CN107250686A - 无水箱式电热水器 - Google Patents

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CN107250686A CN201580076212.0A CN201580076212A CN107250686A CN 107250686 A CN107250686 A CN 107250686A CN 201580076212 A CN201580076212 A CN 201580076212A CN 107250686 A CN107250686 A CN 107250686A
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Abstract

一种无水箱式电热水器系统，包括：加热室，加热室具有在第一端处的入口和在第二端处的出口；连接到加热室的加热元件；设置在加热室的第一端附近的第一温度传感器；设置在加热室的第二端附近的第二温度传感器；配置成检测水的流量并且设置在加热室附近的流量传感器；以及连接到第一温度传感器、第二温度传感器、流量传感器和加热元件的控制器。控制器被配置为具有设定点温度，以检测来自第一温度传感器、第二温度传感器和流量传感器的温度数据和流量数据，并且向加热元件提供功率设定作为输出。

Description

无水箱式电热水器
相关申请的交叉引用
本申请基于2014年12月17日提交的美国临时专利申请No.62/093,181并要求其优先权，在此将该美国临时专利申请的全部内容通过参引的方式并入。
背景技术
水加热是一种使用能源将水加热到其初始温度以上的热力学过程。热水的典型家庭用途包括烹饪、清洁、洗澡和空间加热。
水可以在称为热水器、水箱、水壶、大锅、盆或铜器的容器中加热。批量加热水的金属容器不会持续供应在预设温度下的经加热的水。水温根据消耗率而变化，随着时间的推移并且随着流量的增加而变冷，并且容器耗尽。
发明内容
本公开涉及一种无水箱式电热水器系统。该无水箱式电热水器具有：加热室，加热室具有在第一端处的入口和在第二端处的出口；连接到加热室的加热元件；设置在加热室的第一端附近的第一温度传感器；设置在加热室的第二端附近的第二温度传感器；配置成检测水的流量并且设置在加热室附近的流量传感器；以及连接到第一温度传感器、第二温度传感器、流量传感器和加热元件的控制器。控制器被配置为具有设定点温度，以检测来自第一温度传感器、第二温度传感器和流量传感器的温度数据和流量数据，并且向加热元件提供功率设定作为输出。
以上对说明性实施例的一般性描述及以下对其的详细描述仅仅是本公开的教导的示例性方面，并不是限制性的。
附图说明
将容易地获得对本公开及其很多随附优点的更完整的理解，因为它们能够通过参考结合附图考虑的下面的详细描述而变得更好理解，其中：
图1A是根据一个示例的第一液体加热系统的概况图；
图1B是根据一个示例的第二液体加热系统的概况图；
图1C是根据一个示例的第三液体加热系统的概述图；
图2A是根据一个示例的无水箱式电热水器的第一透视图；
图2B是根据一个示例的没有盖的无水箱式电热水器的第一透视图；
图2C是根据一个示例的无水箱式电热水器的第二透视图；
图2D是根据一个示例的没有盖的无水箱式电热水器系统的第二透视图；
图2E是根据一个示例的无水箱式电热水器系统的分解的第二透视图；
图2F是根据一个示例的无水箱式电热水器系统的第三视图；
图2G是根据一个示例的没有盖的无水箱式电热水器系统的第四视图；
图2H是根据一个示例的没有盖的无水箱式电热水器系统的第五侧视图；
图3A是根据一个示例的无水箱式电热水器的概况图；
图3B是根据一个示例的无水箱式电热水器的概况图；
图3C是根据一个示例的无水箱式电热水器的概况图；
图4A是根据一个示例的无水箱式电热水器的电气系统的概况图；
图4B是根据一个示例的连接到电控液体存储装置的无水箱式电热水器的电气系统的概况图。
图4C是根据一个示例的燃气液体加热系统的概况图；
图5是根据一个示例的无水箱式电热水器系统在连接到液体存储装置时的过程图；
图6A是描绘根据一个示例的控制器的第一水加热过程的流程图；
图6B是描绘根据一个示例的控制器的第二水加热过程的流程图；以及
图7是示出根据一个示例的控制器的框图。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记在多幅图中表示相同或相应的部分。此外，如本文所使用的，除非另有说明，否则“一”、“一个”等词通常具有“一个或多个”的含义。
现在参照附图，其中相同的附图标记在多幅图中表示相同或相应的部分。
图1A是根据一个示例的第一液体加热系统300的概况图。液体加热系统300包括通过第一入口管204连接到液体存储装置200的无水箱式电热水器100。液体存储装置200进一步连接到向液体存储装置200供水的第二入口管202。第一入口管204将水从液体存储装置200输送到无水箱式电热水器100。无水箱式电热水器100还连接到出口管206，出口管206将水从无水箱式电热水器100向外输送到另一个系统或最终用户。
在一个示例中，液体存储装置200可以连接到热源212，热源212向液体存储装置200提供热量以加热液体存储装置200内的水。例如，热源212可以来源于电力源、天然气源或地热源的能量。
此外，无水箱式电热水器100的各种实施例也可以与水池和温泉加热、水族箱、水栽、辐射、太阳能、再循环、工业过程和其他应用结合使用。尽管这里描述的实施例连接在液体存储装置200的出口处，但是无水箱式电热水器100的其他实施例也可以连接在液体存储装置200的入口处，连接在液体存储装置200上，连接在液体存储装置200处，连接在液体存储装置200附近或者连接在液体存储装置200中，以加热并保持液体温度范围。
无水箱式电热水器100的一个有利特征是能够通过在水流流出液体存储装置200时对其在无水箱式电热水器100处进行加热(而不是连续地加热有限容积内例如液体存储装置200内的一定量的水)来立即增加从配备有热源212的液体存储装置200可获得的有效加热水量。
无水箱式电热水器100的另一个有利特征是能量消耗降低，因为在使用之前不需要热能维持升高的水温，这种维持水温是在将经加热的水存储在液体存储装置200中而不立即使用时所需要的。浪费了能量以维持待用的加热水，而水逐渐冷却并将热能散发到大气中。当高耗水时期期间(例如在多个人使用液体存储装置200中的同一个热水源淋浴或洗浴的情况下)所需的加热水的供给超过可用的量时，可以存储的加热水量的功用有限。
无水箱式电热水器100的另一个优点是能够将水以较低的温度存储在液体存储装置200中，并且仅根据需要在水流出时才加热水。在高温下维持基本停滞的一箱水可能引入能够导致人生病和疾病(如军团杆菌)的某些细菌生长的额外风险。已知细菌存在于各种土壤和水生系统中，并且具有约90华氏度至约108华氏度的理想温度生长范围，尽管其生长范围从约77华氏度开始。将水以较冷的温度存储并且然后在其离开液体存储装置200时对其进行加热可以降低某些健康风险。
图1B是根据一个示例的第二液体加热系统300b的概况图。液体加热系统300b包括通过第一入口管204连接到液体存储装置200的无水箱式电热水器100b。液体存储装置200还连接到向液体存储装置200供水的第二入口管202。第一入口管204将水从液体存储装置200输送到无水箱式电热水器100b，并且出口管206将水从无水箱式电热水器100b输送出。
此外，无水箱式电热水器100b在无水箱式电热水器100b的加热元件128(至少在图2E和3B中进一步示出)之前的位置处连接到再循环泵208和再循环管210。再循环泵208通过再循环管210和第二入口管202使来自无水箱式电热水器100b的水往回向液体存储装置200再循环。入口比例阀214可以在再循环管210上游的位置连接到第二入口管202，并且无水箱式电热水器100b的控制器可以电控制再循环泵208的操作及入口比例阀214的打开和关闭，以使水从液体存储装置200再循环回到液体存储装置200，从而减少分层效果。入口比例阀214提供流入液体存储装置200的经加热的水和未加热的水的混合，允许仅仅将经加热的水的再循环，或仅仅未加热的水的流入。在一个示例中，液体存储装置200可以连接到向液体存储装置200提供能量以加热液体存储装置200内的水的热源212。
液体存储装置200例如水箱中的热水容量可能受到分层限制，实验结果所表明的现象可以显著降低液体存储装置200的有用热水容量，从而进一步降低了能量效率。
没有外部流的液体存储装置200受到环境温度的影响，并且在冷却过程中形成水的热分层。当热水上升到液体存储装置200的顶部时，冷水积聚在底部。即使液体存储装置200内的所有水一开始都处于统一的温度，也会发生这种现象。
这是因为在向周围环境释放热量之前，液体存储装置200冷却沿着最靠近外部大气的内侧的薄的竖直水层。然后，该热量的一部分通过扩散而向液体存储装置200的中心转移。薄的竖直层的水变得比其周围更致密，然后朝向液体存储装置200的底部滑动，产生分层。这会明显地减少液体存储装置200中可用的加热水。
无水箱式电热水器100b的这个示例的一个有利特征是降低源自分层的液体存储装置200中的能量损失。加热水通过再循环泵208从无水箱式电热水器100的再循环导致液体存储装置200内的水温分布更均匀。
无水箱式电热水器100b还允许使用较小的液体存储装置200来产生与较大的液体存储装置200等量的热水，从而减少损失在大气中的热能的总量，保持了热水温度。
在另一个示例中，再循环泵208完全在无水箱式电热水器100b的上游连接到第一入口管204，并且再循环管210将再循环泵208的出口连接到第二入口管202。
图1C是根据一个示例的第三液体加热系统300c的概况图。液体加热系统300c包括通过第一入口管204连接到液体存储装置200的无水箱式电热水器100c。液体存储装置200进一步连接到向液体存储装置200供水的第二入口管202。第一入口管204将水从液体存储装置200输送到无水箱式电热水器100c，并且出水管206将水从无水箱式电热水器100c输送出。
此外，无水箱式电热水器100c在加热元件128(图3C进一步描述)之后的位置连接到再循环泵208和再循环管210。再循环泵208通过再循环管210和第二入口管202使来自无水箱式电热水器100c的水往回向液体存储装置200再循环。入口比例阀214可以在再循环管210之前的位置连接到第二入口管202，并且类似于关于图1B所描述的那样，无水箱式电热水器100的控制器可以电控制再循环泵208的操作以及入口比例阀214的打开和关闭。
在一个示例中，再循环泵208完全在无水箱式电热水器100c的下游连接到出口管206，并且再循环管210将再循环泵208的出口连接到第二入口管202。
在一个示例中，液体存储装置200可以连接到热源212，热源212向液体存储装置200提供能量以加热液体存储装置200内的水。当再循环泵208和再循环管210在无水箱式电热水器100b之前离开时(如图1B的一个示例中那样)，仅仅再循环泵208和热源212为去分层提供功率。对无水箱式电热水器100b的影响是磨损和撕裂较少，特别是在再循环水在入口配件124或入口端口或入口之前或者在通过内部流量传感器114之间进入再循环泵208的情况下。对液体存储装置200的影响提出对热源212的更多需求，以便升高液体存储装置200中的整个体积的水的温度。对于性能的影响(其性能被定义为将水箱去分层到统一的温度所需的时间)比再循环泵208和再循环管210设置在无水箱式电热水器100c下游的情况下(其中再循环水被加热元件128加热，如图1C的一个示例中那样)所需的所述时间稍微慢一点。由于热源212和无水箱式电热水器100c之间的功率输出差异(以kW为单位)，所以将存在这种性能差距。热源212被限制为输出4.5kW以在任何特定时刻加热水。无水箱式电热水器100c能够在任何特定的时刻输出7.2kW的功率来加热水。功率差异的原因是由于国家电气法规(NEC)的要求。热源212被分类为连续使用装置，因此电路必须是一般电路的125％。无水箱式电热水器100c被分类为间歇式工作装置，因此电路的尺寸可以是负载的100％。
图1A至1C分别描绘的无水箱式电热水器100a-100c的一个有利特征在于，无水箱式电热水器100a-100c可以在现有的基础设施、电气布线、断路器系统、管道和现有的液体存储装置200上改装，而不是需要用需要新的更大电路的更大功率和/或更高容量的液体加热装置进行更昂贵和更复杂的更换。需要更大电路的更大功率的加热装置的一个示例将是专用的全家用无水箱式热水器。更高容量的液体加热装置的一个示例是较大容量的液体存储水箱，其可能不会物理地适配在先前的装置所在的位置。例如，这可以通过移除一个或多个管的一段来实现，例如移除连接到液体存储装置200的部分(这里称为第一入口管204)以及连接到终端用户的部分(称为出口管206)。接下来，第一入口管204可以连接到无水箱式电热水器100的入口配件124，并且出口管206可以连接到无水箱式电热水器100的出口配件126。入口配件124和出口配件126可以被模制并适配于各种标准和非标准的管尺寸。多个无水箱式电热水器可以与入口管204和出口管206并联连接，或者彼此串联连接，以提供用于增加流量的附加加热选项。
此外，电源线401可以从液体存储装置200的热源212重新布线并连接到无水箱式电热水器100，如图4B所示。然后，热源212基于流量、温度、输入和历史数据如本文进一步描述的那样电连接到无水箱式电热水器100并由其控制。另一个好处是，无水箱式电热水器100和液体存储装置200的组合提供比仅从液体存储装置200可获得的热水持续时间更长的等量热水。将无水箱式电热水器100添加到液体存储装置200增加了可用热水的有效量。
图1A至1C描绘的无水箱式电热水器100a-100c的另一个有利特征在于，无水箱式电热水器100a-100c可以在工厂与流体存储热水器组合为完整的组件。这将提供先前描述的独立解决方案的所有优点。这将对新建筑特别有吸引力，或者在需要全面更换现有的水加热基础设施时特别有吸引力，因为它将在较小的占位面积内提供更多的热水容量，而不需要当今市场上的其他常用存储水加热方案的较大的供电电路变化或其他管道变化。
图2A是根据一个示例的无水箱式电热水器100的第一透视图。无水箱式电热水器100包括封闭无水箱式电热水器100的内部部件的盖板101、在无水箱式电热水器100的第一侧连接到第二安装突片119的出口配件126或出口端口或出口、连接到无水箱式电热水器100的第二侧的控制器120以及连接到控制器120的控制旋钮140。提供控制旋钮140以使用户向控制器120提供输入，例如滚动浏览各种用户菜单和温度设定点。
图2B是根据一个示例的没有盖板101的无水箱式电热水器100的第一透视图。无水箱式电热水器100包括连接到安装板102的入口配件124。入口温度传感器104、高速开关112和流量传感器114连接到入口配件124。入口配件124进一步连接到第一导管123。第二导管131连接到将导管131连接到加热室110的第一导管123、第三导管129和第四导管133(第四导管133给出了标记但在该视图中不可见)。突片125也将第一导管123连接到加热室110。
加热元件128(未示出)连接到电连接件127，其中加热元件128部分设置在加热室110内。电连接件127连接到高速开关112，并且高速开关由控制器120控制，以调制对加热元件128的功率(进一步由图4A和图4B描绘)。连接到控制器120的控制旋钮140提供操作控制器120的一种方式。
第一安装销135、第二安装销136、第三安装销137和第四安装销138(第四安装销138在该视图中不可见)连接到安装板102并将控制器120紧固到安装板102。
出口温度传感器106连接到加热室110，并且连接到出口温度传感器106的比例阀116控制经由出口配件126离开无水箱式电热水器100的液体的流量。在一个示例(未示出)中，出口温度传感器106位于加热室110和比例阀116的上游。在另一示例中，出口温度传感器106位于加热室110的下游，但是位于比例阀116和出口配件126的上游。下游方向是从入口配件124到出口配件126。
温度安全开关118通过开关安装件134连接到加热室110的外部。控制器120和接线块122进一步连接到安装板102。
水例如从第一入口管204流入入口配件124，在第一入口管204处，入口温度传感器104检测水温，并且流量传感器114检测流量。然后，水进入第一导管123，并且然后进入第二导管131。基于无水箱式电热水器100的温度设定，控制器120基于入口温度传感器104检测到的温度在功率设定下启动加热室110中的加热元件128，以升高水的温度。在一些示例中，为加热室110和第一导管123提供结构支撑的突片125也可以通过传导将热量从加热室110传递到第一导管123、第二导管131、第三导管129和第四导管133，从而在水通过第三导管129和第四导管133进入加热室110之前对流入第一导管123和第二导管131中的水进行预加热。
此外，第三导管129、第四导管133和第二导管131与加热室110形成环路，因而允许平衡的水流入加热室110中。在一个示例中，加热室110和加热元件128可以是美国专利申请13/835,346所描述的类型，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。可替代地，加热元件可以是本领域普通技术人员将理解的任何其他加热元件。
一旦水已经流过加热室110，水然后便流过出口温度传感器106到达出口比例阀116。在一个示例中，出口比例阀116是电磁阀、电比例阀或电液压伺服阀，其能够由控制器120启动以密封离开无水箱式电热水器100的部分或全部液体流。如果出口比例阀116未完全关闭，则水将流过出口比例阀116，并且经过出口配件126，以对另一装置或终端用户进行供给。出口温度传感器106检测离开加热室110的水的温度。控制器120检测入口温度传感器104和出口温度传感器106处的温度和流量传感器114处的水流量，并且根据入口温度传感器104的测量、出口温度传感器106的测量和水流量中的至少一者控制出口比例阀116和加热元件128的操作，以确保水被加热到合适的温度，并且水能够继续在基于该流量的温度下被加热。将一定量的水(以流量(加仑每分钟)限定)升高特定温度差(ΔT，华氏度)所需的功率大小(千瓦)可以通过下式确定：功率(kW)＝[流量(GPM)×ΔT(°F)]/6.83。
在一个示例中，控制器120使用上述等式基于设定点温度130与在出口温度传感器106处检测到的温度的差值(其中设定点温度130大于出口温度传感器106的读数)和检测到的流量传感器114的流量来确定要提供多少功率给加热元件128。
在另一示例中，控制器120使用上述等式来确定出口比例阀116所能够打开的量，以便基于出口温度传感器106检测到的温度和入口温度传感器104检测到的温度的温度差来维持离开无水箱式电热水器100的流量，并且确定供给到加热元件128的功率大小。
如果电气负载或热积聚超过设计限制，则温度安全开关118可被控制器120触发以限制或切断对加热元件128的电力，从而降低损坏或设备故障的风险，因此有助于确保安全操作。
接线块122提供电源线220与包括开关机构108、加热元件128、控制器120、高速开关112和温度安全开关118的无水箱式电热水器100(图3A)之间的电力连接，并且提供与电源线401的电力连接，以向液体存储装置200的热源212供给电力。此外，接线块122连接到控制器120，从而允许控制器120检测和控制无水箱式电热水器100的操作。
在一个示例中，如果控制器120检测到入口温度传感器104和/或出口温度传感器106处的低于阈值的温度，则控制器120可以接通加热元件128或热源212或增加对加热元件128或热源212的功率(如果适用的话)，以将水温升高到出口温度传感器106处的最低温度。
在另一示例中，如果控制器120检测到出口温度传感器106处的低于设定点温度130的温度，则控制器120可以关闭出口比例阀116。
在另一示例中，如果控制器120检测到出口温度传感器106处的高于设定点温度130的温度，则控制器120可以关闭出口比例阀116。
在另一示例中，如果控制器120检测到出口温度传感器106处的温度超过阈值，则控制器120可以关闭出口比例阀116，以防止水在过度和潜在的危险温度下流出。此外，控制器120还可以减少或切断对无水箱式电热水器的加热元件128和/或液体存储装置200的热源212的电力，以允许留在无水箱式电热水器100和液体存储装置200内的任何水冷却。
尽管图2B中仅示出了一个加热室110，但在其他实施方式中，多个加热室110可以通过附加的导管串联或并联地设置和连接，从而为较大的液体流量提供额外的加热能力。此外，如果加热室110的总功率需求超过可用的功率供给，则可以通过负载切断将功率分配到加热室110。多个液体存储装置200和多个热源212可以串联或并联地设置和连接。然后，如果热源和加热室110的总功率需求超过可用的功率供给，则还可以通过负载切断经由控制器120将功率分配到热源212。
在一个示例中，第一导管123、第二导管131、突片125、第三导管129、第四导管133和加热室110的组中的至少一个由金属或工程聚合物形成。
在另一示例(未示出)中，出口温度传感器106设置在加热室110和出口比例阀116两者的下游。
在另一示例中，出口温度传感器106设置在加热室110的下游并且在出口比例阀116的上游，而第二出口温度传感器(未示出)位于出口比例阀116的下游，从而允许可能由于出口比例阀116的位置或致动而发生的温度差的测量。
图2C是根据一个示例的无水箱式电热水器100的第二透视图。无水箱式电热水器100包括封闭无水箱式电热水器100的内部部件的盖板101、连接在无水箱式电热水器100的第三侧的入口配件124和第一安装突片117、控制器120以及连接到无水箱式电热水器100的第二侧的用于控制无水箱式电热水器100的输入的控制旋钮140。
图2D是根据一个示例的没有盖101的无水箱式电热水器100的第二透视图。无水箱式电热水器100与图2B所示的相同，但是从第二透视图示出，其中接线块122完全可见。此外，在该视图中，第一安装突片117、第三安装突片121、第二安装销136和第四安装销138也是可见的，并且连接到安装板102。第三安装突片121为无水箱式电热水器100的电缆(未示出)提供支撑以为液体存储装置200的热源212供电。第三安装突片121还连接到安装板102。
图2E是根据一个示例的无水箱式电热水器100的分解的第二透视图。无水箱式电热水器100被示出为没有盖板101。无水箱式电热水器100包括与图2A至2D所示的部件相同的部件，因此将重复相同的标号。
此外，第一安装销135、第二安装销136、第三安装销137和第四安装销138连接到安装板102并支撑控制器120。
图2F是根据一个示例的无水箱式电热水器100的第三视图。无水箱式电热水器100包括安装板102、入口配件124和出口配件126。
图2G是根据一个示例的没有盖板101的无水箱式电热水器100的第四视图。无水箱式电热水器100包括与前面图示的特征相似的特征，因此将重复相同的标号。
图2H是根据一个示例的没有盖101的无水箱式电热水器100的第五视图。从第五视图看，具有安装板102、第二安装突片119、出口配件126、加热室110、加热元件128、出口比例阀116、出口温度传感器106、控制器120、温度安全开关118、第一安装销135和第三安装销137的无水箱式电热水器100以与图2A至2G所描绘的方式相同的方式来图示和全部连接。
图3A是根据一个示例的无水箱式电热水器100的概况图。无水箱式电热水器100包括连接到流量传感器114的入口温度传感器104、设置在加热室110内并连接到流量传感器114的加热元件128、连接到加热元件128的出口比例阀116以及连接到出口比例阀116的出口温度传感器106。此外，无水箱式电热水器100连接到第一入口管204并连接到出口管206。
水通过第一入口管204进入无水箱式电热水器100，然后流经入口温度传感器104并流向流量传感器114。入口温度传感器104在水进入无水箱式电热水器100时并进一步在无水箱式电热水器100内被加热之前测量水的温度，并将测量值传送到控制器120。流量传感器114测量水流入无水箱式电热水器100的速率，并将测量值传送到控制器120。液体然后流入加热室110并经过加热元件128。如果控制器120基于测量值向加热元件128提供电力，则加热元件128将水加热到由控制器120控制的温度。一旦水经过加热元件128，水就朝向出口比例阀116流过出口温度传感器106。如果出口比例阀116打开，则水流过出口配管阀116，并通过出口管206流出无水箱式电热水器100。否则，如果出口比例阀116没有打开，则水不会流过出口比例阀116，并且水不会流出无水箱式电热水器100。
图3B是根据一个示例的无水箱式电热水器100b的概况图。类似于3A所示，无水箱式电热水器100b也包括再循环泵208和再循环管210。与图3A相同的元件具有相同的重复标号。
在一个示例中，再循环泵208在入口温度传感器104之后并在加热元件128之前的位置连接到无水箱式电热水器100b。再循环泵208进一步连接到再循环管210，并且使水(根据加热元件128的操作，水可能处于升高的温度)从无水箱式电热水器100b再循环通过再循环管210并向液体存储装置200返回，如图1B所示和所描述的。在一个示例中，水仅仅再循环到液体存储装置200以减少分层，而不被无水箱式电热水器100b进一步加热。
图3C是根据一个示例的无水箱式电热水器100c的概况图。类似于3B所示，无水箱式电热水器100c也包括再循环泵208和再循环管210。与图3B相同的元件具有相同的重复标号。
在一个示例中，再循环泵208在加热元件128的下游的位置连接到无水箱式电热水器100c。再循环泵208进一步连接到再循环管210，并且使水(根据加热元件128的操作，水可能处于升高的温度)从无水箱式电热水器100b再循环通过再循环管210并向液体存储装置200返回，如图1C所示和所描述的。除了减少分层之外，再循环到液体存储装置200的水也可以被无水箱式电热水器100c加热，从而进一步升高液体存储装置200中的水的温度。
图4A是根据一个示例的无水箱式电热水器100(或100b/100c)的电气系统的概况图。无水箱式电热水器100包括连接到电源线220的控制器120。电源线220还连接到开关机构108、温度安全开关118、高速开关112和加热元件128。电源线220进一步连接到诸如家用电路之类的电源132。控制器120通过调制被引导通过高速开关112的电力来控制提供给加热元件128的功率大小。控制器120还通过控制开关机构108并通过维持温度水平或功率水平低于温度安全开关118的最大阈值来控制对高速开关112的电力。水在经过加热室110(例如，在图2B中示出)时被加热元件128加热。控制器120还可以使用电力来与本文所述的各种传感器、阀、泵、有线或无线通信设备、数据存储设备和电池备用系统通信，并且操作和控制它们。
在由如图3A进一步描述的一个示例中，控制器120使用来自流量传感器114的测量值来检测流入无水箱式电热水器100的水量，使用来自入口温度传感器104的测量值来检测进入无水箱式电热水器100的水温，使用出口比例阀116控制离开无水箱式电热水器100的水量，使用来自出口温度传感器106的测量值来检测离开加热元件128的水温，并将该水温与设定点温度130进行比较。控制器120控制被引导到加热元件128的电力量以将水加热到满足设定点温度130，并且基于由出口温度传感器106测量的水温来控制出口比例阀116。例如，控制器120可以控制出口比例阀116，以关闭从加热室110到出口配件126的水流路径，直至由出口温度传感器测量的温度到达设定点温度130。此时，控制器120于是可以将出口比例阀116打开到一定量，使得基于来自入口温度传感器104和流量传感器112的测量值可以当水通过无水箱式电热水器100时在设定点温度130下继续由加热元件128对水加热。
此外，在无水箱式电热水器100连接到再循环管210、再循环泵208和入口比例阀214的情况下(如图1B所描绘的)，控制器120可以检测或控制入口比例阀214和再循环泵208的操作。
图4B是根据一个示例的连接到电控液体存储装置200的无水箱式电热水器100d的电气系统的概况图。这里，图4B的开关机构108d包括通过电源线401到用于液体存储装置200的热源212的附加连接，以允许控制器120控制和指定供给到热源212的电力的量。
在一个示例中，液体存储装置200是电热水器，并且热源212对液体存储装置200中的水进行电加热。控制器120通过开关机构108d的操作可以从热源212转移部分或全部电力到加热元件128，以便在无水箱式电热水器100d中提供更大的加热能力，例如在立即需要加热水的情况下。
在另一示例中，控制器120可以操作开关机构108d以将部分或全部可用电力转移到热源212，以向液体存储装置200提供更大的加热能力，例如在控制器120通过一种或多种学习算法而基于历史使用或者基于预定的水加热计划或时间间隔而预期需要一定量的加热水的情况下。
在另一示例中，控制器120可以操作开关机构108d以切断对无水箱式电热水器100d和液体存储装置200的电力。此外，如果控制器120检测到系统中的水有正在接近低温或冻结温度的可能性，则可以重新施加电力，以防止系统损坏或故障。这种操作模式对于在长时间不使用期间例如在夜间模式或假期模式中保存能量是有用的。
在另一个示例中，无论是在主电源还是备用电源上操作，控制器120都可以通过无水箱式电热水器100上的显示器920和/或通过使用诸如由图5描述的通信过程S80的有线或无线方法与远程设备和网络的通信向用户通知系统错误、泄漏或故障。
在另一示例中，高速开关112是三端双向可控硅开关元件，并且控制器120调制施加到加热元件128的电力，以实现与设定点温度130近似匹配的出口水温度。控制器120可以基于诸如流量、入口/出口温度以及从其他接口设备收集的信息/数据的各种参数调制对加热元件128的电力。控制算法可以基于上面列出的参数并结合加热元件128的最大功率设定和设定点温度130。控制算法可以基于PID型(比例积分微分)控制回路反馈机制，使用计算出的频率下的脉冲宽度调制，以增加或减少提供给加热元件128的用于控制出口水温的电力。
无水箱式电热水器100d的一个有利特征在于，当与液体存储装置200的电热源212一起安装时，可以共用这两个装置的电路。无水箱式电热水器100的控制器120始终被供电，并且将控制何时在向液体存储装置200的电热源212供电与向无水箱式电热水器100的加热元件128供电之间进行切换，但是通常在任何一个特定的时间都不对热源212和加热元件128两者同时供电。这减轻了在用作增压器时安装其他无水箱式电热水器所需的单独电路的成本。
图4C是根据一个示例的燃气液体加热系统300g的概况图。系统300g与图1所示的类似，其中添加了通过燃料供给线500连接到燃气无水箱式热水器100g和燃气热源212g的燃料源450。燃气无水箱式热水器100g的一个有利特征在于，当燃气无水箱式热水器100g与液体存储装置200的燃气热源212g一起安装时，可以共用燃气热源212g和燃气无水箱式热水器100g两者的燃料供给线500。燃气无水箱式热水器100g的控制器120g(未示出，因为设置在燃气无水箱式热水器100g内)通常总是被供电，并且将控制何时应向燃气热源212g供给燃料与向燃气无水箱式热水器100g供给燃料之间进行切换。如果燃料供给基础设施能够支持燃料需求，则燃气无水箱式热水器100g和燃气热源212g可以同时点燃以提供最大的热水容量。
图5是根据一个示例的无水箱式电热水器100在连接到液体存储装置200时的过程图。该过程图包括用于连接到液体存储装置200的无水箱式电热水器100的水加热系统操作方法800的一系列主要过程。该图涵盖了由图3A至图2H描述的系统示例和实施例的各种操作。在该示例中，水加热系统操作方法800包括启动过程S10、操作过程S30、记录过程S70和通信过程S80。
S10表示开始使用无水箱式电热水器100的控制器120的过程，其可以包括但不限于与设置设定点温度130、日期和时间、操作模式、系统类型(例如，如果存在液体存储装置200，则包括电加热类型或其他类型)和液体存储装置200的尺寸相关的步骤。该步骤可以是自动的，或者由用户经由控制旋钮140手动地执行，或者从外部设备例如移动设备遥控执行。
在一个示例中，控制器120以对于设定点温度130、日期和时间、操作模式以及无水箱式电热水器100连接到的液体存储装置200的类型和尺寸的预编程默认设定进行操作。
在另一示例中，用户设定或调节设定点温度130、日期和时间、操作模式以及无水箱式电热水器100连接到的液体存储装置200的类型和尺寸。
S30表示控制器120操作无水箱式电热水器100的过程。在适用的情况下并且非限制性地，这可以包括与以下操作相关的步骤：向无水箱式电热水器100的加热元件128和/或液体存储装置200的热源212供电；检测或导出系统状态，例如入口温度传感器104和出口温度传感器106或其他源处的温度、来自流量传感器114的流量、电力使用、日期和时间、以及设定点温度130；通过操作出口比例阀116来布置水流路线，或者控制入口比例阀214以改变通向液体存储装置200的水的路径和来源；以及泵送再循环泵208以使水从加热元件128之前或之后再循环到液体存储装置200。
操作无水箱式电热水器100以在无水箱式电热水器100和液体存储装置200之间分配电力(如果适用的话)从而以最高效的方式加热水是S30的子过程，该子过程在于检测和导出系统状态和其他传感器读数，然后调节系统操作。
在一个示例中，无水箱式电热水器100连接到液体存储装置200和电驱动热源212。控制器120可以根据图6A和图6B描述的过程图进行操作，其中可以向无水箱式电热水器100的加热元件128和/或液体存储装置200的热源212提供电力以加热水，或者控制器120可以以如关于图4B所描述的组合方式来操作。
在另一个示例中，无水箱式电热水器100连接到由热源212(例如由单独的液体存储装置控制器198控制的气体加热器)加热的液体存储装置200。在该示例中，控制器120控制无水箱式电热水器100，并且能够连接到设备控制器19以操作液体存储装置200的热源212。
在另一个示例中，无水箱式电热水器100连接到未加热的液体存储装置200或连接到由单独控制的热源212(例如气体热量、火或温泉)加热的液体存储装置200，并且控制器120独立于可以连接到液体存储装置200的任何控制器只控制无水箱式电热水器100。
在另一示例中，控制器120检测一段时间内流量传感器114的流量，并调制提供给加热元件128的电力，以将通过出口温度传感器106的水的温度保持为与设定点温度130大约相同。
在另一示例中，控制器120检测日子或日期和时间，并且自动调节对无水箱式电热水器100和液体存储装置200的热源212的电力，以根据不同时间的预编程热水需求而增加或减少热水的可用性。这对于在热水需求低或不存在热水需求的日子和时间期间保存电力以及在高需求期间准备供应更大量的热水是有用的。控制器120还可以应用一个或多个算法，例如统计模型，以根据日期和时间估计对来自系统的热水的最大和最小需求，并相应地调节电力使用。在所有示例中，控制器120都可以生成或使用多个设定点温度130，以便为不同的时间和条件下的操作设立温度上限和下限。
在另一示例中，控制器120检测断电并切换到从备用电源132操作，以继续维持监视和控制无水箱式电热水器100的一些功能(包括通信)，如以下通过主要过程S80所描述的，从而将断电通知给外部设备或网络。此外，如果备用电源132具有足够的容量，则无水箱式电热水器100可以能够继续正常地用备用电源操作加热元件128和热源212。
在另一示例中，控制器120接收来自主过程S80的呈附加数据或直接命令的形式的输入。这样的输入可以从控制器120外部的设备例如位于同一结构或附近结构中的其他控制器120接收。此外，外部设备可以包括诸如通过有线、无线或蜂窝网络连接到控制器120的智能电话、智能手表、平板电脑或计算机的设备。
在另一示例中，控制器120将液体存储装置200中的水保持在等于或高于环境温度但相对较低的温度(例如低于约77华氏度)，从而有助于降低在液体存储装置200内形成军团菌的风险。然后，将电力施加到加热元件128以仅在需要时进一步加热水。
以下示例涉及水再循环通过液体存储装置200以减少分层的程度。
在一个示例中，再循环泵208使水从无水箱式电热水器100的加热元件128之前或之后再循环到液体存储装置200，以通过减少分层来增加液体存储装置200的有效性。在一种情况下，水从无水箱式电热水器100的加热元件128之前的位置再循环到液体存储装置200。在另一种情况下，水从无水箱式电热水器的加热元件128之后的位置再循环100到液体存储装置200，并且可以处于比进入加热元件128的水的温度高的温度。在任一情况下，入口比例阀214都可以是打开的或关闭的。在入口比例阀214完全关闭的情况下，只有再循环的水从再循环管210进入液体存储装置200。在入口比例阀214部分打开的情况下，进入液体存储装置200的水包括来自再循环管210的再循环水和来自第二入口管202的非再循环水的混合。
在另一个示例中，控制器120控制出口比例阀116部分地或完全地打开，并且再循环泵208处于运行中。在这个示例中，通过第一入口管204从液体存储装置200流出的水在出口管206和再循环管210之间分配。
此外，可以通过使用可用数据的推导来确定附加信息，以帮助操作无水箱式电热水器100。例如，可以由控制器120通过基于由入口温度传感器104和出口温度传感器106检测的温度以及由流量传感器114检测的水的流量的计算来大致地确定加热元件128的能量消耗。
S70表示记录与无水箱式电热水器100的使用有关的规格和历史使用数据的处理，在适用的情况下并且非限制性地，所述规格和历史使用数据可以包括液体存储装置200的尺寸、无水箱式电热水器100和热源212的功耗、由流量传感器114检测的流量和消耗的水量、入口温度传感器104和出口温度传感器106分别测量的入口温度和出口温度、设定点温度130、室温或环境温度以及使用持续时间，包括使用的日子或日期和时间段。
S80表示控制器120将无水箱式电热水器100的使用状态或记录的数据(参见S70)向外部网络或设备通信并接收无水箱式电热水器100外部的信息的过程，在适用的情况下并且非限制性地，该过程可以包括与S30相关的步骤。
这些步骤可以包括使用控制器120外部的信息来更好地优化无水箱式电热水器100的使用。如本领域普通技术人员将理解的，该信息可以由控制器120通过家庭网络无线地接收。因素可以包括当电力的区域范围需求(例如，对于邻近地区或城市)或价格处于高峰或低谷时，将无水箱式电热水器100的使用模式与其他无水箱式电热水器100的使用模式进行比较，用于效率或诊断目的，以及调节无水箱式电热水器100的操作，以便更好地、更容易地平衡电网或供水系统中的资源使用。这样的信息可以包括其他设备例如相邻的无水箱式电热水器100的累积数据，该累积数据对于电网或自来水公司可见，但对于特定无水箱式电热水器100的控制器120不可见。
在一个示例中，远程网络可以减少或禁用无水箱式电热水器100的电力或关断无水箱式电热水器100一段时间，以保存电网的电力。
在另一示例中，远程网络可以为了诊断目的询问控制器120，例如确定是否有电力可用于无水箱式电热水器100，或诊断控制器120和无水箱式电热水器100的状况。
在另一示例中，远程网络可以设定或改变无水箱式电热水器100的特定设置，例如与设定点温度130、开关机构108的操作、高速开关112、出口比例阀116、加热元件128、备用电源132、再循环泵208、液体存储装置控制器198和入口比例阀214相关的设置。
图6A是描绘根据一个示例的控制器120的第一水加热过程850的流程图。在步骤S31中，控制器120从流量传感器114读取进入入口配件124的水的流量的测量值，以确定水是否正在流入无水箱式电热水器100中。如果控制器120确定水不是正在流入无水箱式电热水器100中，则在步骤S34中加热元件128尚未停用的情况下，控制器120控制加热元件128停用。如果控制器120在步骤S31中确实检测到水流，则控制器120从出口温度传感器106读取测量值，以在步骤S32确定离开加热室的水是否低于设定点温度130。如果在步骤S32中控制器120确定水不低于设定点温度130，则在加热元件尚未停用的情况下，控制器在步骤S34中停用加热元件128。如果无水箱式电热水器100连接到另一个热源212，则控制器120还可以在步骤S35中控制该热源212停用。此时，过程850返回到步骤S31。然而，如果在步骤S32中控制器120确定温度低于设定点温度130，那么在步骤S33中，控制器128向加热元件128供电，并且可选地在适用的情况下在步骤S35中向热源212供电。此时，过程850然后通过返回到步骤S31而重复。
图6B是描绘根据一个示例的控制器120的第二水加热过程860的流程图。在步骤S31中，控制器120从流量传感器114读取进入入口配件124的水的流量的测量值，以确定水是否正在流入无水箱式电热水器100。如果控制器120确定水不是正在流入无水箱式电热水器100中，则在步骤S34中加热元件128尚未停用的情况下，控制器120控制加热元件128停用。如果控制器120在步骤S31中确实检测到水流，则控制器120从出口温度传感器106读取测量值，以在步骤S32中确定离开加热室的水是否低于设定点温度130。如果在步骤S32控制器120确定水不低于设定点温度130，则在加热元件尚未停用的情况下，控制器在步骤S34中停用加热元件128。如果无水箱式电热水器100连接到另一个热源212，则控制器120还可以在步骤S35中控制该热源212停用。此时，过程860然后返回到步骤S31。然而，如果在步骤S32中控制器120确定温度低于设定点温度130，则控制器128在步骤S33中向加热元件128供电，并且可选地在适用的情况下在步骤S36中停用热源212。此时，过程860然后通过返回到步骤S31而重复。
图7是示出根据一个示例的用于实现本文描述的无水箱式电热水器100的功能的控制器120的框图。本领域技术人员将理解，本文描述的特征可以适于在多种设备(例如，膝上型电脑、平板电脑、服务器、电子阅读器、导航设备等)上实现。控制器120包括连接到天线901的中央处理单元(CPU)910和无线通信处理器902。
CPU 910可以包括一个或多个CPU 910，并且可以控制控制器120中的每个元件执行与通信控制和其他类型的信号处理相关的功能。CPU 910可以通过执行存储在存储器950中的指令来执行这些功能。作为存储器950的本地存储的替代或补充，可以使用存储在网络上访问的外部设备上的或非暂时性计算机可读介质上的指令来执行这些功能。
存储器950包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或包括易失性和非易失性存储器单元的组合的存储器阵列。存储器950可以被CPU 910在执行本公开的过程和算法时用作工作存储器。另外，存储器950可以用于长期数据存储装置。存储器950可以被配置为存储信息和命令列表。
控制器120包括作为内部通信总线的控制线CL和数据线DL。可以通过控制线CL向CPU 910或从CPU 910发送控制数据。数据线DL可以用于数据传输。
天线901在用于执行基于无线电的通信(例如各种形式的蜂窝电话通信)的基站之间发送/接收电磁波信号。无线通信处理器902经由天线901控制在控制器120和其他外部设备之间进行的通信。例如，无线通信处理器902可以控制用于蜂窝电话通信的基站之间的通信。
控制器120还可以包括显示器920、触摸面板930、操作键940和连接到天线906的短距离通信处理器907。显示器920可以是液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示面板或其他显示屏技术。除了显示静止图像数据和运动图像数据之外，显示器920还可以显示操作输入，例如可以用于控制器120的控制的数字或图标。显示器920可以另外为用户显示GUI，以控制控制器120和/或其他设备的各个方面。此外，显示器920可以显示由控制器120接收的和/或存储在存储器950中的或从网络上的外部设备访问的字符和图像。例如，控制器120可以访问诸如因特网的网络，并且显示从Web服务器发送的文本和/或图像。
触摸面板930可以包括物理触摸面板显示屏和触摸面板驱动器。触摸面板930可以包括用于检测触摸面板显示屏的操作表面上的输入操作的一个或多个触摸传感器。触摸面板930还检测触摸形状和触摸区域。这里使用的术语“触摸操作”是指通过用诸如手指、拇指或触笔式仪器的指示对象来触摸触摸面板显示器的操作表面进行的输入操作。在触摸操作中使用触笔等的情况下，触笔可以至少在触笔的尖端处包括导电材料，使得包括在触摸面板930中的传感器可以检测触笔何时接近/接触触摸面板显示器的操作表面(类似于手指用于触摸操作的情况)。
在本公开的某些方面，触摸面板930可以邻近显示器920设置(例如，层叠地设置)，或者可以与显示器920一体地形成。为了简单起见，本公开假定触摸面板930与显示器920一体成型，因此这里讨论的示例可以描述在显示器920的表面上而不是触摸面板930上执行的触摸操作。然而，本领域技术人员将理解，这不是限制性的。
为了简单起见，本公开假设触摸面板930是电容式触摸面板技术。然而，应当理解，本公开的方面可以容易地应用于具有替代结构的其他触摸面板类型(例如，电阻型触摸面板)。在本公开的某些方面中，触摸面板930可以包括在透明传感器玻璃的表面上沿X-Y方向布置的透明电极触摸传感器。
操作键940可以包括可以基于用户检测到的输入来生成操作信号的一个或多个按钮或类似的外部控制元件。除了来自触摸面板930的输出之外，这些操作信号可以被提供给CPU 910，以执行相关的处理和控制。在本公开的某些方面中，与外部按钮或类似元件相关联的处理和/或功能可以由CPU 910响应于触摸面板930显示屏上的输入操作而不是外部按钮、键等来执行。以这种方式，可以消除控制器120上的外部按钮，以代替通过触摸操作执行输入，从而改善水密性。
天线906可以向其他外部设备发送电磁波信号/从其他外部设备接收电磁波信号，并且短距离无线通信处理器907可以控制在其他外部设备之间执行的无线通信。蓝牙、IEEE802.11和近场通信(NFC)是可以用于经由短距离无线通信处理器907的设备间通信的无线通信协议的非限制性示例。
控制器120可以包括运动传感器908。运动传感器908可以检测控制器120的运动(即，一个或多个移动)特征。例如，运动传感器908可以包括检测加速度的加速度计、检测角速度的陀螺仪、检测方向的地磁传感器、检测位置的地理位置传感器等，或这些传感器组合以检测控制器120的运动。在某些实施例中，运动传感器908可以生成包括表示检测到的运动的数据的检测信号。例如，运动传感器908可以确定运动中的多个不同移动(例如，从一系列移动的开始到停止，在预定的时间间隔内，等等)、控制器120上的多个物理冲击(例如，电子设备的震动、撞击等)、运动的(瞬时的和/或时间的)速度和/或加速度，或其他运动特征。检测到的运动特征可以包括在生成的检测信号中。检测信号可以例如发送到CPU 910，由此可以基于检测信号中包括的数据来执行进一步的处理。运动传感器908可以与全球定位系统(GPS)部分960一起工作。GPS部分960检测控制器120的当前位置。由GPS部分960检测到的当前位置的信息被发送到CPU 910。天线961连接到GPS部分960，用于从GPS卫星接收信号以及向GPS卫星发送信号。
因此，上述讨论仅仅公开和描述了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将理解的，在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下，本发明可以以其他具体形式实施。因此，本发明的公开内容旨在是说明性的，而不是限制本发明及其他权利要求的范围。包括本文的教导的任何容易识别的变型的公开内容部分地限定前述权利要求术语的范围，因而没有创造性的主题献给公众。
上述公开内容还涵盖下列实施例。
(1)：一种流体加热装置，包括：入口、出口、设置在入口端口和出口端口之间的加热室、设置在加热室内的加热元件、配置为检测入口下游的液体的流量的流量传感器、配置为检测加热室和出口之间的流体的第一温度的第一温度传感器、以及被配置为根据所述第一温度调节对所述加热元件的电力供给的控制器。
(2)：根据(1)所述的流体加热装置，还包括将所述入口连接至所述加热室的导管，其中，存在经由第一导管从所述入口到所述加热室并且经由所述出口离开所述流体加热装置的流动路径。
(3)：根据(1)或(2)所述的流体加热装置，还包括在所述出口的上游并在所述第一温度传感器的下游的阀，其中，所述控制器根据所述第一温度和流量中的至少一项控制所述阀。
(4)：根据(1)至(3)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述控制器被配置为关闭所述阀，以抑制液体的流动，直到所述第一温度为预定值。
(5)：根据(1)至(4)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述加热室包括第一加热室导管、第二加热室导管和第三加热室导管，所述第一加热室导管和所述第二加热室导管被配置为提供到所述加热室的入口并且经由所述第三加热室导管连接，并且所述第三加热室导管连接到第一导管并且被配置为从所述入口接收流体。
(6)：根据(1)至(5)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述加热室还包括第四加热室导管，所述第四加热室导管被被配置为提供所述加热室内的流体到所述出口的流动路径。
(7)：根据(1)至(6)中任一项所述的流体加热装置，其中，存在经由所述第一加热室导管、所述第二加热室导管、所述第三加热室导管和所述第四加热室导管从所述入口到所述出口的流动路径。
(8)：根据(1)至(7)中任一项所述的流体加热装置，还包括被配置为检测入口端口的下游的流体的第二温度的第二温度传感器。
(9)：根据(1)至(8)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述控制器还被配置为根据所述第二温度调节对所述加热元件的电力供给。
(10)：根据(1)至(9)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述第二温度传感器被设置在所述入口和所述流量传感器之间。
(11)：根据(1)至(10)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述流量传感器被设置在所述导管和所述第二温度传感器之间。
(12)：根据(1)至(11)中任一项所述的流体加热装置，还包括在所述出口的上游并在所述第一温度传感器的下游的阀，其中，所述控制器根据所述第一温度和所述第二温度控制所述阀。
(13)：根据(1)至(12)中任一项所述的流体加热装置，还包括容纳加热室、第一温度传感器和流量传感器的壳体。
(14)：根据(1)至(13)中任一项所述的流体加热装置，还包括显示所述流体加热装置的设定的显示屏以及调节所述流体加热装置的该设定的输入部。
(15)：根据(1)至(14)中任一项所述的流体加热装置，其中，所述控制器被配置为根据所述流量调节对所述加热元件的电力供给。
(16)：一种系统，包括液体存储装置、连接到液体存储装置的出口的入口管、以及流体加热装置，该流体加热装置具有连接到入口管的入口、出口、设置在入口和出口之间的加热室、设置在加热室内的加热元件、配置为检测入口下游的液体的流量的流量传感器、连接入口和加热室的导管、配置为检测加热室和出口之间的流体的第一温度的第一温度传感器、以及被配置为根据所述第一温度调节对所述加热元件的电力供给的控制器。
(17)：根据权利要求16所述的系统，其中，所述液体存储装置包括第一电源和液体存储装置加热元件，并且所述流体加热装置还包括第二电源以及连接到所述第一电源和所述第二电源的开关，其中所述控制器被配置为控制所述开关，以便在经由所述第一电源向所述液体存储装置加热元件提供电力供给或经由所述第二电源向所述加热元件提供电力供给之间进行切换。
(18)：根据(16)或(17)所述的系统，还包括连接到所述液体存储装置的第二入口管、连接到所述流体加热装置和所述第二入口管的再循环管、以及再循环泵，其中控制器被配置为控制再循环泵，以使来自流体加热装置的流体经由再循环管再循环到液体存储装置。
(19)：根据(16)至(18)中任一项所述的系统，其中，所述再循环管在所述加热元件的上游连接到流体加热装置。
(20)：根据(16)至(19)中任一项所述的系统，其中，所述再循环管在所述加热元件的下游连接到流体加热装置。
(21)：根据(16)至(20)中任一项所述的系统，还包括连接到所述第二入口管的入口比例阀，其中，所述控制器被配置为控制所述入口比例阀以控制流体温度和流量。

Claims (21)

1.一种流体加热装置，包括：
入口；
出口；
设置在入口端口和出口端口之间的加热室；
设置在所述加热室内的加热元件；
配置为检测所述入口下游的液体的流量的流量传感器；
配置为检测所述加热室和所述出口之间的流体的第一温度的第一温度传感器；以及
配置为根据所述第一温度调节对所述加热元件的电力供给的控制器。
2.根据权利要求1所述的流体加热装置，还包括：
将所述入口连接至所述加热室的导管，
其中，存在经由第一导管从所述入口到所述加热室并且经由所述出口离开所述流体加热装置的流动路径。
3.根据权利要求1所述的流体加热装置，还包括：
在所述出口的上游并在所述第一温度传感器的下游的阀，
其中，所述控制器根据所述第一温度和流量中的至少一项控制所述阀。
4.根据权利要求3所述的流体加热装置，其中，所述控制器被配置为按比例控制所述阀，以限制液体的流动，直到所述第一温度为预定值。
5.根据权利要求2所述的流体加热装置，其中：
所述加热室包括第一加热室导管、第二加热室导管和第三加热室导管；
所述第一加热室导管和所述第二加热室导管被配置为提供到所述加热室的入口并且经由所述第三加热室导管连接；并且
所述第三加热室导管连接到所述导管并且被配置为从所述入口接收流体。
6.根据权利要求5所述的流体加热装置，其中，所述加热室还包括第四加热室导管，所述第四加热室导管被配置为提供所述加热室内的流体到所述出口的流动路径。
7.根据权利要求6所述的流体加热装置，其中，存在经由所述导管、所述第一加热室导管、所述第二加热室导管、所述第三加热室导管和所述第四加热室导管从所述入口到所述出口的流动路径。
8.根据权利要求1所述的流体加热装置，还包括：
被配置为检测所述入口端口的下游的流体的第二温度的第二温度传感器。
9.根据权利要求8所述的流体加热装置，其中，所述控制器还被配置为根据所述第二温度调节对所述加热元件的电力供给。
10.根据权利要求8所述的流体加热装置，其中，所述第二温度传感器被设置在所述入口和所述流量传感器之间。
11.根据权利要求8所述的流体加热装置，其中，所述流量传感器被设置在所述第二温度传感器和将所述入口连接到所述加热室的导管之间。
12.根据权利要求8所述的流体加热装置，还包括：
在所述出口的上游并且在所述第一温度传感器的下游的阀，
其中，所述控制器根据所述第一温度和所述第二温度控制所述阀。
13.根据权利要求1所述的流体加热装置，还包括：
容纳所述加热室、所述第一温度传感器和所述流量传感器的壳体。
14.根据权利要求1所述的流体加热装置，还包括：
显示所述流体加热装置的设定的显示屏；以及
调节所述流体加热装置的所述设定的输入部。
15.根据权利要求1所述的流体加热装置，其中，所述控制器被配置为根据所述流量调节对所述加热元件的电力供给。
16.一种系统，包括：
液体存储装置；
连接到所述液体存储装置的出口的入口管；以及
流体加热装置，所述流体加热装置具有：
连接到所述入口管的入口；
出口；
设置在所述入口和所述出口之间的加热室；
设置在所述加热室内的加热元件；
配置为检测所述入口下游的液体的流量的流量传感器；
连接所述入口和所述加热室的导管；
配置为检测所述加热室和所述出口之间的流体的第一温度的第一温度传感器；
配置为根据所述第一温度调节对所述加热元件的电力供给的控制器。
17.根据权利要求16所述的系统，其中：
所述液体存储装置包括：
第一电源；以及
液体存储装置加热元件；并且
所述流体加热装置还包括：
第二电源；以及
连接到所述第一电源和所述第二电源的开关，
其中所述控制器被配置为控制所述开关，以便在经由所述第一电源向所述液体存储装置加热元件提供电力供给或经由所述第二电源向所述加热元件提供电力供给之间进行切换。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括：
连接到所述液体存储装置的第二入口管；
连接到所述流体加热装置和所述第二入口管的再循环管；以及
再循环泵，
其中所述控制器被配置为控制所述再循环泵，以使来自所述流体加热装置的流体经由所述再循环管再循环到所述液体存储装置。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述再循环管在所述加热元件的上游连接到所述流体加热装置。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述再循环管在所述加热元件的下游连接到所述流体加热装置。
21.根据权利要求18所述的系统，还包括：
连接到所述第二入口管的入口比例阀，
其中，所述控制器被配置为控制所述入口比例阀以控制流体温度和流量。
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