CN103321022B - 一种洗衣机水温调控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机水温调控装置及方法，为解决现有洗衣机水温调控不精确的问题而设计。该洗衣机水温调控装置包括控制器、与控制器连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀、热水阀、流量传感器和温度传感器；控制器根据设定的洗涤水温度和水量，以及温度传感器检测到的冷、热水的水温计算得到冷水和热水的应进水量，然后根据流量传感器检测到的冷、热水的实际进水量控制冷、热水阀的开合，使得热水和冷水在洗衣机筒内混合后达到设定的洗涤水温度。该装置能够保证水温调控的精确性，使衣物洗得更加干净，具有广阔的市场前景。

Description

一种洗衣机水温调控装置及方法

技术领域

本发明涉及一种洗衣机水温调控装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对家用电器的要求也越来越高，为了使洗涤剂或洗衣粉在适宜的温度条件下获得较大的活性，进而使得衣服洗得更干净，一般采用的方式是在洗衣机上设置加热装置对洗衣用水进行加热，并在洗衣机桶底设置温度传感器测量洗衣用水的温度，通过控制器根据温度传感器测量的水温对加热装置进行控制，以获得适宜的洗衣用水温度。这种结构及程序判断受到环境温度、衣物温度、散热以及温度传感器本身的偏差影响，导致检测的混合水温误差较大，使调整的进水水温与目标水温有很大的差异。

公布号CN102926170A，名称为冷热双进水洗衣机的水温控制方法的中国专利申请，公开了一种水温控制方法，该洗衣机设有冷水进水阀和热水进水阀并且为定流量的进水阀，洗涤桶内设有温度传感器；控制器设定固定的冷水进水阀及热水进水阀的每次进水总进水时间，控制器根据洗衣机洗涤桶内进水前、后的水温计算得到冷水进水温度和热水进水温度，然后控制器利用已得知的冷水进水温度、热水进水温度、洗涤桶内的水温计算所要进水的冷、热水比例，并转换为每次冷水进水阀和热水进水阀的开启时间比例，由控制器控制冷水进水阀和热水进水阀的开启时间，从而实现水温控制。该方法在一定程度上提高了水温控制的准确度，但也存在着一些问题：

首先，温度传感器设置在洗衣机桶底，易受到衣物温度、洗衣机桶内环境温度等因素的影响，本身测量的水温就存在偏差，在此基础上计算得出的热水和冷水的进水时间也是不准确的；

其次，该控制方法是通过控制冷水进水阀和热水进水阀的开启时间实现水温控制，当水压变化时会影响相同时间的进水量，从而影响冷热水配比的用量，使混合的水温出现偏差。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种通过控制进水量精确控制水温的洗衣机水温调控装置；

本发明的另一目的是提出一种不受水压影响、水温调控精度高的洗衣机水温调控装置；

本发明的再一个目的是提出一种水温调控精度高的洗衣机水温调控方法。

本发明的再一个目的是提出一种可精确控制洗衣机机筒内混合水量和水温的控制装置及控制方法。

为达此目的，本发明的技术方案为：

一种洗衣机水温调控装置，所述调控装置包括控制器、与控制器连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀、热水阀、流量传感器和温度传感器，控制器根据温度传感器检测的冷、热水的温度和流量传感器检测的冷、热水的进水量控制冷水阀和热水阀的开合，以控制输入洗衣机筒内的混合水的水温。

进一步的，在上述洗衣机水温调控装置中，所述供水管路包括冷水供应管和热水供应管，冷水供应管和热水供应管并接于出水管；所述冷水阀和热水阀分别设置于冷水供应管和热水供应管上。

优选的，在上述洗衣机水温调控装置中，所述温度传感器为一个，设置于出水管流路上。

优选的，在上述洗衣机水温调控装置中，所述温度传感器为两个，分别设置于冷水和热水的流路上。

优选的，在上述洗衣机水温调控装置中，所述流量传感器为一个，设置于出水管流路上。

优选的，在上述洗衣机水温调控装置中，所述流量传感器为两个，分别设置于冷水和热水的流路上。

优选的，在上述洗衣机水温调控装置中，控制器还连接有设置于洗衣机筒底部的调整温度传感器，用于检测混合后的实际水温，控制器根据所述实际水温调节热水和冷水的进水量，以使洗衣机筒内的水温达到设定的水温T。

一种洗衣机水温调控方法，洗衣机具有上述的洗衣机水温调控装置，控制器根据设定的洗涤水温度和水量，以及温度传感器检测到的冷、热水的水温计算得到冷水和热水的应进水量，然后根据流量传感器检测到的冷、热水的实际进水量控制冷、热水阀的开合，向洗衣机筒内供应冷、热水的实际进水量分别等于所述冷、热水的应进水量，使得热水和冷水在洗衣机筒内混合后达到设定的洗涤水温度。

进一步的，所述方法具体为：

步骤A、控制器中预设洗涤水温度T、预设洗涤用水总量Q、预进冷水量Q_C以及预进热水量Q_H；

步骤B、预进水阶段：所述预进水阶段包括冷水预进水阶段和热水预进水阶段；

所述冷水预进水阶段为：

控制器控制打开冷水阀进冷水，控制器接收温度传感器检测的冷水温度T_C并记录该温度值，同时通过流量传感器检测冷水的进水量，当进水量达到预进冷水量Q_C后，控制器控制关闭冷水阀，冷水进水停止；

热水预进水阶段为：

控制器控制打开热水阀进热水，控制器接收温度传感器检测的热水温度T_H并记录该温度值，同时通过流量传感器检测热水的进水量，当进水量达到预进热水量Q_H后，控制器控制关闭热水阀，热水进水停止；

步骤C、正常进水阶段：控制器根据记录的冷水温度T_C、预进冷水量Q_C、热水温度T_H、预进热水量Q_H以及设定的洗涤水温度T和预设洗涤用水总量Q计算所需要的正常进水阶段的热水用量Q_H1和正常进水阶段的冷水用量Q_C1，控制器通过流量传感器的监测控制冷水阀和热水阀按照Q_C1和Q_H1进水。

优选的，控制器上还预设有补偿温度差值ΔT，步骤C的正常进水阶段结束后，控制器接收设置于洗衣机筒底部的调整温度传感器检测的实际水温T₁，并将洗涤水温度T和实际水温T₁进行对比，当差额超过预设的补偿温度差值ΔT时，进行补偿进水操作。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的洗衣机水温调控装置，将温度传感器设置在水阀的出水口处，直接测量冷热水的温度并传输至控制器，不受外界环境温度、衣物温度等因素的影响，使测得的冷热水温度更加精准；

（2）在水阀后部设置有用于检测热水和冷水进水量的流量传感器，控制器根据冷热水温和总进水量确定所需热水量和冷水量，并根据接收到的流量传感器信号控制冷热水管水阀的开闭，以获得精确温度的洗衣用水，由于流量传感器不受水压等变化的影响，因此能够保证水温调控的精确性。

（3）通过流量传感器实现精确空气冷热水的水量，从而最终实现总进水量的精确控制，从而可根据衣物重量、材质等因素精确控制机筒内混合水的水量和水温，以达到最佳的洗涤效果，避免水资源的浪费。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的具有水温调控装置的洗衣机的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的水温调控装置的结构原理图；

图3是本发明实施例二提供的水温调控装置的结构原理图；

图4是本发明实施例三提供的水温调控装置的结构原理图；

图5是本发明实施例四提供的水温调控装置的结构原理图；

图6是本发明实施例五提供的水温调控装置的结构原理图；

图7是本发明洗衣机水温调控方法的流程图。

图中：

1、热水供应管；2、冷水供应管；3、流量传感器；4、控制器；5、温度传感器；6、出水管；7、洗衣机筒；8、热水阀；9、冷水阀；10、调整温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供的洗衣机水温调控装置包括控制器、与控制器连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀、热水阀、流量传感器和温度传感器；供水管路用于向洗衣机筒内供水，包括冷水供应管和热水供应管,冷水供应管和热水供应管并接于出水管。其中，冷水阀和热水阀分别设置于冷水供应管和热水供应管上，流量传感器和温度传感器分别用于检测冷、热水流量和冷、热水温度，流量传感器可设置于出水管流路上，亦可分别设置于冷、热水供应管流路上，温度传感器可设置于出水管流路上，亦可分别设置于冷、热水供应管流路上；控制器根据温度传感器检测的冷、热水的温度和根据流量传感器检测的冷、热水的进水量控制冷水阀和热水阀的开合以控制输入洗衣机机筒内的混合水的水温。

由于温度传感器设置在水阀的出水口处，因此能够直接测量冷热水的温度并传输至控制器，而不受外界环境温度、衣物温度等因素的影响，使测得的冷热水温度更加精准；采用流量传感器监测进水量，不受水压等变化的影响，因此进水量更加的精确，进一步保证水温调控的准确性；通过流量传感器实现精确空气冷热水的水量，从而最终实现总进水量的精确控制，从而可根据衣物重量、材质等因素精确控制机筒内混合水的水量和水温，以达到最佳的洗涤效果，避免水资源的浪费。

针对上述装置，本发明还提供了一种洗衣机水温调控方法，如图7所示，该方法的具体步骤为：

步骤A、控制器中预设洗涤水温度T、预设洗涤用水总量Q、预进冷水量Q_C以及预进热水量Q_H；

步骤B、预进水阶段：所述预进水阶段包括冷水预进水阶段和热水预进水阶段；所述冷水预进水阶段为：控制器控制打开冷水阀进冷水，控制器接收温度传感器检测的冷水温度T_C并记录该温度值，同时通过流量传感器检测冷水的进水量，当进水量达到预进冷水量Q_C后，控制器控制关闭冷水阀，冷水进水停止；热水预进水阶段为：控制器控制打开热水阀进热水，控制器接收温度传感器检测的热水温度T_H并记录该温度值，同时通过流量传感器检测热水的进水量，当进水量达到预进热水量Q_H后，控制器控制关闭热水阀，热水进水停止；

步骤C、正常进水阶段：控制器根据记录的冷水温度T_C、预进冷水量Q_C、热水温度T_H、预进热水量Q_H以及设定的洗涤水温度T和预设洗涤用水总量Q计算所需要的正常进水阶段的热水用量Q_H1和正常进水阶段的冷水用量Q_C1，控制器通过流量传感器的监测控制冷水阀和热水阀按照Q_C1和Q_H1进水。

步骤A中，洗涤水温度T可根据洗涤剂的类型、衣物量、环境温度等具体情况确定；洗涤用水总量Q可根据衣物的多少在显示屏上人工选择，也可由控制器根据洗衣机称重进行自动判断；预进冷水量Q_C和预进热水量Q_H为内置于控制器内的数据，为保证温度传感器有充分的时间测量热水和冷水的温度，进而保证温度测量的准确性。

步骤B中的冷水预进水阶段和热水预进水阶段顺序不限，可根据管路结构、温度传感器和流量传感器的设置位置具体设定。

步骤C中，正常进水阶段的热水用量Q_H1和正常进水阶段的冷水用量Q_C1具体为：

当T_H＝T_C或T_H＞T_C＞T或T_H＜T_C＜T时，Q_H1＝0，Q_C1＝Q-Q_H-Q_C；

当T_C＞T_H＞T或T_C＜T_H＜T时，Q_H1＝Q-Q_H-Q_C，Q_C1＝0；

当T_H＞T＞T_C或T_H＜T＜T_C时，Q_C1＝Q-Q_H1-Q_C。

实施例一：

图1和图2给出了具有上述水温调控装置并采用上述调控方法的洗衣机的结构示意图及原理图，如图所示，该洗衣机包括洗衣机筒7以及水温调控装置，水温调控装置包括控制器4、与控制器4连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀9、热水阀8、两个流量传感器3和一个温度传感器5，供水管路包括出水管，热水供应管和冷水供应管并接于出水管。其中，冷水阀9和热水阀8分别设置于冷水供应管2流路和热水供应管1流路上，两个流量传感器3分别设置于热水阀8和冷水阀9的出水口处，温度传感器5设置于出水管6流路上，出水管6后连接有注水盒，冷、热水分别由冷、热水供应管流入出水管6，通过注水盒注入洗衣机筒7内，控制器4根据温度传感器5检测的冷、热水的温度和根据流量传感器3检测的冷、热水的进水量控制冷水阀和热水阀的开合以控制输入洗衣机筒7内的混合水的水温。

该洗衣机调控水温的具体步骤为：

步骤A、控制器中预设洗涤水温度T、预设洗涤用水总量Q、预进冷水量Q_C、预进热水量Q_H以及缓冲量Q_缓冲；

步骤B、预进水阶段：所述预进水阶段包括冷水预进水阶段和热水预进水阶段；可首先进行冷水预进水阶段：控制器控制打开冷水阀进冷水，控制器接收温度传感器检测的冷水温度T_C并记录该温度值，同时通过流量传感器检测冷水的进水量，当进水量达到预进冷水量Q_C后，控制器控制关闭冷水阀，冷水进水停止；再进行热水预进水阶段：控制器控制打开热水阀进热水，通过流量传感器检测热水的进水量，当进水量达到缓冲量Q_缓冲后，控制器接收温度传感器检测的热水温度T_H并记录该温度值，当进水量达到预进热水量Q_H后，控制器控制关闭热水阀，热水进水停止；

步骤C、正常进水阶段：控制器根据记录的冷水温度T_C、预进冷水量Q_C、热水温度T_H、预进热水量Q_H以及设定的洗涤水温度T和预设洗涤用水总量Q计算所需要的正常进水阶段的热水用量Q_H1和正常进水阶段的冷水用量Q_C1，具体为，当T_H＝T_C或T_H＞T_C＞T或T_H＜T_C＜T时，Q_H1＝0，Q_C1＝Q-Q_H-Q_C；当T_C＞T_H＞T或T_C＜T_H＜T时，Q_H1＝Q-Q_H-Q_C，Q_C1＝0；当T_H＞T＞T_C或T_H＜T＜T_C时，Q_C1＝Q-Q_H1-Q_C。控制器通过流量传感器的监测控制冷水阀和热水阀按照Q_C1和Q_H1进水。

步骤B中，由于温度传感器设置在出水管上，因此需要冷热水交替进水才能检测到正确的冷、热水温度，因此冷水预进水阶段和热水预进水阶段不能同时进行。此外，热水和冷水在流过出水管时会与管壁进行热交换，因此，在经过冷水预进水阶段后出水管的管壁温度会降低，当再进行热水预进水阶段时，一开始热水会与管壁进行热交换，使得此时温度传感器检测到的温度偏低，为保证检测温度的准确性，需要热水缓冲量Q_缓冲后再对热水温度进行记录。此外，冷水预进水阶段和热水预进水阶段先后顺序可以互换，对结果没有影响。

实施例二：

本实施例为实施例一的并列实施例，如图3所示，该洗衣机包括洗衣机筒7以及水温调控装置，水温调控装置包括控制器4、与控制器4连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀9、热水阀8、一个流量传感器3和一个温度传感器5，供水管路包括出水管，热水供应管和冷水供应管并接于出水管。其中，冷水阀9和热水阀8分别设置于冷水供应管2流路和热水供应管1流路上，流量传感器3和温度传感器5设置于出水管6流路上，出水管6后连接有注水盒，冷、热水分别由冷、热水供应管流入出水管6，通过注水盒注入洗衣机筒7内，控制器4根据温度传感器5检测的冷、热水的温度和根据流量传感器3检测的冷、热水的进水量控制冷水阀和热水阀的开合，以控制输入洗衣机筒7内的混合水的水温。

由于为冷热水交替进水，因此可以将流量传感器设置于出水管流路上，控制器对流量传感器检测的热水进水量和冷水进水量分别进行对应记录即可，具体为，温度传感器5检测冷、热水的温度并将温度数据发送给控制器4，控制器4储存温度数据的同时根据该温度数据判断流过流量传感器3的是冷水还是热水，当检测到水温发生较大改变时，记录并存储前一水温阶段的流量然后重新开始检测下一阶段的流量，直至下次水温发生变化为止，进而通过一个流量传感器3实现分别检测冷、热水的进水量，进而控制冷水阀9和热水阀8的开合以控制输入洗衣机筒7内的混合水的水温。

该实施例相较于实施例一节省了一个流量传感器，节约了生产成本，且结构更加简单。

实施例三：

本实施例为实施例一的优选实施例，其相应的原理图如图4所示，该洗衣机包括洗衣机筒7以及水温调控装置，水温调控装置包括控制器4、与控制器4连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀9、热水阀8、两个流量传感器3和一个温度传感器5，供水管路包括出水管，热水供应管和冷水供应管并接于出水管。相较于实施例一，本实施例控制器还连接有设置于洗衣机筒7底部的调整温度传感器10，用于检测混合后的实际水温，控制器根据实际水温进行冷、热水补偿进水。

针对上述结构的洗衣机，其水温调控方法在实施例一步骤C后增加了步骤D，步骤D具体为：

当T_H＞T＞T_C或T_H＜T＜T_C时，控制器接收设置于洗衣机筒底部的调整温度传感器检测的实际水温T₁，并将洗涤水温度T和实际水温T₁进行对比，当差额超过预设的补偿温度差值ΔT后，进行补偿进水操作，具体如下：

若T＞T₁-ΔT，则控制器控制开启热水阀进行热水补偿，补偿热水量

若T＜T₁-ΔT,则控制器控制开启冷水阀进行冷水补偿，补偿冷水量

若|T-T₁|≤ΔT，则进水操作完成。

当T_C和T_H没有落在上述范围时，直接结束进水操作，不进行补偿进水操作。

其中，补偿温度差值ΔT预设于控制器内。

步骤C中的Q_C1和Q_H1是理论计算得出的值，由于散热等原因，经过步骤C后所得的实际水温与目标水温很有可能是不一致的，这就需要对其进行二次补偿，因此增加了步骤D的比较和进水补偿操作。

本优选实施例相较于实施例一增加了进水补偿操作，更进一步保证水温调控的准确性。

实施例四：

本实施例为实施例一的优选实施例，如图5所示，该洗衣机包括洗衣机筒7以及水温调控装置，水温调控装置包括控制器4以及与控制器4连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀9、热水阀8、两个流量传感器3和两个温度传感器5，冷水阀9和热水阀8分别设置于冷水供应管2流路和热水供应管1流路上，两个温度传感器5分别设置于热水阀8和冷水阀9的出水口处。

实施例一中将温度传感器设置于出水管流路上，为检测到正确的冷、热水温度，需要进行冷热水交替进水，而本实施例中将温度传感器分别设置在热水阀和冷水阀的出水口处，直接测量冷水和热水的温度，不会存在实施例一中的问题，因此可冷热水同时进水，大大节省了注水时间，采用同时进水时可省去出水管结构，直接由冷、热水供应管进水，简化了结构。

实施例五：

本实施例为实施例四的改进实施例，如图6所示，该洗衣机包括洗衣机筒7以及水温调控装置，水温调控装置包括控制器4以及与控制器4连接的设于洗衣机供水管路上的冷水阀9、热水阀8、两个流量传感器3和两个温度传感器5，冷水阀9和热水阀8分别设置于冷水供应管2流路和热水供应管1流路上，两个温度传感器5分别设置于热水阀8和冷水阀9的出水口处。控制器4还连接有设置于洗衣机筒底部的调整温度传感器10，用于检测混合后的实际水温，控制器根据实际水温调整热水和冷水的进水量。其具体的控制方法同实施例三中的控制方法。

本实施例兼具了实施例三和实施例四的优点，既保证了水温调控的精确性，又缩短了注水时间。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种洗衣机水温调控装置，所述调控装置包括控制器(4)、与控制器(4)连接的冷水阀(9)、热水阀(8)、流量传感器(3)和温度传感器(5)，其特征在于：所述冷水阀(9)、所述热水阀(8)、所述流量传感器(3)和所述温度传感器(5)均设于所述洗衣机的供水管路上，所述控制器(4)根据温度传感器(5)检测的冷、热水的温度和流量传感器(3)检测的冷、热水的进水量控制冷水阀(9)和热水阀(8)的开合，以控制输入洗衣机筒(7)内的混合水的水温。

2.根据权利要求1所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：所述供水管路包括冷水供应管(2)和热水供应管(1)，冷水供应管(2)和热水供应管(1)并接于出水管(6)；所述冷水阀(9)和热水阀(8)分别设置于冷水供应管(2)和热水供应管(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：所述温度传感器(5)为一个，设置于出水管流路上。

4.根据权利要求2所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：所述温度传感器(5)为两个，分别设置于冷水和热水的流路上。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：所述流量传感器(3)为一个，设置于出水管流路上。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：所述流量传感器(3)为两个，分别设置于冷水和热水的流路上。

7.根据权利要求1所述的一种洗衣机水温调控装置，其特征在于：控制器(4)还连接有设置于洗衣机筒(7)底部的调整温度传感器(10)，用于检测混合后的实际水温，控制器(4)根据所述实际水温调节热水和冷水的进水量，以使洗衣机筒内的水温达到设定的水温T。

8.一种洗衣机水温调控方法，洗衣机具有如权利要求1至7任一所述的洗衣机水温调控装置，其特征在于：控制器根据设定的洗涤水温度和水量，以及温度传感器检测到的冷、热水的水温计算得到冷水和热水的应进水量，然后根据流量传感器检测到的冷、热水的实际进水量控制冷、热水阀的开合，向洗衣机筒内供应冷、热水的实际进水量分别等于所述冷、热水的应进水量，使得热水和冷水在洗衣机筒内混合后达到设定的洗涤水温度。

9.根据权利要求8所述的一种洗衣机水温调控方法，其特征在于：所述方法具体为：

步骤A、控制器中预设洗涤水温度T、预设洗涤用水总量Q、预进冷水量Q_C以及预进热水量Q_H；

步骤B、预进水阶段：所述预进水阶段包括冷水预进水阶段和热水预进水阶段；

所述冷水预进水阶段为：

控制器控制打开冷水阀进冷水，控制器接收温度传感器检测的冷水温度T_C并记录该温度值，同时通过流量传感器检测冷水的进水量，当进水量达到预进冷水量Q_C后，控制器控制关闭冷水阀，冷水进水停止；

热水预进水阶段为：

控制器控制打开热水阀进热水，控制器接收温度传感器检测的热水温度T_H并记录该温度值，同时通过流量传感器检测热水的进水量，当进水量达到预进热水量Q_H后，控制器控制关闭热水阀，热水进水停止；

步骤C、正常进水阶段：控制器根据记录的冷水温度T_C、预进冷水量Q_C、热水温度T_H、预进热水量Q_H以及设定的洗涤水温度T和预设洗涤用水总量Q计算所需要的正常进水阶段的热水用量Q_H1和正常进水阶段的冷水用量Q_C1，控制器通过流量传感器的监测控制冷水阀和热水阀按照Q_C1和Q_H1进水。

10.根据权利要求9所述的一种洗衣机水温调控方法，其特征在于：控制器上还预设有补偿温度差值ΔT，步骤C的正常进水阶段结束后，控制器接收设置于洗衣机筒底部的调整温度传感器检测的实际水温T₁，并将洗涤水温度T和实际水温T₁进行对比，当差额超过预设的补偿温度差值ΔT时，进行补偿进水操作。