一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法及熱泵熱水器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱水器技術領域，尤其涉及一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法及采 用該控制方法的熱泵熱水器。
【背景技術】
[0002] 為了提高能源利用效率，采用熱泵裝置提供生活熱水越來越受到重視?，F(xiàn)有 的熱泵熱水器在制熱運行時，普遍采用PID調節(jié)（Proportional Integral Derivative control)方式來控制電子膨脹閥的開度，即根據(jù)目標過熱度和實際過熱度的差值來確定電 子膨脹閥每次動作的閥步。
[0003] 上述控制方法在熱泵熱水器常規(guī)運行時可以滿足其需求，但當熱泵熱水器的工作 狀態(tài)變化比較大時，如剛開機時、化霜結束后或者水箱水溫變化率很大時，上述的控制方法 使得電子膨脹閥產(chǎn)生很大的延遲而無法快速的進入最佳工作狀態(tài)，系統(tǒng)恢復溫度需要花費 比較長的時間，從而影響系統(tǒng)能力的發(fā)揮，進而影響熱泵熱水器的制熱效果。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的一個目的是提出一種能夠使得熱泵系統(tǒng)快速進入穩(wěn)定運行狀態(tài)的熱泵 熱水器電子膨脹閥控制方法。
[0005] 本發(fā)明的再一個目的是提出一種能夠使得熱泵系統(tǒng)快速進入穩(wěn)定運行狀態(tài)的熱 泵熱水器。
[0006] 為達此目的，一方面，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0007] -種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，所述控制方法包括，在所述熱泵熱水器開 機后、化霜過程結束后或水箱水溫變化率超過水溫變化率預定值時，根據(jù)當前檢測的環(huán)境 溫度以及水箱水溫計算出電子膨脹閥的步數(shù)值P，電子膨脹閥在一預設時間段內按照計算 出的所述步數(shù)值P工作。
[0008] 優(yōu)選的，計算電子膨脹閥步數(shù)值P的方法為：
[0010] 其中，Te-當前檢測的環(huán)境溫度，°C ;
[0011] Tw-當前檢測的水箱水溫度，°C ;
[0012] Λ P-低溫工況電子膨脹閥調節(jié)跨度，B ;
[0013] Ρ_-機組電子膨脹閥調節(jié)的下限步數(shù)，B ;
[0014] Pniax-機組電子膨脹閥調節(jié)的上限步數(shù)，B ;
[0015] Te_-機組熱泵運行的下限環(huán)境溫度，°C ;
[0016] Teniax-機組熱泵運行的上限環(huán)境溫度，°C ;
[0017] Tw_-機組熱泵制熱水的最低水溫，°C ;
[0018] Twniax-機組熱泵制熱水的最高水溫，°C。
[0019] 優(yōu)選的，所述預設時間段為2至4min。
[0020] 優(yōu)選的，所述水溫變化率預定值為2至4°C /min。
[0021 ] 優(yōu)選的，當所述預設時間段過后，按常規(guī)的自動控制方法調節(jié)所述電子膨脹閥。
[0022] 另一方面，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0023] -種采用上述電子膨脹閥控制方法的熱泵熱水器，包括熱泵系統(tǒng)和控制器，所述 控制器與所述熱泵系統(tǒng)的電子膨脹閥連接，還包括分別與所述控制器連接的用于檢測環(huán)境 溫度的第一溫度傳感器和用于檢測水箱水溫的第二溫度傳感器。
[0024] 本發(fā)明的有益效果為：
[0025] 本發(fā)明提供的熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法在熱泵熱水器開機后、化霜過程結 束后或水箱水溫變化率過高時，根據(jù)當前檢測的環(huán)境溫度以及水箱水溫計算出電子膨脹閥 的步數(shù)值，并控制電子膨脹閥在一預設時間內按計算出的步數(shù)值工作，通過計算得到與電 子膨脹閥最佳工作狀態(tài)較為接近的步數(shù)值，消除了電子膨脹閥因工作狀態(tài)的改變導致的延 遲，使得熱泵系統(tǒng)能夠快速恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，大大提高了熱泵系統(tǒng)的制熱效率。
[0026] 本發(fā)明提供的熱泵熱水器由于采用了上述的電子膨脹閥控制方法，即使在工作狀 態(tài)變化比較大的情況下也能夠快速進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，性能穩(wěn)定，制熱效率高。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的熱泵熱水器的結構示意圖。
[0028] 圖中，1、水箱；2、控制器；3、壓縮機；4、四通換向閥；5、室內換熱器；6、電子膨脹 閥；7、室外換熱器；8、第一溫度傳感器；9、第二溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0030] 實施例一：
[0031] 本實施例提供了一種熱泵熱水器，如圖1所示，其包括熱泵系統(tǒng)、水箱1和控制器 2,熱泵系統(tǒng)包括依次通過管路連接的壓縮機3、四通換向閥4、繞于水箱1內壁上的室內換 熱器5、電子膨脹閥6和室外換熱器7,控制器2分別與四通換向閥4和電子膨脹閥6連接。 水箱1內設置有用于檢測水箱1水溫的第二溫度傳感器9,第二溫度傳感器9與控制器2連 接。另外，控制器2還連接有用于檢測環(huán)境溫度的第一溫度傳感器8。
[0032] 當運行加熱程序時，壓縮機3將冷媒壓縮成高溫高壓的氣體，氣態(tài)冷媒經(jīng)管路流 入繞于水箱內壁上的室內換熱器5,對水箱1內的水加熱，同時冷媒由高溫高壓氣體變?yōu)榈?溫高壓的液體，低溫高壓的液體冷媒經(jīng)電子膨脹閥6節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進入室外 換熱器7,液態(tài)冷媒在室外換熱器7內蒸發(fā)變成氣態(tài)后流回壓縮機3內。
[0033] 當運行除霜程序時，控制器2控制四通換向閥4換向，冷媒首先進室外換熱器7進 行除霜，然后再經(jīng)室內換熱器5流回壓縮機3。
[0034] 當工作狀態(tài)發(fā)生的變化較大時，如熱泵熱水器剛剛開機啟動后、化霜過程結束后 或者水箱水溫變化率過高時，電子膨脹閥6的工作狀態(tài)會產(chǎn)生延遲。為了改善這一現(xiàn)象，本 實施例還提出了一種電子膨脹閥的控制方法，在熱泵熱水器開機后、化霜過程結束后或水 箱水溫變化率超過水溫變化率預定值時，控制器2接收第一溫度傳感器8當前檢測的環(huán)境 溫度以及第二溫度傳感器9當前檢測的水箱水溫度，并根據(jù)兩個溫度值按以下公式進行計 算，獲得電子膨脹閥6的步數(shù)值P :
[0036] 其中，Te-當前檢測的環(huán)境溫度，°C ;
[0037] Tw-當前檢測的水箱水溫度，°C ;
[0038] Λ P-低溫工況電子膨脹閥調節(jié)跨度，B ;
[0039] Ρ_-機組電子膨脹閥調節(jié)的下限步數(shù)，B ;
[0040] ρ_-機組電子膨脹閥調節(jié)的上限步數(shù)，B ;
[0041] Te_-機組熱泵運行的下限環(huán)境溫度，°C ;
[0042] Teniax-機組熱泵運行的上限環(huán)境溫度，°C ;
[0043] Tw_-機組熱泵制熱水的最低水溫，°C ;
[0044] Twniax-機組熱泵制熱水的最高水溫，°C。
[0045] 其中，上述的參數(shù)除Te和Tw為檢測的值以外，其他的參數(shù)均為已知的，是由電子 膨脹閥6本身的性質決定的，在其產(chǎn)品說明中均可獲得并預置在控制器2中；水溫變化率預 定值優(yōu)選為:TC /min，即當水箱內的水溫每分鐘升高或降低的溫度超過3°C /min時，控制器 控制根據(jù)當前檢測的環(huán)境溫度以及當前檢測的水箱水溫度來計算電子膨脹閥6的步數(shù)值 Po
[0046] 控制器2控制電子膨脹閥6在一預設時間段內按照計算出的步數(shù)值P工作，使得 電子膨脹閥6的步進電機在運行P步后保持當前開度至預設時間段結束；預設時間段過后， 控制器2再按照常規(guī)的自動控制方法調節(jié)電子膨脹閥6的開度。于本實施例中，預設時間 段為3min。
[0047] 本實施例提供的電子膨脹閥控制方法能夠通過計算得到與電子膨脹閥6最佳工 作狀態(tài)較為接近的步數(shù)值，消除了電子膨脹閥6因工作狀態(tài)的改變導致的延遲，使得熱泵 系統(tǒng)能夠快速恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，大大提高了熱泵系統(tǒng)的制熱效率。而本實施例提供的熱泵 熱水器由于采用了上述的電子膨脹閥控制方法，即使在工作狀態(tài)變化比較大的情況下也能 夠快速進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，性能穩(wěn)定，制熱效率高。
[0048] 預設時間段不局限于3min，可根據(jù)電子膨脹閥的性能以及熱泵熱水器的性能確 定，優(yōu)選范圍為2至4min ;水溫變化率預定值不局限于3°C /min，可根據(jù)具體需求進行設 置，優(yōu)選范圍為2至4°C /min。
[0049] 以上結合具體實施例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I域的技術 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入 本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，其特征在于：所述控制方法包括，在所述熱 泵熱水器開機后、化霜過程結束后或水箱水溫變化率超過水溫變化率預定值時，根據(jù)當前 檢測的環(huán)境溫度以及水箱水溫計算出電子膨脹閥（6)的步數(shù)值P，電子膨脹閥（6)在一預設 時間段內按照計算出的所述步數(shù)值P工作。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，其特征在于，計算電 子膨脹閥（6)步數(shù)值P的方法為：其中，Te-當前檢測的環(huán)境溫度，°C ; Tw-當前檢測的水箱水溫度，°C; Λ P-低溫工況電子膨脹閥調節(jié)跨度，B ; Ρ_-機組電子膨脹閥調節(jié)的下限步數(shù)，Β ; Ρ_-機組電子膨脹閥調節(jié)的上限步數(shù)，Β ; Te_-機組熱泵運行的下限環(huán)境溫度，°C; Te_-機組熱泵運行的上限環(huán)境溫度，°C; Twmin_機組熱泵制熱水的最低水溫，°c ; Twmax_機組熱泵制熱水的最高水溫，°c。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，其特征在于：所述預 設時間段為2至4min。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，其特征在于：所述水 溫變化率預定值為2至4°C /min。5. 根據(jù)權利要求1至4所述的一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法，其特征在于：當 所述預設時間段過后，按常規(guī)的自動控制方法調節(jié)所述電子膨脹閥（6)。6. -種采用如權利要求1至5任一項所述電子膨脹閥控制方法的熱泵熱水器，包括熱 泵系統(tǒng)和控制器（2)，所述控制器（2)與所述熱泵系統(tǒng)的電子膨脹閥（6)連接，其特征在于 ： 還包括分別與所述控制器（2)連接的用于檢測環(huán)境溫度的第一溫度傳感器（8)和用于檢測 水箱水溫的第二溫度傳感器（9)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法及熱泵熱水器，涉及熱水器技術領域，為解決現(xiàn)有熱泵熱水器工作狀態(tài)變化較大時電子膨脹閥無法快速進入最佳工作狀態(tài)的問題而設計。該熱泵熱水器電子膨脹閥控制方法為在所述熱泵熱水器開機后、化霜過程結束后或水箱水溫變化率超過水溫變化率預定值時，根據(jù)當前檢測的環(huán)境溫度以及水箱水溫計算出電子膨脹閥的步數(shù)值P，電子膨脹閥在一預設時間段內按照計算出的所述步數(shù)值P工作。本發(fā)明提供的電子膨脹閥控制方法通過計算得到與電子膨脹閥最佳工作狀態(tài)較為接近的步數(shù)值，消除了電子膨脹閥因工作狀態(tài)的改變導致的延遲，使得熱泵系統(tǒng)能夠快速恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，大大提高了熱泵系統(tǒng)的制熱效率。
【IPC分類】F24H9/20, F24H4/02
【公開號】CN105627571
【申請?zhí)枴緾N201410608500
【發(fā)明人】黃娟, 楊磊, 陳炳泉
【申請人】青島經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月3日