一种变频热水器的制作方法

1.本说明书涉及热水器领域，特别涉及一种变频热水器。


背景技术：

2.定频热泵热水器的压机频率、风机转速恒定，其加热模式单一，不能满足不同用户对节能和快速制热的差异化要求。而变频热泵系统可以根据环境温度和水箱温度的高低调节压机频率，当压机高频运行时，制热迅速，耗电量大；当压机低频运行时，节约了电能，但制热缓慢。
3.因此，需要提供一种变频热水器，用于减少耗电量，并提高制热效率。


技术实现要素：

4.本说明书实施例之一提供一种变频热水器，包括加热模块及水箱，所述加热模块包括蒸发器、冷凝器及压缩机，其特征在于，还包括：数据采集组件，用于采集所述变频热水器的运行相关信息；中央控制器，用于基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行。
5.在本说明书的一些实施例中，所述数据采集组件包括设置在所述变频热水器的进水管道的流量开关、设置在所述水箱中的水箱温度传感器、设置在所述变频热水器的出水管道的进水温度传感器和/或设置在所述变频热水器的出水管道的出水温度传感器，所述流量开关用于检测所述进水管道的流量大小，所述水箱温度传感器用于检测所述水箱内的水温，所述进水温度传感器用于检测所述进水管道的进水温度，所述出水温度传感器用于检测所述出水管道的出水温度；所述数据采集组件还包括用于采集环境温度的环境温度传感器。
6.在本说明书的一些实施例中，所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，包括：s1、检测到所述水箱内的水温或所述出水温度低于温度设定值，且所述环境温度在热泵启动温度范围内时，水泵启动，所述流量开关检测到所述进水管道的流量大于预设流量阈值，热泵启动；s2、在热泵的启动过程中，首先是热气电磁阀开启，阀门开启一段时间后，风机和压缩机运行，风机和压缩机运行第一预设时间段后，热气电磁阀关闭，其中，所述压缩机的频率在运行过程中从初始频率逐渐增大至预设最大频率；s3、当进水温度切断设定值与所述进水温度传感器检测的所述进水管道的进水温度之间的温度差大于第一预设温度差阈值时，所述压缩机的逆变器将所述压缩机的频率降低至所述初始频率；s4、如果所述压缩机的逆变器将所述压缩机的频率降低至所述初始频率，且所述进水温度切断设定值与所述进水温度传感器检测的所述进水管道的进水温度之间的温度差大于第二预设温度差阈值，则关闭所述压缩机，所述变频热水器处于待机状态，其中，所述第二预设温度差阈值大于所述第一预设温度差阈值，若所述环境温度小于预设环境温度阈值，打开曲轴箱加热器；s5、如果所述水箱内的水温小于水箱温度切换设定值，执行步骤s1-s4；s6、使所述压缩机在第一设定时间段内保持静置状态，关闭曲轴
箱加热器，执行步骤s1-s5。
7.在本说明书的一些实施例中，所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：当压缩机按照小于预设频率阈值的频率的运行时间大于预设运行时间阈值，且所述环境温度小于预设环境温度阈值时，使所述热气电磁阀在第二设定时间段内保持开启状态。
8.在本说明书的一些实施例中，所述数据采集组件还包括用于检测所述压缩机的吸气端温度的吸气端温度传感器；所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：根据所述吸气端温度传感器检测的所述压缩机的吸气端温度，判断所述压缩机是否满足预设除霜条件，若所述压缩机满足所述预设除霜条件，打开热气电磁阀，风机停止运行。
9.在本说明书的一些实施例中，所述变频热水器包括两台水泵；所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：根据所述流量开关检测的所述进水管道的流量大小，判断正在运行的水泵发生故障时，关闭所述正在运行的水泵，开启另一台水泵。
10.在本说明书的一些实施例中，所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：基于所述水箱温度传感器检测的所述水箱内的水温，判断所述水箱温度传感器是否发生故障，并在判断所述水箱温度传感器发生故障时，生成提示信息。
11.在本说明书的一些实施例中，所述数据采集组件还包括用于采集所述热气电磁阀的排气的温度的排气温度传感器；所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：当所述排气温度传感器检测的所述排气的温度大于第一预设排气温度阈值时，开启注液电磁阀，进行注液。
12.在本说明书的一些实施例中，所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：当所述排气温度传感器检测的所述排气的温度大于第二预设排气温度阈值时，热泵停止运行，直至所述排气温度传感器检测的所述排气的温度小于预设重启阈值，再次执行s1-s6。
13.在本说明书的一些实施例中，所述数据采集组件还包括用于采集所述压缩机的供电线路的电流的电流传感器；所述中央控制器基于所述数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制所述加热模块运行，还包括：当所述压缩机的供电线路的电流大于预设电流阈值时，使所述压缩机在第三设定时间段内保持关闭状态后，重新启动所述压缩机。
附图说明
14.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
15.图1为本技术的一些实施例所示的加热模块的模块示意图；
16.图2为本技术的一些实施例所示的加热模块的结构示意图。
具体实施方式
17.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
18.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
19.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
20.本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
21.图1为本技术的一些实施例所示的加热模块的模块示意图，如图1所示，变频热水器可以包括数据采集组件、中央控制器、加热模块及水箱(图1中未示出)。下面依次对变频热水器的各个组件进行详细说明。
22.图2为本技术的一些实施例所示的加热模块的结构示意图，如图2所示，加热模块可以包括蒸发器、冷凝器及压缩机等设备。
23.数据采集组件可以用于采集变频热水器的运行相关信息。
24.在一些实施例中，数据采集组件可以包括设置在变频热水器的进水管道的流量开关、设置在水箱中的水箱温度传感器、设置在变频热水器的出水管道的进水温度传感器和/或设置在变频热水器的出水管道的出水温度传感器，流量开关用于检测进水管道的流量大小，水箱温度传感器用于检测水箱内的水温，进水温度传感器用于检测进水管道的进水温度，出水温度传感器用于检测出水管道的出水温度。
25.在一些实施例中，数据采集组件还可以包括用于采集环境温度的环境温度传感器。
26.在一些实施例中，数据采集组件还可以包括用于检测压缩机的吸气端温度的吸气端温度传感器。
27.在一些实施例中，数据采集组件还可以包括用于采集热气电磁阀的排气的温度的排气温度传感器。
28.在一些实施例中，数据采集组件还可以包括用于采集压缩机的供电线路的电流的电流传感器。
29.在一些实施例中，数据采集组件还可以其他用于采集变频热水器的运行相关信息的设备，例如，水箱水或进水温度传感器、放电温度传感器、吸气温度传感器、环境温度传感器、出口水温传感器、压缩机电流传感器、风机电流传感器、热气电磁阀电流传感器、高压开
关、低压开关、水流开关及电压传感器等。
30.在一些实施例中，变频热水器的运行相关信息可以包括：槽(水)温度、环境温度、蒸发器温度、热风排出温度、热气排出温度、热水出口温度、输入设备的电压和电流、热泵运行时间和待机时间、水通过热泵的流速(单位:l/s等)、设备运行状态(运行、停止、跳闸)、泵输出状态、压缩机电流、风机电流、热气电磁阀电流、高压开关状态、低压开关状态、水流开关状态(on或off)、曲轴箱加热器状态(on或off)等。
31.中央控制器可以用于基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行。
32.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，包括：
33.s1、检测到水箱内的水温或出水温度低于温度设定值，其中，温度设定值可以为35℃～70℃中的一个值，且环境温度在热泵启动温度范围(例如，(-10℃～45℃))内时，水泵启动，流量开关检测到进水管道的流量大于预设流量阈值，热泵启动；
34.s2、在热泵的启动过程中，首先是热气电磁阀开启，阀门开启一段时间(例如，10秒)后，风机和压缩机运行，风机和压缩机运行第一预设时间段(例如，10秒)后，热气电磁阀关闭，其中，压缩机的频率在运行过程中从初始频率(例如，30hz)逐渐增大至预设最大频率，其中，预设最大频率可以为50-90hz中的一个值；
35.s3、当进水温度切断设定值与进水温度传感器检测的进水管道的进水温度之间的温度差大于第一预设温度差阈值(例如，0.3k)时，压缩机的逆变器将压缩机的频率降低至初始频率；
36.s4、如果压缩机的逆变器将压缩机的频率降低至初始频率，且进水温度切断设定值与进水温度传感器检测的进水管道的进水温度之间的温度差大于第二预设温度差阈值(例如，0.5k)，则关闭压缩机，变频热水器处于待机状态，其中，第二预设温度差阈值大于第一预设温度差阈值，若环境温度小于预设环境温度阈值，打开曲轴箱加热器；
37.s5、如果水箱内的水温小于水箱温度切换设定值，执行步骤s1-s4；
38.s6、使压缩机在第一设定时间段(例如，5分钟)内保持静置状态，关闭曲轴箱加热器，执行步骤s1-s5。
39.具体的，s1可以包括：开机时，机组将进行自检。当机组检测到水箱或出水温度低于设定值(如50℃、35℃～70℃可调)，且环境温度在热泵启动范围(-10℃～45℃)时，水泵启动。一旦热泵通过流量开关感知到水流，热泵就进入启动程序。水泵开/关默认由热泵控制器控制。然而，在某些情况下，水泵可能由其他控制器(如中央控制器)控制，而不是由机组的控制器控制。因此，热泵控制器要有一个选择“由他人控制的水泵”，热泵的启动只受水温、环境温度、流量开关控制即可。水泵连接的两个电气端子在出厂时要桥接，这样可以连接到一台水泵上。一个工程使用两个或一个水泵的地方，将在现场确定。每个泵都需要一个10a泵继电器。两个水泵的两个继电器。
40.s2可以包括：在热泵的启动过程中，首先是热气电磁阀(nc)开启。阀门开启10秒后，风机和压缩机运行(压缩机启动时以30hz运行，然后逐渐增加到最大90hz)。液阀(nc)和压缩机总是同时动作的。热泵(即风机和压缩机)运行10秒后，热气阀关闭。根据水温和切断设定值，逆变器将增加压缩机的频率至90hz(50-90hz可调)。
41.s3可以包括：当设定值与槽(或入口)传感器的温度差达到0.3k时，逆变器将hz降低到30hz。
42.s4可以包括：如果逆变器已经将压缩机的频率调整到30hz，且传感器与设定值的温差超过0.5k，则关闭压缩机，机组处于待机状态。如果环境温度低于24℃(10到30℃可调)，曲轴箱加热器将打开。如果环境温度低于10℃，最大切断温度将被限制为60℃。
43.s5可以包括：如果水温下降到切换设定值或当压缩机未运行至少10min时，热泵将重复s1-s4。
44.s6可以包括：压缩机静置5min，下次启动，重复步骤s1-s5，压缩机运行时，曲轴箱加热器关闭。
45.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：当压缩机按照小于预设频率阈值(例如，42hz)的频率的运行时间大于预设运行时间阈值(例如，45分钟)，且环境温度小于预设环境温度阈值(例如，20℃)时，使热气电磁阀在第二设定时间(例如，1分钟)段内保持开启状态。例如，当压缩机的频率降到42hz以下时，启动回油模式。在此模式下，如果压缩机的频率在42hz及以下运行45min(可调)，且环境温度小于20℃(10℃～30℃可调)，则热气阀开启1min(1～3min可调)。
46.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：根据吸气端温度传感器检测的压缩机的吸气端温度，判断压缩机是否满足预设除霜条件，若压缩机满足预设除霜条件，打开热气电磁阀，风机停止运行。
47.例如，吸气温度为1℃(-1～10℃可调)，且压缩机已经无除霜运行了45min(15～90min可调)时，压缩机满足预设除霜条件，启动并打开热气电磁阀，风机停止运行。热气阀开启后，当吸入气体达到7℃(1～15℃可调)或阀门开启8min(最大5～30min可调)风机运行，风机运行5s后，热气阀失活(关闭)。在一些实施例中，即使吸入气体很快达到7℃，除冰也必须持续至少40秒(最小30-120秒可调)。
48.在一些实施例中，变频热水器包括两台水泵，两台水泵可以轮流运行一个周期。在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：根据流量开关检测的进水管道的流量大小，判断正在运行的水泵发生故障时，关闭正在运行的水泵，开启另一台水泵。
49.例如，某台水泵(如水泵1)开启，但流量开关检测到1分钟(60s)没有水流，则假定水泵(水泵1)故障。控制器应自动将电源切换到另一个水泵(水泵2)。如果另一个泵(泵2)工作，泵1的错误代码将被发送，反之亦然。如果在切换到其他泵后仍未检测到流量，则应发送泵/流量开关的错误代码。
50.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：基于水箱温度传感器检测的水箱内的水温，判断水箱温度传感器是否发生故障，并在判断水箱温度传感器发生故障时，生成提示信息。具体的，如果水箱传感器故障，单元的开/关将由出水温度传感器控制，设置与水箱传感器相同，并发送水箱传感器故障的错误消息。这个营救行动自动持续一周，然后停止。之后当有人再次启动热泵时，如果故障没有解决，热泵会连续运行一周，然后再次停止运行，以此类推。当机组
由出水温度传感器控制时，断电后每隔一小时(60min)运行一次水泵，检查机组是否需要运行加热水。如果水温低于开机设定，并且持续60秒，则重新启动。水泵持续运行4min(3-10min可调)。油箱传感器电线应有一个连接端子座。
51.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：当排气温度传感器检测的排气的温度大于第一预设排气温度阈值时，开启注液电磁阀，进行注液。
52.例如，热泵运行过程中，当排气温度达到105℃(95-115℃可调)时，启动注液(热气阀)。当温度降到90℃(70-99℃可调)以下时，液体注射将失效。
53.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：当排气温度传感器检测的排气的温度大于第二预设排气温度阈值时，热泵停止运行，直至排气温度传感器检测的排气的温度小于预设重启阈值，再次执行s1-s6。例如，当热气阀开启后，排气温度持续升高，超过115℃(100～125℃可调)时，热泵停止运行，待冷却到75℃时，再次执行s1-s6。如果压缩机在24小时内由于过热而跳闸三次，则会发送/显示错误码，并需要手动复位。
54.在一些实施例中，中央控制器基于数据采集组件采集的变频热水器的运行相关信息控制加热模块运行，还可以包括：当压缩机的供电线路的电流大于预设电流阈值时，使压缩机在第三设定时间段内保持关闭状态后，重新启动压缩机
55.例如，如果电流大于当前值(如20amps)并持续6秒，机组将关闭。5分钟后，变频热水器将被重新激活，再次执行s1-s6。如果再次发生过载，系统将去激活，发送/显示错误码，需要手动复位或下电后重新上电复位系统。
56.在一些实施例中，中央控制器可以是单个服务器或服务器组。控制器可以是本地的、远程的。控制器可以包含中央处理器(cpu)、专用集成电路(asic)、专用指令处理器(asip)、图形处理器(gpu)、物理处理器(ppu)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编辑逻辑电路(pld)、控制器、微控制器单元、精简指令集电脑(risc)、微处理器等或以上任意组合。
57.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
58.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
59.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的组件可以通过硬件设备
实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的。
60.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
61.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
62.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。