專利名稱：空氣能熱水器及其除霜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制熱電器領(lǐng)域，具體講是一種空氣能熱水器及其除霜方法。
背景技術(shù)：
空氣能熱水器，又稱熱泵熱水器，是利用制熱原理，從空氣中吸收熱量來制造熱水 的熱量搬運裝置。它通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)一壓縮一冷凝(放出 熱量)一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到水中。由于空氣能熱 水器的工作是通過介質(zhì)，因此不需要電加熱元件與水接觸，沒有電熱水器漏電的危險，也沒 有燃氣熱水器有可能爆炸和中毒的危險，更沒有燃油熱水器排放廢氣造成的空氣污染，因 此空氣能熱水器已經(jīng)漸漸成為一種流行趨勢?，F(xiàn)有的空氣能熱水器是由一個圓桶一樣的水 箱和一個類似空調(diào)的外機組成。而空氣能熱水器在制熱過程中，外機會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，外機 結(jié)霜后使系統(tǒng)內(nèi)外壓力不平衡，從而大大降低制熱效果。傳統(tǒng)的空氣能熱水器是借助外機 盤管傳感器進行判斷是否結(jié)霜而進行是否除霜，用戶可以根據(jù)需要自行設(shè)置除霜進入的累 計時間，有些用戶甚至?xí)O(shè)置在1個小時或者以上。但是這種除霜方法存在以下的缺點由于實驗證明空氣能熱水器系統(tǒng)只有在小于零下5攝氏度時才容易結(jié)霜，因此結(jié) 霜的現(xiàn)象只出現(xiàn)在冬天溫度低于零下5攝氏度時。外機盤管傳感器因為接觸室外蒸發(fā)盤管 的原因，在啟動壓縮機時外盤溫度將降至零下幾度甚至幾十度，而在壓縮機關(guān)閉的情況下， 外盤溫度又和室外溫度是相當?shù)?，這樣對外盤傳感器的冷熱沖擊特別大，因此傳感器芯片 很容易損壞。而當傳感器芯片損壞時，一般情況下用戶是無法察覺到的，此時系統(tǒng)判斷也將 失真，最終有可能造成無法除霜、除霜不盡或者無霜時進入除霜程序的不良后果，影響到系 統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致熱水器冷熱交換效率降低，從而浪費資源或者無法達到制熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種避免出現(xiàn)傳感器芯片損壞，從而不會影 響到系統(tǒng)正常工作的空氣能熱水器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的空氣能熱水器，包括主控制器、線控制器、壓 縮機、外風(fēng)機、外盤管溫度傳感器和四通換向閥，所述的線控制器、壓縮機、外風(fēng)機、外盤管 溫度傳感器和四通換向閥均與主控制器電連接，它還包括外部環(huán)境溫度傳感器，所述的外 部環(huán)境溫度傳感器安裝在室外，并通過導(dǎo)線與主控制器電連接。所述的外盤管溫度傳感器和外部環(huán)境溫度傳感器均采用B值為3470K士 1 %、R值 為5KQ 士 的熱敏電阻。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種上述空氣能熱水器的除霜方法。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，本發(fā)明空氣能熱水器的除霜方法包括以下步驟1)預(yù)先設(shè)定該空氣能熱水器的化霜啟動溫度T、化霜啟動時間H和最大化霜時間 Hm ；2)該空氣能熱水器開機后，通過外盤管溫度傳感器檢測外盤管溫度Tz ；若外盤管溫度Tz低于化霜啟動溫度T時，則啟動化霜程序，在化霜過程中外盤管溫度Tz高于化霜啟 動溫度T時結(jié)束化霜，隨后啟動制熱程序；若外盤管溫度Tz高于化霜啟動溫度T時，直接啟 動制熱程序；3)在正常制熱過程中，不斷通過外部環(huán)境溫度傳感器監(jiān)測室外環(huán)境溫度Th ；根據(jù) 室外環(huán)境溫度Th和化霜啟動溫度T的對比，判斷是否進入壓縮機累計運行時間Hy 若室外 環(huán)境溫度Th低于化霜啟動溫度T，則進入壓縮機累計運行時間Hy ；在計時過程中，若外部環(huán) 境溫度傳感器檢測到的室外環(huán)境溫度Th高于化霜啟動溫度T時，壓縮機累計運行時間Hy 清零，直至室外環(huán)境溫度Th降至化霜啟動溫度T以下時重新開始計時。4)根據(jù)壓縮機累計運行時間Hy和化霜啟動時間H的對比，判斷是否進行化霜程 序若壓縮機累計運行時間Hy達到預(yù)先設(shè)定的化霜啟動時間H，則開始啟動化霜程序，此時 化霜時間Hh開始計時；5)除霜開始后，關(guān)閉壓縮機和外風(fēng)機，N秒后打開四通換向閥；6) L分鐘后開啟壓縮機；7)主控制器通過監(jiān)測外部環(huán)境溫度Th來檢查化霜效果，并根據(jù)外部環(huán)境溫度Th 和化霜結(jié)束溫度Tj的對比，或者根據(jù)化霜時間Hh和最大化霜時間Hm的對比，判斷是否結(jié) 束化霜若外部環(huán)境溫度Th大于化霜結(jié)束溫度Tj則結(jié)束化霜，或者化霜時間Hh超過最大 化霜時間Hm則結(jié)束化霜；否則繼續(xù)運行化霜；8)退出化霜后，關(guān)閉壓縮機，開啟四通換向閥F分鐘，并在F分鐘內(nèi)開啟外風(fēng)機；9)M分鐘后關(guān)閉四通換向閥，并判斷是否關(guān)閉該空氣能熱水器；若不關(guān)閉空氣能 熱水器，則回到步驟2)；否則就關(guān)閉空氣能熱水器。所述的化霜啟動溫度T的范圍為零下3°C 零下7°C，所述的化霜啟動時間H的范 圍為40分鐘 50分鐘，F(xiàn)的范圍為1. 5分鐘 2. 5分鐘，N的范圍為40秒 60秒，L的范 圍為0. 5分鐘 1. 5分鐘，M的范圍為1. 5分鐘 2. 5分鐘。所述的化霜啟動溫度T為零下5°C，所述的化霜啟動時間H為45分鐘，F(xiàn)為2分 鐘，N為50秒，L為1分鐘，M為2分鐘。采用以上結(jié)構(gòu)和方法后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點由于在空氣能熱水器的外機上安裝了能直接傳遞外部環(huán)境溫度的外部環(huán)境溫度 傳感器，且外部環(huán)境溫度傳感器直接與主控制器連接，當冬天溫度低于零下5攝氏度時，可 以根據(jù)外部環(huán)境溫度傳感器所傳遞的溫度與化霜啟動溫度進行比較，來決定是否啟動除霜 程序，避免了外部環(huán)境對傳感器的冷熱沖擊，保證傳感器芯片的正常使用，從而保證系統(tǒng)的 正常真實的判斷，使除霜效果更好。


圖1是本發(fā)明中空氣能熱水器的電路框圖；圖2是本發(fā)明空氣能熱水器的除霜方法的流程示意圖。其中T、化霜啟動溫度；Th、室外環(huán)境溫度；Tj、化霜結(jié)束溫度；Tz、外盤管溫度；H、 化霜啟動溫度；Hh、化霜時間；Hm、最大化霜時間；Hy、壓縮機累計運行時間；B、負溫度系數(shù) 傳感器電阻公式中的系數(shù)；R、負溫度系數(shù)傳感器電阻公式中的電阻值。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細地說明。由圖1所示的本發(fā)明中空氣能熱水器的電路框圖可知，它包括主控制器、線控制 器、壓縮機、外風(fēng)機、外盤管溫度傳感器和四通換向閥，所述的線控制器、壓縮機、外風(fēng)機、外 盤管溫度傳感器和四通換向閥均與主控制器電連接。它還包括外部環(huán)境溫度傳感器，所述 的外部環(huán)境溫度傳感器安裝在室外，即空氣能熱水器外機的殼體上，并通過導(dǎo)線與主控制 器電連接。外盤管溫度傳感器和外部環(huán)境溫度傳感器是用來檢測當前外盤管溫度及外部環(huán) 境溫度的，根據(jù)對應(yīng)溫度(即25°C )下的傳感器阻值和相應(yīng)公式可以得出當前的溫度值，相 應(yīng)的公式如下Rt = Rn*exp [B* (1/T-l/Tn)]其中，B值為 3470K士 1%、R 值為 5KQ 士 1%。線控制器用于設(shè)定主控制器的基本運行參數(shù)，包括水溫的上限溫度、下限溫度、開 關(guān)機信號、四通換向閥的模式、除霜進入的外盤管溫度、除霜退出的外盤管溫度、除霜進入 的累計時間、除霜運行最長時間等等。壓縮機是用來獲取室外空氣中的溫度為水箱加熱，或者對外部蒸發(fā)器進行除霜處 理的模塊。外風(fēng)機是用來加快系統(tǒng)溫度與室外空氣溫度交換的模塊，除霜結(jié)束時可以用來吹 掉室外蒸發(fā)器上在除霜完成后產(chǎn)生的水滴，保持室外蒸發(fā)器的干燥。主控制器由單片機電路組成，收集外盤管溫度傳感器檢測到的外盤管溫度和外部 環(huán)境溫度傳感器檢測到的外部環(huán)境溫度，再結(jié)合壓縮機累計運行時間和壓縮機連續(xù)運行時 間進行控制系統(tǒng)的正常運行或除霜運行。由圖2所示的本發(fā)明空氣能熱水器的除霜方法的流程示意圖可知，包括以下步 驟1)預(yù)先設(shè)定該空氣能熱水器的化霜啟動溫度T為零下5°C、化霜啟動時間H為45 分鐘和最大化霜時間Hm ；2)該空氣能熱水器開機后，通過外盤管溫度傳感器檢測外盤管溫度Tz ；若外盤管 溫度Tz低于化霜啟動溫度T時，則啟動化霜程序，在化霜過程中外盤管溫度Tz高于化霜啟 動溫度T時結(jié)束化霜，隨后啟動制熱程序；若外盤管溫度Tz高于化霜啟動溫度T時，直接啟 動制熱程序；3)在正常制熱過程中，不斷通過外部環(huán)境溫度傳感器監(jiān)測室外環(huán)境溫度Th ；根據(jù) 室外環(huán)境溫度Th和化霜啟動溫度T的對比，判斷是否進入壓縮機累計運行時間Hy 若室外 環(huán)境溫度Th低于化霜啟動溫度T，則進入壓縮機累計運行時間Hy ；在計時過程中，若外部環(huán) 境溫度傳感器檢測到的室外環(huán)境溫度Th高于化霜啟動溫度T時，壓縮機累計運行時間Hy 清零，直至室外環(huán)境溫度Th降至化霜啟動溫度T以下時重新開始計時；4)根據(jù)壓縮機累計運行時間Hy和化霜啟動時間H的對比，判斷是否進行化霜程 序若壓縮機累計運行時間Hy達到預(yù)先設(shè)定的化霜啟動時間H，則開始啟動化霜程序，此時 化霜時間Hh開始計時；5)除霜開始后，關(guān)閉壓縮機和外風(fēng)機，50秒后打開四通換向閥；
6)1分鐘后開啟壓縮機；7)主控制器通過監(jiān)測外部環(huán)境溫度Th來檢查化霜效果，并根據(jù)外部環(huán)境溫度Th 和化霜結(jié)束溫度Tj的對比，或者根據(jù)化霜時間Hh和最大化霜時間Hm的對比，判斷是否結(jié) 束化霜若外部環(huán)境溫度Th大于化霜結(jié)束溫度Tj則結(jié)束化霜，或者化霜時間Hh超過最大 化霜時間Hm則結(jié)束化霜；否則繼續(xù)運行化霜；8)退出化霜后，關(guān)閉壓縮機，開啟四通換向閥2分鐘，并在2分鐘內(nèi)開啟外風(fēng)機； 這樣做的作用是將化霜產(chǎn)生的水滴全部吹出，增加了下次結(jié)霜的難度，大大提高了系統(tǒng)的 熱交換效率，還可以起到清洗外部蒸發(fā)器的效果，使外部蒸發(fā)器更加干凈，增加與空氣的接 觸面積，加大與空氣的換熱效率；9)2分鐘后關(guān)閉四通換向閥，并判斷是否關(guān)閉該空氣能熱水器；若不關(guān)閉空氣能 熱水器，則回到步驟2)；否則就關(guān)閉空氣能熱水器。
權(quán)利要求
一種空氣能熱水器，包括主控制器、線控制器、壓縮機、外風(fēng)機、外盤管溫度傳感器和四通換向閥，所述的線控制器、壓縮機、外風(fēng)機、外盤管溫度傳感器和四通換向閥均與主控制器電連接，其特征在于它還包括外部環(huán)境溫度傳感器，所述的外部環(huán)境溫度傳感器安裝在室外，并通過導(dǎo)線與主控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣能熱水器，其特征在于所述的外盤管溫度傳感器和外 部環(huán)境溫度傳感器均采用B值為3470K 士 1 %、R值為5K Q 士 1 %的熱敏電阻。
3.一種空氣能熱水器的除霜方法，其特征在于它包括以下步驟1)預(yù)先設(shè)定該空氣能熱水器的化霜啟動溫度T、化霜啟動時間H和最大化霜時間Hm；2)該空氣能熱水器開機后，通過外盤管溫度傳感器檢測外盤管溫度Tz；若外盤管溫度 Tz低于化霜啟動溫度T時，則啟動化霜程序，在化霜過程中外盤管溫度Tz高于化霜啟動溫 度T時結(jié)束化霜，隨后啟動制熱程序；若外盤管溫度Tz高于化霜啟動溫度T時，直接啟動制 熱程序；3)在正常制熱過程中，不斷通過外部環(huán)境溫度傳感器監(jiān)測室外環(huán)境溫度Th；根據(jù)室外 環(huán)境溫度Th和化霜啟動溫度T的對比，判斷是否進入壓縮機累計運行時間Hy 若室外環(huán)境 溫度Th低于化霜啟動溫度T，則進入壓縮機累計運行時間Hy ；在計時過程中，若外部環(huán)境溫 度傳感器檢測到的室外環(huán)境溫度Th高于化霜啟動溫度T時，壓縮機累計運行時間Hy清零， 直至室外環(huán)境溫度Th降至化霜啟動溫度T以下時重新開始計時；4)根據(jù)壓縮機累計運行時間Hy和化霜啟動時間H的對比，判斷是否進行化霜程序若 壓縮機累計運行時間Hy達到預(yù)先設(shè)定的化霜啟動時間H，則開始啟動化霜程序，此時化霜 時間Hh開始計時；5)除霜開始后，關(guān)閉壓縮機和外風(fēng)機，N秒后打開四通換向閥；6)L分鐘后開啟壓縮機；7)主控制器通過監(jiān)測外部環(huán)境溫度Th來檢查化霜效果，并根據(jù)外部環(huán)境溫度Th和化 霜結(jié)束溫度Tj的對比，或者根據(jù)化霜時間Hh和最大化霜時間Hm的對比，判斷是否結(jié)束化 霜若外部環(huán)境溫度Th大于化霜結(jié)束溫度Tj則結(jié)束化霜，或者化霜時間Hh超過最大化霜 時間Hm則結(jié)束化霜；否則繼續(xù)運行化霜；8)退出化霜后，關(guān)閉壓縮機，開啟四通換向閥F分鐘，并在F分鐘內(nèi)開啟外風(fēng)機；9)M分鐘后關(guān)閉四通換向閥，并判斷是否關(guān)閉該空氣能熱水器；若不關(guān)閉空氣能熱水 器，則回到步驟2)；否則就關(guān)閉空氣能熱水器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣能熱水器的除霜方法，其特征在于所述的化霜啟動溫 度T的范圍為零下3°C 零下7°C，所述的化霜啟動時間H的范圍為40分鐘 50分鐘，F(xiàn)的 范圍為1. 5分鐘 2. 5分鐘，N的范圍為40秒 60秒，L的范圍為0. 5分鐘 1. 5分鐘，M 的范圍為1.5分鐘 2. 5分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣能熱水器的除霜方法，其特征在于所述的化霜啟動溫 度T為零下5°C，所述的化霜啟動時間H為45分鐘，F(xiàn)為2分鐘，N為50秒，L為1分鐘，M 為2分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開的了一種空氣能熱水器，包括主控制器、壓縮機和外部環(huán)境溫度傳感器，壓縮機和外部環(huán)境溫度傳感器均通過導(dǎo)線與主控制器電連接。其除霜方法的核心內(nèi)容如下在正常制熱過程中，不斷通過外部環(huán)境溫度傳感器監(jiān)測室外環(huán)境溫度；若室外環(huán)境溫度低于化霜啟動溫度，則進入壓縮機累計運行時間；當壓縮機累計運行時間達到化霜啟動時間，則開始啟動化霜程序；當外部環(huán)境溫度大于化霜結(jié)束溫度，或者化霜時間超過最大化霜時間則結(jié)束化霜。這樣，根據(jù)外部環(huán)境溫度傳感器所傳遞的溫度與化霜啟動溫度進行比較，來決定是否啟動除霜程序，避免了外部環(huán)境對傳感器的冷熱沖擊，保證傳感器芯片的正常使用，從而保證系統(tǒng)的正常真實的判斷，使除霜效果更好。
文檔編號F24H9/20GK101832644SQ20101019084
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者馬建剛 申請人:寧波海誠電器有限公司