CN111035240B - 一种水温定温控制方法及电热水设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水温定温控制方法及电热水设备，包括：获取目标温度及注水量；根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值；在升温过程中，根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值；获取当前实时温度；当所述第一补偿值、所述第二补偿值和所述实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。本发明中，采用提前断电的方式，利用余热缓慢升温的方法达到目标温度，从而可以避免现有技术中的加热方式容易导致最终获得的热水的温度超过预设温度的情况。同时，在确定停止加热的温度时，同时考虑目标温度、注水量、在采样周期内的升温量。可以削弱电压、目标温度和注水量的影响，从而能达到精准定温的目的。

Description

一种水温定温控制方法及电热水设备

技术领域

本发明涉及电水壶控温技术领域，具体涉及一种电水壶精确控温的方法。

背景技术

电水壶是人们日常生活中不可或缺的电器设备。电水壶内部设置有电阻丝，通过电阻丝发热来对电水壶内部的水进行加热。

现有技术中的电水壶，往往可供用户直接选择热水的最终温度，从而满足用户对于不同温度的热水的需求。但是，由于电水壶均是采用电阻丝进行加热，当水温到达预设温度后，控制程序控制电阻丝停止供电，但是由于电阻丝上仍存在预热，使得电阻丝仍然对热水进行加热，导致最终得到的热水的水温将高于设定的水温。例如，如果用户想要得到80℃的热水，现有技术中的电水壶往往会在80℃时停止供电，但是热水仍会在电阻丝的预热的作用下继续升温，使得最终的热水温度为83℃等。

为此，现有技术中的电水壶通常会选择在水温低于预设温度点时停止断电，通过电阻丝的预热将热水加热至预设温度。但在不同条件下，对于断电时热水的温度点很难进行控制，导致最终无法对水温进行精准控制。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电水壶无法对最终得到的热水的水温进行精准控制的缺陷。

为此，本发明提供一种水温定温控制方法，包括：获取目标温度及注水量；根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值；在升温过程中，根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值；获取当前实时温度；当所述第一补偿值、所述第二补偿值和所述实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。

本发明提供的控制方法，在根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值步骤中，包括：通过所述目标温度，获取温度补偿值；通过所述注水量，获取水量温度补偿值；根据所述温度补偿值和所述水量温度补偿值获取所述第一补偿值，其中所述第一补偿值等于所述温度补偿值与所述水量温度补偿值的加和。

本发明提供的控制方法，所述目标问题与所述温度补偿值之间满足如下关系：当所述目标温度的温度区间为[0，45℃)时，所述温度补偿值为0℃；当所述目标温度的温度区间为[45℃，80℃)时，所述温度补偿值为2℃；当所述目标温度的温度区间为[80℃，100℃)时，所述温度补偿值为3℃。

本发明提供的控制方法，所述注水量与所述水量补偿温度值之间满足如下关系：当所述注水量为(0，300ml]时，所述水量补偿温度值为6℃；当所述注水量为(300ml，600ml]时，所述水量补偿温度值为3℃。

本发明提供的控制方法，在所述“根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值”步骤中，所述采样周期的范围是[8s,15s]。

本发明同时提供一种计算机可读存储介质，其存储有供电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行本发明提供的水温定温控制方法。

本发明同时提供一种电加热制热水装置，包括：温度获取模块，用以获取电水壶中的实时温度；注水量获取模块，用以获取电水壶中的注水量；加热模块，用以对电水壶进行加热；温度补偿模块，用以根据所述实时温度、所述注水量和目标温度，获取补偿温度；控制模块，用以当补偿温度和实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。

本发明提供的电加热制热水装置，所述温度补偿模块包括：第一温度补偿模块，根据目标温度和所述注水量，获取第一温度补偿值；第二温度补偿模块，用以根据所述实时温度获取在采样周期内的升温量。

本发明同时提供一种电热水设备，包括：水量传感器，用以获取电热水设备内部的水量；温度传感器，用以获取电热水设备的实时温度；存储器和控制器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明提供的水温定温控制方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的水温定温控制方法，包括：获取目标温度及注水量；根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值；在升温过程中，根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值；获取当前实时温度；当所述第一补偿值、所述第二补偿值和所述实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。

本发明中，采用提前断电的方式，利用余热缓慢升温的方法达到目标温度，从而可以避免现有技术中的加热方式容易导致最终获得的热水的温度超过预设温度的情况。同时，技术人员发现，在相同的电压、目标温度和注水量的前提下，当停止加热后，在相邻两个预设采样周期内，每个预设采样周期内的升温温度一致，因此获取采样周期内的升温量，可以获取在停止加热后在余热作用下的升温量，进而可以对最终的热水的水温进行预测。因此，通过引入在采样周期内的升温量，可以削减电压在停止加热后对热水升温的影响。

因此，在确定停止加热的温度时，同时考虑目标温度、注水量、在采样周期内的升温量。可以削弱电压、目标温度和注水量的影响，从而能达到精准定温的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种水温定温控制方法，主要应用在对水温进行升温领域，可以应用在电水壶、电热水器、饮水机等多种用来烧水的电器设备中。

本实施例提供的控制方法包括如下步骤：

S1.获取目标温度及注水量；

本步骤中，目标温度是指用户最终所希望得到的热水的水温。根据用户对热水的不同需求，目标温度也会随之发生变化，例如：当需要冲泡绿茶时，目标温度适合选择为80℃-90℃；当需要冲泡普洱茶时，目标温度适合选择100℃。本步骤中，注水量是指用户注入电水壶中的水量，注水操作可以是用户手动控制，也可以通过吸水泵进行控制，在本实施例中不进行过多限定。

S2.根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值；

本步骤中，包括如下具体步骤：

S21.通过所述目标温度，获取温度补偿值；

具体地，所述目标问题与所述温度补偿值之间满足如下关系：当所述目标温度的温度区间为[0，45℃)时，所述温度补偿值为0℃；当所述目标温度的温度区间为[45℃，80℃)时，所述温度补偿值为2℃；当所述目标温度的温度区间为[80℃，100℃)时，所述温度补偿值为3℃。

如表1所示：

表1目标温度与温度补偿值关系表

目标温度(℃)	＜45	[45,80)	[80,100)
				温度补偿值△T(℃)	0	2	3

本实施例中，可以对目标温度区间和温度补偿值的具体数值进行调整，例如选择如下的区间：[0，55℃)，[55℃，85℃)，[85℃，100℃)。此时，也可以对温度补偿值进行调整，例如目标温度在[0，55℃]时，选择温度补偿值为0.5℃；目标温度在[55℃，85℃)时，选择温度补偿值为2.5℃；目标温度在[80,100)时，选择温度补偿值为3.5℃。具体的温度区间和温度补偿值可以根据实际工况进行适应性调整。

S22.通过所述注水量，获取水量温度补偿值；

本步骤中，所述注水量与所述水量补偿温度值之间满足如下关系：当所述注水量为(0，300ml]时，所述水量补偿温度值为6℃；当所述注水量为(300ml，600ml]时，所述水量补偿温度值为3℃。当注水量为600ml时，水量温度补偿值为3℃。

表2注水量与水量温度补偿值对应关系表

注水量V(ml)	≤300	(300,600]	＞600
				水量温度补偿值△T<sub>2</sub>(℃)	6	3	3

本实施例中，可以对注水量与水量温度补偿值的数值进行调整，如注水量的区间可以选择为：≤400ml，此时对应的水量温度补偿值为7℃；当区间为(400ml,700ml]时，水量温度补偿值为4℃；当水量温度补偿值＞700℃时，相对应的水量温度补偿值为4℃。

S23.根据所述温度补偿值和所述水量温度补偿值获取所述第一补偿值，其中所述第一补偿值等于所述温度补偿值与所述水量温度补偿值的加和。

其中，步骤S21和步骤S22之间可以进行互换。

S3.在升温过程中，根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值；

在相同的电压、目标温度和注水量的前提下，当停止加热后，在相邻两个预设采样周期内，每个预设采样周期内的升温温度一致，因此获取采样周期内的升温量，可以获取在停止加热后在余热作用下的升温量，进而可以对最终的热水的水温进行预测。因此，通过引入在采样周期内的升温量，可以削减电压在停止加热后对热水升温的影响。

具体地，本步骤中，在所述“根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值”步骤中，所述采样周期的范围是[8s,15s]。

举例来说，当采样周期为8s时，第一个测温点为第8s，此时将计算在0-8s时间段内的升温量；第二个温度点选择为第9s时，将计算在1s-9s时间段内的升温量。

在本实施例中，在一个采样周期内，当不同的测温点时，所获得的升温量的数值大小会有区别，例如，当测温时间点为第8s时，在0-8s时间段内的升温量为5℃，当测温时间点为第9s时，在1-9s时间段内的升温量为8℃。

作为优选的实施方式，本实施例中选择间隔一秒钟对温度进行一次测量，作为变型，可以根据需求对测温间隔进行调整，例如可以是0.5秒、0.2秒，也可以是2秒、3秒等。

例如，当测温间隔为0.5秒时，此时需要计算0.5-8.5s时间段内的升温量；当测温间隔为3秒时，此时需要计算3-11s时间段内的升温量。

同样的道理，当采样周期为15s时，第一个测温点为第15s，此时将计算在0-15s时间段内的升温量；第二个温度点选择为第16s时，将计算在1s-16s时间段内的升温量。同样的，可以根据需求对测温间隔进行调整，例如可以是0.5秒、0.2秒，也可以是2秒、3秒等。在本实施例中不进行过多限定。

例如，当测温间隔为0.5秒时，此时需要计算0.5-15.5s时间段内的升温量；当测温间隔为3秒时，此时需要计算3-18s时间段内的升温量。

本实施例中，可以在多个不同的测温点进行测温，如在待15.5s时计算0.5-15.5s时间段内的升温量，然后在16s时计算1-16s时间段内的升温量，然后多次重复上述的工作，并在完成多组测试数据后取平均值，进而可以更加精确地得到在采样周期内的升温量。

S4.获取当前实时温度；

本步骤中，当前实施温度代表在某一特定时刻热水的温度值，例如，在第10秒中热水的水温为40℃，那么当前实时温度即为40℃。

S5.当所述第一补偿值、所述第二补偿值和所述实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。

本实施例中，为了方便进行描述，将目标温度表示为Tm、将温度补偿值表示为△T、将水量补偿温度值表示为△Tw、将升温量表示为△Tt，将加热的实时温度表示为T，当T+△T+△Tw+△Tt≥Tm时，控制进行断电操作。

本实施例中，在确定停止加热的温度T时，同时考虑目标温度、注水量、在采样周期内的升温量。可以削弱电压、目标温度和注水量的影响，从而能达到精准定温的目的。

本实施例中，为了检测提供的控制方法的升温准确性，如表3所示，其中给出了在目标温度Tm、预设水量条件下，通过上述的控制方法所得到的水温：

表3在不同目标温度、预设水量条件下的温度误差

本实施例中，如表1所示，对最终水温与目标温度之间的温度误差进行了计算，计算公式为：|((最终水温-目标温度)/最终水温)*100％|。

通过对上述的数据进行分析可知：通过本实施例提供的控制方法，最终得到的多组数据的误差1.96％。其中，当注水量为200ml时，误差为2.5％；当注水量为400ml时，误差为2.13％；当注水量为800ml时，误差为1.26％。

通过上述的数据可知，随着注水量的增加，通过本实施例的控制方法所产生的误差也将逐渐减小，对于现有技术中常见的电水壶而言，其容量1000ml以上，因此，随着容量的增加，通过本实施例的控制方法所导致的误差也将逐渐减小，因此最终水温也将越来越接近用户设定的目标温度。

实施例2

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有供电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行实施例1中提供的水温定温控制方法。

实施例3

本实施例提供一种电加热制热水装置，包括：温度获取模块，用以获取电水壶中的实时温度；注水量获取模块，用以获取电水壶中的注水量；加热模块，用以对电水壶进行加热；温度补偿模块，用以根据所述实时温度、所述注水量和目标温度，获取补偿温度；控制模块，用以当补偿温度和实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作。

本实施例提供的电加热制热水装置，所述温度补偿模块包括：第一温度补偿模块，根据目标温度和所述注水量，获取第一温度补偿值；第二温度补偿模块，用以根据所述实时温度获取在采样周期内的升温量。

实施例4

本实施例提供一种电热水设备，包括：水量传感器，用以获取电热水设备内部的水量；温度传感器，用以获取电热水设备的实时温度；存储器和控制器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行实施例1提供的水温定温控制方法。

本实施例中，所述水量传感器采用水位传感器，其设置在电热水设备的壳体内，可以沿壳体的高度方向设置多个，从而对水位进行准确测量。同时，温度传感器自身采用热电偶，其设置在电热水设备的发热盘上。

本实施例中，电热水设备可以为电水壶、电热水器、饮水机等用于对水进行加热的设备中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种水温定温控制方法，其特征在于，包括：

获取目标温度及注水量；

根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值；

在升温过程中，根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值；

获取当前实时温度；

当所述第一补偿值、所述第二补偿值和所述实时温度的加和大于等于目标温度时，停止加热操作；

在根据所述目标温度及注水量计算第一补偿值步骤中，包括：

通过所述目标温度，获取温度补偿值；

通过所述注水量，获取水量温度补偿值；

根据所述温度补偿值和所述水量温度补偿值获取所述第一补偿值，其中所述第一补偿值等于所述温度补偿值与所述水量温度补偿值的加和。

2.根据权利要求1所述的水温定温控制方法，其特征在于，所述目标温度与所述温度补偿值之间满足如下关系：

当所述目标温度的温度区间为[0，45℃)时，所述温度补偿值为0℃；

当所述目标温度的温度区间为[45℃，80℃)时，所述温度补偿值为2℃；

当所述目标温度的温度区间为[80℃，100℃)时，所述温度补偿值为3℃。

3.根据权利要求1或2所述的水温定温控制方法，其特征在于，所述注水量与所述水量温度补偿值之间满足如下关系：

当所述注水量为(0，300ml]时，所述水量温度补偿值为6℃；

当所述注水量为(300ml，600ml]时，所述水量温度补偿值为3℃。

4.根据权利要求1所述的水温定温控制方法，其特征在于，在所述“根据当前采样周期内的升温量计算第二补偿值”步骤中，所述采样周期的范围是[8s,15s]。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有供电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1-4中任一所述的水温定温控制方法。

6.一种电热水设备，其特征在于，包括：

水量传感器，用以获取电热水设备内部的水量；

温度传感器，用以获取电热水设备的实时温度；

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-4中任一项所述的水温定温控制方法。

7.根据权利要求6所述的电热水设备，其特征在于，所述电热水设备为电热水壶。

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