CN105202770A - 一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，包括热水器、智能电开关、智能水管道阀门、水位检测器、温度检测器、主控制器MCU、无线通信模块和个人移动监控终端，所述的热水器内设置有水位检测器和温度检测器，所述的水位检测器和温度检测器分别与主控制器MCU连接，所述热水器的电源线上安装有智能电开关，所述热水器的进水管上安装有智能水管道阀门，所述的智能电开关和智能水管道阀门分别与主控制器MCU连接，所述的主控制器MCU连接有无线通信模块，所述的无线通信模块通过无线关网与个人移动监控终端连接。

Description

一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器领域，具体地，涉及一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器。

背景技术

电热水器是家居生活必备物品，对于家庭中常用的普通电热水器一般需要提前对其进行加热，等到加热到所设定的温度后才可以使用热水，这就会有时间上的等待，或者有些家庭让电热水器一直开着处于保温状态，但人不使用时会造成电能的严重浪费，又或者有些富裕的家庭使用大功率的速热型电热水器，这种速热型电热水器又存在价钱昂贵，功率大，耗电量大，储水的体积较小等缺点。对此，当你需要使用电热水器时，倘若有一种电热水器能在你工作下班回家时就能通过远程监控让其自动加热，这样到家之后就可以直接使用热水了，对于疲惫工作了一天的想急着回家就沐浴的人更是一种很好的电器，这样就不必等到回家后才进行加热，节省了等待时间，也不会造成电能的严重浪费，经济又实用，为日常的生活提供便利。

另外，现有的智能电热水器虽然能远程控制，但对热水器的水位和温度都不能控制，并且控制系统出现故障时，也无法通知维修人员进行及时检修。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有结构简单、成本低、性能稳定可靠、高效率、省时省电、便于远程监控智能加热，且能控制水位及水温，并能故障检测的基于物联网具有恒温控制功能的电热水器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，包括热水器、智能电开关、智能水管道阀门、水位检测器、温度检测器、主控制器MCU、无线通信模块、个人移动监控终端、水温自动控制装置，所述的热水器内设置有水位检测器和温度检测器，所述的水位检测器和温度检测器分别与主控制器MCU连接，所述热水器的电源线上安装有智能电开关，所述热水器的进水管上安装有智能水管道阀门，所述的智能电开关和智能水管道阀门分别与主控制器MCU连接，所述的主控制器MCU连接有无线通信模块，所述的无线通信模块通过无线关网与个人移动监控终端连接。

所述的水温自动控制装置包括热水流量控制电磁阀，冷水流量控制电磁阀，第一、二、三温度传感器，控制面板及微控制器；所述热水流量控制电磁阀安装在热水管上；所述冷水流量控制电磁阀安装在冷水管上；所述第一、二、三温度传感器分别安装在冷水管、混合出水管和热水管内。

进一步的，所述的主控制器MCU连接有故障诊断模块。

进一步的，所述的热水器设置有电流检测器，所述的电流检测器与主控制器MCU连接。

进一步的，所述热水流量控制电磁阀安装在热水进水口处；所述冷水流量控制电磁阀安装在冷水进水口处；所述第一、二、三温度传感器分别安装在冷水进水口处冷水管道内壁、混合出水口处混合管道内壁和热水进水口处热水管道内壁。

进一步的，所述控制面板包括一对温度控制按钮，一对出水流量控制按钮和一个液晶显示屏。

综上，本发明的有益效果是：具有结构简单、成本低、性能稳定可靠、高效率、省时省电、便于远程监控智能加热，且能控制水位及水温，并能故障检测，当热水器出现漏电时，主控制器MCU会及时控制智能电开关断电，热水器上设有水温自动控制装置可实现出水温控制，省去了来回手动调节温度的繁琐过程，实现了出水流量和出水温度的单独调节。

附图说明

图1为本发明一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器的结构原理示意图。

图2为本发明水温自动控制装置结构示意图；

图3为本发明的冷水进水口处的示意图；

图4为本发明的控制面板示意图；

图5为本发明的混合出水口处的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1-5所示的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，包括热水器1、智能电开关2、智能水管道阀门3、水位检测器4、温度检测器5、主控制器MCU6、无线通信模块7和个人移动监控终端8以及水温自动控制装置11，热水器1内设置有水位检测器4和温度检测器5，所述的水位检测器4和温度检测器5分别与主控制器MCU6连接，所述热水器1的电源线上安装有智能电开关2，所述热水器1的进水管上安装有智能水管道阀门3，所述的智能电开关2和智能水管道阀门3分别与主控制器MCU6连接，所述的主控制器MCU6连接有无线通信模块7，所述的无线通信模块7通过无线关网与个人移动监控终端8连接。

当外出用户准备回家或在路上时，可远程通过个人移动监控终端8对家内的热水器1进行操控，用户可以根据用水量需求在个人移动监控终端8上进行设定，比如1个人使用量或2个人使用量、、，个人移动监控终端8会通过无线通信模块7和主控制器MCU6控制智能水管道阀门3对热水器1注水，当水位达到设定水位，水位检测器4会将信号反馈给主控制器MCU6，主控制器MCU6会控制智能水管道阀门3停止注水；用户可以设定水温，水温设定，个人移动监控终端8会通过无线通信模块7和主控制器MCU6控制智能电开关2启动加热，根据用户设定，当水温达到设定温度，温度检测器5会将信号传递给主控制器MCU6，主控制器MCU6会控制智能电开关2闭合。

所述的水温自动控制装置11包括热水流量控制电磁阀13，冷水流量控制电磁阀15，第一、二、三温度传感器12、16、23，控制面板14及微控制器；所述热水流量控制电磁阀13安装在热水管上；所述冷水流量控制电磁阀15安装在冷水管上；所述第一、二、三温度传感器12、16、23分别安装在冷水管、混合出水管和热水管内。

水温自动控制装置11的原理为：通过温度传感器分别获得热水进水口、冷水进水口和混合后出水口的温度，经过微处理器的计算，得出要保持原有温度时，所需要的冷热水流量，把计算后的结果，发送给冷热水流量控制阀，冷热水流量控制阀对指令做出响应，从而调节冷热水的混合比例，最终保证在出水流量发生变化时，而出水温度保持恒定。设热水进水口的温度为T1(在某一具体使用过程中是定值)、流量为V1，冷水进水口的温度为T2(在某一具体使用过程中是定值)、流量为V2，混合出水口的温度为T3。c为水的比热容，ρ为水的密度，则有：

ΔQ1＝cρV1(T1-T3)

ΔQ2＝cρV2(T3-T2)

由于冷热混合时间比较短，则可以忽略热量散失，即有：ΔQ1＝ΔQ2，把上面两式代入其中，经整理有：

V1T1+V2T2＝T3(V1+V2)

当出水流量发生变化时，如果需要出水温度保持出水流量发生变化前的温度，则需要冷热水的流量混合比例保持的关系为：

上式是一个比例关系，即只要是冷热水的流量比满足上式关系，出水温度就能保持恒定，这为实现出水流量变化，而出水温度保持不变提供了可能。

具体过程是：当开始使用本发明的恒温控制阀时，首先按控制面板14上面的出水流量控制增加按钮20，微控制器就会接收一个来至出水流量控制增加按钮20的指令，然后微控制器就会给冷水流量控制电磁阀15一个初始默认值V2，同时微控制器也会给定一个初始默认出水温度T3。热水进水口温度传感器12和冷水进水口温度传感器16分别把热水进水口26和冷水进水口24的水的温度获得，发送给微控制器，这样微控制器就能根据上述比例关系计算得到热水流量控制电磁阀12的所需要的流量值，当冷水流量控制电磁阀15和热水流量控制电磁阀13接收到来至微控制器的指令时，就开始调节流量到指令的期望值。当需要增加(或减小)出水流量，而不需要改变出水温度时，只需要按控制面板14上的出水流量控制增加按钮20(或出水流量控制减小按钮20)，每按一次，微控制器就会在原有的冷水进水流量上给一个增量+ΔV2(或-ΔV2)，则冷水流量控制电磁阀15的流量值就变成了V2+ΔV2(或V2-ΔV2)，保持T3不变，则热水流量控制电磁阀12的流量值为(或)。这样就实现了出水流量的增加(或减小)，并且保持了出水温度的恒定；当需要升高(或降低)出水温度时，只需要按控制面板14上的温度控制升高按钮19(或温度控制降低按钮21)，同样也是按一次按钮，微控制器就会在原有的出水温度T3基础上给一个增量+ΔT3(或-ΔT3)，然后微控制器就可以计算热水流量控制电磁阀12的流量值，流量值为(或)。这样就实现了出水温度的升高(或降低)的调节过程。

实施例2

如图1所示的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，在实施例1的基础上，主控制器MCU6连接有故障诊断模块9。当热水器或远程监控系统出现故障时，故障诊断模块9通过对智能电开关2、智能水管道阀门3、水位检测器4、温度检测器5等反馈给主控制器MCU6信息，分析出是哪个功能模块出现故障，故障诊断模块9再通过无线通信模块7和主控制器MCU6将信息反馈到个人移动监控终端8上，这样可及时通知物业维修人员对症快速维修或更换部件。

实施例3

如图1所示的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，在实施例1的基础上，热水器1设置有电流检测器10，所述的电流检测器10与主控制器MCU6连接。当热水器出现漏电时，电流检测器10检测到热水器的水中有电流，电流检测器10会将控制信号传递给主控制器MCU6，主控制器MCU6会及时控制智能电开2断电。

实施例4

如图1-5所示的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，所述热水流量控制电磁阀13安装在热水进水口处；所述冷水流量控制电磁阀15安装在冷水进水口处；所述第一、二、三温度传感器12、16、23分别安装在冷水进水口处冷水管道内壁、混合出水口处混合管道内壁和热水进水口处热水管道内壁。所述控制面板14包括一对温度控制按钮19、21，一对出水流量控制按钮20、22和一个液晶显示屏18。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，包括热水器（1）、智能电开关（2）、智能水管道阀门（3）、水位检测器（4）、温度检测器（5）、主控制器MCU（6）、无线通信模块（7）、个人移动监控终端（8）和水温自动控制装置（11），其特征在于：所述的热水器（1）内设置有水位检测器（4）和温度检测器（5），所述的水位检测器（4）和温度检测器（5）分别与主控制器MCU（6）连接，所述热水器（1）的电源线上安装有智能电开关（2），所述热水器（1）的进水管上安装有智能水管道阀门（3），所述的智能电开关（2）和智能水管道阀门（3）分别与主控制器MCU（6）连接，所述的主控制器MCU（6）连接有无线通信模块（7），所述的无线通信模块（7）通过无线关网与个人移动监控终端（8）连接；

所述的水温自动控制装置（11）包括热水流量控制电磁阀（13），冷水流量控制电磁阀（15），第一、二、三温度传感器（12、16、23），控制面板（14）及微控制器；所述热水流量控制电磁阀（13）安装在热水管上；所述冷水流量控制电磁阀（15）安装在冷水管上；所述第一、二、三温度传感器（12、16、23）分别安装在冷水管、混合出水管和热水管内。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，其特征在于：所述的主控制器MCU（6）连接有故障诊断模块（9）。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，其特征在于：所述的热水器（1）设置有电流检测器（10），所述的电流检测器（10）与主控制器MCU（6）连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，其特征在于：所述热水流量控制电磁阀（13）安装在热水进水口处；所述冷水流量控制电磁阀（15）安装在冷水进水口处；所述第一、二、三温度传感器（12、16、23）分别安装在冷水进水口处冷水管道内壁、混合出水口处混合管道内壁和热水进水口处热水管道内壁。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有恒温控制功能的电热水器，其特征在于：所述控制面板（14）包括一对温度控制按钮（19、21），一对出水流量控制按钮（20、22）和一个液晶显示屏（18）。