CN110274394B - 一种剩余可洗浴时长预报方法、系统、存储介质及处理器 - Google Patents

Abstract

本发明提出的剩余可洗浴时长预报方法、系统、存储介质及处理器。所述方法包括：结合电热水器进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ、水的比热容c和水密度ρ计算原可使用热量W₀；结合电热水器加热功率P、加热转化效率η、预设计算周期Δt计算待用热量ΔW_e；基于电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁计算散失热量ΔW₁；基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；基于电热水器剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算电热水器剩余可洗浴时长t。本发明解决了相关技术中用户在洗浴过程中无法了解电热水器内水的剩余可洗浴时长的问题。

Description

一种剩余可洗浴时长预报方法、系统、存储介质及处理器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，特别是涉及一种剩余可洗浴时长预报方法、系统、存储介质及处理器。

背景技术

家庭常用储水式电热水器的安装过程方便，且使用成本不高，加热一段时间后达到设定温度时即可使用，因此得到了广泛的应用。储水式电热水器的工作原理为：使用前内胆水吸收电能转换的热能后增加热量，使水温升高，然后在用户使用过程中提供热水。目前大多数储水式电热水器不具备剩余可洗浴时长的预报功能，需要用户在洗浴过程中根据自身的经验估算剩余洗浴时长，从而安排洗浴活动。由于剩余洗浴时长与电热水器本身的多个参数密切相关，因此用户采用上述方法进行预判存在较大偏差，若实际热水量可供洗浴的时间多于用户预判的洗浴时长，则会造成热水和能量的浪费；若实际热水量可供洗浴的时间少于用户预判的洗浴时长，则剩余的热水量无法满足用户的洗浴需求，影响用户使用舒适性。

发明内容

本发明提供了一种剩余可洗浴时长预报方法、系统、存储介质和处理器，以至少解决相关技术中用户在洗浴过程中无法获知电热水器内水的剩余可洗浴时长的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种剩余可洗浴时长预报方法，包括以下步骤：

获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

根据本发明的另一个实施例，提供了一种剩余可洗浴时长预报系统，包括：

原可使用热量确定模块，用于获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

待用热量确定模块，用于获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

散失热量确定模块，用于获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

实际损失热量确定模块，用于基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

剩余可洗浴时长确定模块，用于基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

根据本发明的又一个实施例，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述剩余可洗浴时长预报方法。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上所述剩余可洗浴时长预报方法。

在本发明的实施例中，基于能量守恒的原理来对电热水器内水的原始可用热量、加热过程中产生的新增热量、已使用热量进行综合分析和计算，以得到电热水器内水的剩余可使用的热量，进而根据所述剩余可使用热量计算得到剩余可洗浴时长并预报，方便用户在洗浴过程中知晓剩余可洗浴时间，从而解决了相关技术中用户在洗浴过程中无法了解电热水器内水的剩余可洗浴时长的问题，一方面能够避免出现洗浴中途无热水的情况，另一方面能够有效地避免热水和电能的浪费，实现节能环保的目的。本发明所述的剩余可洗浴时长预报方法，只需在普通的储水式电热水器的结构基础上，增设温度传感器和流量传感器对其进水温度、进水流量、内胆水温度和出水温度进行采集，无需增设其它零部件，结构简单，节约成本，适用范围广，实现了电热水器的智能化调控。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一种剩余可洗浴时长预报方法的流程示意图；

图2为一种剩余可洗浴时长预报系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本发明提出的一种剩余可洗浴时长预报方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S1、获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

在实际计算过程中，水的比热容c可取4200J/(Kg℃)、水的密度ρ可取1Kg/L进行计算，也可根据用户实际使用场景进行合理的设定；

内胆容积V取电热水器出厂时标定的额定容积、热水输出率μ取电热水器出厂时的标定值。

S2、获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

在实际使用过程中，所述预设计算周期Δt可根据使用场景进行设定，如1s、1min等等。

在用户洗浴过程中，若电热水器未进行加热操作，则加热功率P＝0，若电热水器进行加热操作，则加热功率P取实际的加热功率。

S3、获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

本实施方式中，在非洗浴出水阶段，由于无法得到用户实时的准确的洗浴活动的信息，因此选用默认数值来对电热水器内热水的剩余可洗浴时长进行预报；其中，所述电热水器的出水温度T₂默认为40℃，所述进水流量Q₁默认为5L/min，所述电热水器的出水温度T₂和进水流量Q₁也可根据用户的洗浴习惯、洗浴偏好或实际需要设定为其他数值。

S4、基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

S5、基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

本实施方式所述的剩余可洗浴时长预报方法，基于能量守恒的原理来对电热水器内水的原始可用热量、加热过程中产生的新增热量、已使用热量进行综合分析和计算，以得到电热水器内水的剩余可使用的热量，进而根据所述剩余可使用热量计算得到剩余可洗浴时长并预报，方便用户在洗浴过程中知晓剩余可洗浴时间，从而解决了相关技术中用户在洗浴过程中无法了解电热水器内水的剩余可洗浴时长的问题，一方面能够避免出现洗浴中途无热水的情况，另一方面能够有效地避免热水和电能的浪费，实现节能环保的目的。

本实施方式中，所述加热转化效率η与进水温度T₁满足下述关系：

对进水温度进行等级划分，并为不同等级的进水温度配设不同的加热转化效率，有利于保持待用热量ΔW_e的计算精度，从而针对性的提高对电热水器的剩余可使用热量W_实时进行计算的准确性，为剩余可洗浴时长提供有效地计算基础。

其中，所述加热转化效率η不限于与进水温度T₁相关，还可与其它参数相关，具体视实际使用环境和使用场景而定。

为适用不同的使用场景，在获取电热水器的进水温度T₁时，包括多种方法，例如：

将冷水进水管管口处的水温、电热水器进水管管口处的水温或电热水器进水口外接管段内的水温作为进水温度T₁等等。

同样地，为方便不同应用场景中对电热水器的出水温度T₂的检测，所述检测方法具体包括：

将电热水器出水管管口处的水温或电热水器出水口外接管段内的水温作为出水温度T₂等等。

本实施方式中，为使用户能够在洗浴过程中实时查看电热水器的剩余可洗浴时长，本方法还包括显示装置，显示装置用于显示电热水器剩余可洗浴时长t，用户可通过该显示装置动态的查看剩余可洗浴时长，以适当的调整自身洗浴活动的时间，达到为用户的使用过程提供更多便利的目的。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2为本发明提出的一种剩余可洗浴时长预报系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括：

原可使用热量确定模块，用于获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

待用热量确定模块，用于获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

散失热量确定模块，用于获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

实际损失热量确定模块，用于基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

剩余可洗浴时长确定模块，用于基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

上述剩余可洗浴时长预报系统在实际使用过程中，只需在普通的储水式电热水器的结构基础上，增设温度传感器和流量传感器对其进水温度、进水流量、内胆水温度和出水温度进行采集，无需增设其它零部件，结构简单，节约成本，适用范围广，实现了电热水器的智能化调控。

在具体的实施例中，所述原可使用热量确定模块具体用于：

将冷水进水管管口处的水温、电热水器进水管管口处的水温或电热水器进水口外接管段内的水温作为进水温度T₁；

所述散失热量确定模块具体用于：

将电热水器出水管管口处的水温或电热水器出水口外接管段内的水温作为出水温度T₂；

以满足不同使用场景对电热水器的进水温度T₁和电热水器的出水温度T₂的检测需求。

需要说明的是，对电热水器的进水温度T₁和电热水器的出水温度T₂的采集方法并不局限于上述所列的几种采集方法，在具体的应用场景中，可根据用户需求、热水器的安装方式、热水器的安装位置、热水器的使用环境等因素进行综合性的判断和选择，以选择出适宜的进水温度和出水温度T₂，从而为剩余可洗浴时长的计算过程提供稳定有效的数据基础。

本实施例中，为使用户能够在洗浴过程中实时查看电热水器的剩余可洗浴时长，本方法还包括显示装置，显示装置用于显示电热水器剩余可洗浴时长t，用户可通过该显示装置动态的查看剩余可洗浴时长，以适当的调整自身洗浴活动的时间，达到为用户的使用过程提供更多便利的目的。

本实施例中，所述加热转化效率η与进水温度T₁满足下述关系：

对进水温度进行等级划分，并为不同等级的进水温度配设不同的加热转化效率，有利于保持待用热量ΔW_e的计算精度，从而针对性的提高对电热水器的剩余可使用热量W_实时进行计算的准确性，为剩余可洗浴时长提供有效的计算基础。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项剩余可洗浴时长预报方法实施例中的步骤。

在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述剩余可洗浴时长预报方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述具体实施方式的具体内容仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种剩余可洗浴时长预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，加热转化效率η根据不同等级的进水温度T₁而配设，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

所述加热转化效率η与进水温度T₁满足下述关系：

获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

2.根据权利要求1所述的剩余可洗浴时长预报方法，其特征在于，所述获取电热水器的进水温度T₁的方法具体包括：

将冷水进水管管口处的水温、电热水器进水管管口处的水温或电热水器进水口外接管段内的水温作为进水温度T₁。

3.根据权利要求1或2所述的剩余可洗浴时长预报方法，其特征在于，所述获取电热水器的出水温度T₂的方法具体包括：

将电热水器出水管管口处的水温或电热水器出水口外接管段内的水温作为出水温度T₂。

4.根据权利要求3所述的剩余可洗浴时长预报方法，其特征在于，还包括显示装置，显示装置用于显示电热水器剩余可洗浴时长t。

5.一种剩余可洗浴时长预报系统，其特征在于，包括：

原可使用热量确定模块，用于获取电热水器的进水温度T₁、内胆水温度T₃、内胆容积V、热水输出率μ，并结合水的比热容c和水的密度ρ计算出在洗浴开始时电热水器内胆未出水瞬间的原可使用热量W₀；

W₀＝cρ×(T₃-T₁)×V×μ；

待用热量确定模块，用于获取电热水器的加热功率P、加热转化效率η，加热转化效率η根据不同等级的进水温度T₁而配设，并结合预设计算周期Δt计算出在洗浴过程中电热水器在加热操作下增加的待用热量ΔW_e；

ΔW_e＝P×η×Δt；

所述加热转化效率η与进水温度T₁满足下述关系：

散失热量确定模块，用于获取电热水器的出水温度T₂、进水流量Q₁，并根据公式计算出在洗浴过程中电热水器实时的散失热量ΔW₁；

ΔW₁＝cρ×(T₂-T₁)×Q₁×Δt；

实际损失热量确定模块，用于基于原可使用热量W₀、待用热量ΔW_e、散失热量ΔW₁计算出电热水器的剩余可使用热量W_实时和单位时间内实际损失热量ΔW；

W_实时＝W₀+ΔW_e-ΔW₁；

ΔW＝ΔW₁-ΔW_e；

剩余可洗浴时长确定模块，用于基于电热水器的剩余可使用热量W_实时、单位时间内实际损失热量ΔW、预设计算周期Δt计算出电热水器剩余可洗浴时长t；

6.根据权利要求5所述的剩余可洗浴时长预报系统，其特征在于，所述原可使用热量确定模块具体用于：

将冷水进水管管口处的水温、电热水器进水管管口处的水温或电热水器进水口外接管段内的水温作为进水温度T₁；

优选地，所述散失热量确定模块具体用于：

将电热水器出水管管口处的水温或电热水器出水口外接管段内的水温作为出水温度T₂。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-4中任一项所述的剩余可洗浴时长预报方法。

8.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-4中任一项所述的剩余可洗浴时长预报方法。

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