CN106839394B - 热水供给设备和热水供给方法 - Google Patents

Abstract

提供热水供给设备和热水供给方法。一种热水供给设备，包括：加热器，该加热器以加热器加热容量来加热引入的水；喷射阀，该喷射阀调节从加热器喷射的水量；温度传感器，该温度传感器测量喷射的水的喷射温度；以及控制器，该控制器根据喷射温度和目标温度之间的温度差来成比例地控制喷射阀的开度。控制器计算喷射温度值的变化量，并且根据计算的温度变化量来调节喷射阀的开度。

Description

热水供给设备和热水供给方法

本发明专利申请是国际申请号为PCT/KR2012/011191，国际申请日为2012年12月20日，进入中国国家阶段的申请号为201280064980.0，名称为“热水供给设备和热水供给方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及热水供给设备和热水供给方法，并且更具体地涉及用于快速分配热水的直接型热水供给设备和直接型热水供给方法。

背景技术

用于净水器等的热水供给设备可归类为将加热器安装在水箱内的水箱型热水供给设备或者在必要时通过使用加热器来加热水的直接型热水供给设备。

水箱型热水供给设备用过滤器等来过滤由供水系统供给的室温水以获得适于饮用的净化水、加热储存在水箱内的净化水、并且向使用者供给加热的水。在此情况下，水箱型热水供给设备包括储存室温状态下的过滤好的净化水的净化水箱以及储存加热到一定温度的热水的热水箱。它可构造成将净化水供给到热水箱并且由安装在热水箱内的加热器加热成热水。

然而，在水箱型热水供给设备中，无论是否使用热水，水箱内的水温都应保持在预设定温度下，从而消耗待机功率，并且由于还应设有热水箱，所以会需要充足的空间。同样，关于具有高比热的水的特征，需要长达几十秒到几分钟的待机时间。

由此，最近已使用根据来自使用者的热水供给要求即时加热并供给水的直接型热水供给设备，但即便是直接型热水供给设备也不能在初始喷水阶段期间提供具有使用者所期望的目标温度的热水。

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供用于快速分配热水的直接型热水供给设备和直接型热水供给方法。

问题的解决方案

根据本发明的一方面，提供一种热水供给设备，该热水供给设备包括：加热器，该加热器以加热器加热容量来加热引入的水；喷射阀，该喷射阀调节从加热器喷射的水量；温度传感器，该温度传感器测量喷射的水的喷射温度；以及控制器，该控制器根据喷射温度和目标温度之间的温度差来按比例控制喷射阀的开度。

因此，控制器可计算喷射温度值的变化量，并且根据计算出的变化量来调节喷射阀的开度。

在此，热水供给设备还可包括：检测由电源供给的供给电压的电压检测单元，其中，该控制器通过使用供给电压来计算加热器加热容量，并且通过使用加热器加热容量以及喷射温度与目标温度之间的温度差来设定喷射阀的开度。

在此，当输入要求提取热水的热水提取信号时或者当经过预设定的时间间隔时，电压检测单元可检测供给电压。

在此，电压检测单元将作为AC(交流电流)的供给电压转化成DC(直流电)电压，并且使转化的直流电电压量化，以检测供给电压的幅值。

在此，控制器可对应于加热器加热容量设定比例因子，并且将喷射阀的开度设定为使得该开度与喷射温度与目标温度之间的温度差成比例。

在此，当喷射温度与目标温度之间的温度差等于或大于预设定值并且计算出的变化量等于或大于第一参考变化量时，控制器可将计算该变化量时的喷射阀的开度保持第一预设定时间段。

在此，当喷射温度与目标温度之间的温度差小于预设定值并且计算出的变化量等于或大于第二参考变化量时，控制器可将计算该变化量时的喷射阀的开度保持第二预设定时间段。

根据本发明的又一方面，提供一种热水供给方法，该热水供给方法包括：当输入热水供给信号时设定喷射阀的初始开度、调节从加热器喷射的喷水量并且将喷射阀打开预设定的开度的初始喷射操作；以及通过根据喷射温度与目标温度之间的温度差来按比例地控制喷射阀的开度将从加热器喷射的喷水温度调节到目标温度的喷射控制操作。

初始喷射操作还可包括：测量由电源供给的供给电压并且通过使用供给电压来计算加热器加热容量的加热器加热容量计算操作。

在加热器加热容量计算操作中，当输入要求提取热水的热水提取信号时或者当经过预设定的时间间隔时，通过测量供给电压来计算加热器加热容量。

在加热器加热容量计算操作中，由电源供给的交流电供给电压可转化成直流电电压，并且转化的直流电电压可量化，以测量供给电压的幅值。

在此，在喷射控制操作中，可计算喷射温度值的变化量，并且根据计算的变化量来调节喷射阀的开度。

在此，在喷射控制操作中，当喷射温度与目标温度之间的温度差等于或大于预设定值并且计算的变化量等于或大于第一参考变化量时，可将计算该变化量时的喷射阀的开度保持第一预设定时间段。

在此，在喷射控制操作中，当喷射温度与目标温度之间的温度差小于预设定值并且计算的变化量等于或大于第二参考变化量时，可将计算该变化量时的喷射阀的开度保持第二预设定时间段。

本发明的有利效果

在根据本发明的各实施例的热水供给设备和热水供给方法的情况下，可在初始喷射时间过程中提供具有使用者所期望的目标温度的热水。

同样，由于将用于提取目标温度的控制操作减到最少，可减少用于提取热水所需的能量。

同样，由于考虑根据商用交流电电源的电压变化的加热器加热容量的变化产生热水，所以可分配具有精确的目标温度的热水。同样，由于通过直接测量施加到加热器的电压来计算加热器加热容量，甚至国际性地提供具有使用者所期望的目标温度的热水，其中，商用交流电电源的电压幅值不同。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施例的热水供给设备的方框图。

图2是示出根据本发明一实施例的热水供给方法的流程图。

图3是示出根据本发明一实施例的热水供给方法的初始喷射操作的流程图。

图4和5是示出从根据本发明一实施例的热水供给设备喷出的水的喷射温度的曲线图。

实施发明的最佳方式

下文中，将参照附图来详细地描述各实施例，因而可由本发明所涉及领域的技术人员容易地实施这些实施例。在描述本发明时，如果针对相关已知功能或构造的详细阐释被认为未必偏离本发明的精神，将省去这种阐释，但该领域的技术人员将会理解这种阐释。同样，相似的附图标记在整个说明书中用于相似的部件。

应该理解到，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可与另一元件直接连接，或也可存在有介于其间的元件。相比之下，当元件被称作“直接连接到”另一元件时，就不存在有介于其间的元件。此外，除非明确相反描述，否则词语“包括”和诸如“包括了”或者“包含着”的变型将理解为暗示包含所述元件，但不排除任何其它元件。

图1是示出根据本发明一实施例的热水供给设备的方框图。

参照图1，根据本发明一实施例的热水供给设备可包括加热器10、喷射阀20、温度传感器31、注入温度传感器32和控制器40。

下文中，将参照图1来描述根据本发明一实施例的热水供给设备。

加热器10可以加热器加热容量来加热引入的水。可用瓦(W)来表示与加热器10的功率消耗有关的加热器加热容量。加热器10可通过预设定的加热器加热容量来均匀地加热引入的水。

对从加热器10接纳的引入水的加热量可与加热器加热容量以及加热器10加热水的时间(或时间段)成比例。由此，当均匀地保持加热器10的加热器加热容量时，对从加热器10接纳的引入水的加热量可与加热器10加热水的时间段成比例。在此，加热器10加热引入的水的时间段可根据引入的水经由喷射阀20从加热器喷出所需的时间来确定，由此，可根据喷射阀20的开度来调节加热时间。

通过控制器40来控制加热器10的开或关操作，并且当输入热水分配信号时，控制器40可接通加热器10，从而以加热器加热容量来加热引入的水。

然而，当供给到加热器10的电压或电流不均匀时，无法均匀地保持加热器加热容量。加热器加热容量可通过使用加热器电压V、加热器电流I和加热器电阻R(P＝V*I＝V^2/R＝I^2*R)中的至少两个来计算，且向加热器10供电的商用交流电电源可具有实际上约15％的电压变化量。由此，分布到加热器10的电压会根据商用交流电电源的电压变化量来变化，这会造成加热器加热容量的变化。

一般来说，准许商用交流电电源的电压变化量作为可容许误差范围，因此，基于电压变化量的加热器加热容量的差值可以不作考虑。然而，当像是直接型热水供给设备那样加热时间较短并且需要供给具有精确的目标温度的热水时，会需要考虑由于商用交流电电源的电压变化量造成的误差。由此，可附加地构造有用于检测由商用交流电电源、即电源供给的供给电压幅值的电压检测单元。也就是说，关于引入加热器10的水的加热时间可基于由电压检测单元测量的供给电压幅值来考虑加热器加热容量而设定。

详细来说，电压检测单元可执行对由电源供给的交流电电压的半波整流、滤波和压降以将其转化成直流电电压，并且通过模拟到数字转换器(ADC)来将直流电电压的模拟值量化，以由此获得供给电压值。例如，在使用商用AC 220V电源的情况下，从电源供给的供给电压可由于电压变化而从198V变化到253V，且电压检测单元能以10V间隔来划分电压范围，并且通过200V、210V、220V、230V、240V以及250V中的任一种来测量供给电压。由此，控制器40可基于对应测量的供给电压来计算加热器加热容量以及设定喷射阀20的开合度。

然而，为了防止电压检测时的功率消耗，电压检测单元可仅以预设定时间间隔或者仅当输入热水分配信号时才检测电压供给。

此外，如果已知从电源供给的电压和电流中的任一个的幅值，则可计算加热器加热容量，因此还可利用检测由电源供给的供给电流的电流检测单元来代替电压检测单元。

喷射阀20可调节从加热器10喷出的水量。如上讨论那样，通过调节从加热器10喷出的水的喷射量，可调节在加热器10内加热引入加热器10的水的时间段。详细来说，当喷射阀20打开程度更大时，由加热器10来加热引入的水的时间会缩短，而当喷射阀20减小开度时，用于由加热器10加热引入的水的时间会加长。由此，控制器40可通过调节喷射阀20的开度来将从加热器10喷出的水的温度控制到目标温度。

在此，根据来自控制器40的控制信号，喷射阀20可通过调节敞开流动通道的截面积尺寸来调节喷射阀20的开度或者调节喷射阀20的打开时间。

在此，喷射阀20可包括诸如盘等的流动通道阻塞单元，以阻塞水沿其从加热器10分配的流动通道的一部分或全部。在此，通过调节被流动通道阻塞单元所阻塞的流动通道的截面积尺寸，可调节每单位面积从加热器10喷出的水量。

同样，喷射阀20可通过在短时间内周期性反复打开和关闭喷射阀20来调节每单位时间从加热器10喷出的水量，并且，喷射阀20的周期性打开和关闭可通过脉冲宽度调制(PWM)来实施。例如，喷射阀20接收由控制器40传送的、具有预定时间段的脉冲形式的控制信号，当脉冲高时，喷射阀20打开，并且当脉冲低时，喷射阀20可关闭。在此，当由控制器40传递的脉冲中高脉冲的数目增大时，喷射阀可每单位时间从加热器10喷射更大量的水。

由此，每单位时间的喷射水量、即引入加热器10的水的喷射速度可通过使用喷射阀20来确定。当喷射速度变快时，在加热器10内加热引入加热器10的水的时间段缩短，因此，会降低从加热器10喷出的水的温度。相反，当喷射速度减小时，引入加热器10的水留在加热器10内的时间段增大，因而，由加热器10引入的水的加热时间增大，并且从加热器获得的水的温度升高。

在此，喷射阀20的开度可从完全打开连续调节到完全截止或者开度可根据预定数目的阶段来设定。例如，可将开度划分为从完全打开到完全截止的四个阶段。即，第一阶段可以是完全截止，第二阶段可以是1/3打开，第三阶段可以是2/3打开，且第四阶段可以是完全打开。在此情况下，喷射阀20可通过使用步进电机来以预定数目的阶段设定开度。

在此，喷射阀20可具有初始开度，以将初始喷射时的喷射温度控制为目标温度。即，为了从由加热器10获得水时起分配具有目标温度的水，可通过控制器40来设定喷射阀20的初始开度。

温度传感器31可测量喷射水的喷射温度。作为温度传感器31，只要它能测量水温，可采用任何温度传感器。如图1中所示，温度传感器31可设置在喷射阀20和加热器10之间。由此，当喷射阀20完全截止时，由温度传感器31测量的喷射温度可以是储存在加热器10内的水温。

根据本发明一实施例的热水供给设备还可包括注入温度传感器32。注入温度传感器32可测量流入加热器10的水的入流温度。测得的入流温度可用于在之后设定喷射阀20的初始开度。

当输入热水分配信号时，控制器可操作加热器10，并且为了从初始喷水开始喷射具有目标温度的水，控制器40可设定喷射阀20的初始开度。

如上讨论，由温度传感器31测得的喷射温度可等于储存在加热器10内的水的温度。由此，通过在初始喷水的情况下根据喷射温度来区分开喷射阀20的初始开度，可由实验来获得喷射阀20的最适当开度。即，根据测得的喷射温度，可将预设定的开度设定为喷射阀20的初始开度，由此，可从初始喷水开始喷射接近于目标温度的水。

在此，控制器40可测量最近一次喷水时间和下一次喷水时间之间的使用等待时间，并且根据使用等待时间和喷射温度来设定喷射阀20的初始开度。即，控制器40可考虑使用等待时间和喷射温度来设定初始开度。

同样，控制器40可接收注入到加热器10内的水的入流温度，并且通过接收到的入流温度、加热器加热容量和目标温度来计算将从加热器喷出的喷水量。由此，控制器40可通过使用计算出的喷射量来设定喷射阀20的初始开度。

例如，控制器40可通过方程计算从加热器10喷射的初始喷水量，并且可根据计算出的喷射量来设定喷射阀20的初始开度。即，控制器40可在从注入温度传感器32接收入流温度时更精确地设定喷射阀20的初始开度。在此，V是喷射水的体积，w是加热器10的加热器加热容量，c是水的比热，ρ是水的密度，Δt是加热时间，T1是目标温度，而T是入流温度。

在初始喷水之后，控制器40可根据喷射温度值的变化量来控制喷射阀的开度。

如上讨论那样，流入加热器10的水温可与加热器加热容量和加热器10的加热时间成比例地增大。

一般来说，均匀地保持加热器加热容量，因此，控制器40可通过调节喷射阀20的开度来控制加热器加热引入的水的加热时间。由此，控制器40可根据由温度传感器31测得的喷射温度、通过调节喷射阀20的开度来将从加热器10喷出的水的温度控制成目标温度。

详细来说，控制器40可获得喷射温度和目标温度之间的差值并且将喷射阀20的开度控制成开度与该差值成比例。即，当喷射温度高于目标温度时，控制器40可将喷射阀打开与喷射温度和目标温度之间的差值成比例的程度，并且当喷射温度低于目标温度时，控制器40可将喷射阀关闭与喷射温度和目标温度之间的差值成比例的程度。在此，在调节喷射阀20的开度时，喷射阀20的开度可通过使用根据喷射阀关闭与喷射温度和目标温度之间的差值产生的比例表达式或者通过使用根据喷射温度由实验获得的表格来设定。

然而，如上所述，加热器10的加热器加热容量可通过商用交流电电源的电压变化量来变化。由此，为了更精确地调节温度，较佳地，甚至可考虑由于商用交流电电源的电压变化量造成的加热器加热容量的变化量来设定喷射阀20的初始开度。

至此，加热器10还可包括检测由电源供给的供给电压的电压检测单元，且控制器40可由供给电压获得加热器加热容量。详细来说，可由供给电压来获得实际施加于加热器10的加热器电压值，而加热器10的实际加热器加热容量可通过使用加热器电压来计算。即，控制器40可通过将加热器10的电阻值和加热器电压替换为为P＝V*I＝V^2/R来计算实际的加热器加热容量。

首先，为了对应于喷射温度来设定喷射阀20的初始开度，控制器40可使用实际计算的加热器加热容量。即，尽管喷射温度相同，如果测得的加热器加热容量不同，则初始开度会不同，且喷射阀10的最适当开度可根据初始喷水时间时的喷射温度和测得的加热器加热容量来由实验获得。由此，根据测得的喷射温度和加热器加热容量设定的开度可设定为喷射阀20的初始开度，由此，可从初始喷水时间开始就喷射接近于目标温度的水。

同样，当接收到注入到加热器10内的水的入流温度时，从加热器10喷出的初始喷水量V可通过将实际计算的加热器加热容量替换为上述方程中的加热器加热容量w来计算。在此情况下，加热器加热容量可基于实际施加于加热器10的电压来计算，基于该加热器加热容量可调节喷射阀20的初始开度，由此可更精确地调节温度。

在初始喷水之后，控制器40可利用实际计算的加热器加热容量来根据喷射温度值的变化量控制喷射阀20的开度。详细来说，可设定与加热器加热容量成比例的比例因子，并且可与喷射温度和目标温度之间的差值成比例地设定喷射阀40的开度。在调节喷射阀20的开度时，喷射阀20的开度可通过使用根据加热器加热容量以及喷射温度和目标温度之间的差值产生的比例表达式或者通过使用根据加热器加热容量以及喷射温度由实验获得的表格来设定。

例如，由电压检测单元测得的供给电压可量化为200V、210V、220V、230V、240V和250V，并且可有根据每个供给电压值事先设定的比例因子。由此，喷射阀20的开度可通过使用比例因子和喷射温度来调节。在此，比例因子可通过实验获得。

在此，控制器40基于由电压检测单元测得的供给电压来直接计算出加热器加热容量，因此，控制器可根据商用交流电电源的电压变化量来进行控制。由此，可提供具有使用者所期望的目标温度的水，而甚至在商用交流电电源的电压范围是不同的国际间情形仍无须进行设置过程。即，甚至在商用交流电电源的电压范围是不同的国际间情形仍可提供一致性。

然而，热水供给设备是直接型热水供给设备，因此，尽管喷射阀20的初始开度根据喷射温度来设定，但引入的水的加热会是不够的，并且会提供不具有目标温度的水。然而，使用者会以他热水供给设备提供具有目标温度的水的预期来喷射水，因此，对于热水供给设备来说重要的是甚至在初始喷水时间内就提供具有目标温度的水。

因此，当储存在加热器10内的水的温度低于预加热的参考温度时，控制器40可在打开喷射阀20之前、于预加热时间段过程中操作加热器10。

即，在喷射储存于加热器10内的水之前，可起初加热储存于加热器10内的水，以执行预加热以升高温度，此后可开始喷射水。在此情况下，在使用者输入了要求供给热水的热水分配信号之后为了预加热而将响应时间延迟一段时间，但可从初始喷水时间开始就提供使用者所期望的目标温度的水。

在此，热水供给设备可在将热水供给到使用者之后马上再次供给热水。在此情况下，由于存在于加热器10内的水的温度已接近于目标温度，则无须预加热。相反，热水供给设备可在它已将热水供给到使用者之后长时间供给热水。例如，热水供给设备可在其初始供给热水之后两个小时供给热水。在此情况下，存在于加热器10内的水会变冷，从而具有与目标温度明显的差异。

由此，仅当储存的水的温度低于预加热参考温度、例如60摄氏度或以下时，控制器40可通过使用温度传感器31检查储存于加热器10内的水温。

同样，控制器40可将预加热时间设定成当储存于加热器10内的水的温度、即喷射温度较低时，延长预加热时间。由于喷射温度和目标温度之间的差值增大，可将预加热时间设定为加长，以充分加热储存于加热器10内的水。相反，当喷射温度较高时，由于温度接近于目标温度，可将储存于加热器10内的水加热足以达到目标温度的较短时间段。

此外，控制器40可测量最近一次喷水时间和下一次喷水时间之间的使用等待时间，并且根据测得的喷射温度来设定预加热时间和喷射阀20的开度。

当停止热水分配信号的输入时，热水供给设备可完全截止喷射阀20，以切断热水供给，并且在此情况下，储存于加热器10内的水可以处于已加热到目标温度的状态。然而，在此情况下，当热水供给设备之后不再操作时，储存在加热器10内的水的温度会随着时间降低。由此，喷射阀20的开度可考虑到使用等待时间以及目标温度和喷射温度之间的温度差值来设定。

此外，为了快速分配具有目标温度的水，控制器40可根据喷射温度值的变化量来调节喷射阀20的开度。将参照图4和5来描述与控制器40的操作有关的具体操作。

图4(a)是示出在第一次喷水情况下的喷水温度的曲线图。即，图4(a)示出从最近喷水之后经过了一定时间之后喷射热水的曲线图。参照图4(a)，可看到喷射温度汇聚为目标温度，且这可通过如上所述控制喷射阀的开度来获得。

然而，在此情况下，如图4(a)中所示，喷射温度在将喷射温度汇聚为目标温度的过程中基于目标温度上下波动，并且根据喷射温度的波动，会不期望地向使用者供给非常热的水或冷水。同样，使喷射温度稳定到目标温度所需的时间会加长。由此，需要控制喷射阀20以将喷射温度曲线的波动减到最小。

图4(b)是示出在连续喷水情况下的喷水温度的曲线图。由于连续分配热水，喷射温度在初始阶段并未如图4(b)那样大幅上升，但在喷射温度曲线中出现波动。由此，需要控制喷射阀20以将波动减到最小。

因此，控制器40可计算喷射温度值的变化量，并且根据计算的变化量来调节喷射阀20的开度，由此将波动减到最小。

首先，控制器40可计算出喷射温度和目标温度之间的差值，并且根据差值来确定热水分配是首次喷水还是连续喷水。

例如，当喷射温度和目标温度之间的差值等于或大于预设定值时，控制器40可确定热水提取是首次喷水，而当喷射温度和目标温度之间的差值小于预设定值时，控制器40可确定热水提取是连续喷水。

在此，可在开始热水分配时的初始阶段获得喷射温度和目标温度之间的差值，并且在此情况下，可明显区分首次喷水和连续喷水。

即，在首次喷水情况下，储存在加热器10内的水的温度可接近于室温(大约26摄氏度)，但在连续喷水的情况下，由于已加热了水，则储存在加热器10内的水的温度可几乎等于目标温度(85摄氏度)。

由此，基于喷射温度和目标温度之间的差值，可区分首次喷水和连续喷水，并且喷射阀20可根据首次喷水和连续喷水来不同地控制。

当热水提取是首次喷水时，控制器40可计算喷射温度的变化量，且根据喷射温度的变化量来调节喷射阀20的开度。

可通过以每个预设定时间间隔来测量喷射温度并且计算测得的喷射温度值之间的差值来获得喷射温度的变化量。在此，当计算的喷射温度的变化量等于或大于第一参考变化量时，可认为喷射温度快速升高，并且在该情况下，可增大喷射温度曲线的波动次数和波动幅度。

由此，当变化量确定为快速增大时，喷射阀20的开度可固定于当计算该变化量时的开度，并且可将固定的开度保持第一预定时间段。即，为了降低喷射温度的变化量，可使根据喷射温度对喷射阀20开度的控制停止第一预设定时间段，由此，如图5中所示减小喷射温度的变化量。

参照图4(a)，甚至在首次喷水的情况下，喷射温度可随着时间流逝而逐步增大，且喷射温度和目标温度之间的差值可小于预设定值。由此，在此情况下，控制器40能以与连续喷水相同的方式来控制喷射阀20的开度。下文中，将描述在连续喷水情况下对控制器40的操作。

当如上所述将热水提取确定为连续喷水时，可计算喷射温度的变化量，以及变化量是否等于或大于第二参考变化量。第二参考变化量可以是小于第一参考变化量的值。当变化量等于或大于第二参考变化量时，可认为喷射温度缓慢升高。

当喷射温度缓慢升高时，预计到喷射温度的波动幅度和波动次数增大，由此，喷射阀20的开度可固定为计算该变化量时的开度。在此，固定的时间段可以是比第一预设定时间段短的第二预设定时间段，且喷射温度的变化量可通过停止对喷射阀20的控制来减小。

由此，通过根据喷射温度的变化量来调节喷射阀20的开度，喷射温度可快速汇聚为目标温度，并且通过缩短喷射阀20的控制时间，可节约由于喷射阀20的控制所产生的能量消耗。

尽管未示出，但净水器可包含热水供给设备。净水器可包括过滤由主水供给系统所供给的自来水的净化过滤器，并且可将被净化过滤器净化的水引入加热器10。此后，净化的水可在加热器10内加热并且随后通过喷射阀20喷射以提供给使用者。在此，控制器40可控制喷射阀20的开度，以将分配水的温度调节到目标温度。相似地，控制器40可通过使用温度传感器31和注入温度传感器32来调节喷射阀20的开度，并且通过控制加热器10和喷射阀20来对引入加热器10的水预加热。

图2是示出根据本发明一实施例的热水供给方法的流程图，而图3是示出根据本发明一实施例的热水供给方法的初始喷射操作的流程图。

参照图2和3，根据本发明一实施例的热水供给设备可包括初始喷射操作(S10)和喷射控制操作(S20)。初始喷射操作(S10)可包括初始开度设定过程(S11)、预加热过程(S12)和初始打开过程(S13)。

下文中，将参照图2和3来描述根据本发明一实施例的热水供给方法。

在初始喷射操作(S10)中，当输入热水供给信号时，设定用于调节从加热器喷射的喷水量的喷射阀的初始开度，并且喷射阀可打开预设定的开度。初始喷射操作(S10)是加热器根据输入的热水供给信号开始喷水的操作。在该操作中，可设定喷射阀的初始开度，以从初始喷水开始就分配具有目标温度的水。

详细来说，初始喷射操作(S10)可包括初始开度设定操作(S11)和初始打开操作(S13)。

在初始开度设定操作(S11)中，可根据喷射温度将预设定的开度设定为喷射阀的初始开度。

通过使用定位在加热器和喷射阀之间的温度传感器来测量喷射温度。在打开喷射阀之前，喷射温度可以是储存在加热器内的水的温度。由此，储存在加热器内的水的温度可通过使用打开喷射阀之前的喷射温度来测量，并且喷射阀的初始开度可根据测得的水温来设定。

详细来说，储存在加热器内的水的温度可根据从最近一次喷水开始经过的时间来变化，因此，需要根据储存在加热器内的水温来改变初始开度。

例如，当从最后一次喷射水起经过一分钟时，储存的水的温度可接近于目标温度，因此，无须加热水较长时间，由此，可设定初始开度以允许喷射相对大量的水。

同时，当从最后一次喷射水开始经过两个小时时，储存的水的温度会与目标温度显著不同，因此，需要通过加热器加热水一段较长时间。在此情况下，可设定初始开度以允许喷射相对较小的水量。

在此，关于取决于喷射温度的初始开度，可通过根据测得的喷射温度改变喷射阀的初始开度来由实验获得最适当的初始开度，由此，可根据对应的喷射温度预先设定喷射阀的初始开度。

此外，如上讨论那样，可根据从最近喷水时间起经过的时间、即最近一次喷射时间和下一次喷水时间之间的使用等待时间来改变储存在加热器内的水的温度。由此，在初始开度设定操作(S11)中，测量最近一次喷水时间和下一次喷水时间之间的使用等待时间，并且可通过使用等待时间和喷射时间来设定喷射阀的初始开度。

在初始开度设定操作(S11)中，除了喷射温度外，可进一步接收引入加热器的水的入流温度，基于该入流温度可设定喷射阀的初始开度。

详细来说，喷射具有目标温度的水所需的加热器的初始喷水量可通过使用方程来计算，并且可根据计算的加热器的初始喷射量来设定喷射阀的初始开度。即，可在接收到入流温度时更精确地设定喷射阀的初始开度。在此，V是喷射水的体积，w是加热器10的加热器加热容量，c是水的比热，ρ是水的密度，Δt是加热时间，T1是目标温度，而T2是入流温度。

然而，在此情况下，基于加热器的加热器加热容量是均匀的假设来设定初始温度，但实际上，加热器的加热器加热容量可根据向加热器供给电源的商用交流电电源的电压变化量来改变。由此，为了设定喷射阀的更精确的初始开度，需要考虑加热器加热容量的变化。

至此，初始喷射操作(S10)还可包括加热器加热容量计算操作(未示出)，并且在加热器加热容量计算操作中，可测量由电源供给的供给电压，并且可通过使用供给电压来计算加热器加热容量。

详细来说，在加热器加热容量计算操作中，由电源供给的交流电供给电压可转化成直流电电压，并且转化的直流电电压可量化以检测供给电压。即，由电源供给的交流电电压被半波整流、滤波和压降以转化成直流电电压，此后，直流电电压通过ADC量化以由此测量供给电压。由此，当供给从198V变化到253V的220V的商用交流电电压时，功率以10V间隔来划分，以作为200V、210V、220V、230V、240V和250V中的任一个来测量。由于加热器的电阻值是均匀的，当测量供给电压时，可获得施加于加热器的加热器电压值，并且可通过使用P＝V*I＝V^2/R来容易地计算加热器加热容量。

此后，在初始开度设定操作(S11)中，在加热器加热容量计算操作过程中通过使用计算出的加热器加热容量来设定喷射阀的开度。详细来说，在初始开度设定操作(S11)中，尽管喷射温度是均匀的，如果计算出的加热器加热容量不同，则可改变喷射阀的开度，并且可根据初次喷水时间时的喷射温度以及测得的加热器加热容量来实验上获得喷射阀的最适当开度。由此，可根据测得的喷射温度和加热器加热容量将预定的开度设定为喷射阀的初始开度。

同样，当接收到注入到加热器内的水的入流温度时，从加热器10喷出的初始喷水量V可通过将实际计算的加热器加热容量替代为上述方程 中的加热器加热容量w来计算。在此情况下，加热器加热容量可基于实际施加于加热器10的电压来计算，基于该加热器加热容量可调节喷射阀20的初始开度，由此可更精确地调节温度。

此外，在加热器加热容量计算操作中，以每个预设定时间间隔或者当输入热水分配信号时，可测量由电源供给的电压，即供给电压。这减小了用于测量供给电压所需的功率消耗。

尽管在初始开度设定操作(S11)中已设定用于分配具有目标温度的水的喷射阀的初始开度，但如果储存在加热器内的水的温度过低，则分配的水会未被充分加热，由此，会提供不具有目标温度的水。

由此，初始喷射操作(S10)还包括预加热操作(S12)。当测得的喷射温度低于预加热参考温度时，加热器可操作成在预加热时间段过程中加热储存在加热器内的水。当储存在加热器内的水低于预加热参考温度时，在喷射之前预加热水。由此，当在预加热操作(S12)之后喷水时，可从首次喷水时间开始喷射具有目标温度的水。

详细来说，当测得的喷射温度低于60摄氏度时，可进行预加热操作(S12)，并且在测得的喷射温度较低的情况下，将预加热时间设定为加长，以充分预加热加热器的水。

在此，初始开度设定操作(S11)和预加热操作(S12)可同时进行，或者可先进行预加热操作(S12)，并且在初始开度设定操作(S11)中，可考虑在预加热操作(S12)过程中预加热的水的温度来设定喷射阀的初始开度。

在初始打开操作(S13)中，喷射阀可根据喷射阀的预设定开度来打开。通过初始开度设定操作(S11)和预加热操作(S12)来提供具有目标温度的水，此后，可进行喷射控制操作(S20)以甚至在喷射水时连续提供具有目标温度的水。

在喷射控制操作(S20)中，从加热器喷射的水可通过控制喷射阀的开度而调节成具有目标温度。

在此，喷射阀的开度可根据喷射温度值的变化量来调节。详细来说，当喷射温度高于目标温度时，喷射阀可打开与喷射温度和目标温度之间的差值成比例的程度，并且当喷射温度低于目标温度时，可将喷射阀关闭与喷射温度和目标温度之间的差值成比例的程度。

当加热器的加热器加热容量是均匀的时，从加热器喷射的水的温度可与加热器加热水的时间段长度成比例地增大。当更大程度地打开喷射阀时，增大每单位时间的喷水量，由此，加热器加热水的时间段缩短。同时，当关闭喷射阀时，减少每单位时间的喷水量，由此，加热器加热水的时间段加长。

由此，在喷射控制操作(S20)中，可通过调节喷射阀的开度来调节从加热器喷射的水的温度，并且可将从加热器喷射的水的温度调节成达到目标温度。

同样，在喷射控制操作(S20)中，可接收注入到加热器内的水的入流温度，并且通过使用入流温度、加热器的加热器加热容量和目标温度来调节喷射阀的开度。

详细来说，为了通过使用入流温度、加热器加热容量和目标温度来喷射具有目标温度的水，可计算所需的喷射量，并且可基于计算的喷射量来调节喷射阀的开度。

例如，喷射具有目标温度的水所需的加热器的喷水量可通过使用方程 来计算，并且可根据计算的喷射量来设定喷射阀的开度。即，可在接收到入流温度时更精确地设定喷射阀的开度。在此，V是喷射水的体积，w是加热器10的加热器加热容量，c是水的比热，ρ是水的密度，Δt是加热时间，T1是目标温度，而T2是入流温度。

然而，在此情况下，如上讨论那样，加热器加热容量可变化，因此，为了更精确地控制温度，可通过使用在加热器加热容量计算操作过程中测量的加热器的实际加热器加热容量来调节喷射阀的开度。

详细来说，可设定与加热器加热容量成比例的比例因子，并且可与喷射温度和目标温度之间的差值成比例地设定喷射阀的开度。至此，可使用根据喷射温度和目标温度之间的差值产生的比例表达式以及加热器加热容量，或者可使用根据加热器加热容量和喷射温度由实验产生的表格。

同样，当输入注入加热器内的水的温度时，加热器的喷射量可通过将实际计算的加热器加热容量替代为上述方程中的加热器加热容量(w)来计算。

在喷射控制操作(S20)中，为了快速地分配具有目标温度的水，可通过使用喷射温度值的变化量来调节喷射阀的开度。

图4(a)是示出在首次喷水情况下的喷水温度的曲线图。即，图4(a)示出从最近喷水起经过一定时间之后喷射热水的曲线图。参照图4(a)，可看到喷射温度汇聚为目标温度，且这可通过如上所述控制喷射阀的开度来获得。

然而，在此情况下，如图4(a)中所示，喷射温度在将喷射温度汇聚为目标温度的过程中基于目标温度上下波动，并且根据喷射温度的波动，会不期望地向使用者供给非常热的水或冷水。同样，使喷射温度稳定到目标温度所需的时间会加长。由此，需要控制喷射阀以将喷射温度曲线的波动减到最小。

图4(b)是示出在连续喷水情况下的喷水温度的曲线图。由于连续分配热水，喷射温度在初始阶段并未如图4(b)那样大幅上升，但在喷射温度曲线中出现波动。由此，需要控制喷射阀以将波动减到最小。

由此，在喷射控制操作(S20)中，根据计算的变化量来调节喷射温度值的变化量和喷射阀的开度，以使波动减到最小。

首先，在喷射控制操作(S20)中，计算喷射温度和目标温度之间的差值，并且根据差值来确定热水分配是首次喷水还是连续喷水。

当喷射温度和目标温度之间的差值等于或大于预设定值时，热水分配可确定为首次喷水，而当喷射温度和目标温度之间的差值小于预设定值时，热水分配可确定为连续喷水。

在此，可在热水分配开始时的初始阶段获得喷射温度和目标温度之间的差值，并且在此情况下，可明显区分首次喷水和连续喷水。

即，在首次喷水情况下，储存在加热器内的水的温度可接近于室温(大约26摄氏度)，但在连续喷水的情况下，由于已加热水，则储存在加热器10内的水的温度可几乎等于目标温度(85摄氏度)。

由此，基于喷射温度和目标温度之间的差值，可区分首次喷水和连续喷水，并且可根据首次喷水和连续喷水来不同地控制喷射阀20。

当热水提取是首次喷水时，控制器40可计算喷射温度的变化量，且根据喷射温度的变化量来调节喷射阀20的开度。

可通过以每个预设定时间间隔来测量喷射温度值并且计算测得的喷射温度值之间的差值来获得喷射温度的变化量。在此，当喷射温度的计算变化量等于或大于第一参考变化量时，可认为喷射温度快速升高，并且在该情况下，可增大喷射温度曲线的波动次数和波动幅度。

由此，当变化量确定为快速增大时，喷射阀20的开度可固定为当计算该变化量时的开度，并且可将固定的开度保持第一预定时间段。即，为了降低喷射温度的变化量，可将根据喷射温度对喷射阀20的开度的控制停止第一预设定时间段，由此，如图5中所示减小喷射温度的变化量。

参照图4(a)，甚至在首次喷水的情况下，喷射温度可随着时间流逝逐步升高，且喷射温度和目标温度之间的差值可小于预设定值。由此，在此情况下，控制器40能以与连续喷水相同的方式来控制喷射阀20的开度。下文中，将描述在连续喷水情况下的控制方法。

当如上所述热水提取确定为连续喷水时，可计算喷射温度的变化量，以及变化量是否等于或大于第二参考变化量。第二参考变化量可以是小于第一参考变化量的值。当变化量等于或大于第二参考变化量时，可认为喷射温度缓慢升高。

当喷射温度缓慢升高时，预计到喷射温度的波动幅度和波动次数增大，由此，喷射阀20的开度可固定于计算该变化量时的开度。在此，固定的时间段可以是比第一预设定时间段短的第二预设定时间段，且喷射温度的变化量可通过停止喷射阀20的控制来减小。

由此，通过根据喷射温度的变化量来调节喷射阀20的开度，喷射温度可快速汇聚为目标温度，并且通过缩短喷射阀20的控制时间，可节约由于喷射阀20的控制所产生的能量消耗。

虽然已经结合实施例示出并描述了本发明，但是对于本领域普通技术人员明显的是，在没有脱离所附权利要求限定的、本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (6)

1.一种热水供给设备，包括：

加热器，所述加热器以加热器加热容量来加热引入的水；

喷射阀，所述喷射阀调节从所述加热器喷射的水量；

温度传感器，所述温度传感器测量喷射的水的喷射温度；以及

控制器，所述控制器根据所述喷射温度和目标温度之间的温度差来确定热水分配是第一次喷水还是连续喷水，并且依据确定结果根据所述喷射温度中的变化量来调节所述喷射阀的开度，

其中，当所述喷射温度与目标温度之间的温度差等于或大于预设定值时，所述控制器确定所述热水分配是所述第一次喷水，并且

其中，当所述喷射温度与目标温度之间的温度差小于预设定值时，所述控制器确定所述热水分配是所述连续喷水。

2.如权利要求1所述的热水供给设备，其特征在于，当所述变化量等于或大于所述第一次喷水情形下的第一参考变化量时，所述控制器将计算变化量时的所述喷射阀的开度保持第一预设定时间段。

3.如权利要求1所述的热水供给设备，其特征在于，当所述变化量等于或大于所述连续喷水情形下的第二参考变化量时，所述控制器将计算变化量时的所述喷射阀的开度保持第二预设定时间段。

4.一种热水供给方法，包括：

当输入热水供给信号时设定喷射阀的初始开度、调节从加热器喷射的喷水量并且将所述喷射阀打开预设定的开度的初始喷射操作；以及

通过根据喷射温度和目标温度之间的温度差来确定热水分配是第一次喷水还是连续喷水，并且依据确定结果根据所述喷射温度中的变化量调节所述喷射阀的开度来将从所述加热器喷射的水的所述喷射温度调节到所述目标温度的喷射控制操作，

其中，在所述喷射控制操作中，当所述喷射温度与目标温度之间的温度差等于或大于预设定值时，确定所述热水分配是所述第一次喷水，并且

其中，在所述喷射控制操作中，当所述喷射温度与目标温度之间的温度差小于预设定值时，确定所述热水分配是所述连续喷水。

5.如权利要求4所述的热水供给方法，其特征在于，当所述变化量等于或大于所述第一次喷水情形下的第一参考变化量时，将计算变化量时的所述喷射阀的开度保持第一预设定时间段。

6.如权利要求4所述的热水供给方法，其特征在于，当所述变化量等于或大于所述连续喷水情形下的第二参考变化量时，将计算变化量时的所述喷射阀的开度保持第二预设定时间段。