CN108759105B - 一种电热水器控制方法及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电热水器控制方法及热水器，热水器记录最近洗浴的热水流量传感器值、热水内胆温度值和冷水入口温度值，根据当前冷水温度值和设置的热水余量计算出加热目标温度值，并控制内胆内的水达到该温度值，做到满足用户用水量需求并有一定量富余的情况下，尽可能降低加热目标温度以减少多余热水的热耗散，从而节约电能。

Description

一种电热水器控制方法及热水器

技术领域

本发明涉及电热水器领域，特别是一种通过预计用户用热水量进而控制加热目标温度从而节约电力的控制方法及热水器。

背景技术

电热水器是一种常见的家用电器，由于热水器加热功率的限制，一般不能做到实时供应热水，而是需要一个蓄水箱预先加热水等待使用，为了保证加热的热水足够使用，往往是把整个水箱的水都加热到最高温度，从而造成很大的浪费，多余的热水会通过热辐射以及跟冷水的热交换等方式散热出去了，造成极大的电力浪费。

申请号201510594034.2的专利公开了一种通过用户设置需要洗浴温度和洗浴时间的电热水器及控制方法，能做到一定程序的能源节约，但是用户对于自己洗浴温度和洗浴时间的把握往往不是很准确，而且需要用户手动设置，夏天洗浴和冬天洗浴需要的热水温度往往也不一样，使用起来会有一定的麻烦。

如果能设计一款电热水器能够主动学习用户的用水习惯，并根据当前气温情况自动调节加热的水温，则对于用户来说，既方便又节能，基于此提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电热水器控制方法和热水器，通过统计用户正常的热水消耗量，自动调节加热的温度，做到满足用户用水量需求并有一定量富余的情况下，尽可能降低加热温度以减少未用完的多余热水的热耗散，从而节约电能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电热水器控制方法，控制器记录最近洗浴的热水流量传感器值、热水出口温度值和冷水入口温度值，根据当前冷水入口温度值和设置的热水余量计算出加热目标温度值，并控制内胆内的水达到该温度值。

用户设置热水余量百分比percent；

热水器检测并记录最近洗浴的热水出口温度tout，热水出口流量vflow和冷水入口温度历史值tin1；

热水器检测冷水入口温度当前值tin0；

所述热水器计算内胆内的水需要加热到的温度tx=[vflow*(tout-tin1)*(1+percent)]/vtank+tin0，所述vtank为热水器的水箱体积大小；

判断该tx值是否大于42摄氏度，若是，则热水器控制内胆的水加热到该tx温度，若不是，则热水器控制内胆的水加热到42摄氏度，以保证洗浴用水的温度能够高于人体温度。

所述热水器检测内胆内水的温度，若检测的内胆水温高于或等于计算所得到的tx，则停止加热，并提醒用户加热完成进入保温，若检测的内胆水温低于计算所得的tx，启动加热将内胆水加热至tx后停止加热并提醒进入保温。

所述热水出口温度tout为用户上次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的热水温度，或者所述热水出口温度tout为用户多次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的热水温度平均值。

所述热水出口流量vflow为用户上次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量，或者所述热水出口流量vflow为用户多次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量平均值。

所述冷水入口温度当前值tin0为热水器检测到的冷水进水管当前冷水的温度。

所述冷水入口温度历史值tin1为用户上次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度，或者所述冷水入口温度历史值tin1为用户多次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度平均值。

一种上述方法的控制器，包括外壳，内胆，加热管，主控制器和人机交互界面，所述人机交互界面至少包括用户设置热水余量百分比percent的输入界面。

所述热水器还包括温度传感器，所述温度传感器至少包括设置在内胆内的第一温度传感器，用于检测热水出口处温度，设置在冷水入口的第二温度传感器，用于检测冷水入口温度。

所述热水器还包括流量传感器，所述流量传感器安装在热水出水管道上。

本发明的有益效果是：

1、用户只需一次设定热水余量，之后热水器可自主学习用户的用水习惯，自动根据进冷水的温度调整内胆加热温度；

2、加热水温既满足了用户的热水需求，保证了热水余量，也兼顾了能源消耗情况，通过降低内胆目标加热温度，降低了高温热水对外的散热，节约了能源；

3、在季节变化时，或是前后几天温度变化时，热水器能够根据当前冷水入口温度和之前所消耗热水自动调整内部加热温度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，用户设置洗浴最低温度；

所述的洗浴最低温度为42摄氏度。

采用上述进一步方案的有益效果是：当出现前面几次用户为冷水洗浴或刚开始启用热水器的情况时，热水出口温度tout为非正常洗浴用热水温度，此时为保证热水器开启加热后内胆水温到高于人体温度，保证使用热水的舒适性，需要设置加热目标温度值不低于42摄氏度。

附图说明

图1为本发明控制方法的流程图；

图2为本发明热水器结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外壳；2、内胆；3、加热管；4、主控制器；5、人机交互界面；

6、第一温度传感器；7、第二温度传感器；8、流量传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明所述一种热水器的控制方法，热水器根据当前冷水管中冷水温度和之前用户洗浴热水用量及热水温度计算出热水器内胆内的水需要加热到的温度。通常用户只是大概知道自己洗浴用热水温度，而且该温度值在长时间变化较少，用户通过粗略计算可以得到需要的内胆水温，但是由于季节变化，同样温度的热水经过混水阀后得到的用户淋浴热水量是不一样的，夏天时，进水温度高，进入混水阀的热水流量低，冬天时，进水冷水温度低，进入混水阀的热水流量高，但是用于很难把握这些值的变化，如果为了保证热水足够而把热水器加热目标温度设置较高的话，由于热水散热的问题，温度越高散热越多，洗浴后没有用的热水，最后热量也是通过散热浪费掉了，由此加热目标温度越高浪费的能源也越多，由此需要一种在满足用户热水需要情况下，尽量降低热水器内胆热水温度值的控制方法。且通常家用热水器，用户数量是固定的，而且每天洗一次澡，洗澡时间也大致确定，在用户洗澡前，加热水温达到满足需要使用的情况下的最低温度，即可保证最少的热量耗散。

具体步骤：

如图1所示，用户初次使用热水器时，设置热水余量百分比percent，该余量值设定后，之后洗浴时都无需再次设定，该值通常可设置在20%到50%之间，应对偶尔用户洗浴时间变长，热水不够的情况；

热水器检测并记录最近洗浴的热水出口温度tout，热水出口流量vflow和冷水入口温度历史值tin1；

热水器检测冷水入口温度当前值tin0；

所述热水器计算内胆内的水需要加热到的温度tx=[vflow*(tout-tin1)*(1+percent)]/vtank+tin0，所述vtank为热水器的水箱体积大小；

判断该tx值是否大于42摄氏度，若是，则热水器控制内胆的水加热到该tx温度，若不是，则热水器控制内胆的水加热到42摄氏度，以保证洗浴用水的温度能够高于人体温度。

所述热水器检测内胆内水的温度，若检测的内胆水温高于或等于计算所得到的tx，则停止加热，并提醒用户加热完成进入保温，若检测的内胆水温低于计算所得的tx，启动加热将内胆水加热至tx后停止加热并提醒进入保温。

所述热水出口温度tout为用户上次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的热水温度，或者所述热水出口温度tout为用户多次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的热水温度平均值。

所述热水出口流量vflow为用户上次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量，或者所述热水出口流量vflow为用户多次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量平均值。

所述冷水入口温度当前值tin0为热水器检测到的冷水进水管当前冷水的温度。

所述冷水入口温度历史值tin1为用户上次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度，或者所述冷水入口温度历史值tin1为用户多次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度平均值。

根据能量守恒：有效加热能量=热水出口流量*（热水温度-冷水温度），多余加热的部分，用户洗浴并没有用到，而是通过散热浪费掉了。有效加热能量还需要加上一定的百分比，这样可以保证用户每次洗浴时用热水的波动，避免多用了一点就不够的情况。由此计算公式为： vflow*(tout-tin1)*(1+percent)=vtank*(tx-tin0)。

当用户洗浴时，热水管出水，热水器可以检测到热水流量传感器有水流量vflow，用户一次洗澡会开关几次混水阀，所以用户一次洗澡会有多个热水流量值，在计算时，取一天时间内的多个热水流量之和作为最终热水流量vflow。

一种上述方法的热水器，包括外壳1，内胆2，加热管3，主控制器4和人机交互界面5，所述人机交互界面5至少包括用户设置热水余量百分比percent的输入界面。

所述热水器还包括温度传感器，所述温度传感器至少包括设置在内胆内的第一温度传感器6，用于检测热水出口温度tout和内胆热水温度tx，用户洗浴用水时，热水出口温度tout通常等于内胆热水温度tx；设置在冷水入口的第二温度传感器7，用于检测冷水入口温度当前值tin0和检测并记录冷水入口温度历史值tin1。

所述热水器还包括流量传感器8，所述流量传感器8安装在热水出水管道上，用于检测热水出口流量vflow。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热水器控制方法，其特征在于：控制器记录最近洗浴的热水出口流量vflow、最近洗浴的热水器热水出口温度tout和冷水入口温度历史值tin1，根据冷水入口温度当前值tin0和设置的热水余量percent，计算出加热目标温度值tx，计算方法为tx＝[vflow*(tout-tin1)*(1+percent)]/vtank+tin0，所述vtank为热水器的水箱体积大小；判断该tx值是否大于42摄氏度，若是，则热水器控制内胆的水加热到该tx温度，若不是，则热水器控制内胆的水加热到42摄氏度。

2.根据权利要求1所述热水器控制方法，其特征在于：

所述热水器检测内胆内水的温度，若检测的内胆水温高于或等于计算所得到的tx，则停止加热，并提醒用户加热完成进入保温，若检测的内胆水温低于计算所得的tx，启动加热将内胆水加热至tx后停止加热并提醒进入保温。

3.根据权利要求1所述热水器控制方法，其特征在于：所述热水出口流量vflow为用户上次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量，或者所述热水出口流量vflow为用户多次洗浴时热水器检测到的热水器热水出口处的水流流量平均值。

4.根据权利要求1所述热水器控制方法，其特征在于：所述冷水入口温度当前值tin0为热水器检测到的冷水进水管当前冷水的温度。

5.根据权利要求1所述热水器控制方法，其特征在于：所述冷水入口温度历史值tin1为用户上次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度，或者所述冷水入口温度历史值tin1为用户多次洗浴时热水器检测到的进水管处冷水的温度平均值。

6.一种使用权利要求1-5任一所述控制方法的热水器，包括外壳(1)，内胆(2)，加热管(3)，主控制器(4)和人机交互界面(5)，其特征在于：所述人机交互界面至少包括用户设置热水余量百分比percent的输入界面。

7.根据权利要求6所述的一种热水器，其特征在于：所述热水器还包括温度传感器，所述温度传感器至少包括设置在内胆内的第一温度传感器(6)，用于检测热水出口温度tout和内胆热水温度tx，设置在冷水入口的第二温度传感器(7)，用于检测冷水入口温度当前值tin0和检测并记录冷水入口温度历史值tin1。

8.根据权利要求6或7所述的一种热水器，其特征在于：所述热水器还包括流量传感器(8)，所述流量传感器(8)安装在热水出口管道上。

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