空气能热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，特别是涉空气能热水器及其控制方法。

背景技术

空气能热水器是一种利用介质换热，提升水温，从而为用户供水的热水器。具体地，空气能热水器主要包括水箱和由制冷四大件组成的冷媒循环系统，冷媒循环系统中的冷凝器与水箱接触进行换热，从而加热水箱中的水。因此空气能热水器能够有效避免漏电的情况发生，而且利用能效较高，节约资源。但是当水箱储水量较大时，基于要加热整个水箱中的水所需时间较长，从而存在供应热水不够迅速的问题。

发明内容

本发明针对空气能热水器供热水不够迅速的问题，提出了一种空气能热水器及其控制方法，能够提高供热水的效率。

一种空气能热水器，包括冷媒循环系统、水箱、第一开关阀和第一并联管路，所述冷媒循环系统的第一换热器包括串联的换热器A和换热器B，所述水箱的出水口位于所述水箱的上储水部，所述换热器A设置在所述水箱的上储水部，所述换热器B设置在所述水箱的下储水部，所述第一并联管路与所述换热器B并联，所述第一开关阀用于控制所述第一并联管路的通断。

上述方案提供了一种空气能热水器，通过设置与所述水箱下储水部对应的换热器B并联的第一并联管路，从而当需要快速获取热水时，所述第一开关阀开启使得所述冷媒循环系统中的冷媒主要通过所述换热器A与所述水箱上储水部进行换热，从而快速加热水箱上储水部的水，提高供热水的速率。在常规加热过程中，所述第一开关阀关闭，冷媒依次经过所述换热器A和换热器B，同时与所述水箱上储水部和下储水部换热。

在其中一个实施例中，所述第一开关阀包括设置在所述第一并联管路上的电磁阀。

在其中一个实施例中，还包括三通阀和第二并联管路，所述第二并联管路与所述换热器A并联，所述冷媒循环系统的四通阀、所述第二并联管路和所述换热器A的冷媒口三者通过所述三通阀连接。

在其中一个实施例中，串联所述换热器A与所述换热器B的管路为串联管路，所述串联管路上设有第一单向阀，所述换热器A的冷媒口中与所述三通阀连通的冷媒口为第一冷媒口，所述换热器A的另一个冷媒口为第二冷媒口，所述第一单向阀位于所述第二冷媒口与所述第二并联管路之间，所述第一单向阀控制的流通方向为从所述第二冷媒口流向所述串联管路上与所述第二并联管路连通的位置。

在其中一个实施例中，还包括中间冷媒输送管，所述换热器B上用于与所述串联管路连通的冷媒口为第三冷媒口，所述中间冷媒输送管第一端与所述串联管路上位于所述第一单向阀与所述第二冷媒口之间的管段连通，所述中间冷媒输送管第二端与所述串联管路上位于所述第一并联管路与所述第三冷媒口之间的管段连通，所述中间冷媒输送管上设有第二单向阀，所述第二单向阀控制的流通方向为从所述中间冷媒输送管的第二端流向所述中间冷媒输送管的第一端。

在其中一个实施例中，所述冷媒循环系统还包括压缩机、第二换热器和节流元件，所述压缩机的进气口和出气口以及所述第二换热器的冷媒口三者分别与所述四通阀的另外三个接口连通，所述节流元件位于所述第一换热器与所述第二换热器之间。

在其中一个实施例中，所述水箱的上储水部设有第一温度检测件，所述水箱的下储水部设有第二温度检测件。

在其中一个实施例中，所述水箱中的储水空间为筒状，所述换热器A和所述换热器B在所述储水空间的轴向上依次间隔布置，所述换热器A的换热管缠绕在所述水箱的上储水部，所述换热器B的换热管缠绕在所述水箱的下储水部。

在其中一个实施例中，所述水箱包括相互串联的第一水箱和第二水箱，所述第一水箱为所述上储水部，所述第二水箱为所述下储水部，所述水箱的出水口为所述第一水箱的出水口，所述第一水箱的进水口与所述第二水箱的出水口连通，所述水箱的进水口为所述第二水箱的进水口，所述换热器A的换热管缠绕在所述第一水箱外，所述换热器B的换热管缠绕在所述第二水箱外。

一种空气能热水器的控制方法，所述空气能热水器包括冷媒循环系统和水箱，所述冷媒循环系统的换热器A与所述水箱的上储水部对应，所述水箱的出水口位于所述水箱的上储水部，所述控制方法包括以下步骤：

当所述空气能热水器处于快速加热模式时，控制所述冷媒循环系统的冷媒流向，使得所述冷媒流经的冷凝器只包括所述换热器A。

上述方案提供了一种空气能热水器控制方法，当空气能热水器处于快加热模式时，控制与所述水箱上储水部对应的换热器A作为所述冷媒循环系统的冷凝器，充分利用热量将水箱上储水部的水快速加热，从而使得水箱出水口附近的水温迅速升高，进而提高供应热水的效率。

在其中一个实施例中，所述冷媒系统还包括换热器B，所述换热器B与所述水箱的下储水部对应布置，所述控制方法还包括以下步骤：

当所述空气能热水器处于低温水化霜模式时，控制所述冷媒循环系统中冷媒流向，使得所述冷媒流经的蒸发器只包括所述换热器B。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

在快速加热模式下，获取所述水箱上储水部水温T

当水温T

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本实施例所述空气能热水器的系统图；

图2为另一实施例所示空气能热水器的系统图；

图3为本实施例所述空气能热水器的控制方法的流程图；

图4为另一实施例所述空气能热水器的控制方法的流程图。

附图标记说明：

10、空气能热水器；11、水箱；111、上储水部；112、下储水部；12、冷媒循环系统；121、压缩机；122、四通阀；123、第一换热器；1231、换热器A；1232、换热器B；1233、串联管路；124、第二换热器；125、节流元件；13、第一开关阀；14、三通阀；15、第一并联管路；16、第二并联管路；17、第一单向阀；18、中间冷媒输送管；181、第二单向阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，在一个实施例中，提供了一种空气能热水器10，包括冷媒循环系统12、水箱11和第一开关阀13。所述冷媒循环系统12包括压缩机121、第一换热器123、第二换热器124、节流元件125和四通阀122，构成能够实现制冷或制热的空调系统。所述压缩机121的进气口和出气口以及所述第二换热器124的冷媒口三者分别与所述四通阀122的另外三个接口连通，所述节流元件125位于所述第一换热器123与所述第二换热器124之间。所述冷媒循环系统12运行时能够为所述水箱11提供热量，加热所述水箱11中的水。

具体地，如图1所示，所述冷媒循环系统12的第一换热器123包括串联的换热器A1231和换热器B1232，所述换热器A1231设置在所述水箱11的上储水部111，所述换热器B1232设置在所述水箱11的下储水部112。当所述冷媒循环系统12为所述水箱11提供热量加热水箱11中水时，所述第一换热器123为所述冷媒循环系统12中的冷凝器，所述第二换热器124为所述冷媒循环系统12中的蒸发器；当所述冷媒循环系统12需要进行化霜时，所述第一换热器123为所述冷媒循环系统12的蒸发器，所述第二换热器124为所述冷媒循环系统12的冷凝器。当所述冷媒循环系统12为所述水箱11提供热量加热水箱11中水时，所述换热器A1231与所述水箱11上储水部111进行换热，所述换热器B1232与所述水箱11下储水部112换热。

所述水箱11的出水口位于所述水箱11的上储水部111。水箱11中水被加热后存在分层现象，使得热水主要集中在水箱11上储水部111，当用户需要用热水时，为了快速将热水导出，将所述水箱11的出水口设置在所述水箱11的上储水部111。

进一步地，所述空气能热水器10还包括第一并联管路15，所述第一并联管路15与所述换热器B1232并联，所述第一开关阀13用于控制所述第一并联管路15的通断。

从而当需要快速获取热水时，所述第一开关阀13开启使得所述冷媒循环系统12中的冷媒主要通过所述换热器A1231与所述水箱11上储水部111进行换热，此时所述换热器A1231作为冷凝器使用，流经所述换热器A1231的冷媒可以直接经过所述第一并联管路15流向所述节流元件125，从而快速加热水箱11上储水部111的水，提高供热水的速率。在常规加热过程中，所述第一开关阀13关闭，冷媒依次经过所述换热器A1231和换热器B1232，同时与所述水箱11上储水部111和下储水部112换热。

具体地，在一个实施例中，所述第一开关阀13包括设置在所述第一并联管路15上的电磁阀。所述电磁阀可以受所述空气能热水器10的控制器统一控制，当所述控制器得到的指令为，所述空气能热水器10需要进入快速加热模式时，所述电磁阀开启，经过所述换热器A1231进行放热的冷媒从所述第一并联管路15流向所述节流元件125。

可选的，所述第一开关阀13也可以为其他能够控制所述第一并联管路15通断的阀体结构。

进一步地，在一个实施例中，如图1所示，所述空气能热水器10还包括第二并联管路16，所述第二并联管路16与所述换热器A1231并联。所述空气能热水器10还包括开关阀组件，用于调控冷媒循环时是流经所述第二并联管路16还是所述换热器A1231。当需要冷媒经过所述换热器A1231时，所述开关阀组件将所述第二并联管路16截止；当需要冷媒经过所述第二并联管路时，所述开关阀组件与所述换热器A1231之间截止无法导通。

具体地，如图1所示，所述开关阀组件包括三通阀14，所述冷媒循环系统12的四通阀122、所述第二并联管路16和所述换热器A1231的冷媒口三者通过所述三通阀14连接。所述三通阀14的0口与所述四通阀122连通，所述三通阀14的1口与所述第二并联管路16连通，所述三通阀14的2口与所述换热器A1231的冷媒口连通。

当所述空气能热水器10进入快速加热模式时，所述三通阀14的0口与2口导通，所述第一开关阀13开启，使得冷媒全部经过所述换热器A1231，对所述水箱11上储水部111的水进行加热，然后流向所述第一并联管路15。

当所述空气能热水器10进入底部加热模式时，所述三通阀14的0口与1口导通，所述第一开关阀13关闭，使得冷媒全部经过所述第二并联管路16流向所述换热器B1232，对所述水箱11下储水部112的水进行加热。例如如图3所示，当刚开始空气能热水器10进入快速加热模式一段时间后，若水箱11上储水部111水温T

如图3和图4所示，在快速加热模式和底部加热模式的基础上，若需要对冷媒循环系统12中的第二换热器124进行化霜，则所述冷媒循环系统12的四通阀122切换状态后，所述冷媒循环系统12中的第一换热器123作为蒸发器使用。具体地如图1所示，所述空气能热水器10进入低温水化霜模式，所述第一换热器123中只采用所述换热器B1232作为蒸发器使用，借助水箱11下储水部112低温水的热量与所述换热器B1232进行换热。在低温水化霜模式下，三通阀14的0口与1口导通，第一开关阀13关闭。

当所述空气能热水器10进入常规加热模式时，所述三通阀14的0口与2口导通，所述第一开关阀13关闭，使得冷媒依次经过所述换热器A1231和换热器B1232进行换热。而且，在换热的过程中冷媒先经过所述换热器A1231，再经过所述换热器B1232，在一定程度上也能够增加水箱11上储水部111水吸收的热量，提高加热能效，同时也提高为用户提供热水的效率。与快速加热模式类似，在常规加热模式下，若水箱11上储水部111水温T

如图4所示，在常规加热模式下，当所述空气能热水器10需要进入化霜模式时，此时进入的是常规化霜模式。如图1所示，当所述空气能热水器10进入常规化霜模式时，经过所述节流元件125的冷媒依次流经所述换热器B1232和换热器A1231，换言之，此时串联的换热器B1232和换热器A1231均作为蒸发器使用。

进一步地，如图3所示，在进入底部加热模式后，换热器B作为冷凝器工作一段时间后，所述水箱11的下储水部112水温T

进一步地，如图2所示，在一个实施例中，所述换热器A1231的冷媒口中与所述三通阀14连通的冷媒口为第一冷媒口，所述换热器A1231的另一个冷媒口为第二冷媒口。串联所述换热器A1231与所述换热器B1232的管路为串联管路1233，所述串联管路1233上设有第一单向阀17。所述第一单向阀17位于所述第二冷媒口与所述第二并联管路16之间，所述第一单向阀17控制的流通方向为从所述第二冷媒口流向所述串联管路1233上与所述第二并联管路16连通的位置。

所述第一单向阀17的设置使得当所述三通阀14的0口与1口导通时，从所述第二并联管路16流出的冷媒只会通过所述串联管路1233流向所述第一并联管路15或所述换热器B1232，而不会流向所述换热器A1231。

进一步地，如图2所示，在一个实施例中，所述空气能热水器10还包括中间冷媒输送管18。所述换热器B1232上用于与所述串联管路1233连通的冷媒口为第三冷媒口。所述中间冷媒输送管18第一端与所述串联管路1233上位于所述第一单向阀17与所述第二冷媒口之间的管段连通，所述中间冷媒输送管18第二端与所述串联管路1233上位于所述第一并联管路15与所述第三冷媒口之间的管段连通，所述中间冷媒输送管18上设有第二单向阀181，所述第二单向阀181控制的流通方向为从所述中间冷媒输送管18的第二端流向所述中间冷媒输送管18的第一端。

在快速加热模式下，高温冷媒经过所述换热器A1231后，依次经过所述第一单向阀17和第一开关阀13而流向所述节流元件125。在常规化霜模式下，所述三通阀14的0口与2口导通，所述第一开关阀13关闭，经过所述节流元件125的冷媒依次流经所述换热器B1232、第二单向阀181和换热器A1231。

进一步地，在一个实施例中，所述水箱11的上储水部111设有第一温度检测件，用于检测所述水箱11上储水部111的水温T

而所述空气能热水器10的快速加热模式和底部加热模式两种模式切换的基础，则为所述第一温度检测件和所述第二温度检测件检测的温度。

进一步具体地，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述水箱11中的储水空间为筒状，所述换热器A1231和所述换热器B1232在所述储水空间的轴向上依次间隔布置，所述换热器A1231的换热管缠绕在所述水箱11的上储水部111，所述换热器B1232的换热管缠绕在所述水箱11的下储水部112。

在快速加热模式下，高温冷媒的热量主要通过所述换热器A1231与所述水箱11上储水部111中的水进行换热，从而快速为用户提供热水。虽然处于同一储水空间中上储水部111水的热量会传递到下储水部112水中，但是缠绕在所述水箱11上储水部111外的换热器A1231所提供的热量仍然能够快速加热水箱11上储水部111的水。

在低温水化霜过程中，换热器B1232作为蒸发器使用，水箱11下储水部112水的热量被所述换热器B1232吸收，但是对水箱11上储水部111水温的影响较小，从而能够确保在低温水化霜过程中为用户提供温度较高的热水。

进一步地，在另一个实施例中，所述水箱11包括相互串联的第一水箱和第二水箱，所述第一水箱为所述上储水部111，所述第二水箱为所述下储水部112，所述水箱11的出水口为所述第一水箱的出水口，所述第一水箱的进水口与所述第二水箱的出水口连通，所述水箱11的进水口为所述第二水箱的进水口，所述换热器A1231的换热管缠绕在所述第一水箱外，所述换热器B1232的换热管缠绕在所述第二水箱外。

在为用户提供热水时，首先所述第一水箱中的水先从所述第一水箱的出水口流出，快速加热模式下，所述换热器A1231能够首先将所述第一水箱中的水加热，从而提高为用户提供热水的效率。

进一步具体地，所述冷媒循环系统12中的节流元件125可以是毛细管、节流短管或热力膨胀阀。

进一步地，在又一实施例中，如图3所示，提供了一种空气能热水器10的控制方法，所述空气能热水器10包括冷媒循环系统12和水箱11，所述冷媒循环系统12的换热器A1231与所述水箱11的上储水部111对应，所述水箱11的出水口位于所述水箱11的上储水部111，所述控制方法包括以下步骤：

当所述空气能热水器10处于快速加热模式时，控制所述冷媒循环系统12的冷媒流向，使得所述冷媒流经的冷凝器只包括所述换热器A1231。

上述方案提供的一种空气能热水器10控制方法，当空气能热水器10处于快加热模式时，控制与所述水箱11上储水部111对应的换热器A1231作为所述冷媒循环系统12的冷凝器，充分利用热量将水箱11上储水部111的水快速加热，从而使得水箱11出水口附近的水温迅速升高，进而提高供应热水的效率。

具体地，结合到前文各个实施例中所述的空气能热水器10中，控制所述冷媒循环系统12中冷媒流向的具体步骤包括：控制所述第一开关阀13开启。

换言之，当所述空气能热水器10处于快速加热模式时，所述第一开关阀13开启，使得冷媒主要经过所述换热器A1231，而不会经过所述换热器B1232。

进一步地，在一个实施例中，控制所述冷媒循环系统12中冷媒流向的具体步骤还包括：控制所述三通阀14的0口与2口导通。

进一步地，在一个实施例中，所述冷媒系统还包括换热器B1232，所述换热器B1232与所述水箱11的下储水部112对应布置，如图1所示，所述控制方法还包括以下步骤：

当所述空气能热水器10处于低温水化霜模式时，控制所述冷媒循环系统12中冷媒流向，使得所述冷媒流经的蒸发器只包括所述换热器B1232。

在低温水化霜模式下，高温冷媒依次流过所述第二换热器124和节流元件125后，流向所述换热器B1232，换热器B1232吸收所述水箱11下储水部112中水的热量，减小化霜过程中对水箱11上储水部111水温的影响。

具体地，在低温水化霜模式下，控制所述冷媒循环系统12中冷媒流向的具体步骤包括控制所述第一开关阀13开启。进一步地，当所述空气能热水器10中包括所述三通阀14时，控制所述冷媒循环系统12中冷媒流向的具体步骤还包括控制所述三通阀14的0口与1口导通。

进一步具体地，如图4所示，在快速加热模式下或者在底部加热模式下，当需要进行化霜时，则进入的是所述的低温水化霜模式。

进一步地，在一个实施例中，如图3所示，所述空气能热水器10的控制方法还包括以下步骤：

在快速加热模式下，获取所述水箱11上储水部111水温T

当水温T

进一步的，在一个实施例中，如图3所示，所述空气能热水器10的控制方法还包括以下步骤：

在常规加热模式下，获取所述水箱11上储水部111水温T

当水温T

具体地，结合到前文所述空气能热水器10中，当水温T

所述空气能热水器10中第一温度检测件、第二温度检测件、三通阀14和第一开关阀13可以均与所述空气能热水器10的控制器电性连接。从而所述控制器按照前述步骤，控制所述三通阀14和第一开关阀13的状态，使得所述空气能热水器10进入底部加热模式。

进一步地，如图3所示，所述空气能热水器10的控制方法还包括以下步骤，当进入底部加热模式一段时间后，若水温T

进一步地，如图3所示，在前述常规加热模式或者快速加热模式下，若水温T

具体地，在使用过程中，用户根据需要设置空气能热水器进入常规加热模式、快速加热模式或底部加热模式。所述空气能热水器根据用户所选择的加热模式按照前文所述各个方案中的流程执行各个功能步骤。或者，在使用过程中，所述空气能热水器可以按照一定规律自动进入目标加热模式，然后按照前文所述各个方案中的流程执行各个功能步骤。可以理解为，当起始加热模式确定后，所述空气能热水器则自动按照前文各个方案所述的既定流程执行各个功能步骤。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。