CN102865667B - 热水器系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热水器系统及其控制方法，该热水器系统包括：指纹识别器、电子阀及控制器，指纹识别器用于读取用户的指纹信息；控制器用于存储用户的指纹信息，并根据用户的指纹信息，控制电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制，并可根据用户的指纹信息，自动统计个人单次、月度或者年度的实际热水消耗量，以及对应的能源消费量及费用。本发明不仅实现对热水器的热水出水温度和出水量指标的控制，满足了用户个性化需求；而且实现热水的个性化使用和精确收费，具有节能、节水及自动管理特点，使用灵活且方便。

Description

热水器系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器系统及其控制方法。

背景技术

常规的热水器不能根据用户信息统计个人使用的热水用水量和能源消耗数据。比如，在企业单位、学校、集体宿舍等公共使用热水的场合，不能根据个人实际的热水用量情况，精确统计个人的热水消耗量以及对应的能源消耗量等，从而精确收取个人的热水消费费用，不能实现多用热水多收费，少用热水少收费，通常是水费均摊，既不利于节能环保，也无法满足消费者的个性化需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热水器系统及其控制方法，旨在节省资源。

为了达到上述目的，本发明提出一种热水器系统，包括：指纹识别器、电子阀及控制器，其中：

所述指纹识别器，与所述控制器连接，用于读取用户的指纹信息；

所述控制器，用于存储用户的指纹信息，并根据所述用户的指纹信息，控制所述电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制。

优选地，所述控制器还用于统计对应所述指纹信息的用户的热水消耗量；所述热水消耗量包括用户单次热水消耗量，以及根据用户单次热水消耗量统计的月度或年度总用水量。

优选地，该热水系统还包括温度传感器；

所述温度传感器用于检测热水器的冷水温度和热水出水温度；

所述控制器还用于根据所述热水器的冷水温度和热水出水温度，以及所述用户的热水消耗量，统计对应所述指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

优选地，该热水系统还包括热水水箱、热水出水管、冷水出水管以及混水出水管；所述热水出水管、冷水出水管的一端均连接热水水箱，所述热水出水管、冷水出水管的另一端均连接混水出水管的一端，所述混水出水管的另一端为热水器的出水口；所述电子阀设置在所述混水出水管上。

优选地，所述温度传感器为两个，其中一个安装在所述冷水出水管上，另一个安装在所述混水出水管上。

本发明还提出一种热水器系统控制方法，包括以下步骤：

指纹识别器读取用户的指纹信息；

控制器根据所述用户的指纹信息，控制所述电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制。

优选地，该方法还包括：

所述控制器统计对应所述指纹信息的用户的热水消耗量；所述热水消耗量包括用户单次热水消耗量，以及根据用户单次热水消耗量统计的月度或年度总用水量。

优选地，该方法还包括：

温度传感器检测热水器的冷水温度和热水出水温度；

所述控制器根据所述热水器的冷水温度和热水出水温度，以及所述用户的热水消耗量，统计对应所述指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

优选地，所述热水能耗包括用户单次热水耗能，以及根据用户单次热水耗能统计的月度或年度热水总耗能；所述用水费用包括：热水消耗的能源费用、消耗的水费以及两者之和构成的总费用。

本发明提出的一种热水器系统及其控制方法，通过识别用户的指纹信息，对不同指纹特征的用户，由控制器控制热水器系统中电子阀的开度，实现对热水器的热水出水温度和出水量指标的控制，满足了用户个性化需求；此外，还可以根据用户的指纹信息，自动统计个人单次、月度或者年度的实际热水消耗量，以及对应的能源消费量及费用，从而实现热水的个性化使用和精确收费，具有节能、节水及自动管理特点，使用灵活且方便。

附图说明

图1是本发明热水器系统较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明热水器系统控制方法第一实施例的流程示意图；

图3是本发明热水器系统控制方法第二实施例的流程示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

参照图1，图1是本发明较佳实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例提出的一种热水器系统1，包括：热水水箱2、热水出水管7、冷水出水管8、混水出水管9、指纹识别器4、电子阀3、控制器6以及两温度传感器51、52，其中：

热水出水管7、冷水出水管8的一端均连接热水水箱2，热水出水管7、冷水出水管8的另一端均连接混水出水管9的一端，该混水出水管9的另一端为热水器的出水口，用于提供加热好的温度较高的热水水源。

热水出水管7的水温较高，一般为65-70度；冷水出水管8为常规自来水管，用于提供冷水水源。

上述指纹识别器4、电子阀3以及两温度传感器51、52均与控制器6连接。

电子阀3安装在所述混水出水管9上。控制器6可以控制和检测电子阀3的开度，从而调节混水出水管9的出水温度Th，以及出水流量V1大小，同时也检测和记录某热水出水温度下的用户单次用水量Q1。

两温度传感器51、52中，其中一温度传感器51安装在冷水出水管8上，用于检测冷水出水管8的冷水温度Tc；另一温度传感器52安装在混水出水管9上，用于检测混水出水管9上的热水出水温度Th。

指纹识别器4用于读取用户的指纹信息。

本实施例考虑到，每个人都有唯一的不同于其他人的指纹特征信息，因此，可以利用个人唯一的指纹特征信息作为个人的识别代码，先读入并存储不同用户的指纹特征信息，作为个人用户信息的识别代码，并可根据不同人的指纹特征统计具有该特征用户的用水量和热水能耗数据，从而收取对应的费用。

具体地，所述控制器6用于存储用户的指纹信息，并可以根据用户的指纹信息，控制电子阀3的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制。

用户可以根据个人需求，预先设定相应的热水出水温度以及热水器的出水口流量。

在用户使用时，通过指纹识别器4识别用户的指纹信息，在读取到正确的用户指纹数据后，安装于混水出水管9上的电子阀3开启，热水流出。由控制器6根据用户的指纹信息，根据用户预先设定的热水出水温度以及出水口流量，控制电子阀3的开度，以实现用户所需要的热水器的热水出水温度和出水量，满足用户个性化需求。

用户也可以根据需要，手动调节需要的用水温度Th，以及用水流量。

进一步地，上述控制器6还可以根据不同用户的指纹信息，统计对应用户的热水消耗量，并可以通过相应的温度传感器检测热水器的冷水温度和热水出水温度，由控制器6根据热水器的冷水温度和热水出水温度，以及用户的热水消耗量，统计不同指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

也就是说，本实施例热水器系统1能够存储并识别用户的指纹信息，并根据不同人的指纹特征统计个人单次热水消耗量Q1、月度或年度总用水量Qt；个人单次热水耗能Ws、个人月度或年度热水总耗能Wt；以及与之相对应的个人用水费用Cs、热水耗能费用Cw、总费用Ct等数据。

具体地，对于某个指纹特征的用户而言，控制器6可以检测某热水出水温度Th下，该用户在某个时间节点下（比如一天之内）消耗的单次热水消耗量Q1，由此可以统计该用户月度或年度总用水量Qt。

同时，还可以根据上述参数冷水温度Tc、热水出水温度Th、单次热水消耗量Q1，计算该用户的单次热水耗能Ws、月度或年度的热水总耗能Wt、用水费用Cs、热水消耗的能源费用Cw以及个人总费用Ct等。其中：

单次热水耗能Ws为具有该指纹特征的个人某一时间节点的单次热水消耗量Q1，乘以本节点使用热水的冷热水温温差（Th-Tc）， 即Ws=Q1*（Th-Tc）；

月度或年度的热水总耗能Wt为具有该指纹特征的个人月度或年度的单次热水能耗Ws之和，即：Wt=ΣWs。

用水费用Cs与消耗的总水量相关；热水消耗的能源费用Cw与消耗的热水总耗能Wt相关。

个人总费用Ct等于热水消耗的能源费用Cw与用水费用Cs之和，即有：Ct=Cs+Cw。

若用户使用的水多，用户的用水费用Cs就高；若用户消耗的热水总能耗Wt高，则热水耗能费用Cw就高。在相同用水量的前提下，用户使用时的单位出水温度高时，其使用的单位热水的耗能费用高。在相同的出水温度和消耗相同水量的前提下，由于冬季进水水温远低于夏季进水水温，因此，用户冬季使用的热水总能耗Wt高于夏季使用的热水能耗，所以，冬季的热水耗能费用Cw要高于夏季。

比如，某用户单次用水总量为21升，冷水温度Tc为28度，出水热水温度Th为42度，则此次耗能Ws=0.021*（42-28）=0.294吨.度。

再比如，某用户冬季某次用水总量为21升，冷水温度Tc为5度，出水热水温度Th为42度，则此次耗能Ws=0.021*（42-5）=0.777吨.度。

以上两个实例中，虽然用户用水量一样，但是由于进水冷水温度不同，表示用户使用相同数量的热水所消耗能源不同，该用户单次用水所支付的水费虽然一样，但冬季用相同的热水消耗了更多的能源，因此需要支付更高的能源费用。

在具体计算时，水费Cs收费标准可以按自来水公司的定价，比如，一吨水收费2元。而能源消耗费用的标准，则需要科学制定，根据成本、人力、节能指标等综合制定。比如，可以规定将1吨热水温度升高1度需要总成本6元，则可以规定1吨.度的能源收费标准为6元。这样，就科学地实现了多用水多交钱，多用热水多交钱，少用热水少交钱。

比如：甲用户全月用水7吨，耗能11吨.度；乙用户全月用水8吨，耗能12吨.度。按自来水价格2元/吨，能耗6元/（吨.度），则甲用户全月需交费80元；乙用户全月需交费88元。以上用水量、耗能数据以及缴费数据可以全由热水器系统1通过用户的指纹特征统计出来，不仅清晰明了，而且实现了节省能耗、节约水资源的目的。

本实施例中热水器系统1，可以为家用热水器系统，也可以为商用热水器系统等。

本实施例通过上述方案，使热水器系统1存储并识别用户的指纹信息，并根据用户的指纹信息统计用户单次、月度或年度的总用水量Qt，消耗的热水总耗能Wt以及由此发生的单次、月度或年度用水费用Cs、热水耗能费用Cw，以及总费用Ct等，具有使用灵活方便，计量准确，自动安全，节能降耗的功能。

在实际应用测试中，在相同的热水总费用前提下，可以有效节省用水量25%，节电18%，基于多用热水多出钱，少用热水少出钱，用高温热水比用低温热水多出钱的整体策略下，可以彻底消除用水单位部分员工长期以来浪费热水的现象，并改善用户对热水使用满意度差的状况。

如图2所示，本发明第一实施例提出一种热水器系统控制方法，基于上述实施例的热水器系统而实施，该方法包括：

步骤S101，指纹识别器读取用户的指纹信息；

步骤S102，控制器根据所述用户的指纹信息，控制所述电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制。

本实施例考虑到，每个人都有唯一的不同于其他人的指纹特征信息，因此，可以利用个人唯一的指纹特征信息作为个人的识别代码，先读入并存储不同用户的指纹特征信息，作为个人用户信息的识别代码，并可根据不同人的指纹特征，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制，以满足不同用户需求。

用户可以根据个人需求，预先设定相应的热水出水温度以及热水器的出水口流量。

在用户使用时，通过指纹识别器识别用户的指纹信息，在读取到正确的用户指纹数据后，安装于混水出水管上的电子阀开启，热水流出。由控制器根据用户的指纹信息，根据用户预先设定的热水出水温度以及出水口流量，控制电子阀的开度，以实现用户所需要的热水器的热水出水温度和出水量，满足用户个性化需求。

如图3所示，本发明第二实施例提出一种热水器系统控制方法，在上述第一实施例的基础上，在上述步骤S102之后，还包括：

步骤S103，温度传感器检测热水器的冷水温度和热水出水温度；

步骤S104，所述控制器统计对应所述指纹信息的用户的热水消耗量；

所述热水消耗量包括用户单次热水消耗量Q1，以及根据用户单次热水消耗量Q1统计的月度或年度总用水量Qt。

步骤S105，所述控制器根据所述热水器的冷水温度和热水出水温度，以及所述用户的热水消耗量，统计对应所述指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中，控制器还可以根据不同用户的指纹信息，统计对应用户的热水消耗量，并可以通过温度传感器检测热水器的冷水温度和热水出水温度，由控制器根据热水器的冷水温度和热水出水温度，以及用户的热水消耗量，统计不同指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

也就是说，本实施例热水器系统能够存储并识别用户的指纹信息，并根据不同人的指纹特征统计个人单次热水消耗量Q1、月度或年度总用水量Qt；个人单次热水耗能Ws、个人月度或年度热水总耗能Wt；以及与之相对应的个人用水费用Cs、热水耗能费用Cw、总费用Ct等数据。

具体地，对于某个指纹特征的用户而言，控制器可以检测某热水出水温度Th下，该用户在某个时间节点下（比如一天之内）消耗的单次热水消耗量Q1，由此可以统计该用户月度或年度总用水量Qt。

同时，还可以根据上述参数冷水温度Tc、热水出水温度Th、单次热水消耗量Q1，计算该用户的单次热水耗能Ws、月度或年度的热水总耗能Wt、用水费用Cs、热水消耗的能源费用Cw以及个人总费用Ct等。其中：

单次热水耗能Ws为具有该指纹特征的个人某一时间节点的单次热水消耗量Q1，乘以本节点使用热水的冷热水温温差（Th-Tc）， 即Ws=Q1*（Th-Tc）；

月度或年度的热水总耗能Wt为具有该指纹特征的个人月度或年度的单次热水能耗Ws之和，即：Wt=ΣWs。

用水费用Cs与消耗的总水量相关；热水消耗的能源费用Cw与消耗的热水总耗能Wt相关。

个人总费用Ct等于热水消耗的能源费用Cw与用水费用Cs之和，即有：Ct=Cs+Cw。

若用户使用的水多，用户的用水费用Cs就高；若用户消耗的热水总能耗Wt高，则热水耗能费用Cw就高。在相同用水量的前提下，用户使用时的单位出水温度高时，其使用的单位热水的耗能费用高。在相同的出水温度和消耗相同水量的前提下，由于冬季进水水温远低于夏季进水水温，因此，用户冬季使用的热水总能耗Wt高于夏季使用的热水能耗，所以，冬季的热水耗能费用Cw要高于夏季。

比如，某用户单次用水总量为21升，冷水温度Tc为28度，出水热水温度Th为42度，则此次耗能Ws=0.021*（42-28）=0.294吨.度。

再比如，某用户冬季某次用水总量为21升，冷水温度Tc为5度，出水热水温度Th为42度，则此次耗能Ws=0.021*（42-5）=0.777吨.度。

以上两个实例中，虽然用户用水量一样，但是由于进水冷水温度不同，表示用户使用相同数量的热水所消耗能源不同，该用户单次用水所支付的水费虽然一样，但冬季用相同的热水消耗了更多的能源，因此需要支付更高的能源费用。

在具体计算时，水费Cs收费标准可以按自来水公司的定价，比如，一吨水收费2元。而能源消耗费用的标准，则需要科学制定，根据成本、人力、节能指标等综合制定。比如，可以规定将1吨热水温度升高1度需要总成本6元，则可以规定1吨.度的能源收费标准为6元。这样，就科学地实现了多用水多交钱，多用热水多交钱，少用热水少交钱。

比如：甲用户全月用水7吨，耗能11吨.度；乙用户全月用水8吨，耗能12吨.度。按自来水价格2元/吨，能耗6元/（吨.度），则甲用户全月需交费80元；乙用户全月需交费88元。以上用水量、耗能数据以及缴费数据可以全由热水器系统通过用户的指纹特征统计出来，不仅清晰明了，而且实现了节省能耗、节约水资源的目的。

本实施例中热水器系统，可以为家用热水器系统，也可以为商用热水器系统等。

本实施例通过上述方案，通过热水器系统存储并识别用户的指纹信息，并根据用户的指纹信息统计用户单次、月度或年度的总用水量Qt，消耗的热水总耗能Wt以及由此发生的单次、月度或年度用水费用Cs、热水耗能费用Cw，以及总费用Ct等，具有使用灵活方便，计量准确，自动安全，节能降耗的功能。

在实际应用测试中，在相同的热水总费用前提下，可以有效节省用水量25%，节电18%，基于多用热水多出钱，少用热水少出钱，用高温热水比用低温热水多出钱的整体策略下，可以彻底消除用水单位部分员工长期以来浪费热水的现象，并改善用户对热水使用满意度差的状况。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种热水器系统，其特征在于，包括：指纹识别器、电子阀及控制器，其中：

所述指纹识别器，与所述控制器连接，用于读取用户的指纹信息；

所述控制器，用于存储用户的指纹信息，并根据所述用户的指纹信息，控制所述电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制；所述控制器还用于统计对应所述指纹信息的用户的热水消耗量；所述热水消耗量包括用户单次热水消耗量，以及根据用户单次热水消耗量统计的月度或年度总用水量。

2.根据权利要求1所述的热水器系统，其特征在于，还包括温度传感器；

所述温度传感器用于检测热水器的冷水温度和热水出水温度；

所述控制器还用于根据所述热水器的冷水温度和热水出水温度，以及所述用户的热水消耗量，统计对应所述指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

3.根据权利要求1或2所述的热水器系统，其特征在于，还包括热水水箱、热水出水管、冷水出水管以及混水出水管；所述热水出水管、冷水出水管的一端均连接热水水箱，所述热水出水管、冷水出水管的另一端均连接混水出水管的一端，所述混水出水管的另一端为热水器的出水口；所述电子阀设置在所述混水出水管上。

4.根据权利要求3所述的热水器系统，其特征在于，所述温度传感器为两个，其中一个安装在所述冷水出水管上，另一个安装在所述混水出水管上。

5.一种热水器系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

指纹识别器读取用户的指纹信息；

控制器根据所述用户的指纹信息，控制所述电子阀的开度，对热水器的热水出水温度和出水量指标进行控制；

所述控制器统计对应所述指纹信息的用户的热水消耗量；所述热水消耗量包括用户单次热水消耗量，以及根据用户单次热水消耗量统计的月度或年度总用水量。

6.根据权利要求5所述的热水器系统控制方法，其特征在于，还包括：

温度传感器检测热水器的冷水温度和热水出水温度；

所述控制器根据所述热水器的冷水温度和热水出水温度，以及所述用户的热水消耗量，统计对应所述指纹信息的用户的热水能耗及用水费用。

7.根据权利要求6所述的热水器系统控制方法，其特征在于，所述热水能耗包括用户单次热水耗能，以及根据用户单次热水耗能统计的月度或年度热水总耗能；所述用水费用包括：热水消耗的能源费用、消耗的水费以及两者之和构成的总费用。