專利名稱：熱泵熱水器控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制器，尤其是一種熱泵熱水器控制器。
背景技術：
目前我國熱水器市場上普遍銷售的熱水器產品為燃氣熱水器、電熱水器和太陽能 熱水器等。其中，燃氣熱水器在使用中則存在嚴重的安全隱患，每年因燃氣熱水器的使用而 引發的中毒事件時有報道；電熱水器以消耗大量昂貴的電力為代價，不利于能源的合理利 用；常規的太陽能熱水器在陰雨天是不能生產熱水的，只能依靠電加熱來彌補太陽能的不 足，從而也存在能源的浪費現象，特別是在一些陰雨天比較多的南方地區使用這種熱水器 并不十分經濟。于是， 一種新型的基于熱泵循環原理的熱水器開始在熱水器市場上嶄露頭 角，它是利用蒸發器從周圍環境中吸收熱能(太陽能、空氣或水等)，并通過冷凝器將熱能 釋放到水中去，從而實現熱水的生產。熱泵熱水器具有高效節能、環保、安全可靠等優點，可 全天候使用。能源危機正越來越嚴重地制約著我國國民經濟的快速發展，從近幾年全國各 地爆發的"電荒"就可以讓我們十分清楚地認識到這一問題的嚴重性，因此，發展節能產品 是國家支持、民眾得益之舉，具有廣闊的發展和應用前景。 熱泵熱水器的發展引出了各種各樣的控制器，有的根據所需溫度與出水溫度比 較，通過變頻器來控制水泵轉速降低或升高進水流量。大部分都是以保持恒溫為主，而家庭 用水高峰一般只有三個時間段，如果一直保持恒溫的話會浪費能源，且現有技術中控制器 大部分都用模擬電路和數字電路組成，精確度不高，顯示直觀度不夠，控制功能比較單一， 難以發揮熱泵熱水器更佳效果。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種采用單片機技術設計出可根據不同時間段進行 設定，從而對熱泵熱水器的制熱進行控制以節省能源的控制器。 為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是一種熱泵熱水器控制器，所述
的熱泵熱水器包括設置在室外的外機、設置在外機內的風機、壓縮機、四通閥以及設置在室
內的水箱，所述的控制器用于控制熱泵熱水器的工作狀態，該控制器包括， 控制模塊，所述的控制模塊核心為單片機； 外機傳感器，其設置在所述的外機上，用于檢測化霜溫度； 水箱傳感器，其設置在水箱內，用于檢測水箱內水溫； A/D轉換模塊，其輸入端與所述的外機傳感器和水箱傳感器相連接輸出端與所述 的控制模塊的一輸入端相連接，所述的A/D轉換模塊用于將各傳感器輸出的模擬信號轉換 為適于控制模塊接收的數字信號； 繼電器驅動模塊，所述的繼電器驅動模塊包括控制風機、壓縮機以及四通閥開啟 與關閉的繼電器，所述的繼電器驅動模塊的一端與所述的控制模塊的一輸出端相電連接， 所述的繼電器驅動模塊的各繼電器與相應的風機、壓縮機、四通閥相電控連接；[0011] 按鍵輸入模塊，所述的按鍵輸入模塊與控制模塊的輸入端相連接，用于用戶對熱 水器水溫溫度及內部參數進行設定； 顯示模塊，其與控制模塊的輸出端相電連接，用于進行溫度和時間的實時顯示及 控制器狀態的顯示； 所述的控制模塊對外機傳感器及水箱傳感器的溫度進行采集并處理，根據不同時
間段通過按鍵輸入模塊對水箱溫度的設定，輸出控制信號至繼電器驅動模塊從而控制風
機、壓縮機以及四通閥的啟動與關閉，實現熱水泵自動進行保溫狀態與加熱狀態的轉換。 進一步地，它還包括設置在壓縮機排氣口的用于采集排出氣體溫度的排氣傳感
器、與控制模塊的一輸出端相電連接的告警模塊，所述的排氣傳感器的輸出端與A/D轉換
模塊的一輸入端相連接，當控制模塊采集到排氣溫度高于設定值，其向告警模塊發出控制
信號以驅動告警模塊發出警示信息，并同時驅動顯示模塊進行報警顯示。 所述的熱泵熱水器系統回路上還連接有用于檢測其內部壓力的高壓開關量、低壓
開關量，所述的高壓開關量、低壓開關量輸出端與控制模塊相電連接，當所述的控制模塊檢
測到高壓開關量、低壓開關量輸出的壓力信號異常時，其向告警模塊發出控制信號驅動告
警模塊發出警示信息，并驅動顯示模塊進行報警顯示。 所述的控制器還包括與所述的控制模塊輸出端相連接的時鐘模塊，所述的時鐘模 塊根據按鍵模塊輸入的信息進行時間調整和時段設置。 由于上述技術方案的采用，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點本實用新 型控制器通過采用單片機進行核心控制，精確度較高，可直觀顯示溫度，同時根據使用的需 要分時段進行制熱，從而達到節省電能的功效，值得推廣應用。
圖1為本實用新型熱泵熱水器控制器實現原理框圖； 其中1、熱泵熱水器；11、外機；12、風機；13、壓縮機；14、四通閥；15、水箱；16、高
壓開關量；17、低壓開關量； 2、控制器；21、控制模塊；22、外機傳感器；23、水箱傳感器；24、 A/D轉換模塊；25、 繼電器驅動模塊；26、按鍵輸入模塊；27、顯示模塊；28、排氣傳感器；29、告警模塊；30、電源 模塊；31、時鐘模塊；
具體實施方式如圖1所示的熱泵熱水器控制器，它包括電源模塊30、控制模塊21、設置在熱泵 熱水器外機上的外機傳感器22、設置在熱泵熱水器風機排風口的排氣傳感器28、水箱傳感 器23、A/D轉換模塊24、繼電器驅動模塊25、顯示模塊27、按鍵輸入模塊26、告警模塊29以 及時鐘模塊31，其中，電源模塊30用于將外界提供的電壓轉換為穩定的低壓直流電并為整 個控制器提供需要的電壓，控制模塊21主要由單片機和其外圍電路組成，采用單片機可編 程，從而使得控制器更加智能化。 A/D轉換模塊24的輸入端分別與外機傳感器22、排氣傳感器28以及水箱傳感器 23輸出端相連接，A/D轉換模塊24的輸出端與控制模塊21輸入端相電連接，外機傳感器22 用于采集化霜溫度，采集的溫度電信號通過A/D轉換模塊24轉換為數字信號后輸入給單片機，排氣傳感器28用于采集壓縮機排氣口的溫度，將采集的溫度電信號通過A/D轉換模塊
24同樣轉換為數字信號后輸入給單片機，水箱傳感器23設置在室內的水箱內，通過水箱傳
感器23對水箱內的溫度進行采集，并通過A/D轉換模塊轉換后發送至單片機。 繼電器驅動模塊25包括分別用于控制風機、壓縮機及四通閥開啟與關閉的繼電
器，單片機通過輸出控制信號至繼電器驅動模塊25控制相應的繼電器的開啟與閉合，從而
控制設備的工作與停止來實現溫度的控制。 按鍵輸入模塊26輸入端與控制模塊21相電連接，用戶可根據使用需要通過按鍵 輸入模塊26對熱泵熱水器的制熱溫度及內部參數等進行設定；同時，用戶可通過時鐘模塊 31對熱泵熱水器的加熱時段進行調整。 顯示模塊27采用液晶顯示，保證顯示的清楚直觀； 告警模塊29與控制模塊21的一輸出端相電連接，報警模塊29可以采用蜂鳴器后 指示燈，當單片機29檢測到熱泵熱水器工作異常， 一方面控制繼電器驅動模塊25停止熱水 器的制熱，另一方面將通過告警模塊29輸出報警信息，以提醒用戶。 同時，本實施例中，控制模塊21還分別與熱泵熱水器系統回路中用于檢測內部壓 力的高壓開關量16及低壓開關量17相電控連接，當所述的高壓開關量16或低壓開關量17 檢測到系統工作異常，將觸發單片機，單片機接收信號，驅動告警模塊29進行告警提示。 具體工作過程如下在自動模式或經濟模式工作時段狀態下，當水箱傳感器23探 測到水箱中的水溫低于設定好的溫度，單片機發出指令讓繼電器驅動模塊25所對應風機 和壓縮機的繼電器吸合，為了保護壓縮機，控制壓縮機延時啟動，而且，在開始制熱時單片 機還首先判斷外機傳感器23檢測到的外機溫度是否低于化霜啟動溫度，如果低于化霜啟 動溫度，化霜計時器開始計時，當計時值達到化霜啟動時間時啟動化霜，單片機控制與四通 閥相連接的繼電器吸合，從而開啟四通閥，并且關閉風機，若在計時過程中外機溫度高于化 霜啟動溫度則清除計時器，到下次外機溫度降低到化霜啟動溫度以下時從頭開始計時，待 化霜完畢后再啟動制熱，從而進入加熱狀態，在此過程，外機傳感器、排氣傳感器與水箱傳 感器仍實時將采集的溫度信息發送至單片機，單片機對熱泵熱水器的工作狀態進行實時監 視，當水溫傳感器檢測的溫度達到設定值，則單片機控制停止壓縮機的運行；當單片機檢測 到排氣傳感器采集的溫度過高時，其將驅動告警模塊進行告警，并控制熱水器停止制熱，上 述排氣溫度點是可設置的。待外部告警信號恢復正常時，可以自動恢復到正常工作狀態。但 是如果一小時內連續出現兩次外部告警，則系統鎖定在告警狀態，需要人工關機后才能恢 復，這個次數和時間可以通過系統內部參數設置，外部告警在壓縮機正常工作后的三分鐘 之內和化霜過程中及化霜結束后的三分鐘之內不告警。 上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術 的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍， 凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內。
權利要求一種熱泵熱水器控制器，所述的熱泵熱水器(1)包括設置在室外的外機(11)、設置在外機(11)內的風機(12)、壓縮機(13)、四通閥(14)以及設置在室內的水箱(15)，所述的控制器用于控制熱泵熱水器(1)的工作狀態，其特征在于該控制器(2)包括，控制模塊(21)，所述的控制模塊(21)核心為單片機；外機傳感器(22)，其設置在所述的外機(11)上，用于檢測化霜溫度；水箱傳感器(23)，其設置在水箱(15)內，用于檢測水箱內水溫；A/D轉換模塊(24)，其輸入端與所述的外機傳感器(22)和水箱傳感器(23)相連接輸出端與所述的控制模塊(21)的一輸入端相連接，所述的A/D轉換模塊(24)用于將各傳感器輸出的模擬信號轉換為適于控制模塊(21)接收的數字信號；繼電器驅動模塊(25)，所述的繼電器驅動模塊(25)包括控制風機(12)、壓縮機(13)以及四通閥(14)開啟與關閉的繼電器，所述的繼電器驅動模塊(25)的一端與所述的控制模塊(21)的一輸出端相電連接，所述的繼電器驅動模塊(25)的各繼電器與相應的風機(12)、壓縮機(13)、四通閥(14)相電控連接；按鍵輸入模塊(26)，所述的按鍵輸入模塊(26)與控制模塊(21)的輸入端相連接，用于用戶對熱水器水溫溫度及內部參數進行設定；顯示模塊(27)，其與控制模塊(26)的輸出端相電連接，用于進行溫度和時間的實時顯示及控制器狀態的顯示；所述的控制模塊(21)對外機傳感器(22)及水箱傳感器(23)的溫度進行采集并處理，根據不同時間段通過按鍵輸入模塊(26)對水箱溫度的設定，輸出控制信號至繼電器驅動模塊(25)從而控制風機、壓縮機以及四通閥的啟動與關閉，實現熱水泵自動進行保溫狀態與加熱狀態的轉換。
2. 根據權利要求1所述的熱泵熱水器控制器，其特征在于它還包括設置在壓縮機(13) 排氣口的用于采集排出氣體溫度的排氣傳感器(28)、與控制模塊(21)的一輸出端相電連接的告警模塊(29)，所述的排氣傳感器(28)的輸出端與A/D轉換模塊(24)的一輸入端相連接，當控制模塊(21)采集到排氣溫度高于設定值，其向告警模塊(29)發出控制信號以驅動告警模塊(29)發出警示信息，并同時驅動顯示模塊(27)進行報警顯示。
3. 根據權利要求2所述的熱泵熱水器控制器，其特征在于所述的熱泵熱水器系統回路上還連接有用于檢測其內部壓力的高壓開關量(16)、低壓開關量(17)，所述的高壓開關量(16)、低壓開關量(17)輸出端與控制模塊(21)相電連接，當所述的控制模塊(21)檢測到高壓開關量(16)、低壓開關量(17)輸出的壓力信號異常時，其向告警模塊(29)發出控制信號驅動告警模塊(29)發出警示信息，并驅動顯示模塊(27)進行報警顯示。
4. 根據權利要求1或2所述的熱泵熱水器控制器，其特征在于所述的控制器還包括與所述的控制模塊(21)輸出端相連接的時鐘模塊(31)，所述的時鐘模塊(31)根據按鍵模塊(3)輸入的信息進行時間調整和時段設置。
5. 根據權利要求1或2所述的熱泵熱水器控制器，其特征在于當控制模塊(21)檢測到外機溫度低于化霜啟動溫度，所述的控制模塊(21)控制四通閥(14)開啟、風機(12)關閉，待化霜完畢后啟動制熱。
6. 根據權利要求1所述的熱泵熱水器控制器，其特征在于所述的顯示模塊(27)采用液晶顯示。
專利摘要本實用新型涉及一種熱泵熱水器控制器，包括核心為單片機的控制模塊；用于檢測化霜溫度的外機傳感器；用于檢測水箱內水溫的水箱傳感器；A/D轉換模塊；繼電器驅動模塊，所述的繼電器驅動模塊包括控制風機、壓縮機以及四通閥開啟與關閉的繼電器，控制模塊對外機傳感器及水箱傳感器的溫度進行采集并處理，根據不同時間段通過按鍵輸入模塊對水箱溫度的設定，輸出控制信號至繼電器驅動模塊從而控制風機、壓縮機以及四通閥的啟動與關閉，實現熱水泵自動進行保溫狀態與加熱狀態的轉換，控制器通過采用單片機進行核心控制，精確度較高，可直觀顯示溫度，同時根據使用的需要分時段進行制熱，從而達到節省電能的功效，值得推廣應用。
文檔編號F24H9/20GK201527108SQ200920219499
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者朱鴿 申請人:朱鴿