CN109520144A - 一种电热水器控制系统及速热储式电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电热水器控制系统，包括：操作板，与所述操作板连接电加热器和电源板，所述操作板包括主控芯片和与所述主控芯片连接的显示屏及操作按键，所述电加热器包括速热管和储热管，所述电源板为所述操作板和所述电加热器供电；其特征在于，在所述操作板上还连接有进水流量传感器和出水温度传感器，分别用来检测电热水器的进水流量和出水温度，在所述操作板和所述电加热器之间设有功率调节装置。本发明能自动改变电加热器中速热管和储热管的工作状态及加热功率的大小，可以完全避免内胆上层过高带来的危害。本发明还提供一种速热储水式电热水器。

Description

一种电热水器控制系统及速热储式电热水器

技术领域

本发明涉及流体加热器控制技术领域，尤其涉及一种电热水器控制系统及速热储水式电热水器。

背景技术

速热储水式电热水器，是一种在内胆的出水管周围增加速热管，从而达到快速出热水目的的储水式电热水器。

对于速热储水式电热水器而言，由于在用水时通过速热管对内胆上层的水进行快速加热，如果内胆顶部水温本身较高而出水流量又较小时，会出现以下问题：1)内胆顶部水温温升过大，导致出水温度过高，容易烫伤用户，存在不良体验。2)当内胆上层水温温升较大时，会导致内胆压力过大，造成电加热器使用寿命下降。同时，由于速热管的功率较大，大功率的速热管长时间使用后易产生水垢，导致加热效率降低。

另外，家庭用电高峰期集中在白天，夜晚用电量小，导致白天1度电的费用高于夜晚1度电的费用，从而使用用电成本增加。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种避免内胆顶部水温温升过大的电热水器控制系统。

本发明还提供一种具有上述控制系统的速热储水式电热水器。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种电热水器控制系统，包括：操作板，与所述操作板连接电加热器和电源板，所述操作板包括主控芯片和与所述主控芯片连接的显示屏及操作按键，所述电加热器包括速热管和储热管，所述电源板为所述操作板和所述电加热器供电；其特征在于，在所述操作板上还连接有进水流量传感器和出水温度传感器，分别用来检测电热水器的进水流量和出水温度，在所述操作板和所述电加热器之间设有功率调节装置。

作为上述方案的进一步说明，所述进水流量传感器和所述出水温度传感器分别设置在所述电热水器的进水管组件和出水管组件上。

作为上述方案的进一步说明，所述功率调节装置包括双向可控硅和与所述双向可控硅连接的可控硅功率调节单元。

作为上述方案的进一步说明，在所述电源板上设有与所述操作板连接的继电器和内胆温度传感器，所述继电器用来控制所述电加热器的电源通断，所述内胆温度传感器用来检测电热水器内胆中层水温；在所述主控芯片内设有水温比较模块，所述水温比较模块用来比较所述内胆中层水温与设定温度，当所述内胆中层水温小于所述设定温度时，所述继电器接通所述电加热器的电源，利用所述储热管进行加热，直至所述内胆中层水温达到所述设定温度时，所述继电器断开所述电加热器的电源，停止加热。

作为上述方案的进一步说明，在所述操作板上设有剩余热水量计算模块和剩余热水量显示模块。

作为上述方案的进一步说明，在所述主控芯片内设有总热水量计算模块和热水量比较模块，所述热水量比较模块用来比较剩余热水量和总热水量，当所述剩余热水量小于所述总热水量时，所述继电器接通所述电加热器的电源，利用所述储热管进行加热，直至所述剩余热水量等于所述总热水量时断开所述电加热器的电源。

作为上述方案的进一步说明，在所述操作板上设有时钟芯片，在所述显示屏上设有时间显示模块；当时间为夜间12点-5点时，所述操作板控制所述电源板接通所述电加热器的电源，将电热水器内胆中的水加热到设定温度，然后自动关机。

作为上述方案的进一步说明，在所述操作板上设有与所述主控芯片连接的WiFi模块。

一种速热储水式电热水器，包括：内胆，安装在所述内胆上的进水管组件、出水管组件、电加热器，以及与所述电加热器连接的操作板；所述电加热器包括储热管和速热管；其特征在于，在所述进水管组件和所述出水管组件上分别设有与所述操作板连接的进水流量传感器和出水温度传感器，在所述操作板与所述速热管之间连接有功率调节装置。

作为上述方案的进一步说明，所述储热管是平行下潜式加热管，用来对内胆中进水口处的水进行加热，所述速热管的尾端设置在电热水器的出水管周围，呈倒钩形，用来对内胆中出水口处的水进行加热；所述储热管和所述速热管的间距≥7mm。

本发明的有益效果是：

一、通过设置操作板、进水流量传感器、出水温度传感器和功率调节装置等装置，能自动改变电加热器中速热管和储热管的工作状态及加热功率的大小，可以完全避免内胆上层过高带来的危害。

二、利用温度传感器和水流量传感器实时检测温度信号和水流量信号，方便计算出剩余热水量，并且利用显示屏显示洗浴温度和剩余热水量等信息，方便用户实时了解用水信息，便于估计剩余洗浴时间。

三、采用夜间自动加热、自动关机的控制方式，可避开家庭用电高峰期，节省电能，节约电费。

四、采用特定结构的电加热器，且严格控制速热管和储热管之间的间距，使得速热管和储热管不易结水垢，并且可充分加热内胆中上层和下层的水，为用户提供更多的热水。

附图说明

图1所示为本发明提供的电热水器控制系统结构框图。

图2所示为电热水器夜间加热流程图。

图3所示为本发明提供的电热水器结构示意图。

附图标记说明：

1：操作板，2：电加热器，3：电源板，4：变压器，5：继电器，6：进水流量传感器，7：出水温度传感器，8：功率调节装置，9：内胆，10：进水管组件，11：出水管组件。

1-1：主控芯片，1-2：显示屏及操作按键。

2-1：储热管，2-2：速热管。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1所示，一种电热水器控制系统，包括：操作板1，与所述操作板1连接电加热器2和电源板3，所述操作板1包括主控芯片1-1和与所述主控芯片1-1连接的显示屏及操作按键1-2，所述电加热器2包括速热管和储热管，所述电源板3包括变压器4和继电器5，为所述操作板1和所述电加热器2供电；其特征在于，在所述操作板1上还连接有进水流量传感器6和出水温度传感器7，分别用来检测电热水器的进水流量和出水温度，在所述操作板1和所述电加热器2之间设有功率调节装置8。

其中，所述进水流量传感器6和所述出水温度传感器7分别设置在所述电热水器的进水管组件和出水管组件上。所述功率调节装置8包括双向可控硅和与所述双向可控硅连接的可控硅功率调节单元。

实际工作中，当电热水器的出水管组件无出水，且内胆中层水温T1小于设定温度TS时，启动储热管工作，双向可控硅会根据T1与TS的差值ΔT1自动调节储热管加热功率的大小，当T1加热到TS时，停止储热管工作。当出水管组件有出水，且内胆出水水温T2小于报警温度Tb时，启动速热管工作，并停止储热管工作，使出水温度变化值ΔT在短时间内处于一个较小值。在速热管工作时，双向可控硅会根据出水温度T2与报警温度Tb的差值ΔT2自动调节速热管加热功率，从而避免内胆上层水温过高。

本实施例中，所述内胆中层水温T1和出水温度T2通过相应的温度传感器测得，所述设定温度TS和所述报警温度Tb为固定值或根据用户实际需要设定。优选地，测量内胆中层水温T1的内胆温度传感设置在所述电源板3上，在所述主控芯片1-1内设有水温比较模块，所述水温比较模块用来比较所述内胆中层水温T1与设定温度TS，当所述内胆中层水温小于所述设定温度时，所述继电器5接通所述电加热器2的电源，利用所述储热管进行加热，当所述内胆中层水温达到所述设定温度TS时，所述继电器5断开所述电加热器2的电源，停止加热。

进一步地，在所述操作板1上设有剩余热水量计算模块和剩余热水量显示模块。剩余热水量计算算法如下：假设Q为进水流量，t为用水时间，C为电热水器容量，R为热水输出率，Lmax为电热水器启动加热后的总热水量，L为电热水器启动加热后的增容倍数，则电热水器总热水量Lmax＝L×C×R，实际用水量为Ly＝Q×t(进水流量等于出水流量)，可得到剩余热水量Ls＝(Lmax-Ly)。

操作板计算出剩余热水量Ls后，双向可控硅也可以根据剩余热水量Ls来调节电加热器2的功率大小，剩余热水量Ls通过剩余热水量显示模块以数字或光带条的形式显示出来。所述显示屏可以是液晶屏，也可以是LED屏。所述操作按键可以是用来实现人机交互功能的红外遥控器、轻触按键、触摸按键、编码器、薄膜开关等。

优选地，在所述主控芯片1-1内设有总热水量计算模块和热水量比较模块，所述热水量比较模块用来比较剩余热水量和总热水量，当所述剩余热水量小于所述总热水量时，所述继电器5接通所述电加热器2的电源，利用所述储热管进行加热，直至所述剩余热水量等于所述总热水量时断开所述电加热器2的电源。

如图2所示，在所述操作板1上设有时钟芯片，在所述显示屏上设有时间显示模块；当时间为夜间12点时，所述操作板1控制所述电源板3接通所述电加热器2的电源，当内胆温度和剩余热水量满足启动加热的条件时，操作板驱动继电器接通电加热器的电源，开启预热功能，将内胆中的水加热到设定温度，避开家庭用电高峰期，加热完成后电热水器自动关机，使电热水器更加节能省电。当然，具体的液晶加热启动时间点也不限于夜晚12点，可以在夜晚12点-凌晨5点之间任意选择，不限于本实施例。

作为本实施例的一种改进实施方式，在所述操作板上设有与所述主控芯片连接的WiFi模块，通过增加WIFI模块，使电热水器连入互联网，从网络云端获取天气、气温和水质等信息，使用户根据环境温度调节设定温度，从而提高用户体验。

与现有技术相比，本实施例提供的一种电热水器控制系统具有以下特点：1)通过设置操作板、进水流量传感器、出水温度传感器和功率调节装置等装置，能自动改变电加热器中速热管和储热管的工作状态及加热功率的大小，可以完全避免内胆上层过高带来的危害。2)利用温度传感器和水流量传感器实时检测温度信号和水流量信号，方便计算出剩余热水量，并且利用显示屏显示洗浴温度和剩余热水量等信息，方便用户实时了解用水信息，便于估计剩余洗浴时间。3)采用夜间自动加热、自动关机的控制方式，可避开家庭用电高峰期，节省电能，节约电费。4)采用特定结构的电加热器，且严格控制速热管和储热管之间的间距，使得速热管和储热管不易结水垢，并且可充分加热内胆中上层和下层的水，为用户提供更多的热水。

实施例二

如图3所示，一种速热储水式电热水器，包括：内胆9，安装在所述内胆9上的进水管组件10、出水管组件11、电加热器，以及与所述电加热器连接的操作板；所述电加热器包括储热管2-1和速热管2-2；其特征在于，在所述进水管组件10和所述出水管组件11上分别设有与所述操作板连接的进水流量传感器6和出水温度传感器7，在所述操作板与所述电加热器之间连接有功率调节装置。

其中，所述储热管2-1是平行下潜式加热管，用来对内胆中进水口处的水进行加热，所述速热管2-2的尾端设置在电热水器的出水管周围，呈倒钩形，用来对内胆中出水口处的水进行加热；所述储热管2-1和所述速热管2-2的间距≥7mm，可有效防止速热管表面结水垢。

本实施例提供的一种速热储水式电热水器，其控制系统和控制方法如实施例一所述。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种电热水器控制系统，包括：操作板，与所述操作板连接电加热器和电源板，所述操作板包括主控芯片和与所述主控芯片连接的显示屏及操作按键，所述电加热器包括速热管和储热管，所述电源板为所述操作板和所述电加热器供电；其特征在于，在所述操作板上还连接有进水流量传感器和出水温度传感器，分别用来检测电热水器的进水流量和出水温度，在所述操作板和所述电加热器之间设有功率调节装置。

2.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，所述进水流量传感器和所述出水温度传感器分别设置在所述电热水器的进水管组件和出水管组件上。

3.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，所述功率调节装置包括双向可控硅和与所述双向可控硅连接的可控硅功率调节单元。

4.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，在所述电源板上设有与所述操作板连接的继电器和内胆温度传感器，所述继电器用来控制所述电加热器的电源通断，所述内胆温度传感器用来检测电热水器内胆中层水温；在所述主控芯片内设有水温比较模块，所述水温比较模块用来比较所述内胆中层水温与设定温度，当所述内胆中层水温小于所述设定温度时，所述继电器接通所述电加热器的电源，利用所述储热管进行加热，直至所述内胆中层水温达到所述设定温度时，所述继电器断开所述电加热器的电源，停止加热。

5.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，在所述操作板上设有剩余热水量计算模块和剩余热水量显示模块。

6.根据权利要求5所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，在所述主控芯片内设有总热水量计算模块和热水量比较模块，所述热水量比较模块用来比较剩余热水量和总热水量，当所述剩余热水量小于所述总热水量时，所述继电器接通所述电加热器的电源，利用所述储热管进行加热，直至所述剩余热水量等于所述总热水量时断开所述电加热器的电源。

7.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，在所述操作板上设有时钟芯片，在所述显示屏上设有时间显示模块；当时间为夜间12点-5点时，所述操作板控制所述电源板接通所述电加热器的电源，将电热水器内胆中的水加热到设定温度，然后自动关机。

8.根据权利要求1所述的一种电热水器控制系统，其特征在于，在所述操作板上设有与所述主控芯片连接的WiFi模块。

9.一种速热储水式电热水器，包括：内胆，安装在所述内胆上的进水管组件、出水管组件、电加热器，以及与所述电加热器连接的操作板；所述电加热器包括储热管和速热管；其特征在于，在所述进水管组件和所述出水管组件上分别设有与所述操作板连接的进水流量传感器和出水温度传感器，在所述操作板与所述速热管之间连接有功率调节装置。

10.根据权利要求9所述的一种速热储水式电加热器，其特征在于，所述储热管是平行下潜式加热管，用来对内胆中进水口处的水进行加热，所述速热管的尾端设置在电热水器的出水管周围，呈倒钩形，用来对内胆中出水口处的水进行加热；所述储热管和所述速热管的间距≥7mm。