CN102914052B - 热水器的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

一种热水器的功率控制方法，包含以下步骤：首先，启动一热水器，令热水器进行热水供应。接着，计算热水器的一单位时间出水量与一温升值的乘积的一数值。然后，根据上述计算的数值与热水器的一预设功率值，以调整热水器的一瓦斯流量。藉此，使热水器的单位时间所排放的一氧化碳排放量能够维持于一安全范围。

Description

热水器的功率控制方法

技术领域

本发明涉及一种热水器的功率控制方法，特别涉及一种瓦斯热水器的功率控制方法。

背景技术

热水器是为家家户户不可缺少的家用产品，其中又以传统的瓦斯热水器为市面上最广泛使用的热水器的型态。然而，瓦斯热水器却也相对具有较高的危险性。举例来说，常有新闻报导因瓦斯热水器的使用不当而造成一氧化碳中毒的憾事发生。然而，即使环境的氧气含量充足，瓦斯于燃烧的过程中依旧难以避免的会排放一氧化碳。因此，政府相关单位除了通过大众媒体教育一般民众正确的瓦斯热水器的使用观念外，更明定一般瓦斯热水器的产品的一氧化碳排放量的标准，以避免憾事发生。

以目前市售瓦斯热水器因应一氧化碳的安全排放量的做法，是通过限定瓦斯流量的可调整的上限值，以令瓦斯热水器达到一氧化碳的安全排放量的标准。举例来说，使用者能够随意的调整瓦斯流量的大小，以获得期望的热水温度，以因应不同季节的气候温度。然而，即使使用者将瓦斯流量调整到最大，此最大瓦斯流量经燃烧所排放出的一氧化碳排放量依旧会小于安全规范所订定的标准值。如此一来，即可提供使用者使用瓦斯热水器的安全保障。

至于瓦斯流量的可调整的安全上限值的订定，是对应于经由相关研究数据而取得热水器的输出功率的上限安全值。以使用桶装瓦斯的瓦斯热水器为例，桶装瓦斯内主要是包含丙烷及丁烷，且丙烷及丁烷的重量以及单位体积燃烧所产生的热量不同。因此若仅以丙烷或丁烷其中一作为受测体，则订定出的瓦斯输出功率的上限值以及瓦斯流量安全值将会失准而有安全的疑虑。

举例来说，当丁烷于一第一体积流量的条件燃烧所产生的热量为250千卡/每分钟，其燃烧所产生的一氧化碳排放量将达到安全上限值1400ppm。但由于丙烷及丁烷的重量以及单位体积燃烧所产生的热量不同，若丙烷以此第一体积流的条件量进行燃烧，则丙烷燃烧所产生的热量仅为204千卡/每分钟。反言之，当丙烷于一第二体积流量的条件燃烧所产生的热量为250千卡/每分钟，若丁烷以此第二体积流的条件量进行燃烧，则丁烷燃烧所产生的热量将达为305千卡/每分钟，使得丁烷燃烧所产生一氧化碳排放量超过安全标准值而至5000ppm。

因此为了保险起见，在评估瓦斯单位时间所产生的功率时，是以丙烷作为受测基准，而评估一氧化碳排放量时，则以丁烷作为受测基准。然而，由于丙烷较丁烷轻，因此桶装瓦斯于使用到最后时，其桶内大多仅剩下丁烷。如此一来，瓦斯热水器于实际使用时，其真正的输出功率值可能与安全值具有好一段差距，使得瓦斯热水器无法达到最佳的使用效率。

并且于实际应用上，若瓦斯热水器或是瓦斯管线于长时间的使用而造成老旧的情况下，实际的瓦斯供给流量可能早已超过原本出厂时所设定的瓦斯安全流量规范而无法察觉。如此将造成热水器的实际输出功率可能已超过热水器的功率值输出安全值，造成一氧化碳排放量超过安全规定而产生危险。因此，目前瓦斯热水器的瓦斯安全上限流量值是只是经由实验数据所订定的参考时，实在无法实际匹配瓦斯热水器于各种条件下的使用情况。

发明内容

本发明提供一种热水器的功率控制方法，藉以解决目前安规所制定的热水器的瓦斯安全上限流量值是通过实验数据而获得，使得瓦斯安全上限流量值并无法实际匹配热水器于各种条件下的使用情况，造成热水器的功率无法达到最佳效率，或者热水器的单位时间一氧化碳排放量超过安全规定的问题。

本发明所揭露的热水器的功率控制方法包含以下步骤：首先，启动一热水器，令热水器进行热水供应。接着，计算热水器的一单位时间出水量与一温升值的乘积的一数值。然后，根据上述计算的数值与热水器的一预设功率值，以调整热水器的一瓦斯供给流量。

根据上述本发明所揭露的热水器的功率控制方法，是通过计算热水器的单位时间出水量与温升值的乘积的数值，以判定热水器当下所产生的单位时间一氧化碳排放量是否会超过标准值而调整瓦斯流量。如此一来，除了使热水器的输出功率能够达到最佳效率的状态外，热水器的输出功率皆能够实时的修正，以确保热水器的单位时间一氧化碳排放量能够于安全范围内。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1所示为一实施例的热水器的结构示意图；

图2所示为一实施例的热水器的功率控制方法的步骤流程图。

其中，附图标记

10热水器

11控制器

12流量调节器

13第一温度传感器

14第二温度传感器

15瓦斯流管

16冷水流管

17热水流管

18流量传感器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1，图1所示为一实施例的热水器的结构示意图。

本实施例的热水器10，包含一控制器11、一流量调节器12、一第一温度传感器13、一第二温度传感器14、一瓦斯流管15、一冷水流管16、一热水流管17及一流量传感器18。

其中，本实施例的热水器10特别是指一瓦斯热水器。热水器10的瓦斯流管15连接有一瓦斯源，瓦斯源可以是一天然瓦斯管路或是一桶装瓦斯，但不以此为限。冷水流管16连接一冷水源，冷水源可以是但不局限于一储水槽。热水流管17连接一水龙头或是一出水阀，但不以此为限。冷水经由冷水流管16进入热水器10而加热成为热水，热水由热水流管17排出热水器10外。

本实施例的控制器11是设置于热水器10内，控制器11可以是包含一控制芯片的一控制电路板，但不以此为限。本实施例的第一温度传感器13及第二温度传感器14分别设置于冷水流管16及热水流管17，第一温度传感器13及第二温度传感器14可以是热电偶、热敏电阻或是电阻式温度传感器(Resistance Temperature Device，RTD)，但不以此为限。第一温度传感器13及第二温度传感器14电性连接于控制器11，第一温度传感器13用以检测冷水流管16内的冷水温度，第二温度传感器14用以检测热水流管17内的热水温度。第一温度传感器13及第二温度传感器14分别将冷水温度及热水温度的信息反馈控制器11，控制器11可通过计算热水温度与冷水温度的温度差，以取得水流经由热水器10加热后的一温升值。

本实施例的流量调节器12是设置于瓦斯流管15，流量调节器12用以调整瓦斯经由瓦斯流管15流至热水器10的一瓦斯供给流量。并且，流量调节器12电性连接控制器11，控制器11控制流量调节器12进行热水器10的瓦斯供给流量的调整。

本实施例的流量传感器18是设置于热水流管17，且流量传感器18电性连接控制器11。流量传感器18用以检测热水器10的一单位时间出水流量，流量传感器18并将检测到的单位时间出水流量信息反馈控制器11。需注意的是，本实施例的流量传感器18设置于热水流管17的特征非用以限定本发明。举例来说，流量传感器18也可以是设置于冷水流管16，或是流量传感器18也可以是设置于热水器10内的位于冷水流管16及热水流管17的一加热流管，但不以此为限。更进一步来说，只要流量传感器18所设置的位置能够测量出热水器10的单位时间出水流量，流量传感器18所设置的位置可依本领域技术人员作适当的调整。

此外，控制器11可通过取得水温的温升值以及单位时间出水流量的信息，以计算出热水器10于当下运作时的实际输出功率。举例来说，若冷水温度为20℃，热水器10加热后所排出的热水的热水温度为50℃，则可计算出温升值为30℃。并且，若当下的热水器10的单位时间出水流量为10公升/每分钟(L/min)，可将单位时间出水流量乘上温升值，以获得热水器10的实际输出功率为300千卡/每分钟(Kcal/min)。

由于热水器10于运作燃烧瓦斯的过程中会无可避免地产生一氧化碳，且热水器10的单位时间一氧化碳排放量大约正比于热水器10的运作功率。因此目前安规所采取的措施是限定住热水器10的瓦斯供给流量的上限值，藉此抑制热水器10的最大运作功率，以避免热水器10的单位时间一氧化碳排放量超出安全规定。也就是说，每一热水器10于生产设计的过程中即以限定了瓦斯流量的上限值，以限定热水器10的最大功率。然而，现有安全措施所订定的瓦斯流量上限值是通过实验数据而来，使得安全措施所订定的瓦斯安全流量规范将无法精确地匹配于任何条件下运作的热水器。

举例来说，瓦斯的成分并非单一化合物，瓦斯是由多种化合物所构成的混合物。并且，瓦斯于输送供应至热水器10时，这些化合物并非能够均匀一致地输出。以桶装瓦斯为例，桶装瓦斯一开始使用时，其排放出的瓦斯的成分是以丙烷占多数比例，当桶装瓦斯使用到后期时，其排放出的瓦斯的成分是以丁烷占多数比例。如此一来，在不同时刻下的相同流量的瓦斯经燃烧所输出的功率将不一致，使得热水器10的实际功率与安全上限值还有好一段差距，造成热水器10无法达到最佳的使用效率。

或者，当热水器10于长时间的使用下或是瓦斯管线老旧的情况下，实际的瓦斯最大流量可能会超过原本产品出厂时的安全预设流量上限。如此一来，将容易造成热水器10的单位时间一氧化碳排放量超出安规上限而导致安全的疑虑。

因此，本实施例提供了一种热水器的功率控制方法，请同时参照图2，图2所示为一实施例的热水器的功率控制方法的步骤流程图。

本实施例的热水器的功率控制方法的步骤包含以下。首先，提供一热水器10，热水器10具有一预设功率值，此预设功率值是于热水器10出厂时就储存于控制器11内。举例来说，预设功率值可以是250千卡/每分钟、240千卡/每分钟或是230千卡/每分钟，但不以此为限。预设功率值是可依热水器的实际规格需求而进行调整设定。更进一步来说，此预设功率值是为一安全功率值。意即，当热水器10的实际输出功率达到预设功率值时，热水器10的单位时间一氧化碳排放量将达到安全标准值的上限。

接着，启动热水器10，令热水器10进行热水供应(S110)。

接着，令流量传感器18检测热水器10的单位时间出水量，并将单位时间出水流量信息反馈控制器11，以令控制器11取得单位时间出水流量信息(S120)。

接着，令第一温度传感器13及第二温度传感器14分别检测并反馈冷水温度及热水温度的信息至控制器11，控制器11计算热水温度与冷水温度的温度差，以取得水流的温升值信息(S130)。需注意的是，步骤(S130)与步骤(S120)的顺序非用以限定本发明。在本发明另一实施例当中，步骤(S130)也可在步骤(S120)之前。

接着，令控制器11计算单位时间出水流量乘上温升值的数值，以取得当下热水器10的输出功率(S140)。

接着，令控制器11判断上述单位时间出水量与温升值的乘积的数值是否大于预设功率值(S150)。

若否，则单位时间出水流量与温升值的乘积的数值小于或等于预设功率值，代表着热水器10当下运作所产生的单位时间一氧化碳排放量不会超过安全标准值的上限。此时，步骤(S150)则重回步骤(S120)，令控制器11持续监控热水器10的输出功率。或者，可令流量调节器12提升瓦斯供给流量，以提升热水器10的输出功率而相对增加热水器10的运作效率，接着并重回步骤(S120)而令控制器11持续监控热水器10的输出功率。

若是，则单位时间出水量与温升值的乘积的数值大于预设功率值，代表着热水器10当下运作所产生的单位时间一氧化碳排放量会超过安全标准值的上限。此时，控制器11控制流量调节器12，令流量调节器12调降瓦斯供给流量(S160)，以降低热水器10的输出功率，直到热水器10的输出功率不大于预设功率值为止。

根据上述本实施例所揭露的热水器的功率控制方法，是通过控制器及时监控热水器的输出功率，以判定热水器当下所产生的单位时间一氧化碳排放量是否会超过标准值。并且，通过控制器控制流量调节器来调整瓦斯流量，使热水器的输出功率能够常态保持且不超过预设功率值，使热水器的输出功率能够尽可能地维持最大值而使热水器达到最佳效率。此外，由于控制器是可及时监控热水器的输出功率，因此即使热水器或是瓦斯管线因老旧而造成瓦斯流量不稳，或者瓦斯输出的化合物的成分比例不断改变的情况下，热水器的输出功率皆能够受到实时的修正，以确保热水器的单位时间一氧化碳排放量能够保持于安全范围内。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种热水器的功率控制方法，其特征在于，步骤包含： 

启动一热水器，令该热水器进行热水供应； 

计算该热水器的一单位时间出水量与一温升值的乘积的一数值；以及 

根据该数值与该热水器的一预设功率值，以调整该热水器的一瓦斯供给流量， 

其中，判断是否调降该热水器的该瓦斯供给流量，当该数值大于该预设功率值，则调降该瓦斯供给流量。 

2.根据权利要求1所述的热水器的功率控制方法，其特征在于，于计算该热水器的该单位时间出水量与该温升值的乘积的该数值之前，还包含取得该单位时间出水量的信息以及该温升值的信息。 

3.根据权利要求2所述的热水器的功率控制方法，其特征在于，取得该温升值的信息的步骤，还包含通过二温度传感器检测该热水器的一热水流管内的一热水温度以及该热水器的一冷水流管内的一冷水温度，并计算该热水温度及该冷水温度的差值。 

4.根据权利要求2所述的热水器的功率控制方法，其特征在于，取得该单位时间出水量的信息的步骤，还包含通过一流量传感器检测该热水器的该单位时间出水量。