CN105659036B - 对热水器的容器中水的加热进行管理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对热水器(1)的容器(2)中水的加热进行管理的方法,该热水器包括对容器(2)中水的电加热的加热设备,其特征在于,所述方法包括:当加热水的阶段启动时,通过所述加热设备激活加热,确定容器(2)中温度随时间变化率以及根据所述温度随时间的变化率,确定容器(2)的至少一个充水状态。

Description

对热水器的容器中水的加热进行管理的方法
技术领域
本发明涉及一种加热水的设备,亦被称作热水器。本发明具体地涉及一种旨在预防热水器中可能的水的不足。
背景技术
热水器是为了不同的家用或工业需求而加热水的设备。术语热水器是指具有至少一个作为加热存储的热水的主体的容器的、储蓄水的设备,该容器通常被称作锅炉。水被引入将在其中加热的存储容器中。此外,本发明涉及一种加热储蓄的水的电热水器。这样的容器的容量的多少根据被分配的储蓄用的设备的需要而定,例如与盥洗间的水龙头相连,与淋浴相连,和/或与浴缸相连等。
以已知的方式,电热水器通常具有伸入作为加热主体的容器中、从而能够加热该容器容纳的水的一种加热设备。热水器的容器中的水如果没有被混合则会自然地分层:热水在上面,冷水在下面。
传感器或探测器以已知的方式监测加热主体中的水温,所述探测器伸入容器中并且优选地位于靠近加热水的设备的位置。该探测器不能离该加热水的设备太近,如果太近,该探测器将会检测到加热设备的温度而不是被加热的水的温度。该用于测量水温的探测器的不便之处在于,其没有被配置用于有效且特别是快速地感知加热设备的过热状态;所述设备有可能会继续加热直到造成其不可挽回的损坏,在这种损坏的情况下,该设备不能和水一起有效地进行热量交换。这个问题对于包括电阻形式的加热设备的热水器而言更加明显。事实上,已知电阻具有特别小的与水交换的表面面积,而需要较长的时间来加热水。这样,就使得特别难以精细地且有反应能力地检测到加热设备的过热状态。通常太迟才检测到过热状态,从而导致对热水器和加热设备的不可逆转的损失。
从而,加热设备的过热状态是重大且已知的问题,可以由缺少加热主体的热量交换造成,可以由缺乏灌洗造成,或可以由过多的水垢造成。
本发明能够全部或至少部分解决现有技术的不足之处。本发明的根本方案在于提出一种管理加热的方法,其通过检测热水器的容器中水的可能的不足从而避免加热设备的过热状态。
发明内容
为了实现此目标,本发明提出了一种对热水器的容器中水的加热进行管理的方法,该方法包括对容器中水电加热的加热设备,其特征在于,所述方法包括:当加热水的阶段启动时,由所述加热设备激活加热,确定容器中温度随时间变化率;以及根据温度随时间的变化率,确定容器的至少一个充水状态。
本发明的方法还优选地提出在所述加热阶段期间:在预定的时间间隔期间,定期地确定容器中温度随时间的变化率,当检测到大于某预定值的正的随时间变化率时,确定容器(2)的水为充水不足状态,以及在确定了充水不足状态后停止所述加热。
本发明还涉及一种用于热水器的容器中水的加热系统,该系统包括电加热水的加热设备和被配置用于控制所述加热设备的激活和停用的加热管理设备,其特征在于所述加热管理设备包括至少一个适于测量所述容器中温度的温度测量传感器,还包括被配置用于实现根据任一前述特征所述的方法的装置。
由根据本发明的热水器的水的加热方法和系统带来的技术效果在于通过检测可能造成热水器功能故障的、热水器的容器中水的不足水平,从而防止可能出现的热水器中的过热的危险。本发明还提出了一种实施相对简单、并且价格低廉的检测方法,能够在当加热设备过热时避免维修费用甚至更换热水器的费用,而维修和替换的费用一般较高。
有利地,问题的检测,特别是充水不足状态的检测是发生在设备的略微加热之后,从而不会有实质损害发生的可能的危险。特别有利地,根据本发明的方法能够检测到容器中水的不足,不但可以在开始时实施,还可以在加热期间实施,容器中缺水可以发生在任何时刻,因此对于持续有效的保护是有利的。
附图说明
本发明的其它目标、目的及特征和优点将通过由后续的附图示出的实施方式的详细说明更好地突显出来,所述附图中:
图1示出热水器的横截面,该热水器包括用于容纳一定容积的水和加热设备的容器;
图2示出套的横截面,该套内部有加热元件;
图3示出套的内部的横截面;
图4是用于被容纳在套内部的支承件的视图;
图5示出根据本发明的方法的不同步骤有关时间和温度的变量的示意图。
给出的附图只起到示例的作用而非为了限定本发明。附图构成了原理的示意图,旨在方便理解本发明而并不一定是实际应用的比例。
具体实施方式
在开始详细描述本发明的具体实施方式之前,先在以下列出可以组合或替换使用的以下可选特征:
-有利地,确定至少一个充水状态包括当检测到大于某预定值的正的随时间变化率时,确定充水不足状态。
-优选地,当确定充水不足状态之后,禁止继续加热或禁止重新开始加热。
-有利地,保持所述禁止直到确定水充足状态。
-特别有利地,在禁止期间进行温度随时间变化率的第二确定,对容器的充水状态的第二确定包括当检测到小于某预定值的负的随时间变化率时确定水充足状态。
-优选地,确定至少一个充水状态包括当检测到小于某预定值的正的随时间变化率时,确定水充足状态。
-优选地,一旦确定水充足状态,就启动所述加热阶段。
-特别有利地,确定至少一个充水状态包括当检测到正的随时间变化率小于某预定值至少超过10%、且优选小于该预定值至少25%时,确定为水垢的状态。
-有利地,在加热阶段期间,在预定的时间间隔期间定期地确定容器中温度随时间的变化率,一旦确定大于某预定值的正的随时间变化率,确定容器的水的充水不足状态,以及在确定充水不足状态之后停止加热。
-优选地,通过计算激活加热时测得的温度和预定时长之后温度之间的差与该预定时长的比值确定随时间的变化率。
-所述预定时长优选为2分钟至4分钟。
-优选地,以小于1500千瓦的功率进行加热。该值根据容器的特性特别是其容积而变化。
-有利地,在确定至少一个充水状态之前停止加热。
-特别有利地,加热设备包括至少一个电感和至少一个负载,所述电感被配置用于在负载中产生感应电流。该技术可以换到其它加热系统,特别是电阻的加热系统。感应系统的优点一方面在于容易控制功率,并且,另一方面在于具有与高性能处理系统(微控制器)相连的电子温度传感器,所述处理系统用于精确地实现加热以及加热期间温度的测量。
-优选地,加热设备包括至少一个电感和至少一个负载,所述电感被配置用于在该负载中产生感应电流。
-所述热水器优选地包括适于容纳水的容器,以及根据本发明的系统。
-有利地,所述容器由外罩和位于该外罩的内腔中的套的壁限定,所述加热设备至少部分伸入所述套中。
-优选地,所述负载至少部分由密封的套的壁形成,且其中所述电感被容纳在所述套中。
图1至图4描述热水器的示例,其包括用于执行根据本发明的方法的电加热水的设备以及配置用于启动加热设备的激活、控制和停用的加热管理设备。
图1示出热水器1的横截面。热水器1包括用于容纳一定容积的水的容器2和加热设备。该容器2具有例如大于10升优选大于20升的容积。该容器2由外罩3和伸入该外罩3的内腔中的套5的壁4限定出。该容器包括开口7,优选为活门形式,用于插入加热元件,该加热元件能够被插入一个套中,该套自身能经由开口7被插入。该容器2在其纵向一端包括两个孔口:要被加热的水的入口6a和加热了的水的出口6b。
加热设备包括至少一个容纳在套5中的电感10,以及由套5的壁4的至少一部分构成的至少一个负载。该电感10有利之处在于其是非直接的发热。通过感应发热的原理具有多种优点。感应需要磁场,该磁场在导电部件中产生感应电流,该导电部件被称作为负载,并且因此在该负载中产生加热。该电感10有利地位于支承件9上。特别有利地,支承件9简化了绕线阶段(phase de bobinage),其同时起到实现电感10和将其保持在热水器1中的作用。这就使得能够避免为确保机械一致性(即例如通过热粘合)、固化电感线圈时较长和费用较高的阶段。该支承件9固定安装在套5中。优选地,支承件9只通过位于开口7侧的单个端部相对套5被固定;所述开口7穿过热水器1的外罩3位于热水器1的纵向端部之一处。
优选地,容器2和/或套5和/或电感10为圆柱形。根据另一种实施方式,套5和电感10为长方体形状。在后一种情况下,容器2特别有利地为长方体形状,从而在使用时可以节省空间。
热水器还包括加热管理设备,该加热管理设备包括至少一个副套8,用于监测容器2内部的温度。该副套8可以是管状。该副套8优选为能够容纳温度传感器的较小直径的套,该温度传感器为例如NTC(负温度相关系数)型温度探测器,NTC探测器为热敏电阻其电阻随温度而匀速降低。必须确保套8和置于该副套8中的温度探测器之间的热接触良好。该副套沿套5的纵向延伸。该副套8位于靠近套5外壁4的附近,例如小于2厘米处。
图2示出套5的横截面。套5的壁4是密封的从而避免水进入加热设备。套5的壁4有利地由一定厚度的钢板构成,例如厚度为0.4毫米到2.3毫米。有利地,套5和容器2的内部一样被上釉;该釉最容易黏附在脱碳钢上。脱碳钢磁性很强,因此被证明是用于感应加热系统的极好的负载。需要注意的是,就感应系统而言热能在约0.4毫米(20kHZ的感应频率)的厚度内损耗,因此套的厚度需要至少大于0.4毫米。该套5包括到达其端部之一的开口,支承件9从所述端部插入套5。
副套8优选地在其被插入到容器2之前、通过该副套8的纵向端部之一附连在面板12的第一面上。副套8和套5一样都是被焊在同一面板上的管,且都被上釉。面板12这里为盘状。面板12被通过密封连接在容器2的外壁上。有利地,套5包括附属于套的纵向端部之一的底部11。该底部11优选地为盘状或方形。特别有利地,套5内部的加热设备可以通过只是移除连接装置而被从热水器中取出。特别地,可以不用打开即不用排干容器2就能监测、检查甚至更换加热设备。
支承件9起到支撑线圈22的作用。为了绕线,将线圈22的线21插入到支承件9中并将其压接在底部11的端部。拉紧线21并使其通过位于支承件9的端部之一的支承面13的槽。该支承件9由此连接在绕线机(像车床)上,且通过支承件9的支承面13的槽的线圈22的线21然后直接位于开始绕线的正确的位置。绕线结束时,将线剪断并穿过开缝19或支撑凹槽直到达到位于支承件9的另一端部的支承面14。有利地,该支承件9包括多个开缝19,这是因为预计根据所需功率会有不同的电感。凹槽或开缝19起到卡住线圈22的线21的作用,线21重新通过该支承件9的中心以和起点处的线交接,但是是完全相反的方向。两根线21连接到其各自的、都与底部11刚性连接的连接器上。
图3示出套5和副套8内部的横截面。电感10包括形成在支承件9上的线圈22。支承件9包括侧向外表面,该侧向外表面具有线圈部22和固定部13。线圈部22相对于固定部13错后。该固定部包括抵靠在套5的内壁上的支承面13。支承面13包括在套5的纵向上位于线圈22的两侧的两个部分。线圈部22相对于固定部13的错后部分17大于线圈22的厚度。线圈22和套5的壁的内表面之间的空间16优选地小于5毫米且有利地小于1毫米。出人意料地,事实上电感10的线圈22靠近套5放置是有利的。这有利于使加热只集中到套5厚度上的一部分。需要注意的是,出人意料地,本领域的技术人员倾向于使电感类型的线圈远离被加热元件。事实上,正如其名称所表示的,如果被加热元件离感应系统太近,则被加热元件变热且趋向于引起感应系统被加热。然而,电感线圈通常用有机釉层绝缘,最有效的釉层不能承受超过220度的温度。在本发明中,有利地加热套5的壁4的内侧(例如0.4毫米的厚度),壁4的内侧变热。然后,套5伸入水中并和水进行热量交换。从而在加热阶段期间,套5的温度总是高于水的温度从而能够进行热量交换,但是温度的差异保持比较小,例如对于注入的1800瓦的功率而言温差为30度。这样,如果要加热的水温最高是65度,套5达到95度,则套5对于电感线圈22就能被认作是冷区。则使电感线圈22靠近套5从而冷却套5是有利的。这种靠近对于其设计也是有利的,这是因为这样可以增加对负载的耦合,这样该感应系统只需要更少的安培匝数用来与相连的换流器一起正常地操作,从而使总体效率提高且因此减少了成本。最后需要注意的是,当线圈22和接地的套5之间的距离变小时,可能需要在线圈周围插入一个额外的电绝缘体。
支承面13和套5的内表面被设置为滑动配合。特别有利地,当支承件9在被插入套5中时并在使用时,支承面13防止线圈22接触到套5的壁4的内表面。有利地,支承面13,14的直径大于线圈部分22的直径,从而不但能够保护线圈22,而且能够控制将线圈22包括在套5中的支承件9插入的余隙。
图4示出支承件9的视图。支承件9优选地为空的管状。特别有利地,支承件9被配置与套5的壁4内面的形状配合。支承件9的第一纵向端部包括第一固定部,该第一固定部包括底部11,支承面13,14以及至少一个用于保持住线圈22的线21的开缝19。该支承件9的第二纵向端部,与所述第一纵向端部相对,且包括支承面13,14,以及至少一个用于保持住线圈22的线21的开缝19。支承面13,14特别有利地具有形成在固定部的环形部分上的多个槽的顶部。优选地,这些槽能够使支承件9在套5中保持平衡。这些槽还限制插入时的超稳定现象。这些槽有利地使线圈22得以简化。根据一种实施方式,其中套5是长方体形状,优选会使用扁平感应线圈22而无需使用支承件9。
有利地,支承件9的壁上有开孔从而有利于套5中热量的传递,减少支承件9的重量且因此降低其成本。优选地,支承件9由诸如被玻璃纤维强化的塑料(例如包括聚酯树脂或乙烯基酯树脂的整体模塑料(BMC))的耐热材料构成。支承件9就位时在套5的纵轴方向上延展。支承件9有利地是空的且其中心能够允许线圈22的线21通过。
图5示出根据本发明的方法的不同步骤有关时间和温度的变量的示意图。所示的不同阶段只是可能产生的情况的示例。此外,温度的变量被示出为直线的,但这只是为了简化本发明原理的表述,这些变量可以有其它形式的曲线。加热管理设备具有至少一个温度测量的副套8,该副套适于测量容器2中的温度;并具有配置用来执行该方法的装置。副套8有利地配备有温度探测器。该探测器优选地插入副套8中直到被止挡住的位置。由该传感器测得的数据有利地传输给被配置用于执行本发明的方法的装置。优选地,所述装置包括微处理器或微控制器,并适于获取数据,分析所获得的数据,并随后传输例如停止或继续加热的控制信息给热水器的加热设备。所述装置可以包括任何电子元件,诸如自动控制系统、存储器、数据(例如温度)接收和获取接口、控制接口,以及可以由至少一个处理器执行的、用于实施这里表述的本发明的可执行指令。
当启动了水加热阶段时,时间t0处的第一步骤,包括在预先检测到容器2中的初始温度T0后激活加热设备进行加热。优选地,该加热设备包括电感10。
加热的激活优选地开始于如下阶段:其中限制能量使得在容器2缺水或有很多水垢时该能量不会损坏加热元件或其周围环境。特别有利地,如果容器2空了,则激活加热不会使加热系统,或套5,或容器2处于毁坏性的过热状态。试验阶段的持续时间为例如1分钟。在此阶段后,该设备自动停止对容器2温度行为的分析。对于1分钟的持续时间,优选地以小于1500千瓦的功率进行加热。加热设备由此在套5中产生热量。由此,套5伸入水中(容器2是满的)或伸入空气中(容器2是空的)会导致不同的行为。温度传感器位于靠近套5的副套8中,该传感器检测的温度将取决于副套8和套5之间的接触面,并将由此确定容器2中是否有水。
在预定的例如3分钟的时间t1后,确定容器2中温度随时间的变化率。随时间的变化率是指对时间的导数,即在激活加热时测得温度和在预定时长之后测得的温度之间的差与该预定时长的比值。该预定时长优选地从2分钟到4分钟。然而,可以有更短的时长(这取决于注入的能量、不同元件的质量和几何结构),直到以温度数据获取频率确定瞬间的变量。
随后,在确定了容器2中的温度随时间的变化率之后,在时间点t1处确定容器2的充水状态,该充水状态是随时间变化率的函数;其目的在于根据随时间的变化率确定容器2的充水状态。
预定的值D1代表时间点t0和时间t1之间温度变化的均值,在给定的阶段产生热量供给的情况下。该值D1有利地表示在两个时间测得的温度差的比,并且更具体地表示对应于从水到空气的发热限制。在热水器1中没有水的情况下,主套5快速变热并将其热量传递给靠得很近的副套8,例如副套与套5的距离为6毫米。在主套5没入水中的情况下,供给的能量不足以使水温显著提高从而温度变化较小。
如果测得的容器2中的温度随时间的变化率被检测到在时间点t1为正且小于预定值D1,则这意味着套5是浸入水中的,因此热水器1没有被损坏的危险。既然如此,如果有水通常热水器1是满的。缺水的情况主要发生在安装或恢复热水器的操作时,例如在次要住所。需要注意的是,需要清洗安置装置以便清空热水器1。在这种情况下,加热设备可以有利地十分安全地继续加热水,而无须担心热水器1会过热和/或损坏。可能的损坏有可能涉及加热元件,也有可能涉及套5的釉层以及容器2的热绝缘。在加热元件改变的情况下,热水器的性能可能因此下降。可能会出现氧化现象、釉层的剥落以及容器2热绝缘劣化。
如果测得的容器2中的温度随时间的变化率被检测到在时间点t1为正且大于预定值D1,对应于温度的过度增高,则这意味着容器2的水位不足,极有可能会损坏热水器1。容器2中的加热设备的过热状态可能会带来严重的损坏,诸如功能障碍甚至摧毁热水器1,这会带来相对高昂的更换或修理费用的支出。
由此,当随时间的变化率为正且大于D1时,在时间点t1禁止继续加热。时间t1和t2之间的间隔对应于等待时间,该时间相对于加热容器2中的水所需的时间而言并非显著的。在与给定的时间点t0有关的温度升高之后,在时间点t1处得到温度的最大值,随后温度逐渐降低,该降低对应于套5在加热设备停止后的正常冷却。
在时间t2之后,图5示出容器2充水的情况。进入的水,通常是冷水,进入容器2,不但对套5而且对包括温度探测器的副套8都会带来重大的热变化。在禁止期间,即在时间t1和t2的间隔期,进行温度随时间变化率的第二确定,之后基于确定随时间的变化率为负且小于预定值D2进行容器充水状态的第二确定。该值显示出反映允许冷水引入量的变化限制。
充水之后,随时间的变化率,即对时间的导数,被检测出为负,对应于间隔时间t2和t3之间容器2内温度的降低。
在时间t3结束时,当达到对应于容器2水充足状态的预定温度T3时,进行加热阶段。在加热阶段期间,首先在预定的时间间隔内,例如时间t3和t4之间,定期地确定器2中温度随时间的变化率。如果在该时刻测得的随时间的变化率为正且小于预定值D3,则容器2的充水状态被判定为充足的,继续加热容器2中的水的过程。该阶段与从时间t0开始在过程的初始时进行的加热激活阶段类似。
从时间t4起,由于没有在加热设备中检测到任何异常,因此可以有利地增大能量从而更快地加热容器2的水。还可以例如实施程度较小的试验模式的能量,并且如果试验是令人信服的则实施有效加热模式下更高的一个或多个值。
在加热阶段期间重复多次监测温度随时间变化率的步骤,甚至定期地进行或不断进行该步骤,从而确认容器2中水位的充足。如果在此监测时,检测到随时间的变化率为正且大于某预定值,这意味着容器2中的充水状态为不足的,因此停止加热设备。
因此根据本发明的方法能够检测并预防过热状态的问题,而过热的问题通常加热主体2中充水不足造成的。该不足特别包括空的容器2,但是也包括在预定充水水位以下的部分满的容器。
根据检测容器2缺水的补充或替换实施例,根据本发明的方法能有利地检测加热元件的水垢。
在初步加热试验阶段后,加热设备自动停止以有时间分析容器2的温度行为,而加热设备已经在套5中产生了热量。有利地,加热时间可以有所变化并具有与加热试验阶段不同的加热时间。因此根据套5是在水中(容器2是满的)或在空气中(容器2是空的)或甚至套5积有水垢,温度的行为会不同。
有利地位于副套8中的温度传感器将确定容器2中有水或加热元件中有严重的水垢。在加热元件有严重水垢的情况下,主套5不会很快变热。供给的能量不足以使水温显著增加,因此温度的变化较小。
如果在时间点t1或另一时刻检测到测得的容器2中随时间的变化率为正且显著小于预定值D1,则意味着套5没入水中且很有可能有水垢。
根据一个实施例,当检测到很小的温度改变,可以触发警报信号以提醒使用者加热元件可能有水垢。在这种情况下,使用者可以选择除垢,从而避免更换或维修的重大费用。有利地,另一种可能是降低热量来保护加热元件及其周围环境。特别有利地,这些不同的动作都可由微处理器来控制。
使用根据本发明的方法用于感应加热系统,特别是置于套5中的感应加热是有利的,这是因为这类加热是简短的且是容易适应的能量。因此,本发明的试验阶段无需产生大量热量就能实现,因此没有物质损失的风险并且消耗较少的电能。
本发明不限于前述的实施方式,并可以引申到权利要求所覆盖的实施方式。
参考标记
1.热水器
2.热水器的容器或加热主体
3.外罩
4.套的壁
5.套
6a,6b 孔口
7.开口
8.副套
9.支承件
10.电感
11.底部
12.面板
13,14 支承面
16.空间
17.错后
19.开缝
21.线
22.线圈
D1,D2,D3 预定值
t0,t1,t2,t3,t4 对应于温度测量的时间
T0,T1,T2,T3,T4 在不同时间测得的温度

Claims (14)

1.一种用于对感应加热式热水器(1)容器(2)中水的加热进行管理的方法,所述热水器(1)包括对容器(2)中的水电加热的加热设备,其特征在于,所述方法包括:当水加热阶段启动时,
通过所述加热设备激活加热;
确定容器(2)中温度随时间的变化率;
根据所述随时间的变化率,确定容器(2)的至少一个充水状态,包括:
当检测到随时间的正变化率大于预定值D3时,确定容器(2)为充水不足状态,或者
当检测到随时间的正变化率小于预定值D1时,确定为水充足状态;
-如果检测到随时间的正变化率大预定值D3时,在确定为充水不足状态后停止加热,
-如果检测到随时间的正变化率小于预定值D1时,通过所述加热设备继续加热,所述继续加热的电功率大于激活加热时的电功率,
其中所述确定容器(2)的至少一个充水状态还包括:
当检测到随时间的正变化率大于预定值D1时,确定为充水不足状态,在该确定为充水不足状态之后,禁止继续加热或禁止重新开始加热,
在所述禁止继续加热或禁止重新开始加热期间检测到随时间的负变化率小于预定值D2时,确定为水充足状态,启动继续加热。
2.根据权利要求1所述的方法,其中保持所述禁止直到确定为水充足的状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法,包括当检测到随时间的正变化率小于所述预定值D1至少超过10%时,确定为水垢的状态。
4.根据权利要求1或2所述的方法,包括当检测到随时间的正变化率小于所述预定值D1至少超过25%时,确定为水垢的状态。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中通过计算启动加热时测得的温度和预定时长之后的温度之差与该预定时长的比值来进行所述确定随时间的变化率。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述预定时长为2分钟至4分钟。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述激活加热时的电功率小于1500千瓦。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其中在所述确定至少一个充水状态之前停止所述加热。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中使用的加热设备包括至少一个电感(10)和至少一个负载,所述电感(10)配置成用于在所述负载中产生感应电流。
10.一种用于热水器(1)的容器(2)中水的加热系统,所述系统包括电加热水的加热设备和配置成用于控制所述加热设备的激活和停用的加热管理设备,其特征在于所述加热管理设备包括至少一个适于测量所述容器(2)中温度的温度测量传感器(8),和设置用于实现根据权利要求1-9中任一项所述的方法的装置。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述加热设备包括至少一个电感(10)和至少一个负载,所述电感(10)配置成用于在所述负载中产生感应电流。
12.一种热水器,包括适于容纳水的容器(2),以及根据权利要求10或11任一项所述的系统。
13.根据权利要求12所述的热水器,其中所述容器(2)由外罩(3)和位于所述外罩(3)的内腔中的密封套(5)的壁(4)限定,所述加热设备至少部分没入所述套(5)中。
14.根据权利要求13所述的热水器,其中负载至少部分由密封套(5)的壁(4)形成,且其中电感(10)被容纳在所述密封套(5)中。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES1155709Y (es) * 2016-03-15 2016-07-29 Melgar Juan Conde Termo acumulador de agua caliente sanitaria calentado por un sistema variable de induccion magnetica
CN105686622A (zh) * 2016-04-29 2016-06-22 广东美的厨房电器制造有限公司 蒸汽烹饪设备及其控制方法
KR102637684B1 (ko) * 2016-05-04 2024-02-19 엘지전자 주식회사 유도 가열 모듈 및 이를 구비하는 정수기
US11337556B2 (en) 2017-07-19 2022-05-24 Group B Labs, Inc. Liquid food item preservation and preparation
US11785674B2 (en) * 2017-07-19 2023-10-10 Group B Labs, Inc. Multiple pillar liquid heater
US11219099B2 (en) * 2018-07-19 2022-01-04 Group B Labs, Inc. Multiple pillar liquid heater
CN109520130B (zh) * 2017-09-20 2021-11-12 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 热泵热水器排污控制方法和热泵热水器
CN111140902B (zh) * 2020-01-06 2022-01-28 陈荣才 一种用于办公区域的维护效率高的制热设备
CN113567008B (zh) * 2021-07-22 2024-03-01 上海派智能源股份有限公司 一种水箱状态检测装置、方法及其洗拖一体机
CN114000317A (zh) * 2021-11-16 2022-02-01 Tcl家用电器(合肥)有限公司 洗涤设备的控制方法以及洗涤设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326077A (zh) * 2000-05-24 2001-12-12 美国热水器公司 具有电子控制的水加热器
CN1740931A (zh) * 2005-09-08 2006-03-01 晶辉科技(深圳)有限公司 电热水壶防干烧的控制方法
CN1288393C (zh) * 2001-01-02 2006-12-06 Aos控股公司 用于检测热水器干烧条件的方法和设备
CN100589670C (zh) * 2003-02-19 2010-02-10 艾普克姆公司 热水器及其操作方法
CN101828425A (zh) * 2007-10-18 2010-09-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 流通式感应加热器
CN102914053A (zh) * 2012-11-01 2013-02-06 美的集团股份有限公司 一种液体加热装置的防干烧方法及其加热装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2513779A (en) 1948-02-06 1950-07-04 Chrysler Corp Heating apparatus
US3936625A (en) 1974-03-25 1976-02-03 Pollutant Separation, Inc. Electromagnetic induction heating apparatus
DE2650791A1 (de) 1976-11-05 1978-05-11 Euras Elekt Forsch & Prod Elektrisch beheiztes haushaltsgeraet zur erhitzung von fluessigkeiten nach dem prinzip eines durchlauferhitzers
US5222185A (en) 1992-03-26 1993-06-22 Mccord Jr Harry C Portable water heater utilizing combined fluid-in-circuit and induction heating effects
US5442157A (en) * 1992-11-06 1995-08-15 Water Heater Innovations, Inc. Electronic temperature controller for water heaters
US5334819A (en) 1993-11-08 1994-08-02 Lin Hsiao Chih Instant heating type water heaters
US5437002A (en) * 1993-12-15 1995-07-25 Paragon Electric Company, Inc. Water heater control circuit including an empty tank sensor
US6242720B1 (en) * 1998-12-23 2001-06-05 Carrier Corporation Control for electric water heater
JP2001241769A (ja) 2000-02-28 2001-09-07 Chubu Corporation 電磁誘導加熱式給湯器
US20020153369A1 (en) 2001-04-23 2002-10-24 Daihan Corporation Induction fluid heating system
US20030093185A1 (en) * 2001-11-15 2003-05-15 Patterson Wade C. System and method for monitoring temperature control elements that are used for altering temperatures of liquids
US7745759B2 (en) * 2003-02-06 2010-06-29 Edgecraft Corporation Apparatus for brewing beverages
US20060237052A1 (en) * 2005-04-25 2006-10-26 Viking Range Corporation Computer-controlled system for dishwashers
DE102005021238A1 (de) 2005-05-09 2006-11-16 Weiss, Burkhard Verfahren zum thermostatischen Durchlauferhitzen von unkontinuierlichen Stoffströmen
GB2429124B (en) * 2005-08-11 2010-10-20 Otter Controls Ltd Scale detection on water heating elements
KR100762951B1 (ko) 2006-10-02 2007-10-04 (주)케이티엘 인덕션 보일러
CN201039508Y (zh) 2007-05-11 2008-03-19 大安电子(东莞)有限公司 电磁热水器
US7798107B2 (en) * 2007-11-14 2010-09-21 Honeywell International Inc. Temperature control system for a water heater
BRPI0801343C1 (pt) 2008-05-12 2012-08-21 Alessandro Pelicano Pelegrino sistema indutivo de aquecimento central de água
DE102009038669A1 (de) 2008-11-06 2010-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Anordnung zur effizienten Nutzung von Energie
US8422870B2 (en) * 2009-02-13 2013-04-16 General Electric Company Residential heat pump water heater
FR2942301A1 (fr) 2009-02-18 2010-08-20 Elka S A Installation de preparation instantanee d'eau chaude
US8406932B2 (en) * 2009-09-28 2013-03-26 Balboa Instruments, Inc. Spa control with improved heater management system
TW201209355A (en) 2010-08-19 2012-03-01 Shun-Qi Yang High efficiency water boiling device
US8698054B2 (en) 2010-09-16 2014-04-15 Bernard Lasko Integral inductor-susceptor
WO2012162763A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Rheem Australia Pty Limited A water heater controller or system
IL214189A0 (en) * 2011-07-19 2011-11-30 Sasson Yuval Hacham System and method for monitoring and controlling heating/cooling systems
FR2994475B1 (fr) 2012-08-13 2020-01-17 Winslim Sarl Dispositif de chauffage par induction d'un chauffe-eau et chauffe-eau muni d'un tel dispositif
EP3029540A1 (en) * 2014-11-20 2016-06-08 Bradford White Corporation Thermostat, water heater including the thermostat, and method of controlling the temperature of water in a water tank of the water heater

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326077A (zh) * 2000-05-24 2001-12-12 美国热水器公司 具有电子控制的水加热器
CN1288393C (zh) * 2001-01-02 2006-12-06 Aos控股公司 用于检测热水器干烧条件的方法和设备
CN100589670C (zh) * 2003-02-19 2010-02-10 艾普克姆公司 热水器及其操作方法
CN1740931A (zh) * 2005-09-08 2006-03-01 晶辉科技(深圳)有限公司 电热水壶防干烧的控制方法
CN101828425A (zh) * 2007-10-18 2010-09-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 流通式感应加热器
CN102914053A (zh) * 2012-11-01 2013-02-06 美的集团股份有限公司 一种液体加热装置的防干烧方法及其加热装置

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Publication number Publication date
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US20160187027A1 (en) 2016-06-30
FR3009609A1 (fr) 2015-02-13
US10060650B2 (en) 2018-08-28
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WO2015018733A1 (fr) 2015-02-12

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