CN105571140B - 带模式预约的热水器的预约加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热完成时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，热水器在设定的加热完成时间到达前的某个时刻按所需热水量开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水达到加热温度。或用户选择预约模式，设定加热模式、加热开始时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，在设定的加热时间到达时开始加热，直至所需热水达到加热温度。在预约模式下，用户可设置加热完成时间或加热开始时间，又可设定加热模式及温度、水量。

Description

带模式预约的热水器的预约加热方法

技术领域

本发明涉及一种热水器预约加热方法，尤其是一种带模式预约的热水器的预约加热方法，属于热水器加热方法领域。

背景技术

为方便用户使用，同时也节能，热水器在电控方案上设置有预约模式，即设定一个时刻，热水器的加热系统会在这个时刻开始加热，或者在这个时刻加热完。如：

1、用户在热水器的控制器上选择预约模式，输入预约加热的时间T，比如18点，然后热水器会在18点开始加热，加热到设定温度停止加热。

2、用户在热水器的控制器上选择预约模式，输入预约加热的时间T，比如18点，然后热水器会在18点前加热完成，加热到设定温度停止加热。

但以上两种方式下，预约模式其他模式用户不可以设定，无法根据用户的需求来选择设定所需的加热模式、用水量，因此，需要一种可以在预约模式下设定加热模式、用水量的热水器预约加热方法，从而更方便用户使用。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种带模式预约的热水器的预约加热方法，能够由用户自助选择设定加热时间、加热模式、用水量。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热完成时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，热水器在设定的加热完成时间到达前的某个时刻按所需热水量开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水达到加热温度。

带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热开始时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，在设定的加热时间到达时开始加热，直至所需热水达到加热温度。

进一步的，热水器的控制器根据加热温度与热水器中未加热水的水温来计算水的温度差，通过温度差Δt、热水器的功率P、所需热水量M、水的比热容C，利用公式PT＝CMΔt，计算出所需加热时长T，从而在距离设定的加热完成时间T时长之前的时刻开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水量达到加热温度。

进一步的，热水器控制器通过用户洗浴用混合水水量、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量和热水器进水温度四个数据，根据能量守恒的原理，计算得出加热温度。

进一步的，根据用户洗浴用混合水的热量等于热水器出水的热量即所需热水的热量与用户洗浴用混合水中冷水的热量之和，及用户洗浴用混合水的水量等于热水器出水的水量即所需热水量与用户洗浴用混合水中冷水的水量之和，即：

Q_混合水＝Q_冷水+Q_热水，

M_混合水＝M_冷水+M_热水，

并根据公式Q＝CMΔt，可知：

Q_冷水＝C×M_冷水×T_冷水，

Q_热水＝C×M_热水×T_热水，

Q_混合水＝C×M_混合水×T_混合水，

其中，Q_冷水指用户洗浴用混合水中冷水的热量，Q_热水指热水器出水的热量，Q_混合水指用户洗浴用混合水的热量，M_冷水指用户洗浴用混合水中冷水水量，M_热水指热水器出水水量，M_混合水指用户洗浴用混合水水量，T_冷水指用户洗浴用混合水中冷水温度，T_热水指热水器出水温度，T_混合水指用户洗浴用混合水温度，C为水的比热容，

根据上述等式得到下列等式：

M_混合水×T_混合水＝(M_混合水-M_热水)×T_冷水+M_热水×T_热水，

从而获得热水器出水温度即加热温度。

进一步的，用户洗浴用混合水水量实行持续的动态修正，检测并记录一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值记录作为计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储；再检测随后一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值并替换前一周期内的每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量的平均值，作为修正后的计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储且供热水器的控制器调取；持续此步骤；或者用户在前述储存的所需的用户洗浴用混合水水量基础上修改设定；在首次使用时，用户自行设定所需的用户洗浴用混合水水量。

进一步的，热水器进水温度采用上次洗浴时检测并记录的热水器进水温度。

进一步的，热水器进水温度取洗浴用水关闭前某一时刻的瞬时温度。

进一步的，在确定热水器加热温度时，考虑热水器的热水输出率，热水器出水温度＝{热水器进水量×热水器的热水输出率×加热温度+热水器进水量×(1-热水器的热水输出率)×热水器进水温度}÷指热水器出水水量，因此热水器的控制器根据前述逻辑关系对加热温度进行计算并设定。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热开始时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，在设定的加热时间到达时开始加热，直至所需热水达到加热温度，使得用户的选择更多样化，能够选择更多的加热条件，因而更加节能同时也更方便用户使用。

带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热完成时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器在设定的加热完成时间到达前的某个时刻按所需热水量开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水量达到加热温度，使得用户的选择更多样化，能够选择更多的加热条件，因而更加节能同时也更方便用户使用。

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

具体实施方式

实施例一

热水器的进水端设有温度传感器和流量传感器检测进水温度和进水量，在热水器出水管与冷水管混合处设有恒温阀及流量传感器控制、检测洗浴用混合水温度和用户洗浴用混合水水量，所述温度传感器、流量传感器及恒温阀均与热水器内部的控制器电连接。在恒温阀与喷头之间设有调水阀，用以控制喷头水流开关。

在本实施例中，在热水器出水管与冷水管混合处设有分离的恒温阀及流量传感器两个装置分别检测温度和进水量，在其他实施例中，也可以采用具有流量检测功能的恒温阀一个装置来完成两种数据的检测。

带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式，设定加热模式、加热完成时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器在设定的加热完成时间到达前的某个时刻按所需热水量开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水达到加热温度。

加热模式，视热水器的不同而不同，在本实施例中，热水器的加热模式有半胆加热、整胆加热，或者一人洗、两人洗、多人洗，可以选择其中一个进行加热。

热水器控制器通过用户洗浴用混合水水量、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量和热水器进水温度四个数据，根据能量守恒的原理，计算得出加热温度。

用户在预约模式下自行设定用户洗浴用混合水温度。

用户在预约模式下根据洗浴人数的多少及个人洗浴用水的多少设定所需热水量。

热水器对每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量进行检测并记录。检测并记录一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值记录作为计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储；但每次洗浴时用水量会有波动，因此，为了更准确地计算得到数据，计算加热温度所需的用户洗浴用混合水水量实行持续的动态修正，再检测随后一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值并替换前一周期内的每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量的平均值，作为修正后的计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储且供热水器的控制器调取；持续此步骤。不断地得到新周期内的平均水量数据对前一周期内的平均水量数据进行替换，以期获得更准确的计算结果。在本实施例中，此周期为1星期。

在其他实施例中，用户可在前述储存的所需的用户洗浴用混合水水量基础上修改设定。

当首次洗浴时，由于无法得到之前的用户洗浴用混合水水量数据，用户可以自行设定计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量。

作为计算热水器加热温度所需的热水器进水温度采用上次洗浴时检测并记录的热水器进水温度。在首次使用时，作为计算热水器加热温度所需的热水器进水温度采用本次检测到的热水器进水温度。

为了避免室内温度及安全阀内泄造成的影响，使计算更为准确，热水器进水温度取关闭洗浴用水前某一时刻的瞬时温度。在本实施例中，热水器进水温度取关闭洗浴用水前一分钟的瞬时温度。

设置于热水器进水端的流量传感器与温度传感器关联设置，当热水器进水端有水流流过，流量传感器采集到数据的时候则温度传感器进行温度数据采集工作，当进水端没有水流时，流量传感器采集不到数据则温度传感器也不进行温度数据采集工作。因此，在热水器关闭、进水端不进水、温度传感器不进行数据采集时，取倒退一分钟时的检测到的热水器进水温度作为计算热水器加热温度所需的热水器进水温度。

通过设置在热水器进水端的温度传感器检测并记录本次热水器进水温度作为下次洗浴加热时计算加热温度时所需的热水器进水温度，通过设置在热水器进水端的流量传感器检测进水量，通过在热水器出水管与冷水管混合处设置的恒温阀及流量传感器，检测用户洗浴用混合水温度及检测并记录本次用户洗浴用混合水水量。并调取存储的作为计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量和热水器进水温度数据，通过热水器内部控制器对所获取的热水器进水量、用户洗浴用混合水温度、作为计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量和热水器进水温度四个数据，根据下述关系运算得到用户所需的热水器加热温度后自动设定此温度。

根据用户洗浴用混合水的热量等于热水器出水的热量即所需热水的热量与用户洗浴用混合水中冷水的热量之和，及用户洗浴用混合水的水量等于热水器出水的水量即所需热水量与用户洗浴用混合水中冷水的水量之和，即：

Q_混合水＝Q_冷水+Q_热水，

M_混合水＝M_冷水+M_热水，

并根据公式Q＝CMΔt，可知：

Q_冷水＝C×M_冷水×T_冷水，

Q_热水＝C×M_热水×T_热水，

Q_混合水＝C×M_混合水×T_混合水，

其中，Q_冷水指用户洗浴用混合水中冷水的热量，Q_热水指热水器出水的热量，Q_混合水指用户洗浴用混合水的热量，M_冷水指用户洗浴用混合水中冷水水量，M_热水指热水器出水水量，M_混合水指用户洗浴用混合水水量，T_冷水指用户洗浴用混合水中冷水温度，T_热水指热水器出水温度，T_混合水指用户洗浴用混合水温度，C为水的比热容，

根据上述等式得到下列等式：

M_混合水×T_混合水＝(M_混合水-M_热水)×T_冷水+M_热水×T_热水，

从而获得热水器出水温度即加热温度。

用户洗浴用混合水的热量等于热水器出水的热量即所需热水的热量与用户洗浴用混合水中冷水的热量之和，即：Q_混合水＝Q_冷水+Q_热水，

并根据公式Q＝CMΔt，可知：

Q_冷水＝C×M_冷水×T_冷水，

Q_热水＝C×M_热水×T_热水，

Q_混合水＝C×M_混合水×T_混合水，

其中，Q_冷水指用户洗浴用混合水中冷水的热量，Q_热水指热水器出水的热量，Q_混合水指用户洗浴用混合水的热量，M_冷水指用户洗浴用混合水中冷水水量，M_热水指热水器出水水量，M_混合水指用户洗浴用混合水水量，T_冷水指用户洗浴用混合水中冷水温度，T_热水指热水器出水温度，T_混合水指用户洗浴用混合水温度，C为水的比热容。

根据上述等式得到下列等式：

C×M_混合水×T_混合水＝C×M_冷水×T_冷水+C×M_热水×T_热水，

简化后得到等式：

M_混合水×T_混合水＝M_冷水×T_冷水+M_热水×T_热水。 (1)

由于热水器出水端出来的热水与冷水管中流至恒温阀中的冷水混合得到用户洗浴用混合水，用户洗浴用混合水的水量等于热水器出水的水量即所需热水量与用户洗浴用混合水中从冷水管来的冷水的水量之和，即M_混合水＝M_冷水+M_热水， (2)

根据等式(1)(2)得到等式：

M_混合水×T_混合水＝(M_混合水-M_热水)×T_冷水+M_热水×T_热水 (3)

在等式(3)中，用户洗浴用混合水水量M_混合水通过检测每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量并记录后取一定周期内的平均值得到。

由于热水器为封闭式，热水器出水端出水量与进水端进水量相等，因此通过流量传感器测量热水器进水端的进水量即可得到热水器出水水量M_热水。

用户洗浴用冷热混合水的混合温度T_混合水可以由用户来确定。用户洗浴用混合水温度可以通过在热水器出水管与冷水管混合处的恒温阀或温度传感器控制、获取并由热水器的控制器调取数据。在本实施例中，在此处设置恒温阀，通过检测恒温阀所设定的温度来确定用户洗浴用混合水温度T_混合水。

由于冷水管中流至恒温阀的冷水与热水器进水端进入热水器的冷水为同一温度，热水器进水端的进水温度通过设在热水器进水端的温度传感器获取，因此，用户洗浴用混合水中冷水温度T_冷水为设在热水器进水端的温度传感器获取的温度数据，即取前述作为计算热水器加热温度所需的热水器进水温度，也就是说，T_冷水取上次洗浴时检测并记录的热水器进水温度。在首次使用时，作为计算热水器加热温度所需的热水器进水温度采用本次检测到的热水器进水温度。

由于两次洗浴时间隔并不会很长，因此，水温变化不大。当间隔时间很长时，可以取本次进水端测得的进水温度作为用户洗浴用混合水中冷水温度T_冷水。

等式(3)中，只有一个未知值T_热水，因此通过热水器内部的控制器对获取的各数据按等式(3)的运算关系即可求得。在本实施例中，由于热水器出水温度T_热水与热水器加热温度相同，因此，可以得到用户所需的热水器加热温度，热水器内部的控制器自动设定此温度，从而可以较为精确地自动确定用户所需的热水器的加热温度。

热水器的控制器根据加热温度与热水器中未加热水的水温来计算水的温度差，通过温度差Δt、热水器的功率P、所需热水量M、水的比热容C，利用公式PT＝CMΔt，计算出所需加热时长T，从而在距离设定的加热完成时间T时长之前的时刻开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水量达到加热温度。如预约在18点时将水加热到加热温度，则在18-T时刻开始加热。

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，在预约模式下既能满足用户在某特定时刻获取热水的需要，又能使用户自行设定加热模式，以及满足用户洗浴的温度需要、水量需要，方便用户使用的同时尽可能地避免浪费热量。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，进一步考虑热水器的热水输出率，得到更为准确的热水器的加热温度。热水器的热水输出率是一个已知的数值。

由于热水器为封闭式，热水器出水端出水量与进水端进水量相等，因此通过流量传感器测量热水器进水端的进水量即可得到热水器出水水量M_热水。

但加热到加热温度的热水并不能全部输出，热水器出水端出来的热水，实际为加热到加热温度的热水与从热水器进水端进入的冷水的混合水，其温度较热水器内原先加热的热水温度低。也就是说热水器的加热温度与热水器出水温度不一致。也即实施例一中，计算得到的T_热水实际是热水器的出水温度，而非热水器的加热温度。

因此，从热水器出水端出来的热水，其温度为：{热水器进水量×热水器的热水输出率×加热温度+热水器进水量×(1-热水器的热水输出率)×热水器进水温度}÷指热水器出水水量，即：

热水器出水温度：T_热水＝{M_热水×ρ×T_加热+M_热水×(1-ρ)×T_冷水}÷M_热水 (4)

其中，ρ为热水器的热水输出率，T_加热为热水器的加热温度。

将等式(4)代入实施例一中的等式(3)，由于等式(3)中，只有一个T_热水一个未知值，而等式(4)中，只有T_加热一个未知值，因而两个等式联立运算，通过热水器内部的控制器运算可求得热水器的加热温度T_加热并自动设定。

因此，控制器通过前述逻辑关系运算得到用户所需的热水器的加热温度并自动设定此温度。从而可以较为精确地自动确定用户所需的热水器的加热温度。

热水器的控制器根据热水器的加热温度与热水器中未加热水的水温来计算水的温度差，通过温度差Δt、热水器的功率P、所需热水量M、水的比热容C，利用公式PT＝CMΔt，计算出所需加热时长T，从而在距离设定的加热完成时间T时长之前的时刻开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水量达到加热温度。如预约在18点时将水加热到加热温度，则在18-T时刻开始加热。

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，在预约模式下既能满足用户在某特定时刻获取热水的需要，又能使用户自行设定加热模式，以及满足用户洗浴的温度需要、水量需要，方便用户使用的同时尽可能地避免浪费热量。

实施例三

本实施例与实施例一及二的区别在于：用户预约设定的是加热开始时间，而非加热完成时间。

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，用户选择预约模式后，设定加热模式、加热开始时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，在设定的加热时间到达时开始加热，直至所需热水达到加热温度。

用户在预约模式下自行设定用户洗浴用混合水温度。

用户在预约模式下根据洗浴人数的多少及个人洗浴用水的多少设定所需热水量。

加热模式，视热水器的不同而不同，在本实施例中，热水器的加热模式有半胆加热、整胆加热，或者一人洗、两人洗、多人洗，可以选择其中一个进行加热。

热水器控制器通过用户洗浴用混合水水量、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量和热水器进水温度四个数据，根据能量守恒的原理，计算得出加热温度。热水器的控制器获取此加热温度并控制热水器的加热装置在设定的加热开始时间到达时开始加热，直至所需热水加热至加热温度停止。

用户洗浴用混合水水量、热水器进水温度、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量的设定与实施例一、二中相同。

本发明带模式预约的热水器的预约加热方法，在预约模式下既能满足用户在某特定时刻开始加热水的需要，又能使用户自行设定加热模式，以及满足用户洗浴的温度需要、水量需要，方便用户使用的同时尽可能地避免浪费热量。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：用户选择预约模式，设定加热模式、加热完成时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，热水器在设定的加热完成时间到达前的某个时刻按所需热水量开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水达到加热温度；

热水器控制器通过用户洗浴用混合水水量、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量和热水器进水温度四个数据，根据能量守恒的原理，计算得出加热温度。

2.带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：用户选择预约模式，设定加热模式、加热开始时间、用户洗浴用混合水温度、用户洗浴用混合水水量及所需热水量，热水器采集进水温度，热水器控制器计算加热温度，在设定的加热时间到达时开始加热，直至所需热水达到加热温度；

热水器控制器通过用户洗浴用混合水水量、用户洗浴用混合水的温度、所需热水量和热水器进水温度四个数据，根据能量守恒的原理，计算得出加热温度。

3.根据权利要求1所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：热水器的控制器根据加热温度与热水器中未加热水的水温来计算水的温度差，通过温度差Δt、热水器的功率P、所需热水量M、水的比热容C，利用公式PT＝CMΔt，计算出所需加热时长T，从而在距离设定的加热完成时间T时长之前的时刻开始加热，在设定的加热完成时间到达时加热所需热水量达到加热温度。

4.根据权利要求1或2所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：

根据用户洗浴用混合水的热量等于热水器出水的热量即所需热水的热量与用户洗浴用混合水中冷水的热量之和，及用户洗浴用混合水的水量等于热水器出水的水量即所需热水量与用户洗浴用混合水中冷水的水量之和，即：

Q_混合水＝Q_冷水+Q_热水，

M_混合水＝M_冷水+M_热水，

并根据公式Q＝CMΔt，可知：

Q_冷水＝C×M_冷水×T_冷水，

Q_热水＝C×M_热水×T_热水，

Q_混合水＝C×M_混合水×T_混合水，

其中，Q_冷水指用户洗浴用混合水中冷水的热量，Q_热水指热水器出水的热量，Q_混合水指用户洗浴用混合水的热量，M_冷水指用户洗浴用混合水中冷水水量，M_热水指热水器出水水量，M_混合水指用户洗浴用混合水水量，T_冷水指用户洗浴用混合水中冷水温度，T_热水指热水器出水温度，T_混合水指用户洗浴用混合水温度，C为水的比热容，

根据上述等式得到下列等式：

M_混合水×T_混合水＝(M_混合水-M_热水)×T_冷水+M_热水×T_热水，

从而获得热水器出水温度即加热温度。

5.根据权利要求4所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：用户洗浴用混合水水量实行持续的动态修正，检测并记录一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值记录作为计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储；再检测随后一定周期内每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量，取平均值并替换前一周期内的每次洗浴时的用户洗浴用混合水水量的平均值，作为修正后的计算热水器加热温度所需的用户洗浴用混合水水量并存储且供热水器的控制器调取；持续此步骤；

或者用户在前述所需的用户洗浴用混合水水量基础上修改设定；

在首次使用时，用户自行设定所需的用户洗浴用混合水水量。

6.根据权利要求4所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：热水器进水温度采用上次洗浴时检测并记录的热水器进水温度。

7.根据权利要求4所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：热水器进水温度取洗浴用水关闭前某一时刻的瞬时温度。

8.根据权利要求4所述的带模式预约的热水器的预约加热方法，其特征在于：在确定热水器加热温度时，考虑热水器的热水输出率，热水器出水温度＝{热水器进水量×热水器的热水输出率×加热温度+热水器进水量×(1-热水器的热水输出率)×热水器进水温度}÷指热水器出水水量，因此热水器的控制器根据上述逻辑关系对加热温度进行计算并设定。