CN108361996A - 一种热水器及热水器进水控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器及热水器进水控制方法，所述热水器包括控制部件、进水阀、进水流量测量部件、进水水温测量部件、加热部件和进水口；进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件均设置于进水口处；控制部件分别与进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件电连接；进水流量测量部件测量进水口当前的进水流量，进水水温测量部件测量进水口当前的进水水温；控制部件根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为预设的出水水温所需的加热负荷，并根据加热负荷和加热部件当前的加热功率，控制进水阀调节当前的进水流量。本发明公开的热水器能根据加热负荷调节进水流量，确保预设的出水水温达到，且结构简单。

Description

一种热水器及热水器进水控制方法

技术领域

本发明涉及水加热设备，具体涉及一种热水器及热水器进水控制方法。

背景技术

热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置。按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、磁能热水器、空气能热水器，暖气热水器等；其中，以电热水器和燃气热水器最为普遍。

目前，燃气热水器一般是即热式的，即无需储水，可以节省用户的住房空间。但是，燃气热水器在使用中有一个预设的出水水温往往不能达到的问题，大大降低了用户体验，尤其是冬天，这个问题更是很常见。现有技术中，解决这一问题的方式是自动调节进水流量，即在用户预设的水量基础上根据情况上下浮动调节，以保证出水水温；进水流量调节主要有两种方式：记忆合金水阀(记忆合金弹簧随水温变化)和水比例阀(步进电机调节开度)，但是这两种方式都存在制造成本高的缺点，无法使用到普通的热水器上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热水器及热水器进水控制方法，能自动调节进水流量，确保预设的出水水温达到，且结构简单。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种热水器，所述热水器包括：控制部件、进水阀、进水流量测量部件、进水水温测量部件、加热部件和进水口；

所述进水阀、所述进水流量测量部件和进水水温测量部件均设置于所述进水口处；

所述控制部件分别与所述进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件电连接；所述进水流量测量部件测量所述进水口当前的进水流量，所述进水水温测量部件测量所述进水口当前的进水水温；

所述控制部件根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，并根据所述加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，控制所述进水阀调节当前的进水流量。

上述方案中，所述热水器还包括出水口和设置于出水口处的出水水温测量部件，所述出水水温测量部件与所述控制部件电连接；所述出水水温测量部件测量所述加热部件加热预设时间后的出水水温；所述控制部件根据当前测量的出水水温，控制所述进水阀调节当前的进水流量。

上述方案中，所述进水阀包括连接所述进水口的流道和控制所述流道通水面积的电磁阀，所述电磁阀与所述控制部件电连接；所述电磁阀的阀芯固定有伸入所述流道并减少所述流道通水面积的活动闸板，所述电磁阀根据所述控制部件的指令动作时，所述活动闸板伸入或退出所述流道。

上述方案中，所述进水阀还包括设置在所述流道并减少所述流道通水面积的固定闸板，所述固定闸板设有预设大小的过水孔；所述活动闸板在伸入所述流道时抵靠所述固定闸板。

上述方案中，所述进水流量测量部件为蜗轮流量计。

本发明实施例还提供了一种热水器进水控制方法，所述方法包括：

根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

根据所述加热负荷和热水器加热部件当前的加热功率，控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量。

上述方案中，所述确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，包括：

通过所述热水器的进水流量测量部件，获取所述热水器当前的进水流量；

通过所述热水器的进水水温测量部件，获取所述热水器当前的进水水温；

将所述进水流量乘以所述预设的出水水温与进水水温的差值，获得当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷。

上述方案中，所述方法还包括：

获取所述热水器加热预设时间后的出水水温；

根据所述出水水温，调节所述进水阀当前的进水流量。

上述方案中，所述控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量，包括：

所述加热负荷小于或等于所述加热部件当前的加热功率，维持所述进水阀当前的进水流量；所述加热负荷大于所述加热部件当前的加热功率，减小所述进水阀当前的进水流量；

和/或，所述热水器在加热预设时间后的出水水温大于或等于所述预设的出水水温，维持所述进水阀当前的进水流量；所述热水器在加热预设时间后的出水水温小于所述预设的出水水温，减小所述进水阀当前的进水流量。

上述方案中，所述减小所述进水阀当前的进水流量，包括：

控制所述进水阀减少流道通水面积。

上述方案中，所述控制所述进水阀减少流道通水面积，包括：

控制所述进水阀的活动闸板伸入所述进水阀的流道，所述活动闸板抵靠所述进水阀的固定闸板，水从所述固定闸板的过水孔流入所述热水器。

上述方案中，在所述控制所述进水阀减少流道通水面积之后，所述方法还包括：

监测所述预设的出水水温，所述预设的出水水温变动时，重新确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

根据重新确定的加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，重新调节所述进水阀当前的进水流量。

本发明的热水器及热水器进水控制方法，包括：控制部件、进水阀、进水流量测量部件、进水水温测量部件、加热部件和进水口；所述进水阀、所述进水流量测量部件和进水水温测量部件均设置于所述进水口处；所述控制部件分别与所述进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件电连接；所述进水流量测量部件测量所述进水口当前的进水流量，所述进水水温测量部件测量所述进水口当前的进水水温；所述控制部件根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，并根据所述加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，控制所述进水阀调节当前的进水流量；可见，本发明的热水器能根据所述加热负荷调节进水流量，确保预设的出水水温达到，且结构简单。

本发明的其他有益效果将在具体实施方式中结合具体技术方案进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例一热水器的原理示意图；

图2为本发明实施例一热水器中进水阀在大水状态的结构示意图；

图3为本发明实施例一热水器中进水阀在小水状态的结构示意图；

图4为本发明实施例二热水器进水控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例三燃气热水器单次燃烧的进水控制过程的流程示意图；

图6为本发明实施例四12升燃气热水器单次燃烧的进水控制过程的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种热水器，包括：控制部件、进水阀、进水流量测量部件、进水水温测量部件、加热部件和进水口；所述进水阀、所述进水流量测量部件和进水水温测量部件均设置于所述进水口处；所述控制部件分别与所述进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件电连接；所述进水流量测量部件测量所述进水口当前的进水流量，所述进水水温测量部件测量所述进水口当前的进水水温；所述控制部件根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，并根据所述加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，控制所述进水阀调节当前的进水流量。

本发明实施例的有益效果是：本发明的热水器能根据加热负荷调节进水流量，确保预设的出水水温达到，且结构简单。

为了能够更详尽的了解本发明的特点与技术内容，下面将结合具体的应用实施例及附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。

实施例一

图1为本发明实施例一热水器的原理示意图，如图1所示，所述热水器包括：控制部件11、进水阀12、进水流量测量部件13、进水水温测量部件14、加热部件18和进水口；

所述热水器的工作原理为：所述控制部件11根据所述进水流量测量部件13测出的进水流量、所述进水水温测量部件14测出的进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，并根据所述加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，控制所述进水阀12调节当前的进水流量。这样，热水器能根据所述加热负荷调节进水流量，确保预设的出水水温达到。

本实施例中，所述进水阀12调节当前的进水流量是通过调节自身的工作状态实现的，所述进水阀12的工作状态包括两种：一种是正常流量状态，或称为大水状态，另一种是小流量状态，或称为小水状态，所述进水阀12的工作状态是通过电磁阀控制的。

作为一种实现方式，所述热水器还包括出水水温测量部件15，所述出水水温测量部件15电连接所述控制部件11，所述出水水温测量部件15在所述加热部件加热预设时间后测出出水水温，并将所述出水水温发送给所述控制部件11；所述控制部件根据所述出水水温，确定所述进水阀的工作状态；即所述热水器不仅可以通过进水流量、进水水温和预设的出水水温从理论上确定所述加热部件当前的加热功率是否满足加热负荷，以确定进水阀12的工作状态；也可以通过所述加热部件加热预设时间后的出水水温，从实际结果来确定所述加热部件当前的加热功率是否满足加热负荷，以确定进水阀12的工作状态。这样，更进一步确保预设的出水水温达到。

具体地，所述进水阀12包括连接进水处的流道和控制所述流道通水面积的电磁阀；所述电磁阀的阀芯固定有伸入所述流道并减少所述流道通水面积的活动闸板，所述电磁阀根据所述控制部件的指令动作时，所述活动闸板伸入或退出所述流道；更具体地，所述活动闸板伸入所述流道，进水阀12的工作状态是小流量状态；所述活动闸板退出所述流道，进水阀12的工作状态是正常流量状态。通过电磁阀来控制所述进水阀工作状态，具有结构简单、容易控制的优点。

作为一种实现方式，所述进水阀还包括设置在所述流道的并减少所述流道通水面积的固定闸板，所述活动闸板在伸入所述流道时抵靠所述固定闸板，即所述活动闸板和固定闸板之间封闭，所述固定闸板设有预设大小的过水孔，即所述热水器的进水从所述固定闸板的过水孔流入热水器；所述过水孔的大小为预设，即需要通过加热部件当前的加热功率计算出，保证在冬天非常寒冷的气候下，也能满足用户要求的出水水温，但是又不能太小，以免影响使用体验；

本实施例中，所述活动闸板为平行于水流方向的板状物，所述固定闸板为垂直于水流方向的板状物；能够理解的是，在其它实施例中，活动闸板和固定闸板还可以是其它形状。

由于电磁阀的阀芯在动作时，行程比较短，因此设置固定闸板，可以更大幅度的调节进水流量；

能够理解的是，所述固定闸板可以不设置过水孔，而通过如下方案调节所述热水器的进水量：所述活动闸板在伸入所述流道时与所述固定闸板间隔预设距离，即所述热水器的进水从所述活动闸板和所述固定闸板的间隙中流入所述热水器；在加热部件的加热负荷和加热能力不变的情况下，所述活动闸板和所述固定闸板的间隙的面积需要和上述过水孔的面积一致。需要注意的是，所述热水器的进水阀在正常流量状态时，所述热水器的进水也是从所述活动闸板和所述固定闸板的间隙中流入所述热水器，但是正常流量状态的间隙要大很多。

作为一种实现方式，所述热水器还包括燃气比例阀16，调节燃气比例阀16可以控制所述加热部件当前的加热功率，这样，在进水阀工作状态固定后，可以通过调节燃气比例阀16达到预设的出水水温，是热水器的常规部件，不作详述。

作为一种实现方式，所述热水器还包括热交换器17，所述热交换器17用于将加热部件18加热产生的热量与进水进行充分的交换，是热水器的常规部件，不作详述。

图2为本发明实施例一热水器中进水阀在大水状态的结构示意图，图3为本发明实施例一热水器中进水阀在小水状态的结构示意图；如图2、3所示，进水阀包括流道121、固定闸板122、活动闸板123、电磁阀阀芯124；所述固定闸板122设置于流道121，且垂直于流道121的内壁；所述活动闸板123固定于所述电磁阀阀芯124上，随电磁阀阀芯124的移动而移动，当所述电磁阀阀芯124向下移动时，所述活动闸板123抵靠所述固定闸板122，即所述活动闸板123和固定闸板122之间封闭，水只能从固定闸板122的过水孔流入热水器。

由于电磁阀只有两种状态，因此，所述进水阀的工作状态设计为两种，即正常流量状态和小流量状态。与记忆合金水阀和水比例阀相比，所述电磁阀控制稳定、可靠，且结构简单、成本低。

具体地，所述进水流量测量部件为蜗轮流量计。蜗轮流量计具有精度高、抗干扰能力强、结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大的特点，在本实施例中，由于精度高的特点，可以更准确的确定所述加热部件的加热负荷；

具体地，所述电磁阀可以是先导型电磁阀。这样，能更准确的控制所述活动闸板的移动。

实施例二

图4为本发明实施例二热水器进水控制方法的流程示意图，如图4所示，所述方法包括：

步骤301：根据当前测量的热水器的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

具体地，所述确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，包括：

通过所述热水器的进水流量测量部件，获取所述热水器当前的进水流量；

通过所述热水器的进水水温测量部件，获取所述热水器当前的进水水温；

将所述进水流量乘以所述预设的出水水温与进水水温的差值，获得当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷。

所述加热部件的加热负荷的确定可以使用下述表达式：

A＝Q*△T (1)

其中，A为加热部件的加热负荷，Q为进水流量，△T＝T1-T2，T1为预设的出水水温，T2为进水水温；这里的加热负荷A乘以水的比热容，就是热水器在单位时间内的热量需求，因为比热容是固定不变的，因此为了计算简便，计算中不引入比热容，因此加热负荷A是为了计算简便人为设置的概念，并非是一个实际的物理量。

步骤302：根据所述加热负荷和所述热水器加热部件当前的加热功率，控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量。

具体地，所述控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量，包括：

所述加热负荷小于或等于所述加热部件当前的加热功率，维持所述进水阀当前的进水流量；所述加热负荷大于所述加热部件当前的加热功率，减小所述进水阀当前的进水流量；

作为一种实现方式，所述方法还可以包括：

获取所述热水器加热预设时间后的出水水温；

根据所述出水水温，调节所述进水阀当前的进水流量。

即：

所述热水器在加热预设时间后的出水水温大于或等于所述预设的出水水温，维持所述进水阀当前的进水流量；所述热水器在加热预设时间后的出水水温小于所述预设的出水水温，减小所述进水阀当前的进水流量。

根据所述加热负荷和所述热水器加热部件当前的加热功率，调节所述进水阀当前的进水流量，或根据所述出水水温，调节所述进水阀当前的进水流量，两种方法可以任选一个使用，也可以同时使用。

具体地，所述减小所述进水阀当前的进水流量，包括：

控制所述进水阀减少流道通水面积。

所述控制所述进水阀减少流道通水面积，包括：

控制所述进水阀的活动闸板伸入所述进水阀的流道，所述活动闸板抵靠固定闸板，水从所述固定闸板的过水孔流入所述热水器；

本实施例中，所述进水阀调节当前的进水流量是通过调节自身的工作状态实现的，所述进水阀的工作状态包括两种：一种是正常流量状态，或称为大水状态，另一种是小流量状态，或称为小水状态，所述进水阀的工作状态是通过电磁阀控制的。

具体地，所述进水阀包括连接进水处的流道和控制所述流道通水面积的电磁阀；所述电磁阀的阀芯固定有伸入所述流道并减少所述流道通水面积的活动闸板，所述电磁阀根据所述控制部件的指令动作时，所述活动闸板伸入或退出所述流道；更具体地，所述活动闸板伸入所述流道，进水阀进入小流量状态；所述活动闸板退出所述流道，进水阀进入正常流量状态；

作为一种实现方式，在所述减少所述热水器的进水阀的流道通水面积之后，所述方法还包括：

监测所述预设的出水水温，所述预设的出水水温变动时，重新确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；所述预设的出水水温是用户预设的，在使用过程中，用户可能会根据情况如使用舒适程度调节预设的出水水温；当用户调节预设的出水水温时，热水器需要及时重新确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

根据重新确定的加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，重新调节所述进水阀当前的进水流量。即如果用户减小了预设的出水水温后，所述进水阀的工作状态可能会从小流量状态恢复到正常流量状态，如果用户调高了预设的出水水温，所述进水阀的工作状态可能会从正常流量状态进入到小流量状态。

实施例三

图5为本发明实施例三燃气热水器单次燃烧的进水控制过程的流程示意图，如图5所示，所述流程包括：

步骤401：确定当前流量的初始加热负荷A。根据热水器的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定初始加热负荷A；

步骤402：根据初始加热负荷A确定进水阀工作状态。如果初始加热负荷A大于加热部件当前的加热功率，进入步骤403；否则，进入步骤404；

步骤403：控制进水阀进入小流量状态；

步骤404：控制进水阀进入正常流量状态；

步骤405：检测用户是否变更预设的出水水温。如果变更，进入步骤406，否则，进入步骤409；

步骤406：确定当前流量的新加热负荷B。根据变更后的预设的出水水温，确定新加热负荷B；

步骤407：根据新加热负荷B确定进水阀工作状态。如果新加热负荷B大于加热部件当前的加热功率，进入步骤408；否则，进入步骤404；

步骤408：控制进水阀进入小流量状态；

步骤409：检测热水器的加热是否结束。即是否用户已关闭热水器的出水，结束使用；如果加热结束，进入步骤410；否则，进入步骤405；

步骤410：控制进水阀进入正常流量状态。

实施例四

图6为本发明实施例四12升燃气热水器单次燃烧的进水控制过程的流程示意图，由于燃气加热部件的加热负荷和加热能力，都是和燃气热水器的容量有关，而本实施例中，容量已经确定，即12升，因此在单次燃烧的进水控制过程中，控制可以更加简单，即在开始的步骤501中直接通过水流量即可初步确定进水阀工作状态。具体地，如图6所示，所述流程包括：

步骤501：根据进水流量初步确定进水阀工作状态。如果进水流量大于7.5L/min，进入步骤502，否则，进入步骤504；

步骤502：根据初始加热负荷A确定进水阀工作状态。如果初始加热负荷A大于燃气加热部件当前的加热功率MAX，进入步骤503；否则，进入步骤504；

步骤503：控制进水阀进入小流量状态；

步骤504：控制进水阀进入正常流量状态；

步骤505：更新当前流量的新加热负荷B。每隔0.5秒检测预设的出水水温是否变更，如果变更，更新当前流量的加热负荷，得到新加热负荷B；

步骤506：根据新加热负荷B确定进水阀工作状态。如果B＜MAX，进入步骤507，否则，进入步骤509；

步骤507：根据加热负荷A、B确定进水阀工作状态。如果A-MAX≥MAX-B，进入步骤508；否则，进入步骤504；

步骤508：控制所述进水阀进入小流量状态；

步骤509：检测燃气热水器的加热是否结束。即是否用户已关闭燃气热水器的出水，结束使用；如果加热结束，进入步骤510；否则，进入步骤505；

步骤510：控制进水阀进入正常流量状态。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种热水器，其特征在于，所述热水器包括：控制部件、进水阀、进水流量测量部件、进水水温测量部件、加热部件和进水口；

所述进水阀、所述进水流量测量部件和进水水温测量部件均设置于所述进水口处；

所述控制部件分别与所述进水阀、进水流量测量部件和进水水温测量部件电连接；所述进水流量测量部件测量所述进水口当前的进水流量，所述进水水温测量部件测量所述进水口当前的进水水温；

所述控制部件根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，并根据所述加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，控制所述进水阀调节当前的进水流量。

2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述热水器还包括出水口和设置于出水口处的出水水温测量部件，所述出水水温测量部件与所述控制部件电连接；所述出水水温测量部件测量所述加热部件加热预设时间后的出水水温；所述控制部件根据当前测量的出水水温，控制所述进水阀调节当前的进水流量。

3.根据权利要求1或2所述的热水器，其特征在于，所述进水阀包括连接所述进水口的流道和控制所述流道通水面积的电磁阀，所述电磁阀与所述控制部件电连接；所述电磁阀的阀芯固定有伸入所述流道并减少所述流道通水面积的活动闸板，所述电磁阀根据所述控制部件的指令动作时，所述活动闸板伸入或退出所述流道。

4.根据权利要求3所述的热水器，其特征在于，所述进水阀还包括设置在所述流道并减少所述流道通水面积的固定闸板，所述固定闸板设有预设大小的过水孔；所述活动闸板在伸入所述流道时抵靠所述固定闸板。

5.根据权利要求1或2所述的热水器，其特征在于，所述进水流量测量部件为蜗轮流量计。

6.一种热水器进水控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据当前测量的进水流量、进水水温和预设的出水水温，确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

根据所述加热负荷和热水器加热部件当前的加热功率，控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷，包括：

通过所述热水器的进水流量测量部件，获取所述热水器当前的进水流量；

通过所述热水器的进水水温测量部件，获取所述热水器当前的进水水温；

将所述进水流量乘以所述预设的出水水温与进水水温的差值，获得当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述热水器加热预设时间后的出水水温；

根据所述出水水温，调节所述进水阀当前的进水流量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制所述热水器进水阀调节当前的进水流量，包括：

所述加热负荷小于或等于所述加热部件当前的加热功率，维持所述进水阀当前的进水流量；所述加热负荷大于所述加热部件当前的加热功率，减小所述进水阀当前的进水流量；

和/或，所述热水器在加热预设时间后的出水水温大于或等于所述预设的出水水温，维持所述进水阀当前的进水流量；所述热水器在加热预设时间后的出水水温小于所述预设的出水水温，减小所述进水阀当前的进水流量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述减小所述进水阀当前的进水流量，包括：

控制所述进水阀减少流道通水面积。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制所述进水阀减少流道通水面积，包括：

控制所述进水阀的活动闸板伸入所述进水阀的流道，所述活动闸板抵靠所述进水阀的固定闸板，水从所述固定闸板的过水孔流入所述热水器。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述控制所述进水阀减少流道通水面积之后，所述方法还包括：

监测所述预设的出水水温，所述预设的出水水温变动时，重新确定当前进水量加热为所述预设的出水水温所需的加热负荷；

根据重新确定的加热负荷和所述加热部件当前的加热功率，重新调节所述进水阀当前的进水流量。