CN104729125B - 一种多能源热水器的控制方法及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多能源热水器的控制方法及热水器，多能源热水器包括水箱、太阳能加热系统、辅助加热系统和控制系统，热水器设有预约功能，控制方法包括如下步骤：判断是否能预约：控制系统判断单独使用辅助加热系统在预约时间时是否能将水箱中的水加热到预约的温度，如果不能则不允许用户预约，如果能则允许用户预约；判断辅助加热系统是否启动：预约后，当单独使用辅助加热系统在预约的剩余时间正好能将水箱内的水加热到预约温度时启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热。能根据预约时间和预约温度判断用户能否预约，不能预约时提醒用户，且根据预约时间和预约温度，合理控制多能源之间的使用，既能合理的利用能源，又能保证用户的需求。

Description

一种多能源热水器的控制方法及热水器

技术领域

本发明涉及热水器领域，尤其是一种多能源热水器的控制方法，合理控制各加热系统的使用，最大限度利用太阳能且能保证用户的用水温度。

背景技术

太阳能是一种成熟的清洁能源，其使用非常普及，但是问题是受天气影响，有时无法满足实时热水需求。目前市场上的多能源热水器大多采用太阳能与燃气或电热水器的简单组合，即仅用太阳能对水进行预热后，在利用其它能源对预热的水进行加热，实现节能的目的。在天气不是太好的情况下，太阳能对水的预热效果差，组合后的热水器加热效率不高。如何控制多能源热水器各个能源之间的合理利用达到最大限度的利用太阳能等可再生清洁、绿色能源，又能保证用户的用水需求，是急待研究的问题。

现在的热水器有的有了预约功能，用户可设定时间和温度，热水器控制到预约时间后达到预约温度，供用户使用，中国专利201210022280.7公开了一种预约加热的太阳能热水器，包括太阳能机体，太阳能机体包括太阳能集热管、太阳能热水器水箱、辅助加热装置及控制装置，特点是控制装置控制辅助加热装置实施预约加热步骤为：太阳能集热管吸收太阳热能并对太阳能热水器水箱内的水进行加热；控制装置从太阳能集热管或太阳能热水器水箱中进行水温数据采集；到了预约时刻，控制装置将采集数据与设定数据进行对比，判断辅助加热装置的实际加热功率是否满足用水所需的理想加热功率，根据对比结果，分两种输出控制信息结果，一是辅助加热装置停止加热；二是辅助加热装置继续加热并给出加热结束时刻。其有益效果是，通过判定太阳能的功率，根据已知的辅助加热装置的功率计算给出所需的加热耗时，利于用户及时使用热水，避免能源浪费。

但是上述专利还存在一定问题：有时候水箱中的水温度较低，预约时间距此时时间较短，马上启动加热时都不能满足用户的设定的需求，此时用户并不知道，当预约时间到时，水温并不能满足用户的需求。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种多能源热水器的控制方法，能根据预约时间和预约温度判断用户能否预约，不能预约时提醒用户，且根据预约时间和预约温度，合理控制多能源之间的使用，既能合理的利用能源，又能保证用户的需求。

本发明的另一目的为提供一种使用上述控制方法的热水器。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种多能源热水器的控制方法，多能源热水器包括水箱、太阳能加热系统、辅助加热系统和控制系统，热水器设有预约功能，包括如下步骤：判断是否能预约：控制系统判断单独使用辅助加热系统在预约时间时是否能将水箱中的水加热到预约的温度，如果不能则不允许用户预约，如果能则允许用户预约；判断辅助加热系统是否启动：预约后，当单独使用辅助加热系统在预约的剩余时间正好能将水箱内的水加热到预约温度时启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热。

所述判断是否能预约时，用户通过预约按键输入预约时间和预约温度，控制系统根据用户预约的温度和水箱中水的温度的差值，计算出单独使用辅助加热系统加热到预约温度所用的时间，若该时间大于预约时间与当前时间的时间差，则预约超出范围，控制系统不允许用户预约，若该时间小于等于预约时间与当前时间的时间差，则在预约范围内，控制系统允许用户预约。

所述预约超出范围，控制系统不允许用户预约时，控制系统发出警报提醒用户。

所述判断辅助加热系统是否启动时，实时检测水箱中水的温度，并根据预设温度与实时温度的温度差，计算单独使用辅助加热系统将水箱中的水加热到预约温度所使用的时间，该时间等于预约时间与当前时间的时间差时，启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热，至预约温度后停止加热。

若实时检测期间用户使用热水导致水箱内水的温度下降，控制系统计算到预约时刻不能满足设定温度时，发出警报提醒用户。

所述控制系统包括控制器和与控制器相连接的温度检测模块和时钟模块，温度检测模块检测水箱中水的温度，并将该温度信息传送给控制器，时钟模块将时间信息传送给控制器。

具体为：

1）太阳能加热系统始终给水箱内的水进行加热；

2）用户设定预约时间T和预约温度t，温度检测模块检测水箱内水的温度t1；

3）计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由t1加热到t需要时间T1，预约时间和当前时间的时间差为T2；

4）比较T1和T2，若T1>T2，不能预约，发出警报，若T1≤T2，能预约，进入下一步；

5）水箱内水的温度变化，温度检测模块实时检测水箱内水的温度tx；

6）计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由tx加热到t需要时间T11，预约时间和当前时间的时间差为T22，T11和T22为变量；

7）比较T11和T22，当T11=T22时，启动辅助加热系统，T11>T22时发出警报；

8）当tx=t时，关闭辅助加热系统，返回步骤5），直至预约时间到。

所述辅助加热系统为热源功率一定的加热系统，优选锅炉加热系统或电加热系统。

一种上述控制方法的热水器。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明所述控制方法，能根据预约时间和预约温度判断用户能否预约，预约超范围时不能预约，且发出警报提醒用户，提前告知用户，提醒用户做好心理准备或者采取其他措施，在预约范围内时，才能预约，提高人机交互功能，使控制更加人性化，且控制方法简单易行。

2、本发明所述控制方法，准确控制水箱内部水的温度，能根据预约时间和预约温度，合理控制多能源之间的使用，既能合理的利用能源，又能保证用户的需求。

3、本发明所述控制方法，能够在判断预约时间之前的一段时间启动辅助加热系统，如锅炉加热系统或电加热系统，正好在预约时间能将水箱中的水加热到预约温度，既满足了用户的需求，又最大限度的节约了能源。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1：本发明所述控制方法的流程图

图2：本发明所述计算加热时间的流程图

具体实施方式

本发明所述一种多能源热水器的控制方法，多能源热水器包括水箱、太阳能加热系统、辅助加热系统和控制系统，热水器设有预约功能，所述辅助加热系统为热源功率一定的加热系统，优选锅炉加热系统或电加热系统，所述的锅炉加热系统或电加热系统的功率是一定的，可将该功率设置到控制系统的控制器内，计算加热时间时用，控制方法包括如下步骤：

首先要判断是否能预约：控制系统判断单独使用辅助加热系统在预约时间时是否能将水箱中的水加热到预约的温度，如果不能则不允许用户预约，如果能则允许用户预约；这样可避免用户预约后，到了预约时间水的温度并不能达到设定温度的问题，可在用户预约时就能告诉用户到预约时间能不能加热到预约温度，可让用户做好心理准备或者及时采取其他措施满足用水需求，提高人机交互功能，使控制更加人性化。

然后判断辅助加热系统是否启动：预约后，当单独使用辅助加热系统在预约的剩余时间正好能将水箱内的水加热到预约温度时启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热。保证当预约时间到时，水箱中的水正好加热到预约温度，避免水温过高造成资源浪费、水温过低造成不能满足用户的用水需求，还能最大程度的利用太阳能，最大限度的节约能源。

在判断是否能预约时，用户通过预约按键输入预约时间和预约温度，控制系统根据用户预约的温度和水箱中水的温度的差值，计算出单独使用辅助加热系统加热到预约温度所用的时间，若该时间大于预约时间与当前时间的时间差，则预约超出范围，控制系统不允许用户预约，若该时间小于等于预约时间与当前时间的时间差，则在预约范围内，控制系统允许用户预约。

水箱的容积是一定的，用户预约时，输入了预约时间和预约温度，温度检测模块如温度传感器，可检测此时水箱内的水的温度，而辅助加热系统的功率也是一定的，单独使用辅助加热系统将一定容积的水从一定温度加热到另一温度所用的时间是很容易算出来的，若计算出来的该时间大于预约时间与当前时间的时间差，说明即使是当时立即启动辅助加热系统，到预约时间时也不能将水箱内的水加热到预约的温度，此时显然不能满足用户的用水需求，此时控制系统控制用户不能预约，即不能输入预约信息，或输入的预约信息无效，同时控制系统发出警报提醒用户不能预约，让用户知道预约时间到时，温度到不了预约温度。此种情况可能发生在水箱中的水温度较低，或预约时间距此时时间较短，马上启动加热时都不能满足用户的设定的需求时。

判断辅助加热系统是否启动时，实时检测水箱中水的温度，并根据预设温度与实时温度的温度差，计算单独使用辅助加热系统将水箱中的水加热到预约温度所使用的时间，该时间等于预约时间与当前时间的时间差时，启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热，至预约温度后停止加热，由于太阳能加热系统一直在给水箱中的水加热，或者用户随时会使用水箱中的水，所以水箱中的水的温度是变化的，要对水箱中的水的温度进行实时的检测，并计算该温度加热到预约温度所用的时间，该时间也是变化的，同时预约时间与此时时间的差值也是变化的，当加热到预约温度所用的时间等于预约时间与此时时间的差值时，说明在剩余时间内，辅助加热系统正好可以将水箱中的水加热到预约温度，此时启动辅助加热系统。

若实时检测期间用户使用热水导致水箱内水的温度下降，控制系统计算到预约时刻不能满足设定温度时，发出警报提醒用户，随时监控突发情况的发生，并在影响到用户预约用水的温度时告知用户。

控制系统包括控制器和与控制器相连接的温度检测模块和时钟模块，温度检测模块检测水箱中水的温度，并将该温度信息传送给控制器，时钟模块将时间信息传送给控制器。

如图1所示，本发明所述多能源热水器的控制方法的具体步骤为：

1）太阳能加热系统始终给水箱内的水进行加热；

2）用户设定预约时间T和预约温度t，温度检测模块检测水箱内水的温度t1；

3）计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由t1加热到t需要时间T1，预约时间和当前时间的时间差为T2；

4）比较T1和T2，若T1>T2，不能预约，发出警报，用户可重新预约，若T1≤T2，能预约，进入下一步；

5）水箱内水的温度变化，温度检测模块实时检测水箱内水的温度tx；

6）计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由tx加热到t需要时间T11，预约时间和当前时间的时间差为T22，T11和T22为变量；

7）比较T11和T22，当T11=T22时，启动辅助加热系统，T11>T22时发出警报；

8）当tx=t时，关闭辅助加热系统，返回步骤5），直至预约时间到。

多能源热水器中太阳能加热系统和辅助加热系统是相互独立的，分别对同一水箱中的水进行加热，辅助加热系统可以是燃气锅炉，或者是电加热丝。可选择燃气式全预混冷凝炉，燃气式全预混冷凝炉是采用全预混燃烧和冷凝换热的方式，实现低排放和高效率，可以提供采暖和热水两用功能。水箱采用双盘管的储热水罐，其中储热水罐的一个盘管连接太阳能加热系统，另外一个盘管连接全预混冷凝炉，在有太阳的时候，太阳能加热系统将热量换热到储热水罐，当需要启动辅助加热系统时，使用全预混冷凝炉对水箱中的水进行加热。

如图2所示，水箱内水的当前温度可通过温度传感器检测出来，水箱的容积是一定的且是已知的，用户的预约的温度是已知的，这样将水箱内的水由当前温度加热到预约温度所需要的热量是一定的，辅助加热系统的功率也是已知的，所以很容易能计算出将水箱内的水由当前温度加热到预约温度所需要的时间。

上述实施方式中，在启动辅助加热系统后，未考虑太阳能加热系统对水箱中水的加热，由于燃气锅炉，或者是电加热丝的功率一般都很大，所以加热时间较短，在此段时间内太阳能加热系统对水箱中的水加热的温度并不是很大，故上述实施方式中忽略该段时间太阳能加热系统的加热作用，但是太阳能加热系统的加热是始终存在的，若想更准确的控制水的温度，可以通过只有太阳能加热系统工作时，检测一下一定时间内水温上升的温度，计算一下太阳能加热系统的功率，然后在预约时间之前考虑辅助加热系统和电加热系统同时工作将水箱中的水加热到预约温度的时间，与预约时间与当时时间的差值进行比较，当将水箱中的水加热到预约温度的时间与预约时间与当时时间的差值相等时，启动辅助加热系统，太阳能加热系统和辅助加热系统同时给水箱中的水进行加热，这样控制更加准确一些。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种多能源热水器的控制方法，多能源热水器包括水箱、太阳能加热系统、辅助加热系统和控制系统，热水器设有预约功能，其特征在于：包括如下步骤：

判断是否能预约：控制系统判断单独使用辅助加热系统在预约时间时是否能将水箱中的水加热到预约的温度，如果不能则不允许用户预约，如果能则允许用户预约；

判断辅助加热系统是否启动：预约后，当单独使用辅助加热系统在预约的剩余时间正好能将水箱内的水加热到预约温度时启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热。

2.根据权利要求1所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述判断是否能预约时，用户通过预约按键输入预约时间和预约温度，控制系统根据用户预约的温度和水箱中水的温度的差值，计算出单独使用辅助加热系统加热到预约温度所用的时间，若该时间大于预约时间与当前时间的时间差，则预约超出范围，控制系统不允许用户预约，若该时间小于等于预约时间与当前时间的时间差，则在预约范围内，控制系统允许用户预约。

3.根据权利要求1所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述预约超出范围，控制系统不允许用户预约时，控制系统发出警报提醒用户。

4.根据权利要求2所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述预约超出范围，控制系统不允许用户预约时，控制系统发出警报提醒用户。

5.根据权利要求1所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述判断辅助加热系统是否启动时，实时检测水箱中水的温度，并根据预设温度与实时温度的温度差，计算单独使用辅助加热系统将水箱中的水加热到预约温度所使用的时间，该时间等于预约时间与当前时间的时间差时，启动辅助加热系统对水箱中的水进行加热，至预约温度后停止加热。

6.根据权利要求5所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：若实时检测期间用户使用热水导致水箱内水的温度下降，控制系统计算到预约时刻不能满足设定温度时，发出警报提醒用户。

7.根据权利要求1所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括控制器和与控制器相连接的温度检测模块和时钟模块，温度检测模块检测水箱中水的温度，并将该温度信息传送给控制器，时钟模块将时间信息传送给控制器。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：具体为：

1)太阳能加热系统始终给水箱内的水进行加热；

2)用户设定预约时间T和预约温度t，温度检测模块检测水箱内水的温度t1；

3)计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由t1加热到t需要时间T1，预约时间和当前时间的时间差为T2；

4)比较T1和T2，若T1>T2，不能预约，发出警报，若T1≤T2，能预约，进入下一步；

5)水箱内水的温度变化，温度检测模块实时检测水箱内水的温度tx；

6)计算单独使用辅助加热系统将水箱内水由tx加热到t需要时间T11，预约时间和当前时间的时间差为T22，T11和T22为变量；

7)比较T11和T22，当T11＝T22时，启动辅助加热系统，T11>T22时发出警报；

8)当tx＝t时，关闭辅助加热系统，返回步骤5)，直至预约时间到。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述辅助加热系统为热源功率一定的加热系统。

10.根据权利要求8所述的一种多能源热水器的控制方法，其特征在于：所述辅助加热系统为热源功率一定的加热系统。

11.一种使用权利要求1-10任一项所述控制方法的热水器。