CN103486735B - 一种水加热系统 - Google Patents

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Abstract

一种水加热系统，包括加热本体（1）、进水系统、出水系统和控制系统，所述进水系统包括进水管道（2）；所述出水系统包括出水管道（3）、出水阀（9）和用水完毕按钮（7）；所述控制系统包括电源开关（6）、电源开关定时器（8）、温度传感器（5）和处理器（4）；温度传感器（5）设置于加热本体（1）内，用于感测加热本体（1）内的水温；所述处理器（4）分别与电源开关定时器（8）、温度传感器（5）和用水完毕按钮（7）连接；所述水加热系统具有训练模式和自动模式两种工作状态。

Description

一种水加热系统
技术领域
本申请涉及一种水加热系统，具体为一种能自动控制加热时间的水加热系统。
背景技术
水加热系统可以应用于多种领域，典型的如热水器。一般洗浴时的水温为人的体温加上3摄氏度，即40摄氏度左右。而自来水的温度一般为15摄氏度左右，将自来水从15摄氏度加热到40摄氏度需要耗费很多能量，成本较大。在现实生活中，经常会出现由于种种原因热水器被过量加热的现象，比如使用者担心洗澡时热水不够而宁愿将热水器加热的时间延长，或者使用者打开热水器之后由于某种原因离开致使热水器无限加热直至自动跳闸，更为常见的是，人们通常不能精确计算每次所需要的加热时长，往往在使用完毕时水的温度依然比较高，长此以往，这必然会导致巨大的电力浪费。现有的水加热系统结构比较复杂，通过温度传感器对水温的测量不够准确。
发明内容
本发明为了克服上述缺陷，而提供了一种操作方便、结构简单、能自动控制加热时间的水加热系统，其能根据训练模式下拟合的多个曲线方程在自动模式中计算出水应被加热到的温度和加热时间并将电源开关自动断开，有效减少了电力浪费。
本发明的方案为：一种水加热系统，包括加热本体、进水系统、出水系统和控制系统，所述进水系统包括进水管道；
所述出水系统包括出水管道、出水阀和用水完毕按钮，所述出水管道用于将已加热的水供向用户，所述出水阀用于供用户打开或关闭热水供给，所述用水完毕按钮与出水阀连接，用于供用户在用水事件结束时按下；
所述控制系统包括电源开关、电源开关定时器、温度传感器和处理器，所述电源开关固定设置于加热本体的侧壁上，用于对加热系统的电源进行闭合和断开，用户还能够通过电源开关输入加热定时时间，所述电源开关定时器能够接收通过电源开关所输入加热定时时间，并能够根据加热定时时间对所述电源开关的闭合和断开进行控制；温度传感器为环形布置，均匀设置于加热本体的内圆周面上，用于感测加热本体内的水温；所述处理器分别与电源开关定时器、温度传感器和用水完毕按钮连接；
所述水加热系统具有训练模式和自动模式两种工作状态，
处于训练模式时：用户通过电源开关将水加热系统通电并向电源开关定时器输入加热时间t输，处理器通过读取电源开关定时器而记录所述输入加热时间t输；当用户用水完毕时，按下用水完毕按钮，用水完毕按钮将用水事件结束信号传递给处理器；此时，处理器通过温度传感器感测所述加热本体内的水温T末；通过△T=T末-40oC得到有效剩余温度△T，处理器再根据有效剩余温度△T计算出加热扣除时间△t，然后根据t有=t输-△t得到有效加热时间t有；
处理器在训练模式中记录多组不同的输入加热时间t输和对应的t有，然后以t输为横轴变量，以t有为纵轴变量得到的多个点进行曲线拟合，并记录拟合后的曲线方程；
处于自动模式时：用户通过电源开关将水加热系统通电并向电源开关定时器输入加热时间t输，处理器通过输入加热时间t输和所记录的曲线方程得到有效加热时间t有，并根据有效加热时间t有对所述电源开关进行断开。
所述进水系统还包括位于进水管道处的进水温传感器，并且与处理器连接，用于感测进水温度T进；在训练模式时，所述处理器能够对不同的进水温度范围分别进行曲线拟合，并对应于不同的进水温度范围而记录相应的曲线方程；在自动模式时，所述处理器能够根据进水温度T进而选择相应的曲线方程，并根据输入加热时间t输而计算出有效加热时间t有。
本发明的技术效果为：通过对水加热系统设置训练模式得到多个拟合曲线方程，从而使得水加热系统在自动模式中根据相应的拟合曲线方程和输入加热时间得到有效加热时间并对电源开关进行自动断开，解决了现有技术中不能精确计算加热时长从而导致水力、电力浪费的问题；温度传感器和进水温传感器的分别设置使得对水温的测量更加准确；用水完毕按钮的设置使得处理器能及时判断用水事件的结束，从而能够及时接收到温度传感器所感测到的用水完毕时的水温；通过将温度传感器设置在加热本体内，减小了水加热系统的布置空间。
附图说明
图1是本发明的水加热系统的示意图。
图2是本发明的加热本体内的温度传感器的布置示意图。
具体实施方式
一种水加热系统，包括加热本体1、进水系统、出水系统和控制系统，所述进水系统包括进水管道2；
所述出水系统包括出水管道3、出水阀9和用水完毕按钮7，所述出水管道3用于将已加热的水供向用户，所述出水阀9用于供用户打开或关闭热水供给，所述用水完毕按钮7与出水阀9连接，用于感测出水阀9的打开与关闭动作；
所述控制系统包括电源开关6、电源开关定时器8、温度传感器5和处理器4，所述电源开关6固定设置于加热本体1的侧壁上，用于对加热系统的电源进行闭合和断开，用户还能够通过电源开关6输入加热定时时间，所述电源开关定时器8能够接收通过电源开关6所输入加热定时时间，并能够根据加热定时时间对所述电源开关6的闭合和断开进行控制；温度传感器5为环形布置，均匀设置于加热本体1的内圆周面上，用于感测加热本体1内的水温；所述处理器4分别与电源开关定时器8、温度传感器5和用水完毕按钮7连接；
所述水加热系统具有训练模式和自动模式两种工作状态，
处于训练模式时：用户通过电源开关6将水加热系统通电并向电源开关定时器8输入加热时间t输，处理器4通过读取电源开关定时器8而记录所述输入加热时间t输；当用户用水完毕时，按下用水完毕按钮7，用水完毕按钮7将用水事件结束信号传递给处理器4；此时，处理器4通过温度传感器5感测所述加热本体1内的水温T末；通过△T=T末-40oC得到有效剩余温度△T，处理器再根据有效剩余温度   △T计算出加热扣除时间△t，然后根据t有=t输-△t得到有效加热时间t有；
处理器4在训练模式中记录多组不同的输入加热时间t输和对应的t有，然后以t输为横轴变量，以t有为纵轴变量得到的多个点进行曲线拟合，并记录拟合后的曲线方程；
处于自动模式时：用户通过电源开关6将水加热系统通电并向电源开关定时器8输入加热时间t输，处理器4通过输入加热时间t输和所记录的曲线方程得到有效加热时间t有，并根据有效加热时间t有对所述电源开关6进行断开。
所述进水系统还包括位于进水管道2处的进水温传感器10，并且与处理器4连接，用于感测进水温度T进；在训练模式时，所述处理器4能够对不同的进水温度范围分别进行曲线拟合，并对应于不同的进水温度范围而记录相应的曲线方程；在自动模式时，所述处理器能够根据进水温度T进而选择相应的曲线方程，并根据输入加热时间t输而计算出有效加热时间t有。

Claims (2)

1.    一种水加热系统，包括加热本体（1）、进水系统、出水系统和控制系统，所述进水系统包括进水管道（2）；
所述出水系统包括出水管道（3）、出水阀（9）和用水完毕按钮（7），所述出水管道（3）用于将已加热的水供向用户，所述出水阀（9）用于供用户打开或关闭热水供给，所述用水完毕按钮（7）与出水阀（9）连接，用于供用户在用水事件结束时按下；
所述控制系统包括电源开关（6）、电源开关定时器（8）、温度传感器（5）和处理器（4），所述电源开关（6）固定设置于加热本体（1）的侧壁上，用于对加热系统的电源进行闭合和断开，用户还能够通过电源开关（6）输入加热定时时间，所述电源开关定时器（8）能够接收通过电源开关（6）所输入的加热定时时间，并能够根据加热定时时间对所述电源开关（6）的闭合和断开进行控制；温度传感器（5）为环形布置，均匀设置于加热本体（1）的内圆周面上，用于感测加热本体（1）内的水温；所述处理器（4）分别与电源开关定时器（8）、温度传感器（5）和用水完毕按钮（7）连接；
所述水加热系统具有训练模式和自动模式两种工作状态，
处于训练模式时：用户通过电源开关（6）将水加热系统通电并向电源开关定时器（8）输入加热时间t输，处理器（4）通过读取电源开关定时器（8）而记录所述输入加热时间t输；当用户用水完毕时，按下用水完毕按钮（7），用水完毕按钮（7）将用水事件结束信号传递给处理器（4）；此时，处理器（4）通过温度传感器（5）感测所述加热本体（1）内的水温T末；通过△T=T末-40oC得到有效剩余温度△T，处理器再根据有效剩余温度△T计算出加热扣除时间△t，然后根据t有=t输-△t得到有效加热时间t有；
处理器（4）在训练模式中记录多组不同的输入加热时间t输和对应的t有，然后以t输为横轴变量，以t有为纵轴变量得到的多个点进行曲线拟合，并记录拟合后的曲线方程；
处于自动模式时：用户通过电源开关（6）将水加热系统通电并向电源开关定时器（8）输入加热时间t输，处理器（4）通过输入加热时间t输和所记录的曲线方程得到有效加热时间t有，并根据有效加热时间t有对所述电源开关（6）进行断开。
2.如权利要求1所述的一种水加热系统，其特征在于，所述进水系统还包括位于进水管道（2）处的进水温传感器（10），并且与处理器（4）连接，用于感测进水温度T进；在训练模式时，所述处理器（4）能够对不同的进水温度范围分别进行曲线拟合，并对应于不同的进水温度范围而记录相应的曲线方程；在自动模式时，所述处理器能够根据进水温度T进而选择相应的曲线方程，并根据输入加热时间t输而计算出有效加热时间t有。
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