CN101258368A - 水控制器 - Google Patents

Abstract

一种控制水流量的系统，包括电磁阀(106)、流量检测器(103，108)和控制器(100)，电磁阀(106)适合于与输送热水的水管线(102)串联，水管线(102)具有用户可操作的控制流量设备(110)，其中阀(106)适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态；流量检测器(103，108)适合于检测水管线内的水流量；控制器(100)适合于与流量检测器(103，108)和电磁线圈进行通信，其中控制器适合于使用流量检测器(103，108)监控水流量，并且适合于操作电磁阀(106)，其中响应水流量的检测，将控制器(100)编程成确定无流量条件，从而控制器与电磁阀(106)进行通信以便通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀(106)从常开位置操作到关闭位置。

Description

水控制器

技术领域

本发明涉及一种水控制系统，尤其是但不只是涉及一种对淋浴龙头、即热式热水器(califont)、浴缸等的水和/或能源使用进行控制的水控制系统。

背景技术

本领域众所周知，在淋浴龙头、浴缸或即热式热水器(califont)内配备热水和冷水机械阀来实现在喷头处提供理想温度的水。为了节约水耗，从而节约加热水而需要的能源量，已经进行了各种努力来减少流经喷头的流量。配备控制供水温度的电子温度控制系统也是公知的。

例如，国际专利公布No.WO93/14451描述了一种电子控制的淋浴控制器，在家用和商用中管理热和冷淋浴水的时间间隔和消耗。打开淋浴龙头之后，流量开关或传感器(1)启动，并且给中央处理器(2)发送信号，中央处理器(2)启动3个双功能计时器，它们通过操作3个电磁线圈来定时和调节水量。在一个全调节时间间隔结束时，热水主电磁线圈吸住而关闭。这使得热水副电磁线圈连同冷水电磁线圈一起保持打开以便提供一段时间温水。在这段时间结束时，热水副电磁线圈吸住而关闭，只提供一段时间冷水。在这段冷水时间结束时，冷水电磁线圈吸住而关闭，结束淋浴。在规定时间间隔之后，淋浴计时器复位准备下一个淋浴循环。

在又一个实例中，日本专利公布No.5015466描述了一种带有最优准备功能的淋浴装置，允许淋浴装置在操作室内远程开关之后开始放水预定时间，并且通知热水供给线路的内部已经达到适当的温度。按下远程开关81a、81b、81c或81d，接着在预定时间之后，热水供给监视器84点亮，电开关阀5a-5d打开，开始供给热水，监视器灯9a开始闪烁。当温度传感器4的温度检测指示已经达到合适的温度，电开关阀5a-5d关闭，监视器灯9a点亮以便通知现在是进行淋浴的合适时间。用户在放水后将不进行淋浴，因为他或她在浴室B的外面。这种安排防止出现麻烦，即当用户实际进行淋浴时水已经变冷，而不管事实上供给的水中已经达到合适的温度。

在再一个实例中，日本专利公布No.1246613描述了一种热水波动淋浴器，通过自动改变热水供给温度以及控制温度宽度和时间宽度可使人体舒适。来自热水供给机14的热水供给管道15和冷水供给管道16连接到混合单元17，温度受混合单元17控制的热水从龙头18或淋浴器19进行供给。阀部件20和控制部件21包含在这个混合单元17内，通过信号连接到沉淀器22、温度传感器23和热水供给机14，它们作为整体构成淋浴单元23。这个沉淀器22除了配备有龙头开关和淋浴开关之外，还配备有波动开关、波形开关、和自动转换开关，波动开关用于开始波动，波形开关切换温度变化波形以便进行波动操作，自动转换开关确定温度宽度和时间宽度是否应该自动或手动组合以及波动的温度宽度和时间宽度量等等。因此，热水供给的温度进行波动，并且它的变化被最恰当地组合起来以供给热水。

在又一个实例中，日本专利公布No.1203842描述了一种方法，使得可能甚至在热水填充期间向龙头或淋浴器供应热水，通过将一个流动通道切换到另一个流动通道以便在热水供给期间向浴缸流动通道自动供应热水，在热水供给终止时自动切换到浴缸流动通道，从而提高使用方便性，以及使得可能在初始浴缸热水供给条件下恢复热水供给。当在用热水填充浴缸23期间想要向龙头流动通道17供给热水时，按下龙头热水供给按钮52以便将热水供给引向龙头。一组热水量(瞬时/综合)、一组热水温度、当前综合和瞬时热水供给量、以及当前热水供给温度都存储在控制器的存储器27c内，将流速调节—水堵塞转换阀C切换到龙头侧。到龙头24的热水供给开始流经龙头流动通道17，热水供给继续，同时进行适当的温度控制。当热水供给操作终止时，又按下龙头热水供给按钮52以便停止到龙头的热水供给。在计时器设定的时间内，流速调节—水堵塞转换阀C切换到浴缸流动通道16，读取存储的热水供给条件，执行到浴缸23的热水供给。

在又一个实例中，日本专利公布No.59173649描述了一种方法，其通过启动致动器而随时间改变流速，从而在淋浴器使用时依靠改变流速来提供按摩效果，所述致动器通过随时间变化的信号来调节流速控制器的流速设定，流速控制器控制热交换器内的流速。带有致动器17的流速控制器1连接到热交换器11，给热交换器11配备加热器20和给所述加热器20配备加热控制器19。当温度传感器12检测到排出热水的温度时，热水供给控制器21向流速控制器1输出信号以便切换流速随着时间的可变控制以及在预期时间间隔前后恒定的流速控制。也就是，调节流速控制器的流速设定的致动器由随时间变化的信号来启动，从而流速可以随时间变化，结果在淋浴器使用时通过流速变化来提供按摩效果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种设备，其可以使用水得到控制或者将至少给公众提供有用的选择。

因此，在第一方面，本发明可以概括为包括一种控制水流量的系统，包括：电磁阀、流量检测器和控制器，电磁阀适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作的控制流量设备，其中所述阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电(de-engergised)时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电(engergised)时，阀处于关闭状态；流量检测器适合于检测水管线内的水流量；控制器适合于与流量检测器和电磁线圈进行通信，其中控制器适合于使用流量检测器监控水流量，并且适合于操作电磁阀，其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器与电磁阀进行通信以便通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

优选地，在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

优选地，将控制器编程成当控制器检测到水管线内的水流动已经出现预定时间时，就确定无流量条件出现。

优选地，将控制器编程成当一定量的水已经在水管线内流动时，就确定无流量条件出现。

优选地，控制器已经确定了无流量条件，如果控制器没有检测到水管线内的水流动，控制器就保持电磁阀处于开状态。

优选地，控制器适合于确定流量条件，其中将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而在流量周期期间打开电磁阀。

优选地，一旦无流量周期已经终止，控制器就确定无流量条件出现。

优选地，控制器包括处理器。

优选地，控制器包括计时器。

优选地，用户可操作的控制流量设备是龙头或旋塞(tap)。

在另一方面，本发明可以概述为包括一种控制水流量的系统，包括：电磁阀、流量检测器和控制器，电磁阀适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作的控制流量设备，其中所述阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态；流量检测器安装在水管线内或附近，适合于检测水管线内的水流量；控制器与流量检测器和电磁线圈进行通信，其中控制器适合于使用流量检测器监控水流量，并且适合于操作电磁阀，其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

优选地，在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

在另一方面，本发明可以概述为包括控制器，其使用用户可操作阀来控制水管线内的热水流量，控制器适合于：与适合于检测水管线的流量检测器进行通信以便检测水管线内的水流量，以及与电磁阀进行通信，电磁阀适合于与输送热水的具有用户可操作阀的水管线串联，电磁阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态，其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器适合于通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

优选地，在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

在另一方面，本发明可以概述为包括一种阀组件，其使用用户可操作阀来控制水管线内的热水流量，所述阀包括：电磁阀、流量检测器和控制器，电磁阀适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作阀，其中电磁阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态；流量检测器适合于检测水管线以便检测水管线内的水流量；其中电磁线圈适合于与控制器一起使用，控制器适合于与流量检测器进行通信以便监控水流量，响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

优选地，在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

在另一方面，本发明可以概述为包括一种用于改变水流量的控制器，包括：阀、流量检测设备和计时器或处理器，阀配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联；流量检测设备提供所述水流量的指示；计时器或处理器接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后，向所述阀提供信号以便将所述阀从常开位置操作到关闭位置，持续预定无流量周期。

在另一方面，本发明可以包括一种用于改变水流量的控制器，包括：阀、流量检测设备和计时器或处理器，阀配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联；流量检测设备提供所述水流量的指示；计时器或处理器接收所述流量指示，并且在预定指示周期之后，向指示器和/或所述阀提供信号以便操作所述阀来指示用户流量不久将关闭。

在另一方面，本发明可以概述为包括一种用于改变水流量的控制器，包括：阀、流量检测设备和计时器或处理器、以及输入设备，阀配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联；流量检测设备提供所述水流量的指示；计时器或处理器接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后，向所述阀提供信号以便将所述阀从常开位置操作到关闭位置，持续预定的无流量周期；输入设备配置成接收代码或标识符，或者带有安全盖，从而一旦所述代码或ID输入正确或者拆除所述安全盖，使用所述输入设备就能改变至少所述预定周期。

优选地，例如通过直接连接到淋浴器、浴缸、即热式热水器或热水供给线，所述阀位于单个输出水管线上。

作为选择，所述阀连接到带有几个输出端的管线上，其中至少一个是主流量输出端，例如淋浴器，并且所述计时器包括预定辨别周期，从而小于预定辨别周期的流量就被忽略，并且计时器不启动。

优选地，所述控制器还包括比例阀，比例阀配置成限定或改变流过所述热水管线的最大流量。

优选地，所述阀和所述流量检测设备都在本地公用供给电压(localutility supply voltage)下操作。

优选地，所述阀是常开电磁阀，出现故障时打开，确保在紧急情况下，例如在停电期间，为了家庭安全，冷水总是可用的。

优选地，所述控制器还包括温度传感器，其中所述传感器的输出提供给所述计时器，其中所述预定流量周期将不开始，除非温度超过预定水平。

优选地，所述阀和所述流量开关在240伏下操作。

优选地，所述阀是常开电磁阀。

优选地，所述常开电磁阀包括手动超越控制装置(manual override)。

优选地，所述流量开关是磁性叶片式。

优选地，所述控制器包括又一个输入设备，允许根据提供给所述输入设备的信号来操作所述阀，以便切断热水以防止进一步的热水供应。

优选地，所述指示包括至少一个热水流量脉冲，以便指示编程的淋浴时间结束。

优选地，所述指示包括预定周期内的预定数量的脉冲。

优选地，每个所述周期可以通过用户输入设备进行改变。

在另一方面，本发明可以概述为包括一种用于改变水流量的控制器，包括：阀、流量检测设备和计时器或处理器，阀配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联，所述热水管线包括龙头，其中阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于打开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态；流量检测设备提供所述水流量的指示；计时器或处理器接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后，提供信号以便通过给电磁线圈通电而在预定的无流量周期把所述阀从常开位置操作到关闭位置。

在本说明书中，引用了专利说明书、其他外部文献或其他信息源，这通常是为了提供背景以便论述本发明的特征。除非另外特别声明，这些外部文献不应理解为这些文献或这些信息源在任何权限下都是现有技术或者形成部分本领域公知常识。

本说明书中使用的术语“包括”指的是“至少部分由…组成”。当在本说明书中解释包括这个术语的语句时，每个语句中以这个术语开始的特征都需要存在，但其他特征也可能存在。相关术语例如“包括(comprise)”和“包括(comprised)”都用相同的方式进行解释。

对于本发明涉及领域的技术人员来说，许多结构变化和本发明差异很大的实施例及应用将暗示它们并未脱离附属权利要求书所定义的本发明范围。本文中的公开和描述只是作为例证，而不是要进行任何意义的限定。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的一个优选形式，其中：

图1是根据本发明的电气和水系统的示意图。

图2是根据本发明替代实施例的电气和水系统的示意图。

图3a是控制面板的前视图。

图3b是替代控制面板的前视图。

图4a和4b是表示本发明第一和第二实施例的控制逻辑的流程图。

图5a和5b是系统的写入图。

图6是控制器第二实施例的电路图。

具体实施方式

图1-5b中图示了本发明的优选实施例。本发明涉及一种包括构成部件的系统，可以安装这些构成部件以便对使用热水的浴缸、淋浴器、水池或其他分水场合中的热水使用进行控制。本发明能够改型为现有的分水装置，或者包含在新装置内或与新装置集成在一起。本发明适合于安装在由热水缸或类似物供给的分水装置内，以便产生和提供热水。作为选择，本发明能用在使用即时热水加热的分水装置内，例如即热式热水器(califont)。将能理解，术语“热水(hot water)”和“热水(heated water)”指的是已经加热到任何温度的水。

系统优选地为分成两部分。第一，它具有控制阀和放置成实际靠近淋浴龙头或其他出口的流量检测设备。第二，安装在热水缸或其他供水附近的控制器，这里通常具有主电源，并且安全不会受到损害。

本发明的优选实施例能以下列方式控制热水。本发明利于控制流量周期，它是允许在分水装置内使用热水的时间间隔。将能理解，事实上在流量周期期间实际可能使用或可能不使用热水。本发明也利于控制无流量周期，它是临时限制热水使用的时间间隔。在流量周期期间，本发明操作以允许用户随意使用热水。在无流量周期期间，本发明操作以防止用户使用热水。

在优选实施例中，在允许使用热水的流量周期期间，试图使用热水之后，无流量周期出现。优选地，在流量周期期间热水使用已经过去一段时间之后，无流量周期出现，更优选为预定或预设时间段之后。作为选择，在一些其他参数或事件出现之后，例如当一定量热水流量出现时，无流量周期可能出现。

一旦流量周期已经结束，本发明就进入无流量状态，从而它防止在无流量周期使用热水。一旦无流量周期结束，本发明就确定流量条件，并且重新设立允许再一次使用热水的流量周期。优选地，无流量周期是优选由控制或管理系统的人来预定或预设的时间间隔。例如，这可能是家庭业主、旅馆管理人员或负责安装有本发明的淋浴器、浴缸、水池或其他分水装置的任何其他人。允许使用热水的流量周期通常并不限定到具体时间长度。本发明维持流量周期直到事件出现。例如，一旦在流量周期期间有人使用热水，它就触发水使用周期，一旦期满就使系统进入无流量状态或状况。

图1以示意形式表示淋浴装置，其包括根据本发明优选实施例的用于水控制系统的已安装部件。参考图1，管工和电工能将本发明部件装配在热水/淋浴供给管线102内。这些部件包括电磁阀106、流量检测设备103和/或温度传感器108、以及控制系统的控制器100。热水供给线在热水缸104或类似热水箱或供给和淋浴头101或其他水出口设备之间提供热水。控制器100在安装到现有热水系统104中之后，也能编程成根据系统管理人员需求进行操作。优选地，这些部件是低压启动的固体电路，例如从240伏AC电源流出的24伏。变压器配备在控制器内来转换电压。经由变压器112从AC电源114给控制器供电。控制器100监控热水流量和淋浴器的最大长度以便有助于减少水加热的费用，并且降低冷淋浴的可能性。在优选实施例中，将阀106作为一个单元来提供，而控制器作为单独单元，便于安装。阀单元也以有选择地包括温度传感器108、流量检测设备106和/或流量减压阀。

图1中图示了本发明的优选实施例。图1中图示的部件包括控制器100、电磁切断阀106、流量开关或流量检测设备103和温度传感器108。在热水供给管线102内、热水缸和电磁阀106之间配备龙头、旋塞110或其他用户控制的流量设备。这个龙头、旋塞或类似物110能使用户控制热水管线102内的水流量。控制器100可以是微处理器、ASIC或其他从检测设备103和/或温度传感器108接收流量信息并且根据系统管理人员设定的供水程序来操作阀106的处理设备。控制器100包括输入设备以便允许改变参数，并且可选择地包括显示器。切断阀106是常开电磁线圈启动阀。这意味着它默认地处于可靠的开位置，允许水流动。阀106的电磁线圈在常开状态下并不吸收电能，当它断电时默认为这个位置。作为选择，它包括外部手动超越控制装置。流量开关/检测设备103或温度传感器108提供流量信息。通过检测供给线内的水温，温度传感器108就能检测热水是否在流动。当温度高于某一阈值时就检测到流动。因此，温度传感器108也能用作流量检测设备。流量检测设备103可选择为磁性叶片式。水流量/流动检测的其他方法能同等地应用，并且本领域技术人员可以构思结合在本说明书中。优选地，控制阀106和流量检测设备103和/或温度传感器位于淋浴设施附近，而包括计时器的控制器位于热水缸柜内或储存缸附近，这里公用电源通常是可用的，并且足以消除损害。

控制器100根据优选的预定程序来控制流经供给管线102的水流量。控制器100确定何时出现与无流量周期相关的无流量条件，在无流量周期内不允许使用或供给热水。控制器100也确定与流量周期相关的流量条件，在流量周期内允许使用或允许供给热水。当控制器100确定出与无流量周期相关的无流量条件时，它操作电磁阀106以防止水流经淋浴头101或其他水出口。当与流量周期相关的流量条件出现时，控制器100操作电磁阀106进入打开位置以允许热水流经水出口101。无流量周期出现持续一段时间，这优选地由用户输入预定。一旦控制器最初检测到无流量条件，控制器就触发计时器，计时器用来确定无流量周期何时期满。当无流量周期期满时，控制器100进入流量状况，然后启动控制器来操作阀106以便允许热水流动。在这个时间期间，用户自由操作用户控制流量设备以便随意使用热水。当由于用户操作用户控制流量设备例如龙头110而供给热水时，控制器100将通过与其连接并通信的流量检测设备103和/或温度传感器108检测水流量。一旦检测到流量，这就触发计时器。本发明允许在优选的预定时间内使用或供给热水，该时间由控制本发明的人进行设定。一旦预定时间已经期满，控制器100就确定无流量条件出现，以及无流量周期应该开始。然后这就触发控制器以关闭上述阀。作为选择，当已经使用了一定量水时，流量周期可能停止，这由控制器根据流量检测设备和/或温度传感器来确定。本领域技术人员也可能设想到用于确定流量周期何时应该结束的其他量度。

总结本发明的优选操作，首先系统将处于流量周期。用户打开龙头110以便向淋浴头101或其他水出口供给热水。此时，电磁阀106将处于断电默认常开位置，允许水流经阀106到达淋浴头101。流量检测设备103和/或温度传感器108检测水流量，并且触发控制器100以便开始计时程序，将在下面对此进行更详细地解释。一旦控制器确定流量应该停止(即流量周期应该停止)，它就给电磁阀106通电以便它关闭并阻止水流动。此时或稍后，通常淋浴器用户将关闭龙头110，从而也防止水流到淋浴头101。最后，按照下述方式，当龙头关闭时，电磁阀106重新打开至少部分无流量周期。按照这种方式，电磁阀106处于断电状态，从而多数时间都节约能源。这个操作意味着阀的电磁线圈进入通电闭合状态仅仅持续很少时间，从而减少能耗并提高电磁线圈寿命。

在无流量周期期间关闭阀106之前，阀可以按照下述方式进行操作，以便产生热水脉冲，指示淋浴器开时间将结束。可以提供指示热水流量将结束的替代方式。现在参考阀在无流量周期初始阶段期间最初关闭时发生的过程。在警告周期结束时，阀被关闭并保持关闭。通常此时或稍后洗浴者就关闭龙头110，停止流量。控制器通过给电磁线圈断电来关闭控制阀106，从而节约能源并保持电磁阀冷却，从而延长它的寿命。如果控制龙头110在无流量周期内打开，则通过给电磁线圈通电来重新启动控制阀106以便停止水流动。这可以重复几次直到停止(无流量)周期已经期满，此后控制器每隔几秒钟进行检查来确定水是否已经重新开始流动。

控制器的设置

在一个实施例中，使用面板上的三个按钮或控制旋钮来设置淋浴控制器100，这显示在背光LCD面板上。

通过按下设置按钮(位于控制器中心)20秒钟来启动程序，同时本单元处于“READY”模式。

当控制器100处于设置模式时，通过再次按下设置按钮来选择设置项目。根据需要使用左按钮和右按钮增加和减小选择值。

如果持续60秒钟未按下按钮，或者EXIT项目的值从0变为1，则自动终止设置模式。

为了改变个人身份号码，一起按下右按钮和中按钮几秒钟，打开另一设置模式，允许进入以改变个人身份号码和恢复工厂默认设定。

显示在面板上的项目如下：

淋浴控制器

显示	项目	选择	默认值	注释
					PIN	个人身份号码	0-9999	1	用来防止非授权进入设置项目
SOTM	淋浴最大时间	0-20分钟	6	最大淋浴持续时间
					ENDMENDSENDR	第一脉冲持续时间第二脉冲持续时间循环数量	1-59秒钟1-59秒钟1-10	111	接近淋浴最后一分钟，热水关闭并再次打开，产生脉冲效果。这警告用户按照编程到淋浴时间结束还剩60秒。
SRTM	淋浴中止时间	0-20分钟	2	淋浴之间的最小时间
					EXIT	从设置模式退出	1-退出	0	设置为1来退出

在替代实施例中，如图3a和3b中所示，实施不同类型的控制器用户界面310。在本实施例中，使用位于开关单元前盖板之下的三个螺丝刀可调节电位计311a-311c或其他控制旋钮来设置淋浴控制器100。这三个电位计调节开时间(On Time)311a、淋浴之间的时间(中止或关时间)311b、以及关闭之前的低温警告流量脉冲的频率和持续时间(脉冲时间)311c。这些时间的范围可以如上表中所示，或者选择如下：

开时间3-20分钟

关/中止时间1-20分钟

脉冲时间1-20秒钟

或者本领域技术人员可以实施任何其他合适范围的开/关/脉冲时间。状态指示器例如LED 311d指示控制器处于什么状态。

设置配置由管理淋浴器的人进行输入，例如家庭业主、旅馆业主等。可以使用安全代码、密钥或其他安全手段来防止未经授权的人改变设置。

操作实施例1

这个操作涉及图7中所示的实施例，其中在控制阀上游没有龙头。当控制器100处于中止模式(流量模式或周期)时，淋浴不操作，它在它的正面显示器上显示READY，以及距离上次淋浴的时间。或者其通过其他手段例如LED来显示。电磁阀106打开，而龙头110关闭。当控制器100检测到热水流动时，它启动计时器，步骤404所示，在淋浴开时间(SOTM)之后确定无流量条件，并且通过关闭电磁阀106来关闭热水流量。这启动无流量周期。可以由流量开关/检测设备103或温度传感器108检测流量。接近淋浴的最后一分钟(或者某些其他合适的预先警告周期)，并且在完全关闭电磁阀106之前，关闭并再次打开热水，产生脉冲效果。这通过控制器100给阀106的电磁线圈通电和断电来实现，以便打开和关闭阀106来控制热水流向淋浴头。这个脉冲模式由控制器根据输入控制器的程序或配置指定的时间长度和脉冲数量来实施。这警告用户按照编程到淋浴时间结束还剩60秒钟。显然能使用不同长度的警告周期，例如30秒钟或2分钟。作为替代，可以使用闪烁LED或其他警告机制。

显示器显示SHWR ON，剩余淋浴时间为几分钟和几秒钟。可以提供另一个淋浴开指示器，例如LED。一旦已经通过关闭阀106而关闭淋浴器，就可以防止热水在SRTM(淋浴中止或关时间)时间流动，如步骤408。显示器显示SHWR RST，以及直到淋浴器能够再次使用所剩余的分钟和秒钟。也可以使用另一手段，例如LED。此时，控制器100将给电磁阀106通电以便保持它处于关闭状态。

参考图4描述控制器使用的逻辑。最初在加电下400，测试灯并稳定输入和输出。然后系统准备操作402，并显示距离上次淋浴的时间，检查设置请求并检查流量。

对于设置请求412，可以对设置项目、参数等进行编辑。

如果流量出现超过3秒钟则认为淋浴开404。控制器显示淋浴剩余时间，检查流量，当只剩余1分钟时就警告用户。如果没有检测到流量，指示淋浴少于60秒钟，控制器复位406，准备下一次淋浴。如果达到最大时间，则通过对阀106的控制来关闭热水408，并显示到允许下一次淋浴的时间间隔。在关闭408之前，如上所述脉冲热水。作为选择，通过又一个输入设备可以抑制热水410，这个输入设备可以由例如计时器来提供以防止热淋浴超过一定周期。

操作实施例2

第二实施例的操作如下。如图3a或3b所示，第二实施例具有带面板的控制器。当控制器100处于准备完毕模式(相当于流量模式--也就是允许流动或供给热水)时，淋浴器或浴缸或其他供水区域给用户准备好以便通过打开龙头来开始流动，见步骤420。当控制器100处于准备完毕模式(流量模式)时，按照图3a或3b中的控制器，其中没有淋浴操作并且控制器接通，面板上的LED每隔10秒钟短暂闪烁一次。当用户打开龙头从而打开淋浴器(步骤420)并且热水流动时，LED打开直到淋浴开时间结束之前1分钟。此时控制器触发计时器来确定无流量周期应该何时开始。由流量设备103和/或温度传感器108检测流量。控制器100在确定流量已经开始和触发计时器之前可以等待流量一定时间(例如10秒钟)。如果有人只是短暂地打开龙头，这个辨别周期就防止不必要地限制使用。对于淋浴开时间的最后时刻(即，此例中为1分钟)，控制器操作电磁阀106以便在脉冲时间内关闭它，并且在脉冲时间内又打开它。在这个周期期间，LED快速闪烁，例如每隔0.5秒钟闪烁一次。

当淋浴时间已经期满时，见步骤422，流量电磁阀106打开达30秒钟，切断热水，见步骤423。然后启动无流量计时器，见步骤424。然后它检查无流量周期是否期满，见步骤425。如果没有，则30秒钟之后阀106又短暂打开，见步骤426，监控流量检测设备103和/或温度传感器108(见步骤427)是否检查到热水流量，见步骤428(即龙头110仍然打开还是已经重新打开)，电磁阀106又关闭10秒钟(步骤423)，然后重新打开(步骤426)。然后又对热水管线102内的流量进行监控，步骤427。检测流量以及在开和关状态之间操作电磁阀106的过程在淋浴关时间(无流量周期)内继续。这样，它确保淋浴器在全部时间内都停止，即使用户不关闭龙头110或者其他人在淋浴关时间期满之前打开龙头110。然而，如果龙头110关闭，它也确保在淋浴关时间期间电磁线圈不是不必要地保持通电(即，通过给电磁线圈通电使阀106进入关闭位置)。因此，在无流量周期期间阀106可以多次打开/关闭。在淋浴中止时间期间，LED缓慢闪烁。一旦淋浴关时间已经期满，步骤425，控制器就确定流量条件重新出现和流量周期应该重新开始。控制器给电磁线圈断电，步骤429，从而打开阀106，允许用户通过打开龙头再次使用热水，步骤420。LED重新开始它每隔10秒钟的短暂闪烁，直到检测到流量。使用图3a中所示的第一类型控制器可以实施类似过程。

优选地，如果用户在他们的淋浴时间期满之前就关闭龙头110，则控制器进入无流量状况，开始无流量周期。将能理解对此的其他替代也是可能的。例如，直到最初的淋浴已经期满的时刻才可以操作淋浴器准备另一次淋浴。

将能理解，上述时间只是示范性的，也可以实施成其他合适的时间。

实施例2的安装

管工通过按照需要压接或装配螺母，将下列设备连接到淋浴器热水供给管道系统中，尽可能靠近被监控的混合器：

a)流量检测设备。

b)优选作为一个单元的电磁切断阀。

电工进行下列连接：

a)在热水缸柜内反馈到控制器的电缆。

b)使用传统平面箱和平面板以及标准电气配件和配线作业，将控制器连接到电源。

优选地，操作工/业主通过从电控制器中拆除面板给这个单元进行编程，以便设定如下需要的时间间隔。注意可以用颜色给面板编码来帮助用户。例如，面板靠近或环绕开时间调节旋钮的部分可以是绿色。面板靠近或环绕脉冲时间调节旋钮的部分可以是黄色。面板靠近或环绕关时间调节旋钮的部分可以是红色。例如如下所述，面板可以包括关于如何设定每个设置的颜色代码指令。可以设想其他颜色方案，或者根本不使用颜色。这里使用绿色、黄色和红色。

绿色

1、3-20分钟最大淋浴持续时间。

(开时间(On Time)设定最大淋浴持续时间)

黄色

2、1-20秒钟脉冲时间

(脉冲时间(Pulse Time)设定冷水脉冲，其警告用户到淋浴结束之前还剩1分钟)

红色

3、1-20分钟中止时间

(关时间(Off Time)设定淋浴之间的等待周期)

可以理解这些时间只是示范性的，也可以设想其他时间。

可编程的脉冲持续时间可以由业主进行调节，允许几秒钟的脉冲，警告用户到淋浴结束之前只剩60秒钟。可以设想其他持续时间。作为选择，可以用一些安全设备或个人身份号码来防止未授权的配置。

实施例1的系统配置

通过设定对这个单元进行编程：

a)安全个人身份号码1-9999

b)2-30分钟淋浴持续时间

c)2-30分钟淋浴中止时间

d)1-10秒钟脉冲以及高达10个重复循环

安全个人身份号码是可以使用或不使用的选项。

可编程的脉冲持续时间可以由业主进行调节，允许几秒钟脉冲，警告用户到淋浴结束之前还剩60秒钟。

将能理解上述实施例涉及淋浴器的使用。本领域技术人员将容易理解，本发明可以按照类似方式安装在其他供水系统中，例如浴缸、洗手盆等。也能理解，在即时水加热装置的情况下，例如即热式热水器(califont)，也能应用本发明。

在另一实施例中，能对控制器进行编程以便给用于监控使用的计算机上传关于热水使用的数据。

图5a和5b表示控制器100与图3a和3b中所示实施例2的流量组件之间的图示互联。流量组件包括电磁阀106，还选择性地包括流量检测设备103和/或温度传感器。它也可以包括流量减压阀。图5b更详细地表示控制器上的连接。控制器连接到AC电源51，52的相位中性端。给电磁线圈供电的电磁线圈控制线配备在控制器和电磁线圈53之间。还配备中性线54。信号线和返回线55，56提供来自控制器100的控制信号以便操作流量组件。

图6表示控制器第二实施例的电路图。

思考

在新房子中，优选解决方案将是把控制器直接安装在热水缸处，给要监控的淋浴器安装独立的电源线。

为了将淋浴水量减少到节约的程度，即每分钟7-9升，在装配时可以安装手动闸门阀110(电磁阀之后)，如果需要增加或减少热水流量，业主可以容易地对此进行调节，从而减少整体水量。这取代了对节水淋浴头的需要以及相关的供给和安装困难。

本发明设计成鼓励家庭在浴室内、在水的使用和用来加热水的能源方面具有节约意识。通过这种方式最小化家庭热水和能源的使用，是每个家庭都可使用的。本发明可以节约目前的水和水的加热费用的三分之一，同时整个家庭内资源的分配更平均。

为了节约水和用来加热水的电或气，通过监控每个家庭成员的淋浴时间将其减少到10分钟以内。

对于四口之家来说，这个淋浴时间的减少可以导致每天节约400-800升水。(20分钟的淋浴使用200升热水；7分钟的淋浴只使用70升热水)。这样每年节约总计达两百万升热水，加上又减少高达三分之一的水加热成本。

在如新西兰的奥克兰或澳大利亚的悉尼这样的城市内，使用控制系统减少家庭的水和加热成本可以导致每年节约数十亿升水；如果控制系统也应用到商业热水使用中，将节约的更多。

无论哪里需要监控热水使用，不管是工业、大型购物中心还是任何商用或家用场合，显然对于引进控制系统的地方和国家经济都具有成本收益。

引进控制系统来节约水和能源将能使官方在不断增长的公众抵抗面前最大化现有资源而不是不得不发展新能源，尤其是矿物燃料燃烧可能导致空气污染或者土地将被淹没在新水坝之后的地方。

优选地，能对控制系统进行编程以便把关于热水使用的数据上传到家庭业主的PC上。软件可以通过注册的安装程序站点进行更新，并且能用来监控汽车旅馆、宾馆、旅店等内的淋浴使用，以及监控空房间以便阻止错误职员使用。它能作为一种手段来监控家庭成员对淋浴水的使用，以便关注其他家庭成员等的健康和活动。

优选地，本发明使能够公平和公正地使用流经淋浴龙头、浴缸或即热式热水器的热水。它也能用作控制公寓内错误热水用户的设备，如果他们无法支付气/电加热费用，通过供给权限能限制他们的热水供给。另外，本设备能用来监控养老院内的热水使用，经由PC给控制工作站上传数据以便观察老年人的沐浴习惯。它设计用于改型，并且由于装配有闸板阀，用户无需低流量莲蓬式淋浴头就能把淋浴水量调节到可接受的程度，例如10升/分钟。

Claims (35)

1、一种控制水流量的系统，包括：

电磁阀，其适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作的控制流量设备，其中阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态，

流量检测器，其适合于检测水管线内的水流量，以及

控制器，其适合于与流量检测器和电磁线圈进行通信，其中控制器适合于使用流量检测器监控水流量，并且适合于操作电磁阀，

其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器与电磁阀进行通信以便通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

2、根据权利要求1所述的系统，其中在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

3、根据权利要求1或2所述的系统，其中将控制器编程成当控制器检测到水管线内的水流动已经出现预定时间时就确定无流量条件出现。

4、根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中将控制器编程成当一定量的水已经在水管线内流动时就确定无流量条件出现。

5、根据权利要求4所述的系统，其中当控制器已经确定了无流量条件时，如果控制器没有检测到水管线内的水流动，控制器就保持电磁阀处于开状态。

6、根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中控制器适合于确定流量条件，其中将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而在流量周期期间打开电磁阀。

7、根据权利要求6所述的系统，其中一旦无流量周期已经终止，控制器就确定无流量条件出现。

8、根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中控制器包括处理器。

9、根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中控制器包括计时器。

l0、根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中用户可操作的控制流量设备是龙头或旋塞。

11、一种控制水流量的系统，包括：

电磁阀，其与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作的控制流量设备，其中阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态，

流量检测器，其安装在水管线内或附近，适合于检测水管线内的水流量，以及

控制器，其与流量检测器和电磁线圈进行通信，其中控制器适合于使用流量检测器监控水流量，并且适合于操作电磁阀，

其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

12、根据权利要求11所述的系统，其中在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

13、一种控制器，其使用用户可操作阀来控制水管线内的热水流量，所述控制器适合于：

与适合于检测水管线的流量检测器进行通信以便检测水管线内的水流量，以及

与电磁阀进行通信，所述电磁阀适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作阀，所述电磁阀还适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态，

其中响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器适合于通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

14、根据权利要求13所述的控制器，其中在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

15、一种阀组件，其使用用户可操作阀来控制水管线内的热水流量，所述阀包括：

电磁阀，其适合于与输送热水的水管线串联，水管线具有用户可操作阀，其中所述阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于常开状态，当电磁线圈通电时，阀处于关闭状态，

流量检测器，其适合于检测水管线以便检测水管线内的水流量，

其中所述电磁线圈适合于与控制器一起使用，控制器适合于与流量检测器进行通信以便监控水流量，控制器响应水流量的检测，将控制器编程成确定无流量条件，从而控制器适合于通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把电磁阀从常开位置操作到关闭位置。

16、根据权利要求15所述的阀组件，其中在确定的无流量周期期间，将控制器编程成与电磁阀进行通信以便给电磁线圈断电，从而打开电磁阀并监控水管线内的水流量，其中将控制器编程成如果控制器检测到水管线内的水流量就给电磁线圈通电以便关闭电磁阀。

17、一种用于改变水流量的控制器，包括：

阀，其配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联，所述热水管线包括龙头，其中所述阀适合于由电磁线圈进行操作，以便当电磁线圈断电时，阀处于打开状态，当电磁线圈断电时，阀处于关闭状态，

流量检测设备，其提供所述水流量的指示，以及

计时器或处理器，其接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后提供信号以便通过给电磁线圈通电而在部分无流量周期把所述阀从常开位置操作到关闭位置。

18、一种用于改变水流量的控制器，包括：

阀，其配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联，

流量检测设备，其提供所述水流量的指示，以及

计时器或处理器，其接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后给所述阀提供信号以便在预定的无流量周期把所述阀从常开位置操作到关闭位置。

19、一种用于改变水流量的控制器，包括：

阀，其配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联，

流量检测设备，其提供所述水流量的指示，以及

计时器或处理器，其接收所述流量指示，并且在预定指示周期之后给指示器和/或所述阀提供信号以便操作所述阀来指示用户流量不久将关闭。

20、一种用于改变水流量的控制器，包括：

阀，其配置成根据控制输入而关闭或打开，使用时与输送所述水流量的热水管线串联，

流量检测设备，其提供所述水流量的指示，以及

计时器或处理器，其接收所述流量指示，并且在预定流量周期之后给所述阀提供信号以便在预定的无流量周期把所述阀从常开位置操作到关闭位置，

输入设备，其配置成接收代码或标识符，或者带有安全盖，从而一旦所述代码或ID输入正确，或者拆除所述安全盖，使用所述输入设备就能改变至少所述预定周期。

21、根据权利要求17-20中任一项所述的控制器，其中所述阀位于淋浴器、浴缸用即热式热水器或热水供给线的单个输出水管线上。

22、根据权利要求17-20中任一项所述的控制器，其中所述阀连接到带有几个输出端的管线上，其中至少一个是主流量输出端，所述计时器或处理器监控预定的辨别周期，从而小于预定辨别周期的流量被忽略，并且计时器不启动。

23、根据权利要求17-22中任一项所述的控制器，其中所述控制器还包括比例阀，其配置成限定或改变流过所述热水管线的最大流量。

24、根据权利要求17-23中任一项所述的控制器，其中所述阀是常开电磁阀，出现故障时打开。

25、根据权利要求17-24中任一项所述的控制器，还包括温度传感器，其中所述传感器的输出提供给所述计时器，并且其中除非温度超过预定水平所述预定的流量周期不开始。

26、根据权利要求17或25所述的控制器，其中所述常开电磁阀包括手动超越控制装置。

27、根据权利要求17-26中任一项所述的控制器，其中所述流量检测设备是磁性叶片。

28、根据权利要求17-27中任一项所述的控制器，还包括输入设备，允许根据提供给所述输入设备的信号来操作所述阀，以便切断热水以防止进一步的热水供应。

29、根据权利要求19所述的控制器，其中所述指示包括至少一个热水流量脉冲，以便指示编程的淋浴时间结束。

30、根据权利要求29所述的控制器，其中所述指示包括预定周期内的预定数量脉冲。

31、根据权利要求17-30中任一项所述的控制器，其中每个所述周期可以通过用户输入设备改变。

32、根据权利要求17-31中任一项所述的控制器，其中控制器适合于存储用水信息。

33、根据权利要求32所述的控制器，其中控制器适合于给计算机上传用水信息，其中计算机能用来监控用水。

34、根据权利要求1-12中任一项所述的系统，其中控制器适合于存储用水信息。

35、根据权利要求34所述的系统，其中控制器适合于给计算机上传用水信息，其中计算机能用来监控用水。

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