CN109084477A - 相变热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种相变热水器，包括：相变储能部；加热器外置于相变储能部之外；换热器设置在相变储能部的内部；循环管路将换热器与加热器相连接，以使循环管路、换热器与加热器形成回路，循环管路包括流向加热器的出液端和流出相变储能部的回液端；控制器，控制器与加热器电连接，其中，控制器用于控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；控制器根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；控制器根据相变储能部的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度，由于加热器为外置于相变储能部之外的，避免了加热器会将相变储能部的局部被加热至过高温度而导致相变储能部失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及热水器领域，具体而言，涉及一种相变热水器。
背景技术
相变材料储热热水器是通过在相变热水器的储能箱体中填充相变材料，利用加热装置将相变材料进行加热，使得在相变热水器需要使用热水时，相变材料再将热量传递至冷水，以使冷水被加热。在相关技术中的加热装置直接埋入相变材料中，其直接对相变材料进行加热，但在这样的加热方式存在导热面积小，会导致相变材料储能和放能缓慢的问题；并且加热装置始终按照定功率进行加热，在相变材料已经被加热至一定温度时，加热装置可能会由于升温过高而出现温控器断开的情况。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个方面在于，提出一种相变热水器。
有鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种相变热水器，相变热水器包括：相变储能部；加热器，加热器外置于相变储能部之外；换热器，换热器设置在相变储能部的内部；循环管路，循环管路将换热器与加热器相连接，以使循环管路、换热器与加热器形成回路，以供介质在回路中循环，循环管路包括流向加热器的出液端和流出相变储能部的回液端；控制器，控制器与加热器电连接，并控制加热器的工作，其中，控制器用于控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；控制器根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；控制器根据相变储能部的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度。
本发明提供的相变热水器包括相变储能部，加热器，换热器，循环管路和控制器，控制器与加热器电连接，同时控制器控制加热器的工作，具体包括控制加热器的启停及加热器的运行功率；优选地，相变储能部包括相变储能材料。并且加热器外置于相变储能部之外，而换热器设置在相变储能部的内部，循环管路将换热器和加热器相连接，并且在回路中添加介质，以使得介质被加热器在相变储能部外部加热，并通过循环管路流入到换热器的内部，通过换热器使得被加热的介质与相变储能部进行热交换。这样可以通过提高换热器与相变储能部的接触面积而提高换热的速度，保证相变热水器的储能时间缩短，同时，由于加热器为外置于相变储能部之外的，这样加热器不会对相变储能部进行直接加热，避免了加热器会将相变储能部的局部被加热至过高温度而导致相变储能部失效的问题，提高了相变储能部的使用寿命，进而提高了产品的使用年限。
控制器用于控制相变热水器的检测装置检测相变热水器的循环管路的回液端的温度，回液端为介质从相变储能部内部向外流出的流出端，其位于相变储能部之外，再根据回液端的温度得到相变热水器的相变储能部的当前温度，由于被加热器加热的介质流入到换热器后，其会通过换热器与换热器外围的相变储能部进行热交换，使得相变储能部被加热，并且由于加热方式为热交换，相变储能部会最终加热至与介质温度相同，因此根据回液端的温度可估算出相变储能部的当前温度，优选地，忽略介质在与相变储能部热交换后的较小温度损失时，可以将回液端的温度视为相变储能部的当前温度，或者将回液端的温度加上热损失量得到相变储能部的当前温度，根据相变储能部的当前温度，调节循环管路中的加热器的加热功率，进而改变循环管路的出液端的温度，出液端为介质由加热器向相变储能部方向流的流出端，介质经过出液端后会进入到换热器中，进而对相变储能部进行加热。在回液端的温度较大时，将加热器的加热功率降低，保证此时不会再将介质加热至过高温度，因为相变储能部温度已经过高时，此时说明回液端中相同温度的介质也会重新进入到加热器中再进行加热，如若将较高温度的介质再按照较大的功率进行加热，则可能会出现介质升温过高而将加热器烧坏或加热器中的温控器因高温而出现断开的问题，因此需要适当降低加热功率，以保证加热器的正常使用。而在回液端的温度较小时，将加热功率升高，使得较高功率的加热器能更加快捷的提供高温的介质，进而保障介质与相变储能部的换热更加快捷与高效。本发明根据相变储能部的温度来调节加热器的加热功率，保证了加热器的运行安全与相变热水器的高效换热。
另外，根据本发明提供的上述技术方案中的相变热水器，还可以具有如下附加技术特征：
在上述任一技术方案中，优选地，控制器根据相变储能部的当前温度控制相变热水器的加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度，包括：根据相变储能部的当前温度，在预存储的数据库中查找与相变储能部的当前温度相对应的功率数值；控制加热器按照功率数值运行，以改变循环管路的出液端的出水温度。
在该技术方案中，提供一种调节加热功率的具体方案，首先根据相变储能部的当前温度，在预存储的数据库中查找出与此时的相变储能部的当前温度相对应的加热功率数值，预存储的数据库中会存储有相变储能部的当前温度与相匹配的加热功率的对照数据，使得加热器按照数据库中的加热功率数值进行加热，在加热器按照获取的功率数值进行加热时，此时会改变加热器内部的介质的加热温度，使得介质被加热至预定温度，进而可以调节相变储能部被加热的温度和回液端的温度，保证加热器的运行安全与相变热水器的高效换热。
可以想到地，还可以采用预设计算公式代替数据库，在采用预设计算公式时输入相变储能部的当前温度便可计算出相对应的功率数值，同样可以对加热器的加热功率进行调节。
在上述任一技术方案中，优选地，功率数值与相变储能部的当前温度负相关。
在该技术方案中，设定功率数值与相变储能部的当前温度负相关，即检测到相变储能部的当前温度较大时，需要相应降低加热器的功率，以保证换热器的安全使用；而在检测到相变储能部的当前温度较小时，需要相应提高加热器的功率，以保证能较为快速地升高至目标温度。
在上述任一技术方案中，优选地，控制器根据相变储能部的当前温度控制相变热水器的加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度，包括：将相变储能部的当前温度与预设的多个温度区间进行匹配；在相变储能部的当前温度落入多个温度区间中的任一温度区间时，控制加热器按照多个温度区间中的任一温度区间相对应的加热功率运行；其中，预设的多个温度区间分别具有一一对应的加热功率。
在该技术方案中，提供一种调节加热功率的具体方案，在将当前温度与加热功率进行对应时，可以使得多个当前温度对应一个加热功率，即在温度轴上分成多个温度区间，各个温度区间为相连续的区间，预设的多个温度区间分别具有一一对应的加热功率，在控制时首先将当前温度与多个温度区间进行匹配，获取当前温度落入具体哪一个温度区间内，并且由于温度区间具有一一对应的加热功率，这样按照相应的加热功率进行控制加热器；这样在当前温度从一个温度区间变化至另一个温度区间时，才会对加热器的加热功率进行控制，减少了控制的加热器的频率，避免了过度频繁的去调节加热器，简化了控制步骤。
在上述任一技术方案中，优选地，控制器还用于：计算预设时间段内的相变储能部的温度变化趋势；控制器根据相变储能部的当前温度控制加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度，包括：根据相变储能部的当前温度及温度变化趋势，确定相变热水器所处的工作状态；当相变热水器所处的工作状态为储热状态时，按照第一速率降低加热器的加热功率；当相变热水器所处的工作状态为放热状态时，按照第二速率提升加热器的加热功率。
在该技术方案中，提供一种调节加热功率的具体方案，控制器还用于计算预设时间段内的相变储能部的温度变化趋势，具体地，在一段的预设时间段内多次记录相变储能部的当前温度，以判断到相变储能材料在升温还是在降温，当相变储能部在升温时，则对应相变热水器所处的工作状态为储热状态时，即通过相变储能部进行热量的获取；当相变储能部在降温时，则对应相变热水器所处的工作状态为放热状态时，即通过相变储能部对洗浴管路内的水进行加热，使得用户获取到洗浴用热水；在相变热水器所处的工作状态为储热状态时，可以推测出在不断储热的过程中，回液端处的回水温度会逐渐升高，因此可以在不进行后续检测时，便按照第一速率降低加热功率，相反地，在放热状态时便可以按照第二速率提升加热功率，通过对相变储能部的温度变化趋势进行判断，可以知晓相变储能部的状态并根据状态对加热器进行控制，避免了需要一直进行温度检测，简化了后续地操作。
在上述任一技术方案中，优选地，控制器还用于：判断相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值；当相变储能部的当前温度大于等于第一预设温度值时，关闭加热器；其中，第一预设温度取值范围为小于等于90摄氏度。
在该技术方案中，在改变循环管路的出液端的温度后，需要判断相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值，并且在相变储能部的当前温度大于等于第一预设温度值时，此时说明相变储能部已经被加热到足够高的温度了，回液端的温度也已经足够高了，已经不再需要对相变储能部进行换热，因此可直接将加热器关闭，保证加热器内不会再进行对过热的介质进行加热，进而保证加热器的安全。
可以想到地，第一预设温度优选为出液端的温度。也可以为当回液端的温度与出液端的温度相同时，闭关加热器，此时说明相变储能部的温度也与出液端的温度相同，即相变储能部没有发生换热，相变储能部已经到达容纳热量的上限，因此不再需要加热，可将加热器关闭，一方面节约了不必要的加热过程，另一方面还防止过热的介质回流到加热器中造成加热器过热而影响加热器的正常使用，优选地，第一预设温度取值范围为小于等于90摄氏度。
在上述任一技术方案中，优选地，控制器还用于：判断相变储能部的当前温度是否小于等于第二预设温度值；当相变储能部的当前温度小于等于第二预设温度值时，开启加热器，且控制加热器按照全功率运行；其中，第二预设温度取值范围为大于等于5摄氏度。
在该技术方案中，在相变储能部被加热至一定温度，关闭加热器后，说明相变储能部的储能过程已经结束，随后被加热的相变储能部会在相变热水器被用户使用时对冷水进行加热，相变储能部会再由高温降至低温，此时判断相变储能部的当前温度是否小于等于第二预设温度值，并且当相变储能部的当前温度小于等于第二预设温度值时，此时相变储能部已经降温至较低的温度，说明相变储能部将其热量通过热传递传至用户洗浴用水，这时需要再次开启加热器，并且由于在加热储能初期，不会存在高温对加热器造成影响的问题，因此控制加热器按照全功率运行，保证加热器快速将介质加热。优选地，第二预设温度为相变热水器的冷水管进水温度。优选地，第二预设温度取值范围为大于等于5摄氏度。
在上述任一技术方案中，优选地，控制器还用于：根据相变储能部的当前温度，控制相变热水器的水泵的转速，以调整循环管路中的液体流量；其中，液体流体的调整范围为2L/min至5L/min之间。
在该技术方案中，在通过改变加热器的功率来改变相变储能部的温度时，还可以辅助来调节循环管路中的液体流量，在出液端的温度较低时，说明此时相变储能部换热较为明显，此时则需要提高液体流量，使得提供更多高温的介质至换热器中进行换热；而在出液端的温度较高时，说明此时相变储能部换热较为缓慢，相变储能部已经无需再被提供过多的热能了，此时则可以降低液体流量，进而起到节能的效果。优选地，调节流量的方式为控制相变热水器的水泵的转速，以调整循环管路中的液体流量，其中液体流体的调整范围为2L/min至5L/min之间。
在上述任一技术方案中，优选地，加热器包括：壳体；至少一个加热管，至少一个加热管部分设置在壳体的内部；进液管与出液管，分别设置在壳体的两端上，以使介质在壳体内被至少一个加热管进行加热。
在该技术方案中，提供了加热器的一个具体结构，加热器包括壳体、至少一个加热管、进液管与出液管，并且至少一个加热管的至少部分设置在壳体的内部，壳体内部具有中空的腔体，在壳体的两端上分别设置有进液管与出液管，介质由进液管进入到壳体的内部被加热管进行加热，再由出液管流出，以进入到换热器与相变储能部进行换热。
可以想到地，为保证介质在加热器内不易泄漏，可以将壳体和进液管与出液管设置为一体式结构，同时加工完成，保证之间无缝隙泄漏。
此外，将加热管设置为至少部分位于壳体的内部，使得其端部露出于壳体的外部，这样在维修更换时，便于通过露出于壳体外部的加热管将整个取出，避免需要拆卸壳体的繁琐步骤。
在上述任一技术方案中，优选地，至少一个加热管为U型结构，且沿壳体的中心线对称地设置在壳体的内部。
在该技术方案中，将至少一个加热管设置为U型结构，并且将加热管的弯折部设置在壳体的内部，将加热管的端部设置在外壳的外部，这样加热管的U型结构可以起到增加加热管表面积的效果，提高加热管将介质加热的速度。
在上述任一技术方案中，优选地，加热器还包括：两个接头，分别设置在进液管的端部和出液管的端部，两个接头分别与循环管路相连接。
在该技术方案中，加热器还包括两个接头，两个接头分别设置在进液管的端部和出液管的端部，使得进液管和出液管在与循环管路相连接时其为通过接头相连，接头保证了在连接处的密封效果。
在上述任一技术方案中，优选地，换热器包括多个翅片，多个翅片的外壁均与相变储能部相接触。
在该技术方案中，换热器包括多个翅片，并且多个翅片的外壁均与相变储能部相接触，翅片的内部具有管路，以使得介质可在内部进行循环，多个翅片可以有效地提高换热器与相变储能部之间的接触面积，提高换热效率。
在上述任一技术方案中，优选地，多个翅片之间为平行设置。
在该技术方案中，将多个翅片设置为相互平行，这样翅片与翅片之间不会发生接触碰撞的问题，保证翅片均与相变储能部相接触。
在上述任一技术方案中，优选地，相变热水器还包括：泵体，泵体设置在循环管路中，泵体用于传输循环管路内的介质。
在该技术方案中，相变热水器还包括泵体，在循环管路进行循环时，会通过泵体对介质进行加压，进而保证介质能在回路中进行循环。此外泵体还与控制器电连接，控制器还可以控制泵体的开口大小及加压速度，以控制介质的流速，进而控制换热效率。
在上述任一技术方案中，优选地，相变热水器还包括：箱体，在箱体内部围合形成空腔，相变储能部位于空腔内。
在该技术方案中，相变热水器还包括箱体，相变储能部设置在箱体内；优选地，在箱体的内壁上还设置有隔热层，隔热层将相变材料的吸热储能后获得的温度进行了隔离，降低了热量的散失；此外，还可以将箱体设置为隔热箱体，这样同样可以起到隔热保温的效果。
在上述任一技术方案中，优选地，相变热水器还包括：第一管路，第一管路与循环管路相连通，第一管路用于向循环管路中输送介质或排出介质，且第一管路位于出液管与加热器之间。
在该技术方案中，相变热水器还包括第一管路，第一管路与外界相连通，用于向循环管路中输入介质或是将循环管路中的介质排出，保证回路中的介质的用量适当，且在相变热水器长时间闲置时将回路中的介质排出，保证回路使用寿命。
可以想到地，在第一管路与循环管路之间设置有电磁阀，电磁阀与控制器电连接，使得控制器可以控制电磁阀的开闭，进而保证介质的进出。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图；
图3示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的又一个工作流程图；
图4示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的又一个工作流程图；
图5示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的又一个工作流程图；
图6示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的又一个工作流程图；
图7示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的又一个工作流程图；
图8示出了根据本发明的一个实施例提供的相变热水器的加热器的结构示意图；
图9示出了根据本发明的又一个实施例提供的相变热水器的加热器的结构示意图；
图10示出了根据本发明的又一个实施例提供的相变热水器的加热器的结构示意图。
其中，图1、图8至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
12相变储能部，14加热器，142壳体，144加热管，146进液管，148出液管，16换热器，162翅片，18循环管路，20接头，22泵体，24箱体，26第一管路。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图10描述根据本发明一些实施例相变热水器、相变热水器的控制器的工作流程图。
如图1所示，根据本发明的一个方面，提供了一种相变热水器，相变热水器包括：相变储能部12；加热器14，加热器14外置于相变储能部12之外；换热器16，换热器16设置在相变储能部12的内部；循环管路18，循环管路18将换热器16与加热器14相连接，以使循环管路18、换热器16与加热器14形成回路，以供介质在回路中循环；控制器，控制器与加热器14电连接，并控制加热器14的工作，其中，控制器用于控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；控制器根据回液端的回水温度得到相变储能部12的当前温度；控制器根据相变储能部12的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度。
本发明提供的相变热水器包括相变储能部12，加热器14，换热器16，循环管路18和控制器，控制器与加热器14电连接，同时控制器控制加热器14的工作，具体包括控制加热器14的启停及加热器14的运行功率；并且加热器14外置于相变储能部12之外，而换热器16设置在相变储能部12的内部，循环管路18将换热器16和加热器14相连接，并且在回路中添加介质，以使得介质被加热器14在相变储能部12外部加热，并通过循环管路18流入到换热器16的内部，通过换热器16使得被加热的介质与相变储能部12进行热交换。这样可以通过提高换热器16与相变储能部12的接触面积而提高换热的速度，保证相变热水器的储能时间缩短，同时，由于加热器14为外置于相变储能部12之外的，这样加热器14不会对相变储能部进行直接加热，避免了加热器14会将相变储能部12的局部被加热至过高温度而导致相变储能部12失效的问题，提高了相变储能部12的使用寿命，进而提高了产品的使用年限。
图2示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S102，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S104，根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；
S106，根据相变储能部的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度。
控制器用于控制相变热水器的检测装置检测相变热水器的循环管路的回液端的温度，回液端为介质从相变储能部内部向外流出的流出端，其位于相变储能部之外，再根据回液端的温度得到相变热水器的相变储能部的当前温度，由于被加热器加热的介质流入到换热器后，其会通过换热器与换热器外围的相变储能部进行热交换，使得相变储能部被加热，并且由于加热方式为热交换，相变储能部会最终加热至与介质温度相同，因此根据回液端的温度可估算出相变储能部的当前温度，优选地，忽略介质在与相变储能部热交换后的较小温度损失时，可以将回液端的温度视为相变储能部的当前温度，或者将回液端的温度加上热损失量得到相变储能部的当前温度，根据相变储能部的当前温度，调节循环管路中的加热器的加热功率，进而改变循环管路的出液端的温度，出液端为介质由加热器向相变储能部方向流的流出端，介质经过出液端后会进入到换热器中，进而对相变储能部进行加热。在回液端的温度较大时，将加热器的加热功率降低，保证此时不会再将介质加热至过高温度，因为相变储能部温度已经过高时，此时说明回液端中相同温度的介质也会重新进入到加热器中再进行加热，如若将较高温度的介质再按照较大的功率进行加热，则可能会出现介质升温过高而将加热器烧坏或加热器中的温控器因高温而出现断开的问题，因此需要适当降低加热功率，以保证加热器的正常使用。而在回液端的温度较小时，将加热功率升高，使得较高功率的加热器能更加快捷的提供高温的介质，进而保障介质与相变储能部的换热更加快捷与高效。本发明根据相变储能部的温度来调节加热器的加热功率，保证了加热器的运行安全与相变热水器的高效换热。
图3示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S202，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S204，根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；
S206，根据相变储能部的当前温度，在预存储的数据库中查找与相变储能部的当前温度相对应的功率数值；
S208，控制加热器按照功率数值运行，以改变循环管路的出液端的出水温度。
在该实施例中，提供一种调节加热功率的具体方案，首先根据相变储能部的当前温度，在预存储的数据库中查找出与此时的相变储能部的当前温度相对应的加热功率数值，预存储的数据库中会存储有相变储能部的当前温度与相匹配的加热功率的对照数据，使得加热器按照数据库中的加热功率数值进行加热，在加热器按照获取的功率数值进行加热时，此时会改变加热器内部的介质的加热温度，使得介质被加热至预定温度，进而可以调节相变储能部被加热的温度和回液端的温度，保证加热器的运行安全与相变热水器的高效换热。
可以想到地，还可以采用预设计算公式代替数据库，在采用预设计算公式时输入相变储能部的当前温度便可计算出相对应的功率数值，同样可以对加热器的加热功率进行调节。
在本发明提供的一个实施例中，优选地，功率数值与相变储能部的当前温度负相关。
在该实施例中，设定功率数值与相变储能部的当前温度负相关，即检测到相变储能部的当前温度较大时，需要相应降低加热器的功率，以保证换热器的安全使用；而在检测到相变储能部的当前温度较小时，需要相应提高加热器的功率，以保证能较为快速地升高至目标温度。
图4示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S302，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S304，根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；
S306，将相变储能部的当前温度与预设的多个温度区间进行匹配；
S308，在相变储能部的当前温度落入多个温度区间中的任一温度区间时，控制加热器按照多个温度区间中的任一温度区间相对应的加热功率运行；
其中，预设的多个温度区间分别具有一一对应的加热功率。
在该实施例中，提供一种调节加热功率的具体方案，在将当前温度与加热功率进行对应时，可以使得多个当前温度对应一个加热功率，即在温度轴上分成多个温度区间，各个温度区间为相连续的区间，预设的多个温度区间分别具有一一对应的加热功率，在控制时首先将当前温度与多个温度区间进行匹配，获取当前温度落入具体哪一个温度区间内，并且由于温度区间具有一一对应的加热功率，这样按照相应的加热功率进行控制加热器；这样在当前温度从一个温度区间变化至另一个温度区间时，才会对加热器的加热功率进行控制，减少了控制的加热器的频率，避免了过度频繁的去调节加热器，简化了控制步骤。
图5示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S402，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S404，根据回液端的回水温度得到相变储能部的当前温度；
S406，计算预设时间段内的相变储能部的温度变化趋势；
S408，根据相变储能部的当前温度及温度变化趋势，确定相变热水器所处的工作状态；
S410，当相变热水器所处的工作状态为储热状态时，按照第一速率降低加热器的加热功率；
S412，当相变热水器所处的工作状态为放热状态时，按照第二速率提升加热器的加热功率。
在该实施例中，提供一种调节加热功率的具体方案，控制器还用于计算预设时间段内的相变储能部的温度变化趋势，具体地，在一段的预设时间段内多次记录相变储能部的当前温度，以判断到相变储能材料在升温还是在降温，当相变储能部在升温时，则对应相变热水器所处的工作状态为储热状态时，即通过相变储能部进行热量的获取；当相变储能部在降温时，则对应相变热水器所处的工作状态为放热状态时，即通过相变储能部对洗浴管路内的水进行加热，使得用户获取到洗浴用热水；在相变热水器所处的工作状态为储热状态时，可以推测出在不断储热的过程中，回液端处的回水温度会逐渐升高，因此可以在不进行后续检测时，便按照第一速率降低加热功率，相反地，在放热状态时便可以按照第二速率提升加热功率，通过对相变储能部的温度变化趋势进行判断，可以知晓相变储能部的状态并根据状态对加热器进行控制，避免了需要一直进行温度检测，简化了后续地操作。
图6示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S502，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S504，根据回液端的温度得到相变热水器的相变储能部的当前温度；
S506，根据相变储能部的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度；
S508，判断相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值；
S510，当相变储能部的当前温度大于等于第一预设温度值时，关闭加热器；
其中，第一预设温度取值范围为小于等于90摄氏度。
在该实施例中，在改变循环管路的出液端的温度后，需要判断相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值，并且在相变储能部的当前温度大于等于第一预设温度值时，此时说明相变储能部已经被加热到足够高的温度了，回液端的温度也已经足够高了，已经不再需要对相变储能部进行换热，因此可直接将加热器关闭，保证加热器内不会再进行对过热的介质进行加热，进而保证加热器的安全。
可以想到地，第一预设温度优选为出液端的温度。也可以为当回液端的温度与出液端的温度相同时，闭关加热器，此时说明相变储能部的温度也与出液端的温度相同，即相变储能部没有发生换热，相变储能部已经到达容纳热量的上限，因此不再需要加热，可将加热器关闭，一方面节约了不必要的加热过程，另一方面还防止过热的介质回流到加热器中造成加热器过热而影响加热器的正常使用，优选地，第一预设温度取值范围为小于等于90摄氏度。
图7示出了本发明的一个实施例提供的相变热水器的控制器的一个工作流程图，包括：
S602，控制相变热水器的检测装置实时检测回液端的回水温度；
S604，根据回液端的温度得到相变热水器的相变储能部的当前温度；
S606，根据相变储能部的当前温度调节加热器的加热功率，以改变循环管路的出液端的出水温度；
S608，判断相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值；
S610，当相变储能部的当前温度大于等于第一预设温度值时，关闭加热器；
S612，判断相变储能部的当前温度是否小于等于第二预设温度值；
S614，当相变储能部的当前温度小于等于第二预设温度值时，开启加热器，且控制加热器按照全功率运行。
在该实施例中，在相变储能部被加热至一定温度，关闭加热器后，说明相变储能部的储能过程已经结束，随后被加热的相变储能部会在相变热水器被用户使用时对冷水进行加热，相变储能部会再由高温降至低温，此时判断相变储能部的当前温度是否小于等于第二预设温度值，并且当相变储能部的当前温度小于等于第二预设温度值时，此时相变储能部已经降温至较低的温度，说明相变储能部将其热量通过热传递传至用户洗浴用水，这时需要再次开启加热器，并且由于在加热储能初期，不会存在高温对加热器造成影响的问题，因此控制加热器按照全功率运行，保证加热器快速将介质加热。优选地，第二预设温度为相变热水器的冷水管进水温度。优选地，第二预设温度取值范围为大于等于5摄氏度。
在本发明提供的一个实施例中，优选地，控制器还用于：根据相变储能部的当前温度，控制相变热水器的水泵的转速，以调整循环管路中的液体流量；其中，液体流体的调整范围为2L/min至5L/min之间。
在该实施例中，在通过改变加热器的功率来改变相变储能部的温度时，还可以辅助来调节循环管路中的液体流量，在出液端的温度较低时，说明此时相变储能部换热较为明显，此时则需要提高液体流量，使得提供更多高温的介质至换热器中进行换热；而在出液端的温度较高时，说明此时相变储能部换热较为缓慢，相变储能部已经无需再被提供过多的热能了，此时则可以降低液体流量，进而起到节能的效果。优选地，调节流量的方式为控制相变热水器的水泵的转速，以调整循环管路中的液体流量，其中液体流体的调整范围为2L/min至5L/min之间。
如图8至图10所示，在本发明的一个实施例中，优选地，加热器14包括：壳体142；至少一个加热管144，至少一个加热管144部分设置在壳体142的内部；进液管146与出液管148，分别设置在壳体142的两端上，以使介质在壳体142内被至少一个加热管144进行加热。
在该实施例中，提供了加热器14的一个具体结构，加热器14包括壳体142、至少一个加热管144、进液管146与出液管148，并且至少一个加热管144的至少部分设置在壳体142的内部，壳体142内部具有中空的腔体，在壳体142的两端上分别设置有进液管146与出液管148，介质由进液管146进入到壳体142的内部被加热管144进行加热，再由出液管148流出，以进入到换热器16与相变储能部12进行换热。
可以想到地，为保证介质在加热器14内不易泄漏，可以将壳体142和进液管146与出液管148设置为一体式结构，同时加工完成，保证之间无缝隙泄漏。
此外，将加热管144设置为至少部分位于壳体142的内部，使得其端部露出于壳体142的外部，这样在维修更换时，便于通过露出于壳体142外部的加热管144将整个取出，避免需要拆卸壳体142的繁琐步骤。
在本发明的一个实施例中，优选地，至少一个加热管144为U型结构，且沿壳体142的中心线对称地设置在壳体142的内部。
在该实施例中，将至少一个加热管144设置为U型结构，并且将加热管144的弯折部设置在壳体142的内部，将加热管144的端部设置在外壳的外部，这样加热管144的U型结构可以起到增加加热管144表面积的效果，提高加热管144将介质加热的速度。
在本发明的一个实施例中，优选地，加热器14还包括：两个接头20，分别设置在进液管146的端部和出液管148的端部，两个接头20分别与循环管路18相连接。
在该实施例中，加热器14还包括两个接头20，两个接头20分别设置在进液管146的端部和出液管148的端部，使得进液管146和出液管148在与循环管路18相连接时其为通过接头20相连，接头20保证了在连接处的密封效果。
在本发明的一个实施例中，优选地，换热器16包括多个翅片162，多个翅片162的外壁均与相变储能部12相接触。
在该实施例中，换热器16包括多个翅片162，并且多个翅片162的外壁均与相变储能部12相接触，翅片162的内部具有管路，以使得介质可在内部进行循环，多个翅片162可以有效地提高换热器16与相变储能部12之间的接触面积，提高换热效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，多个翅片162之间为平行设置。
在该实施例中，将多个翅片162设置为相互平行，这样翅片162与翅片162之间不会发生接触碰撞的问题，保证翅片162均与相变储能部12相接触。
在本发明的一个实施例中，优选地，相变热水器还包括：泵体22，泵体22设置在循环管路18中，泵体22用于传输循环管路18内的介质。
在该实施例中，相变热水器还包括泵体22，在循环管路进行循环时，会通过泵体22对介质进行加压，进而保证介质能在回路中进行循环。此外泵体22还与控制器电连接，控制器还可以控制泵体22的开口大小及加压速度，以控制介质的流速，进而控制换热效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，相变热水器还包括：箱体24，在箱体24内部围合形成空腔，相变储能部12位于空腔内。
在该实施例中，相变热水器还包括箱体24，相变储能部12设置在箱体24内；优选地，在箱体24的内壁上还设置有隔热层，隔热层将相变材料的吸热储能后获得的温度进行了隔离，降低了热量的散失；此外，还可以将箱体24设置为隔热箱体，这样同样可以起到隔热保温的效果。
在本发明的一个实施例中，优选地，相变热水器还包括：第一管路26，第一管路26与循环管路18相连通，第一管路26用于向循环管路18中输送介质或排出介质，且第一管路26位于出液管148与加热器14之间。
在该实施例中，相变热水器还包括第一管路26，第一管路26与外界相连通，用于向循环管路18中输入介质或是将循环管路中的介质排出，保证回路中的介质的用量适当，且在相变热水器长时间闲置时将回路中的介质排出，保证回路使用寿命。
可以想到地，在第一管路26与循环管路18之间设置有电磁阀，电磁阀与控制器电连接，使得控制器可以控制电磁阀的开闭，进而保证介质的进出。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (16)
1.一种相变热水器，其特征在于，所述相变热水器包括：
相变储能部；
加热器，所述加热器外置于所述相变储能部之外；
换热器，所述换热器设置在所述相变储能部的内部；
循环管路，所述循环管路将所述换热器与所述加热器相连接，以使所述循环管路、所述换热器与所述加热器形成回路，以供介质在所述回路中循环，所述循环管路包括流向所述加热器的出液端和流出所述相变储能部的回液端；
控制器，所述控制器与所述加热器电连接，并控制所述加热器的工作；
其中，所述控制器用于控制所述相变热水器的检测装置实时检测所述回液端的回水温度；
所述控制器根据所述回液端的回水温度得到所述相变储能部的当前温度；
所述控制器根据所述相变储能部的当前温度调节所述加热器的加热功率，以改变所述循环管路的出液端的出水温度。
2.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器根据所述相变储能部的当前温度控制所述相变热水器的加热器的加热功率，以改变所述循环管路的出液端的出水温度，包括：
根据所述相变储能部的当前温度，在预存储的数据库中查找与所述相变储能部的当前温度相对应的功率数值；
控制所述加热器按照所述功率数值运行，以改变所述循环管路的出液端的出水温度。
3.根据权利要求2所述的相变热水器，其特征在于，
所述功率数值与所述相变储能部的当前温度负相关。
4.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器根据所述相变储能部的当前温度控制所述相变热水器的加热器的加热功率，以改变所述循环管路的出液端的出水温度，包括：
将所述相变储能部的当前温度与预设的多个温度区间进行匹配；
在所述相变储能部的当前温度落入所述多个温度区间中的任一温度区间时，控制所述加热器按照所述多个温度区间中的任一温度区间相对应的加热功率运行；
其中，预设的所述多个温度区间分别具有一一对应的加热功率。
5.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器还用于：计算预设时间段内的所述相变储能部的温度变化趋势；
所述控制器根据所述相变储能部的当前温度控制所述加热器的加热功率，以改变所述循环管路的出液端的出水温度，包括：
根据所述相变储能部的当前温度及所述温度变化趋势，确定所述相变热水器所处的工作状态；
当所述相变热水器所处的工作状态为储热状态时，按照第一速率降低所述加热器的加热功率；
当所述相变热水器所处的工作状态为放热状态时，按照第二速率提升所述加热器的加热功率。
6.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器还用于：
判断所述相变储能部的当前温度是否大于等于第一预设温度值；
当所述相变储能部的当前温度大于等于所述第一预设温度值时，关闭所述加热器；
其中，所述第一预设温度取值范围为小于等于90摄氏度。
7.根据权利要求6所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器还用于：
判断所述相变储能部的当前温度是否小于等于第二预设温度值；
当所述相变储能部的当前温度小于等于所述第二预设温度值时，开启所述加热器，且控制所述加热器按照全功率运行；
其中，所述第二预设温度取值范围为大于等于5摄氏度。
8.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，
所述控制器还用于：
根据所述相变储能部的当前温度，控制所述相变热水器的水泵的转速，以调整所述循环管路中的液体流量；
其中，所述液体流体的调整范围为2L/min至5L/min之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的相变热水器，其特征在于，所述加热器包括：
壳体；
至少一个加热管，所述至少一个加热管部分设置在所述壳体的内部；
进液管与出液管，分别设置在所述壳体的两端上，以使所述介质在所述壳体内被所述至少一个加热管进行加热。
10.根据权利要求9所述的相变热水器，其特征在于，
所述至少一个加热管为U型结构，且沿所述壳体的中心线对称地设置在所述壳体的内部。
11.根据权利要求9所述的相变热水器，其特征在于，所述加热器还包括：
两个接头，分别设置在所述进液管的端部和所述出液管的端部，所述两个接头分别与所述循环管路相连接。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的相变热水器，其特征在于，
所述换热器包括多个翅片，所述多个翅片的外壁均与所述相变储能部相接触。
13.根据权利要求12所述的相变热水器，其特征在于，
所述多个翅片之间为平行设置。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的相变热水器，其特征在于，所述相变热水器还包括：
泵体，所述泵体设置在所述循环管路中，所述泵体用于传输所述循环管路内的所述介质。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的相变热水器，其特征在于，所述相变热水器还包括：
箱体，在所述箱体内部围合形成空腔，所述相变储能部位于所述空腔内。
16.根据权利要求9所述的相变热水器，其特征在于，所述相变热水器还包括：
第一管路，所述第一管路与所述循环管路相连通，所述第一管路用于向所述回路中输送介质或排出介质，且所述第一管路位于所述出液管与所述加热器之间。
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