CN111550932B - 一种制热水控制方法、处理器、储水型热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制热水控制方法、处理器、储水型热水器，属于热水器技术领域。它解决了现有技术设计节能效果差等问题。本制热水控制方法适用于储水型热水器，控制方法包括以下步骤：接收用户设置信息、热水器运转信息、以及从外部收集得到的当天天气信息，用户设置信息包括运行模式信息、目标热水温度信息，热水器运转信息包括储水箱所处的环境温度信息、室外机所处的环境温度信息等。本制热水控制方法的优点在于：热水器能够根据热水器安装位置，在热水器运转时间足够长时，通过储水箱处温度修正偏差α和室外机所处的环境温度的外机处温度修正偏差β，合理规划热水器加热运转的时间，减少热量损失，节约能量消耗。

Description

一种制热水控制方法、处理器、储水型热水器

技术领域

本发明属于热水器技术领域，尤其是涉及一种制热水控制方法、处理器和储水型热水器。

背景技术

现有储水型热水器具有定时开启或定时关闭功能，热水器能够根据使用者预设的运转状态进行运转，但若储水箱内的热水在停止加热后，放置一段时间不用的话会存在热量流失而导致储水箱内的热水温度下降的问题，这样就导致，当过早对储水箱中热水进行加热而不用的话则可能会存在对储水箱中的水反复加热，造成能量浪费，当过晚地对储水箱中热水进行加热则可能会存在热水量无法满足用户实际使用需求的现象，如何在保证用户热水使用需求的前提下尽可能节约电量消耗成为了储水型热水器控制中的重要考虑内容。

另外，当储水箱中热水温度较高时，由于热水温度与储水箱所处的环境温度温差较大，且此时若使用者无很大的热水使用需求时，导致储水箱漏热量加大，会造成更加严重的热量浪费。

发明内容

本发明的第一个目的提供一种解决上述问题的制热水控制方法。

本发明的第二目的是提供一种执行上述方法的处理器。

本发明的第三目的是提供一种包括一种执行上述控制方法的处理器以提高热水器节能效果的的储水型热水器。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的制热水控制方法本方法适用于储水型热水器，控制方法包括以下步骤：

接收用户设置信息、热水器运转信息、以及从外部收集得到的天气信息，用户设置信息包括运行模式信息、目标热水温度信息，热水器运转信息包括储水箱所处的环境温度信息、室外机所处的环境温度信息，天气信息包括全天不同时间段的温度信息；

将接收的环境温度信息中的数据与天气信息中有关温度的数据进行对比，根据对比的结果，生成用于校正储水箱所处的环境温度的储水箱处温度修正偏差α和室外机所处的环境温度的外机处温度修正偏差β；

根据用户的运行模式信息，确定热水器是进入普通运行模式还是节能运转模式；

重复上述的步骤，直至热水器关机。

在上述的制热水控制方法中，节能运转模式包括以下步骤：

接收用户设置信息中的用于节能所需信息，用于节能所需信息包括用户设置的开始加热时间、结束加热时间和热水预计使用量；

结合用户设置信息、天气信息、以及储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β，输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息；

根据用户所选择的节能运转控制安排操控热水器的运转；

在上述的制热水控制方法中，热水器运转信息还包括储水箱中的水的当前温度信息；在上述的步骤为接收用户设置信息中的用于节能所需信息和步骤为输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息之间还包括以下步骤；

判断是否符合节能运转条件，若条件成立则进入步骤为输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息的过程中，否则转入普通运行模式，节能运转条件包括预计加热时长小于实际加热时长，这里的预计加热时长根据储水箱中的水的当前温度信息、目标热水温度信息、热水预计使用量计算而得，这里的实际加热时长根据用户设置的开始加热及结束加热时间计算而得。

在上述的制热水控制方法中，节能运转控制安排信息包括根据实际加热周期内热水器室外机所处环境的预计气温、储水箱所处环境的预计气温的波动情况对热水器的加热速率进行相应的调整，即在热水器室外机所处环境的预计气温和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动大和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动小和储水箱所处环境的预计气温的波动大时热水器的加热速率与储水箱所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都大时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比。

在上述的制热水控制方法中，在输出若干可供用户选择运转控制安排信息的同时，还将效果预估信息与运转控制安排信息一同发于用户，效果预估信息包括每种运转控制安排的耗电量、可节约的电量；用于节能所需信息还包括用电价格、用电量限制；效果预估信息还包括所需缴纳的电费。

在上述的制热水控制方法中，效果预估信息还包括不能满足热水使用要求的时间段。

在上述的制热水控制方法中，热水器运转信息还包括热水器当月已耗电量、当前储水箱中的热水温度。

在上述的制热水控制方法中，普通运行模式包括以下步骤：按照用户所设置的目标热水温度进行运转；天气信息还包括全天不同时间段的湿度、风力、大气压力的信息。

上述的处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行如上所述的控制方法中的步骤。

上述的储水型热水器，包括储水箱，其特征在于：还包括温度检测组件、处理器、存储器以及存储在存储器上的计算机程序，温度检测组件连接至处理器，温度检测组件包括用于获取室外环境温度的室外环境温度传感器和用于获取储水箱周侧所处的环境温度的储水箱环境温度传感器，处理器为如上所述的处理器。

与现有技术相比，本制热水控制方法的优点在于：

1、热水器能够根据热水器安装位置，在热水器运转时间足够长时，通过储水箱处温度修正偏差α和室外机所处的环境温度的外机处温度修正偏差β，合理规划热水器加热运转的时间，减少热量损失，节约能量消耗；

2、热水器在使用时间越长，对热水器所处位置处的实际温度预估值越准确，节能效果越明显；

3、热水器使用者能够直观的了解到热水器以节能运转或普通运转模式进行运转时所消耗的能量差异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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提供了本发明实施例中储水型热泵热水器的管路结构示意图。

图2提供了本发明实施例中的控制子系统的结构示意图。

图3提供了本发明实施例中的控制方法的流程示意图。

图4提供了本发明实施例中的储水型热泵热水器的一种节能控制安排示意图。

图5提供了本发明实施例中的储水型热泵热水器的另一种节能控制安排示意图。

图6提供了本发明实施例中的储水型热泵热水器的又一种节能控制安排示意图。

图中，储水型热泵热水器1、室外机2、压缩机21、四通换向阀22、节流机构23、室外机换热器24、室外风机25、室外机环境温度传感器26、储水箱3、储水箱箱体31、储水箱环境温度传感器32、控制子系统4、冷媒管(5、6)。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，这里的储水型热水器为储水型热泵热水器1，当然也可以是别的类型的储水型热水器，包括储水箱3，还包括温度检测组件、处理器、存储器以及存储在存储器上的计算机程序，温度检测组件连接至处理器，温度检测组件包括用于获取室外环境温度的室外环境温度传感器26和用于获取储水箱周侧所处的环境温度的储水箱环境温度传感器

32，处理器为如下所述的可用于执行下述的控制方法的处理器。

需要说明的是，这里的储水箱3的位置并非要限定在室内，也可以是室外，根据需要设置。

如图2至3所示，本制热水控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、使热水器通电，开机。

步骤S2、接收用户设置信息，这里的用户设置信息包括运行模式信息、目标热水温度信息。

步骤S3、接收从外部收集得到的天气信息，这里的天气信息包括全天不同时间段的温度信息。

另外地，天气信息还包括全天不同时间段的湿度、风力、大气压力的信息。

步骤S4、接收热水器运转信息,这里的热水器运转信息包括储水箱所处的环境温度信息、室外机所处的环境温度信息，然后将接收的环境温度数据与天气信息中有关温度的数据进行对比。

另外地，热水器运转信息还包括储水箱中的水的当前温度信息，

另外地，热水器运转信息还包括热水器当月已耗电量、当前储水箱中的热水温度。

步骤S5、生成用于校正储水箱所处的环境温度的储水箱处温度修正偏差α和室外机所处的环境温度的外机处温度修正偏差β。

需要说明的是，这里的α和β是在于提升后续室外机、储水箱所处位置的环境温度预估值得准确性，提升热水器的运转精度。

另外地，需要说明的是，在热水器没有进行运转的过程中，热水器同样能够从外界收集天气温度信息、收集热水器室外机温度信息、收集热水器储水箱处温度信息，获得热水器室外机、储水箱处的实际温度信息与天气信息收集模块处收集到的天气信息的温度差值，为获得更加精准的储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β提供帮助。

步骤S6、根据用户的运行模式信息，确定热水器是进入普通运行模式还是节能运转模式，当运行模式信息为普通运行模式则进入步骤S7中，否则进入步骤S9中。

步骤S7、普通运行模式包括按照用户所设置的目标热水温度进行运转这个步骤。

步骤S8、是否接收到关机信号，若是则进入步骤S14，若否则再次进入上述的S2中。

步骤S9、接收用户设置信息中的用于节能所需信息，用于节能所需信息包括需求热水时间、热水预计使用量。

另外地，用于节能所需信息还包括用户设置的开始加热时间和结束加热时间。

另外地，用于节能所需信息还包括用电价格、用电量限制。

步骤S10、判断是否符合节能运转条件，若条件成立则进入步骤S11中，否则转入S13，节能运转条件包括预计加热时长小于实际加热时长，这里的预计加热时长根据储水箱中的水的当前温度信息、目标热水温度信息、热水预计使用量计算而得，这里的实际加热时长根据用户设置的开始加热及结束加热时间计算而得。

步骤S11、结合用户设置信息、天气信息、以及储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β，输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息。

另外地，在输出若干可供用户选择运转控制安排信息的同时，还将效果预估信息与运转控制安排信息一同发于用户。

这里的效果预估信息包括每种运转控制安排的耗电量、可节约的电量、所需缴纳的电费。

另外地，效果预估信息还包括不能满足热水使用要求的时间段。

需要说明的，在该步骤中，热水器结合用户设定信息、天气信息及储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β，输出节能运转模式下预估舒适性(如预估的实时水温信息)、耗电量、电费等信息。

如图4至6所示，这里的节能运转控制安排信息包括根据实际加热周期内热水器室外机所处环境的预计气温、储水箱所处环境的预计气温的波动情况对热水器的加热速率进行相应的调整，即在热水器室外机所处环境的预计气温和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动大和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动小和储水箱所处环境的预计气温的波动大时热水器的加热速率与储水箱所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都大时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比，具体如下。

需要说明的是，图4至6中所说的环温为环境温度的简称。

另外地，这里的热水器室外机所处环境的预计气温和储水箱所处环境的预计气温根据天气信息中的气温变化曲线分别加上储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β后得到的。

情况一、如图4所示，实际加热周期内热水器室外机、水箱处环境的预计气温平稳，无较大波动(如≤1℃)，则认为气温平稳，将实际加热周期均匀划分为10个小周期(可更改)，每个加热周期加热速率相同，举例，如热水需要升温20℃，则每个周期加热热水升温2℃；第10周期结束时间为使用者设置的热水需求时间，同时水温刚好达到使用者实用需求。

情况二、如图5所示，水箱处实际加热周期内环境的预计气温平稳、无较大波动(如≤3℃)，室外机所处位置处温度波动大(如＞5℃)，则在室外机温度较低时减慢加热速率、在室外温度较高时加快加热速率，举例，如热水需要升温20℃，加热周期均分为10个周期(可调整)，其中第5-8周期室外机处温度较高，则在第5-8周期执行快速升温(如每周期升温3℃)，其他周期缓慢升温(如每周期升温1.33度)，第10周期结束时间为使用者设置的热水需求时间，同时水温刚好达到使用者实用需求。

情况三、如图6所示，外机处实际加热周期内预计气温平稳、无较大波动(如≤3℃)，水箱所处位置处温度波动大(如＞5℃)，则在水箱处温度较高时加快加热速率、其余时间减慢加热速率。举例，如热水需要升温20℃，加热周期均分为10个周期(可调整)，其中第5-8周期水箱处温度较高，则在第5-8周期执行快速升温(如每周期升温3℃)，其他周期缓慢升温(如每周期升温1.33度)，第10周期结束时间为使用者设置的热水需求时间，同时水温刚好达到使用者实用需求。

情况四、如图5所示，如外机、水箱所处位置在加热周期内环境温度均有较大变化，则以室外机所处的环境温度变化趋势为基准控制整机加热速率(因储水箱保温效果较好，水箱处温度变化所带来的影响小于室外机处环境温度变化所带来的影响)，控制安排同情况二。

步骤S12、根据用户所选择的节能运转控制安排操控热水器的运转。

步骤S13、将运转模式改为普通运转模式。

另外地，将无法执行节能运转模式的原因反馈给系统。

步骤S14、关机。

如图2所示，上述的控制方法的实现是由控制子系统4完成，本发明所涉及的控制子系统4由天气信息收集模块41、运转信息收集模块42、记忆模块43、使用者设定信息收集模块44、环境温度修正计算模块45、使用效果预估模块46、信息输出模块47所构成。

这里的控制子系统4可以设于热水器中的控制器上。

该控制子系统中的各个模块的介绍如下。

天气信息收集模块41从外部(如互联网、气象局等)收集天气信息(如全天温度、湿度、风力、大气压力等情况随时间变化的信息)，并将天气信息存储至记忆模块43中。

运转信息收集模块42能收集热水器的运转信息(如热水器总耗电量、实时热水温度、热水器水箱外部环境温度等信息)。

记忆模块43能记忆天气信息收集模块41、运转信息收集模块42所收集的信息。

使用者设定信息收集模块44能收集使用者所设置的热水器运转信息(如热水设定温度、热水需求时间段、是否设置节能运转、用电量限制等信息)。

环境温度修正计算模块45能够计算能够实时地收集室外机环境温度传感器26及储水箱环境温度传感器32所检测到的温度信息，并将检测到的温度与天气信息收集模块41所收集到的天气温度信息进行比较，输出室外机、储水箱所处位置实际温度信息与天气信息收集模块41所收集到的天气温度信息的差异，生成储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β，以提升后续室外机、储水箱所处位置温度预估值得准确性，提升热水器的运转精度。

使用效果预估模块46能计算出热水器按照节能运转方式运转后所能够节约的电量，同时使用效果预估模块46能够计算出预计加热结束的时间，并计算出不能满足热水使用要求的时间，供使用者参考。

信息输出模块47能够输出模块41-46所接收或计算的信息。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了储水型热泵热水器1、室外机2、压缩机21、四通换向阀22、节流机构23、室外机换热器24、室外风机25、室外机环境温度传感器26、储水箱3、储水箱箱体31、储水箱环境温度传感器32、控制子系统4、冷媒管(5、6)等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种制热水控制方法，其特征在于，本方法适用于储水型热水器，所述控制方法包括以下步骤：

接收用户设置信息、热水器运转信息、以及从外部收集得到的天气信息，所述的用户设置信息包括运行模式信息、目标热水温度信息，所述的热水器运转信息包括储水箱所处的环境温度信息、室外机所处的环境温度信息，所述的天气信息包括全天不同时间段的温度信息；

将接收的环境温度信息中的数据与天气信息中有关温度的数据进行对比，根据对比的结果，生成用于校正储水箱所处的环境温度的储水箱处温度修正偏差α和室外机所处的环境温度的外机处温度修正偏差β；

根据用户的运行模式信息，确定热水器是进入普通运行模式还是节能运转模式；

重复上述的步骤，直至热水器关机；

所述的节能运转模式包括以下步骤：

接收用户设置信息中的用于节能所需信息，所述的用于节能所需信息包括用户设置的开始加热时间、结束加热时间和热水预计使用量；

结合用户设置信息、天气信息、以及储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β，输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息；

根据用户所选择的节能运转控制安排操控热水器的运转；

所述的节能运转控制安排信息包括根据实际加热周期内热水器室外机所处环境的预计气温、储水箱所处环境的预计气温的波动情况对热水器的加热速率进行相应的调整，即在热水器室外机所处环境的预计气温和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都小时热水器的加热速率基本不变，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动大和储水箱所处环境的预计气温的波动小时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动小和储水箱所处环境的预计气温的波动大时热水器的加热速率与储水箱所处的环境温度呈正比，在热水器室外机所处环境的预计气温的波动和储水箱所处环境的预计气温的波动都大时热水器的加热速率与室外机所处的环境温度呈正比；

所述实际加热周期根据用户设置的开始加热及结束加热时间计算而得，所述预计气温根据天气信息中的气温变化曲线分别加上储水箱处温度修正偏差α和外机处温度修正偏差β后得到。

2.根据权利要求1所述的制热水控制方法，其特征在于，所述的热水器运转信息还包括储水箱中的水的当前温度信息；在上述的步骤为接收用户设置信息中的用于节能所需信息和步骤为输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息之间还包括以下步骤；

判断是否符合节能运转条件，若条件成立则进入步骤为输出若干可供用户选择的节能运转控制安排信息的过程中，否则转入普通运行模式，所述的节能运转条件包括预计加热时长小于实际加热时长，这里的预计加热时长根据储水箱中的水的当前温度信息、目标热水温度信息、热水预计使用量计算而得，这里的实际加热时长根据用户设置的开始加热及结束加热时间计算而得。

3.根据权利要求1所述的制热水控制方法，其特征在于，在输出若干可供用户选择运转控制安排信息的同时，还将效果预估信息与运转控制安排信息一同发于用户，所述的效果预估信息包括每种运转控制安排的耗电量、可节约的电量；所述的用于节能所需信息还包括用电价格、用电量限制；所述的效果预估信息还包括所需缴纳的电费。

4.根据权利要求3所述的制热水控制方法，其特征在于，所述的效果预估信息还包括不能满足热水使用要求的时间段。

5.根据权利要求1所述的制热水控制方法，其特征在于，所述的热水器运转信息还包括热水器当月已耗电量、当前储水箱中的热水温度。

6.根据权利要求1至5任一所述的制热水控制方法，其特征在于，所述的普通运行模式包括以下步骤：按照用户所设置的目标热水温度进行运转；所述的天气信息还包括全天不同时间段的湿度、风力、大气压力的信息。

7.一种处理器，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至5中任一项所述的控制方法中的步骤。

8.一种储水型热水器，包括储水箱，其特征在于：还包括温度检测组件、处理器、存储器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述温度检测组件连接至所述的处理器，所述的温度检测组件包括用于获取室外环境温度的室外环境温度传感器和用于获取储水箱周侧所处的环境温度的储水箱环境温度传感器，所述的处理器为权利要求7所述的处理器。

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