熱泵熱水器及其控制方法與流程

2023-12-09 10:23:36

本發明涉及熱水器領域，特別涉及一種熱泵熱水器及其控制方法。

背景技術：

熱泵熱水器，也稱「空氣源熱泵熱水器」。其可以將空氣中的低溫熱量吸收進來，經過冷媒介質氣化，然後通過壓縮機壓縮後升溫增壓，再通過換熱器轉化給水加熱，壓縮後的高溫熱能以此來加熱水溫。

現有的熱泵熱水器一般使用線控器進行控制，由於熱泵熱水器的安裝位置的限制，需要將信號線從線控器的布置位置延伸至熱泵熱水器的安裝位置，由於用水位置和熱泵熱水器的安裝位置可能距離較遠，往往需要為了布置信號線進行預埋穿線孔或者在安裝過程中打孔，導致因安裝複雜影響了熱泵熱水器的推廣利用。

技術實現要素：

鑑於上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的熱泵熱水器及其控制方法。

本發明一個進一步的目的是簡化熱泵熱水器的安裝過程。

本發明另一個進一步的目的是提高熱泵熱水器運行可靠性。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種熱泵熱水器的控制方法，包括：由熱泵熱水器的遙控器接收由用戶輸入的控制指令；遙控器以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器發送控制指令，其中指令接收器鄰近於作為遙控器控制目標的熱泵熱水器的主控板布置；由指令接收器解析控制指令並驗證，將驗證正確的控制指令以總線方式轉發至熱泵熱水器的主控板，以供主控板執行控制指令對應的操作。

可選地，在主控板執行控制指令對應的操作之後，還包括：由主控板獲取熱泵熱水器的執行反饋信號，發送給指令接收器，以供指令接收器向遙控器發送，報告控制結果。

可選地，由遙控器接收由用戶輸入的控制指令的步驟之前：遙控器獲取開 機觸發信號；由遙控器檢測與指令接收器的綁定狀態；若遙控器未進行綁定，則獲取並保存待控制的熱泵熱水器的指令接收器的設備標識號，以實現綁定；若遙控器已完成綁定，建立與指令接收器的無線數據連接，並向指令接收器發送熱泵熱水器開機控制指令。

可選地，在向指令接收器發送熱泵熱水器開機控制指令的步驟之後還包括：指令接收器驗證開機控制指令，並驗證通過後，向主控板轉發開機控制指令，以供主控板驅動熱泵熱水器開機；在熱泵熱水器開機後，主控板按照預設的通訊周期向指令接收器反饋熱泵熱水器的工作狀態，以供指令接收器按照工作狀態生成設備狀態數據。

可選地，在指令接收器在第二預設時間內沒有接收到主控板反饋的工作狀態時，向遙控器發送故障提示信號。

可選地，在遙控器處於空閒狀態時還包括：遙控器向指令接收器發送查詢指令；由指令接收器解析查詢指令並驗證，並在驗證通過後根據查詢指令，向遙控器反饋設備狀態數據。

可選地，在遙控器向指令接收器發送查詢指令的步驟之後還包括：在接收到設備狀態數據的情況下，輸出設備狀態數據；或者在第一預設時間內沒有接收到設備狀態數據的情況下，輸出無線數據發射異常的提示信息。

可選地，在熱泵熱水器開機後持續第二預設時間未接收到指令接收器轉發的控制指令時，由主控板按照預設工作模式或者上次開機運行的工作模式驅動熱泵熱水器工作。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種熱泵熱水器，具有用於加熱水的熱泵系統以及檢測工作狀態的檢測裝置，並且還包括：遙控器，具有人機互動接口，並配置成接收由用戶輸入的控制指令，並以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器發送控制指令；指令接收器，鄰近於熱泵熱水器的主控板布置，與遙控器通過無線通訊數據連接，並配置成：解析控制指令並驗證，將驗證正確的控制指令轉發至熱泵熱水器的主控板；主控板，與指令接收器通過總線方式連接，並且與熱泵系統和檢測裝置連接，並配置成驅動熱泵系統執行控制指令對應的操作，並獲取檢測裝置檢測的工作狀態。

可選地，主控板還包括：電源模塊，從熱泵系統的工作電源上取電，並向主控板供電；輸入接口，與檢測裝置連接，並配置成獲取檢測裝置檢測得到的工作狀態；輸出接口，與熱泵系統連接，並配置成向熱泵系統提供控制信號；以及通信接口，通過總線連接指令接收器，並配置成與指令接收器進行數據通 信。

本發明的熱泵熱水器的控制方法，由熱泵熱水器的遙控器接收由用戶輸入的控制指令，遙控器以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器發送控制指令，用戶可以在距離熱泵熱水器較遠的用水位置通過遙控器對熱泵熱水器發送控制指令。本發明的方法取代了傳統熱泵熱水器利用線控器控制熱水器的方法，無需在用水位置和熱泵熱水器之間布置控制線纜，降低了熱泵熱水器的安裝難度。

進一步地，本發明的熱泵熱水器的控制方法，在主控板執行控制指令對應的操作之後，由主控板獲取熱泵熱水器的執行反饋信號，發送給指令接收器，以供指令接收器向遙控器發送，報告控制結果。遙控器可以獲取由指令接收器反饋的熱泵熱水器的執行指令情況，並能夠及時向用戶報告控制結果或者控制過程中出現的問題，提高了熱泵熱水器運行的可靠性。

更進一步地，遙控器可以每間隔一段時間向指令接收器發送查詢指令，由指令接收器解析查詢指令並驗證，並在驗證通過後根據查詢指令，向遙控器反饋設備狀態數據。遙控器可以獲取由指令接收器反饋的熱泵熱水器的工作狀態，能及時反映熱泵熱水器出現的異常，實現了對熱泵熱水器的實時監控，提高了熱泵熱水器運行的可靠性。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是根據本發明一個實施例的熱泵熱水器的示意框圖；

圖2是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器的主控板的示意框圖；

圖3是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器的主控板的電路原理圖；

圖4是根據本發明一個實施例的熱泵熱水器的控制方法的示意圖；

圖5是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器的控制方法的流程圖；以及

圖6是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器的控制方法的流程圖。

具體實施方式

本發明首先提供了一種熱泵熱水器100，圖1是根據本發明一個實施例的熱泵熱水器100的示意框圖。本實施例的熱泵熱水器100具有用於加熱水的熱泵系統140以及檢測工作狀態的檢測裝置150，並且還包括遙控器110、指令接收器120以及主控板130。

在本實施例中，熱泵系統140用於對冷水進行加熱，熱水器100將加熱後的水通過水管輸送至用水點。檢測裝置150包括布置於熱泵系統140各個工作點的多個傳感器，以用於檢測熱泵系統140的工作環境的室外溫度、進水水溫、加熱水溫、蒸發器溫度等工作狀態數據。

遙控器110具有人機互動接口，並配置成接收由用戶輸入的控制指令，並以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送控制指令。在本實施例中，人機互動接口可以包括屏幕以及按鍵，屏幕用於輸出熱泵熱水器100的各項信息，包括工作狀態信息、指令執行情況信息等。按鍵用於接收用戶輸入的控制指令。在一些可替代的實施例中，人機互動接口還可以為觸摸顯示屏或者其他任意可以實現人機互動功能的裝置。遙控器110還包含無線數據發射模塊，可以通過預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送控制指令。在本實施例中，無線數據發射模塊可以採用433m、zigbee等無線傳輸模塊、也可以選用wi-fi等無線網絡傳輸模塊。利用遙控器110取代熱泵系統中的線控器控制，從而解決熱泵線控器使用中的局限性。

指令接收器120鄰近於熱泵熱水器100的主控板130布置，與遙控器110通過無線通訊數據連接，並配置成：解析控制指令並驗證，將驗證正確的控制指令轉發至熱泵熱水器100的主控板130。為了保證信號接收強度，指令接收器120可以布置於主控板130所在殼體的外部，或者與主控板130布置於同一殼體內並將其接收天線布置於殼體外部。

主控板130與指令接收器120通過總線方式連接，並且與熱泵系統140和檢測裝置150連接，並配置成驅動熱泵系統140執行控制指令對應的操作，例如開關機、設定加熱溫度等，並獲取檢測裝置150檢測的工作狀態。在本實施例中，主控板130與指令接收器120可以通過半雙工485總線的方式連接。

圖2是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器100的主控板130的示意框圖。主控板130包括：電源模塊134、輸入接口131、輸出接口132以及通信接口133。電源模塊134用於從熱泵系統140的工作電源上取電，並向主控板130供電。輸入接口131與檢測裝置150連接，並配置成獲取檢測裝置150檢測得到的工作狀態。輸出接口132與熱泵系統140連接，並配置成向熱泵系統 140提供控制信號。通信接口133通過總線連接指令接收器120，並配置成與指令接收器120進行數據通信。在本實施例中，主控板130與指令接收器120可以通過半雙工485總線的方式連接。

圖3是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器100的主控板130的電路原理圖。在本實施例中，主控板130的邏輯功能可以由微處理器135進行實現。微處理器135的p00～p04埠作為多個與檢測裝置150相連接的輸入接口131，p25、p26、p22埠作為多個與熱泵系統140連接的輸出接口132，以及rxd0、clk、txd0作為連接485通訊晶片136的接口，以實現與指令接收器120相連接的通信接口133的功能。微處理器135集成在主控板130上，並有一個穩定輸入的電源模塊134，在本實施例中，輸入的電源電壓為5v。當無線遙控器110控制失效，例如，電池沒電、遙控器110損壞等。主控板130仍能判斷系統的工作狀態，如果正常，則執行到本次加熱結束，否則，主控板130故障指示燈閃爍相應故障，並且立即停止加熱。

本發明還提供了一種熱泵熱水器100的控制方法，本方法通過遙控器110對主控板130進行主動操控。圖4是根據本發明一個實施例的熱泵熱水器100的控制方法的示意圖，上述控制方法包括：

步驟s402，由熱泵熱水器100的遙控器110接收由用戶輸入的控制指令；用戶由遙控器110上的人機互動接口輸入控制指令，在本實施例中，人機互動接口可以包括屏幕以及按鍵，屏幕用於輸出熱泵熱水器100的各項信息，包括工作狀態信息、指令執行情況信息等。按鍵用於接收用戶輸入的控制指令。在一些可替代的實施例中，人機互動接口還可以為觸摸顯示屏或者其他任意可以實現人機互動功能的裝置。在本實施例中，控制指令可以包括，設置加熱溫度、加熱時間、以及加熱模式等等。

步驟s404，遙控器110以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送控制指令，其中指令接收器120鄰近於作為遙控器110控制目標的熱泵熱水器100的主控板130布置。遙控器110還包含無線數據發射模塊，可以先將控制指令按照預先設定好的協議格式進行打包加密處理，再通過預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送包含控制指令的信息數據包。在本實施例中，無線數據發射模塊可以採用433m、zigbee等無線傳輸模塊、也可以選用wi-fi等無線網絡傳輸模塊。利用遙控器110取代熱泵系統中的線控器控制，從而解決熱泵線控器使用中的局限性。

步驟s406，由指令接收器120解析控制指令並驗證，將驗證正確的控制指 令以總線方式轉發至熱泵熱水器100的主控板130，以供主控板130執行控制指令對應的操作。當指令接收器120接收到遙控器110發送的信息數據包後，首先判讀是否為發送給自身的數據包，如果是，則進一步通過預先設定的協議進行解析，使之還原為控制指令。然後驗證控制指令是否正確，如果正確則將控制指令以總線方式轉發至熱泵熱水器100的主控板130，主控板130接收到控制指令後執行相應操作。若驗證控制指令為錯誤指令，則捨棄該控制指令。

在本實施例中優選地，在主控板130執行控制指令對應的操作之後，由主控板130獲取熱泵熱水器100的執行反饋信號，發送給指令接收器120，以供指令接收器120向遙控器110發送，報告控制結果。遙控器110可以獲取由指令接收器120反饋的熱泵熱水器的執行指令情況，並且遙控器110及時向用戶報告控制結果或者控制過程中出現的問題，提高了熱泵熱水器100運行的可靠性。

在本控制方法中，遙控器110接收由用戶輸入的控制指令，並遙控器110以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送控制指令，指令接收器120解析控制指令並驗證，將驗證正確的控制指令以總線方式轉發至熱泵熱水器100的主控板130，以供主控板130執行控制指令對應的操作。在主控板130執行控制指令對應的操作之後，由主控板130獲取熱泵熱水器100的執行反饋信號，發送給指令接收器120，以供指令接收器120向遙控器110發送，報告控制結果。

圖5是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器100的控制方法的流程圖，本方法用於開啟熱泵熱水器100，以及在熱水器開啟後利用指令接收器120接收主控板130反饋的熱泵熱水器100的工作狀態信息，該控制方法包括：

步驟s502，遙控器110獲取開機觸發信號，開機觸發信號可以通過用戶對遙控器110的操作生成，也可以通過遙控器110預先設定的自動開機功能生成。

步驟s504，由遙控器110檢測與指令接收器120的綁定狀態，遙控器110可以通過檢測自身是否已經存儲有待控制的熱泵熱水器100的指令接收器120的設備標識號來確定是否與指令接收器120進行過綁定。

步驟s506，若遙控器110未進行綁定，例如在安裝後的首次啟動時，遙控器110可以獲取並保存待控制的熱泵熱水器100的指令接收器120的設備標識號，以實現綁定。在本實施例中，可以通過向遙控器110輸入熱泵熱水器100的指令接收器120的設備標識號進行設備綁定。

步驟s508，若遙控器110已完成綁定，建立與指令接收器120的無線數據 連接，並向指令接收器120發送熱泵熱水器100開機控制指令。開機控制指令按照預先設定好的協議格式進行打包加密處理，然後由遙控器110通過預設的無線數據發射方式的方式發送至指令接收器120。

步驟s510，指令接收器120驗證開機控制指令，並驗證通過後，向主控板130轉發開機控制指令，以供主控板130驅動熱泵熱水器100開機。當指令接收器120接收到遙控器110發送的信息數據包後，首先判讀是否為發送給自身的數據包，如果是則進一步通過預先設定的協議進行解析。然後驗證開機控制指令是否正確，如果正確則將開機控制指令以總線方式轉發至熱泵熱水器100的主控板130，主控板130接收到控制指令後執行開機操作。若驗證控制指令為錯誤指令，則捨棄該控制指令。

步驟s512，在熱泵熱水器100開機後，主控板130按照預設的通訊周期向指令接收器120反饋熱泵熱水器100的工作狀態，以供指令接收器120按照工作狀態生成設備狀態數據。在本實施例中，預設的通訊周期可以為500ms，工作狀態可以包括熱泵系統140目前的加熱水溫、熱泵已經工作的時間等等，主控板130每隔500ms通過檢測裝置150檢測熱泵系統140的當前工作狀態，並將其以數據的方式反饋給指令接收器120。

步驟s514，判斷指令接收器120是否接收到主控板130反饋的工作狀態。

步驟s520，若步驟s514的判斷結果為是，指令接收器120按照工作狀態生成設備狀態數據並進行存儲。在本實施例中，當次生成的設備狀態數據可以替換上一次生成的設備狀態數據，以實現對數據的更新。

步驟s516，若步驟s514的判斷結果為否，判斷在指令接收器120在第二預設時間內是否接收到主控板130反饋的工作狀態。在本實施例中，第二預設時間可以為2min，在步驟s514中，若指令接收器120未立即收到主控板130的反饋信息時，可以延遲一定時間，並判斷是否在2min內收到了主控板130的反饋信息。

步驟s518，若指令接收器120在第二預設時間內未接收到主控板130反饋的工作狀態，則向遙控器110發送故障提示信號，故障提示信號可以通過遙控器的屏幕進行顯示，也可以通過其他輸出裝置進行信號輸出。

步驟s520，若指令接收器120在第二預設時間內接收到主控板130反饋的工作狀態，則指令接收器120按照工作狀態生成設備狀態數據並進行存儲。

在本控制方法中，遙控器110獲取開機觸發信號，檢測與指令接收器120的綁定狀態，並建立與指令接收器120的無線數據連接，向指令接收器120發 送熱泵熱水器100開機控制指令。指令接收器120驗證開機控制指令，並驗證通過後，向主控板130轉發開機控制指令。主控板130接收指令接收器120的開機指令，並控制熱泵熱水器100開機。

在熱泵熱水器100開機後，主控板130按照預設的通訊周期向指令接收器120反饋熱泵熱水器100的工作狀態。指令接收器120按照工作狀態生成設備狀態數據，若指令接收器120在第二預設時間內未接收到主控板130反饋的工作狀態，則向遙控器110發送故障提示信號。

本實施例的方法還包含對熱泵熱水器100的智能控制，在熱泵熱水器100開機後持續第二預設時間未接收到指令接收器120轉發的控制指令時，由主控板130按照預設工作模式或者上次開機運行的工作模式驅動熱泵熱水器100工作。本實施例的主控板130還具有記錄每次用戶操作的功能，在開機到達第二預設時間後，而用戶未進行任何操作時，主控板130按照預設工作模式或者上次開機運行的工作模式驅動熱泵熱水器100工作，以使得熱泵熱水器100可以正常工作，提供熱水。

圖6是根據本發明另一個實施例的熱泵熱水器100的控制方法的流程圖，本方法用於在遙控器110處於空閒狀態時查詢指令接收器120的設備狀態數據，在本實施例中，若控器處於空閒狀態，則每間隔3s向指令接收器120發送查詢信息。其控制方法包括：

步驟s602，遙控器110向指令接收器120發送查詢指令。可以先將查詢指令按照預先設定好的協議格式進行打包加密處理，再通過預設的無線數據發射方式向指令接收器120發送包含查詢指令的信息數據包。

步驟s604，由指令接收器120解析查詢指令並驗證，並在驗證通過後根據查詢指令，向遙控器110反饋設備狀態數據。當指令接收器120接收到遙控器110發送的信息數據包後，首先判讀是否為發送給自身的數據包，如果是則進一步通過預先設定的協議進行解析，使之還原為查詢指令。然後驗證查詢指令是否正確，如果正確則將自身存儲的設備狀態數據反饋發送至遙控器110。若驗證控制指令為錯誤指令，則捨棄該控制指令。

步驟s606，判斷遙控器110在第一預設時間內是否收到設備狀態數據。在本實施例中第一預設時間可以為1min。

步驟s608，在第一預設時間內沒有接收到設備狀態數據的情況下，輸出無線數據發射異常的提示信息，提示信息可以通過遙控器的屏幕進行顯示，也可以通過其他輸出裝置進行輸出。

步驟s610，在接收到設備狀態數據的情況下，輸出設備狀態數據。在本實施例中，遙控器110通過自身屏幕顯示各項設備狀態數據。

在本控制方法中，遙控器110向指令接收器120發送查詢指令。指令接收器120解析查詢指令並驗證，並在驗證通過後根據查詢指令，向遙控器110反饋設備狀態數據。遙控器110在第一預設時間內沒有接收到設備狀態數據的情況下，輸出無線數據發射異常的提示信息，在接收到設備狀態數據的情況下，輸出設備狀態數據。

本發明的熱泵熱水器100的控制方法，由熱泵熱水器100的遙控器110接收由用戶輸入的控制指令，遙控器110以預設的無線數據發射方式向預先綁定的指令接收器120發送控制指令，用戶可以在距離熱泵熱水器100較遠的用水位置通過遙控器110對熱泵熱水器100發送控制指令，降低了控制距離的限制。本發明的方法取代了傳統熱泵熱水器利用線控器控制熱水器的方法，無需在用水位置和熱泵熱水器100之間安裝控制線纜，降低了熱泵熱水器的安裝難度。

進一步地，本發明的熱泵熱水器的控制方法，在主控板130執行控制指令對應的操作之後，由主控板130獲取熱泵熱水器100的執行反饋信號，發送給指令接收器120，以供指令接收器120向遙控器110發送，報告控制結果。遙控器110可以獲取由指令接收器120反饋的熱泵熱水器的執行指令情況，並及時向用戶報告控制結果或者控制過程中出現的問題，提高了熱泵熱水器100運行的可靠性。

更進一步地，遙控器110可以每間隔一段時間向指令接收器120發送查詢指令；由指令接收器120解析查詢指令並驗證，並在驗證通過後根據查詢指令，向遙控器110反饋設備狀態數據。遙控器110可以獲取由指令接收器120反饋的熱泵熱水器100的工作狀態，能及時反映熱泵熱水器100出現的異常，實現了對熱泵熱水器100的實時監控，提高了熱泵熱水器100運行的可靠性。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。