和第四接口 64相连，第八接口 314a与排气口 22和第三接口 63相连。
[0062]当切换装置30为四通阀时，若需要切换第一状态和第二状态，只需要调节第二四通阀31a的各接口之间的连接关系即可。具体地，当切换装置30处于第一状态时，第六接口312a与第八接口 314a导通，第七接口 313a与第五接口 311a导通，即可实现信号输入端21和双缸变容压缩机20的排气口 22的导通；当切换装置30处于第二状态时，调节第二四通阀31a的各接口，使第六接口 312a与第七接口 313a导通，第八接口 314a与第五接口 311a导通，即可实现信号输入端21和双缸变容压缩机20的回气口 23的导通。
[0063]由此，采用四通阀结构作为切换装置30，结构简单，成本低廉。
[0064]实施例2
[0065]如图2所示，本实施例2与上述的实施例1的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处在于:切换装置30包括第一电磁阀311b和第二电磁阀312b。
[0066]具体地,第一电磁阀311b设在信号输入端21和排气口 22之间,第二电磁阀312b设在信号输入端21和回气口 23之间。
[0067]当切换装置30包括第一电磁阀311b和第二电磁阀312b时，若需要切换第一状态和第二状态，只需要切换第一电磁阀311b和第二电磁阀312b的打开和关闭即可。当切换装置30处于第一状态时,第一电磁阀311b打开,第二电磁阀312b关闭，即可实现信号输入端21和双缸变容压缩机20的排气口 22的导通；当切换装置32处于第二状态时，第一电磁阀311b关闭，第二电磁阀312b打开，即可实现信号输入端21和双缸变容压缩机20的回气口 23的导通。
[0068]由此，采用电磁阀作为切换装置30，反应迅速，控制方便，能够保证热泵热水器的可靠运行，
[0069]根据本发明实施例的热泵热水器的其他构成例如壳体和压缩机内部结构等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0070]下面结合图3具体描述根据本发明第二方面实施例的热泵热水器的控制方法。
[0071]需要说明的是，所述热泵热水器的控制方法是指通过本发明上述实施例中的第一检测装置40和第二检测装置50检测到的温度值与预定温度值进行比较，从而控制切换装置30在第一状态和第二状态之间切换以控制第一汽缸运行和停止的方法。
[0072]具体地，该控制方法包括以下步骤:
[0073]S1:控制第一检测装置检测水箱内的水温T2、第二检测装置检测室外环境温度Tl，并将检测到的室外环境温度Tl与第一至第四预定环境温度Tal、Ta2、Ta3和Ta4进行比较，且将水温T2与第一水箱设定温度TWl、第二水箱设定温度TW2和第三水箱设定温度Ts进行比较；
[0074]S2:当Tl < Tal时，所述双缸变容压缩机停止工作；
[0075]当Tal ^TK Ta2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0076]当Ta2 ^ Tl < Ta3，且当水箱温度T2〈Twl时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0077]当Ta2<Tl <Ta3，且当水箱温度T2彡Twl时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0078]当Ta3 ^ Tl < Ta4，且当水箱温度T2〈Tw2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0079]当Ta3 ^TK Ta4，且当水箱温度T2彡Tw2时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ；
[0080]当Tl彡Ta4时，所述双缸变容压缩机停止工作。
[0081]其中，所述Tal的范围为-7?_14°C，所述Ta2为23?28°C，所述Ta3的范围为29?40°C，所述Ta4的范围为43?46°C，所述Twl为的范围40?50°C，所述Tw2的范围为 30 ?45°C。
[0082]由此，该控制方法可以通过检测水箱10的温度以及室外环境温度并与设定温度进行比较，从而控制热泵热水器的运行和停止，该方法可以保证在高温环境下压缩机的可靠运行。
[0083]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。
[0084]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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下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。
【权利要求】
1.一种热泵热水器，其特征在于，包括: 水箱； 双缸变容压缩机，所述双缸变容压缩机与所述水箱相连，所述双缸变容压缩机包括第一汽缸和第二汽缸；和 切换装置，所述切换装置与所述双缸变容压缩机相连以控制所述第一汽缸的运行状态。
2.根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于，所述双缸变容压缩机上设有与所述第一汽缸连接的信号输入端，所述切换装置与所述信号输入端、所述双缸变容压缩机的排气口和回气口相连，所述切换装置位于第一状态时导通所述信号输入端和所述压缩机的排气口，所述切换装置位于第二状态时导通所述信号输入端与所述双缸变容压缩机的回气□。
3.根据权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，还包括: 用于检测所述水箱内的水温的第一检测装置；和 用于检测室外环境温度的第二检测装置，所述切换装置与所述第一检测装置和所述第二检测装置相连以根据所述第一检测装置和所述第二检测装置的检测结果控制所述切换装置位于第一状态或第二状态。
4.根据权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，所述切换装置为四通阀。
5.根据权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，所述切换装置包括: 第一电磁阀，所述第一电磁阀设在所述信号输入端和所述排气口之间；和 第二电磁阀，所述第二电磁阀设在所述信号输入端和所述回气口之间。
6.根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于，所述水箱包括: 内胆； 侧部盘管，所述侧部盘管盘绕在所述内胆的侧壁上；和 底部盘管，所述底部盘管设在所述内胆的底壁上。
7.根据权利要求3所述的热泵热水器，其特征在于，所述第一检测装置设在所述水箱内。
8.一种根据权利要求3所述的热泵热水器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:控制第一检测装置检测水箱内的水温T2、第二检测装置检测室外环境温度Tl、并将检测到的室外环境温度Tl与第一至第四预定环境温度Tal、Ta2、Ta3和Ta4进行比较，且将水温T2与第一水箱设定温度TWl、第二水箱设定温度TW2和第三水箱设定温度Ts进行比较； 52:当Tl < Tal时，所述双缸变容压缩机停止工作； 当Tal ^TK Ta2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ； 当Ta2 ^ Tl < Ta3，且当水箱温度T2〈Twl时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ； 当Ta2 ^TK Ta3，且当水箱温度T2 ^ Twl时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ； 当Ta3 ^ Tl < Ta4，且当水箱温度T2〈Tw2时，所述双缸变容压缩机的第一汽缸和第二汽缸同时工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ； 当Ta3 ^TK Ta4，且当水箱温度T2 ^ Tw2时，所述第一汽缸停止工作，所述第二汽缸工作直到所述第一检测装置检测所述水温T2达到Ts ； 当Tl > Ta4时，所述双缸变容压缩机停止工作。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述Tal的范围为-7?-14°C，所述Ta2为23?28°C，所述Ta3的范围为29?40°C，所述Ta4的范围为43?46°C，所述Twl为的范围40?50°C，所述Tw2的范围为30?45°C。
【文档编号】F24H9/20GK104251552SQ201310260069
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】饶荣水 申请人:广东美的暖通设备有限公司, 美的集团股份有限公司