CN104833106A - 电热水器的控制方法、装置和电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电热水器的控制方法、装置和电热水器，其中该方法包括：获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位；获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率；以及根据热功率档位调整加热功率，并根据调整后的加热功率对电热水器进行控制。该方法根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

Description

电热水器的控制方法、装置和电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种电热水器的控制方法、装置和电热水器。

背景技术

目前,家庭中普遍使用的电热水器的加热功率比较单一，一般只有一种加热功率，加热功率不会随着水的温度的提高而发生变化。

电热水器加热的具体过程为：电热水器获得用户选定或设定的所需加热的温度之后，电热水器中的控制器控制加热装置以固定的加热功率进行加热，温度传感器进行水温采样，当水温大于或者等于用户设定的温度后停止加热，然后等待电热水器水箱内水温自然冷却，当水温低于用户预设值某个范围后再次进行加热，如此反复。

在使用电热水器的过程中，用户通过混水阀来使热水器中的热水与常温水进行混合，使电热水器输出适合人体洗浴温度的水，然而，在使用的过程由于电热水器以固定加热功率进行加热，无法保证电热水器的出水温度恒温，因此，用户的用户体验不理想。

综上所述可知，相关的电热水器不能根据水的温度自动调节加热功率，造成了电力资源浪费，不利于节能环保。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电热水器的控制方法。该方法可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

本发明的第二个目的在于提出一种电热水器的控制装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电热水器。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的电热水器的控制方法，包括：获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；判断所述出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达所述用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位；获得与所述当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的所述电热水器的加热功率；以及根据所述热功率档位调整所述加热功率，并根据调整后的加热功率对所述电热水器进行控制。

根据本发明实施例的电热水器的控制方法，获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度，然后判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位，然后获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率，并根据热功率档位调整加热功率，以及根据调整后的加热功率对电热水器进行控制，由此可见，该实施例可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

根据本发明的一个实施例，在所述根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位之前，所述控制方法还包括：保存出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与所述热功率档位的对应关系。

根据本发明的一个实施例，在所述获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度之前，所述控制方法还包括：接收用户设定的加热温度。

根据本发明的一个实施例，在所述接收用户设定的加热温度时，所述控制方法还包括：获得所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度；以及根据所述加热温度、所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度设定基准加热功率，并以所述基准加热功率对所述电热水器进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度，包括：根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的所述出水温度偏差控制量。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的电热水器的控制装置，包括：第一获得模块，用于获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；第一处理模块，用于判断所述出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达所述用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位；第二获得模块，用于获得与所述当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的所述电热水器的加热功率；以及控制模块，用于根据所述热功率档位调整所述加热功率，并根据调整后的加热功率对所述电热水器进行控制。

根据本发明实施例的电热水器的控制装置，通过第一获得模块获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度，然后第一处理模块判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位，然后第二获得模块获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率，并根据热功率档位调整加热功率，以及控制模块根据调整后的加热功率对电热水器进行控制，由此可见，该实施例可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

根据本发明的一个实施例，所述控制装置还包括：保存模块，用于在所述第一处理模块根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位之前，保存出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与所述热功率档位的对应关系。

根据本发明的一个实施例，所述控制装置还包括：接收模块，用于在所述第一获得模块获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度之前，接收用户设定的加热温度。

根据本发明的一个实施例，所述控制装置还包括：第二处理模块，用于在所述接收用户设定的加热温度时，获得所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度；以及根据所述加热温度、所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度设定基准加热功率，并以所述基准加热功率对所述电热水器进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述第一获得模块，具体用于：根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的所述出水温度偏差控制量。

为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的电热水器，包括本发明第二方面实施例的电热水器的控制装置。

根据本发明实施例的电热水器，可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的电热水器的控制方法的流程图。

图2是根据本发明一个实施例的获得当前采样时间点的电热水器的出水温度的流程图。

图3是根据本发明一个实施例的电热水器的控制装置的结构示意图。

图4是根据本发明另一个实施例的电热水器的控制装置的结构示意图。

附图标记：

第一获得模块110、第一处理模块120、第二获得模块130、控制模块140保存模块150、接收模块160和第二处理模块170。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的电热水器的控制方法、装置和电热水器。

图1是根据本发明一个实施例的电热水器的控制方法的流程图.

如图1所示，该电热水器的控制方法可以包括：

S101，获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度。

在本发明的实施例中，在执行步骤S101之前，还可以接收用户设定的加热温度。

具体地，在用户使用电热水器的过程中，可接收用户设定的加热温度，并获得用户设定加热温度时，电热水器对应的进水流量和进水温度，以及根据设定的加热温度、进水流量和进水温度设定一个基准加热功率。

在设定电热水器的基准加热功率后，可获得电热水器所在地输入电压频率，并将输入电压频率的2～3倍作为采样电热水器的出水温度、进水流量和进水温度的频率。

S102，判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位。

在本发明的实施例中，可根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，对应的具体过程如图2所示。

假定在这里我们用k表示当前采样时间点，用k-1和k-2表示与当前采样时间点相邻的前两个采样时间点。

S21，获得用户设定的加热温度T_L。

S22，获得电热水器所在地输入电压频率，并将输入电压频率的2-3倍作为采样频率。

S23，获得比例系数k1、积分系数k2和微分系数k3。

其中，上述比例系数k1、积分系数k2和微分系数k3为通过实验所获得。

S24，获得当前采样时间点k对应的出水温度T_C。

S25，计算当前采样时间点k对应的出水温度偏差ΔT(k)。

计算出出水温度偏差ΔT(k)的公式为：ΔT(k)＝T_C-T_L。

S26，计算当前采样时间点k对应的出水温度偏差控制量TP。

具体地，可根据同样的方式计算出与当前采样时间点k相邻的前两个采样时间点k-1和k-2对应的出水温度偏差ΔT(k-1)、ΔT(k-2)，然后根据下面的公式计算出水温度偏差控制量TP：

TP＝k1*(ΔT(e)-ΔT(e-1))+k2*(ΔT(e))+k3*(ΔT(e)-2*ΔT(e-1)+ΔT(e-2))。

在本发明的实施例中，可通过电热水器中的水流量传感器获得当前采样时间点的电热水器对应的进水流量，以及通过温度传感器获得电热水器的相关温度参数，以方便后续根据温度参数和进水流量去调整电热水器的加热功率。

在获得出水温度偏差控制量TP、进水流量和进水温度后，可从预先保存的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与热功率档位的对应关系中获得当前采样时间点的热功率档位。

需要说明的是，该出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与热功率档位之间的对应关系是根据模糊理论预先建立的。

S103，获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点电热水器的加热功率。

S104，根据热功率档位调整加热功率，并根据调整后的加热功率对电热水器进行控制。

具体地，假定用P_k表示当前采样时间点的加热功率，P_k-1表示前一个采样时间点电热水器对应的加热功率，若根据当前采样时间点的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位为ΔP，则当前采样时间点电热水器对应的加热功率P_k＝P_k-1+ΔP。

例如，假定根据当前采用时间点的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位ΔP的值为-200w，而前一个采样时间点电热水器对应的加热功率为3000w，则当前采样时间点对应的加热功率为2800w，此时，将使用当前采用时间点对应的加热功率进行加热。

综上所述可以看出，该实施例可根据电热水器的出水温度、进水流量和进水温度智能调整电热水器对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热造成的资源浪费，具有节能的效果。另外，根据出水温度调整电热水器对应的加热功率，从而精确控制电热水器的出水温度，无需用户手动调节，即可确保电热水器的出水温度恒定。

根据本发明实施例的电热水器的控制方法，获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度，然后判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位，然后获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率，并根据热功率档位调整加热功率，以及根据调整后的加热功率对电热水器进行控制，由此可见，该实施例根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种电热水器的控制装置。

图3是根据本发明一个实施例的电热水器的控制装置的结构示意图。

如图3所示，该电热水器的控制装置可以包括第一获得模块110、第一处理模块120、第二获得模块130和控制模块140，其中：

第一获得模块110用于获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；第一处理模块120用于判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位；第二获得模块130用于获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率；以及控制模块140用于根据热功率档位调整加热功率，并根据调整后的加热功率对电热水器进行控制。

上述第一获得模块110具体用于：根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量。其中，第一获得模块110计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量的具体过程可参见图2及其对应的文字描述，此处不赘述。

例如，用P_k表示当前采样时间点的加热功率，P_k-1表示前一个采样时间点电热水器对应的加热功率，若根据当前采样时间点的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位为ΔP，则控制模块140可以获得当前采样时间点电热水器对应的加热功率为P_k＝P_k-1+ΔP，并以当前采样时间点的加热功率P_k对电热水器进行加热，其中，热功率档位ΔP对应的值可以正数或者负数。

如图4所示，上述装置还可以包括保存模块150，该保存模块150用于在第一处理模块120根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位之前，保存电热水器的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与热功率档位之间的对应关系。

需要说明的是，保存模块150所保存的出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与热功率档位之间的对应关系是根据模糊理论预先建立的。

为了方便用户设定电热水器的加热温度，上述装置还可以包括接收模块160，该接收模块160用于在第一获得模块110获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度之前，接收用户设定的加热温度。

另外，上述装置还可以包括第二处理模块170，该第二处理模块170用于在接收用户设定的加热温度时，获得电热水器当前对应的进水流量和进水温度；以及根据加热温度、电热水器当前对应的进水流量和进水温度设定基准加热功率，并以基准加热功率对电热水器进行控制。

具体地，在用户使用电热水器的过程中，接收模块160可接收用户设定的加热温度，然后第二处理模块170获得用户设定加热温度时，电热水器对应的进水流量和进水温度，以及根据设定的加热温度、进水流量和进水温度设定一个基准加热功率。

根据本发明实施例的电热水器的控制装置，通过第一获得模块获得当前采样时间点的电热水器的出水温度、进水流量和进水温度，然后第一处理模块判断出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度获得对应的热功率档位，然后第二获得模块获得与当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的电热水器的加热功率，并根据热功率档位调整加热功率，以及控制模块根据调整后的加热功率对电热水器进行控制，由此可见，该实施例可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种电热水器，包括本发明第二方面实施例的电热水器的控制装置。

根据本发明实施例的电热水器，可根据电热水器对应的出水温度、进水流量和进水温度调整对应的加热功率，避免了以固定加热功率进行加热而造成的资源浪费，节约了能源。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电热水器的控制方法，其特征在于，包括：

获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；

判断所述出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达所述用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位；

获得与所述当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的所述电热水器的加热功率；以及

根据所述热功率档位调整所述加热功率，并根据调整后的加热功率对所述电热水器进行控制。

2.根据权利要求1所述的电热水器的控制方法，其特征在于，在所述根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位之前，还包括：

保存出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与所述热功率档位的对应关系。

3.根据权利要求2所述的电热水器的控制方法，其特征在于，在所述获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度之前，还包括：

接收用户设定的加热温度。

4.根据权利要求3所述的电热水器的控制方法，其特征在于，在所述接收用户设定的加热温度时，还包括：

获得所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度；以及

根据所述加热温度、所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度设定基准加热功率，并以所述基准加热功率对所述电热水器进行控制。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电热水器的控制方法，其特征在于，所述计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，包括：

根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的所述出水温度偏差控制量。

6.一种电热水器的控制装置，其特征在于，包括：

第一获得模块，用于获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度；

第一处理模块，用于判断所述出水温度是否到达用户设定的加热温度，如果未到达所述用户设定的加热温度，则计算当前采样时间点的出水温度偏差控制量，并根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位；

第二获得模块，用于获得与所述当前采样时间点相邻的前一个采样时间点的所述电热水器的加热功率；以及

控制模块，用于根据所述热功率档位调整所述加热功率，并根据调整后的加热功率对所述电热水器进行控制。

7.根据权利要求6所述的电热水器的控制装置，其特征在于，还包括：

保存模块，用于在所述第一处理模块根据所述出水温度偏差控制量、所述进水流量和所述进水温度获得对应的热功率档位之前，保存出水温度偏差控制量、进水流量和进水温度与所述热功率档位的对应关系。

8.根据权利要求7所述的电热水器的控制装置，其特征在于，还包括：

接收模块，用于在所述第一获得模块获得当前采样时间点的所述电热水器的出水温度、进水流量和进水温度之前，接收用户设定的加热温度。

9.根据权利要求8所述的电热水器的控制装置，其特征在于，还包括：

第二处理模块，用于在所述接收用户设定的加热温度时，获得所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度；以及根据所述加热温度、所述电热水器当前对应的进水流量和进水温度设定基准加热功率，并以所述基准加热功率对所述电热水器进行控制。

10.根据权利要求6-9任一项所述的电热水器的控制装置，其特征在于，所述第一获得模块，具体用于：

根据比例积分微分PID算法计算当前采样时间点的所述出水温度偏差控制量。

11.一种电热水器，其特征在于，包括权利要求6-10中任一项所述的电热水器的控制装置。