CN112050475A - 热水器的水温控制方法、装置、设备及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水器领域，其实施方式公开了一种热水器的水温控制方法，所述方法包括：获取进水流量；确定所述进水流量满足水温控制条件，开启水温控制模式；所述水温控制模式包括：基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；确定所述水温控制模式的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模式。同时还提供了对应的热水器的水温控制装置和热水器的水温控制设备，以及包含其的热水器。本发明的实施方式使用软件的方式，解决了水流单次波动对出水温度的影响，并解决了水流单次波动使控制更复杂的问题，还解决了水流单次波动会造成功率反复切换的问题。

Description

热水器的水温控制方法、装置、设备及燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器领域，具体地涉及一种热水器的水温控制方法、一种热水器的水温控制装置、一种热水器的水温控制设备、一种燃气热水器以及对应的计算机存储介质。

背景技术

燃气热水器具有出热水快，体积小，安装方便等优点。但是燃气热水器受水流的影响很大，水流的波动造成了控制的复杂，水流的波动造成了出水温度的波动，这些问题都是需要进行解决的。

为了解决水流的波动，特别是单次波动对燃气热水器的影响，现有技术中存在多种方法，一个是进行比较好的滤波，使波动比较平滑去掉干扰；一个是针对单次波动进行特殊处理。以上处理方式均存在处理局限性的问题。

发明内容

为克服或至少部分克服上述技术问题，本发明提供了一种热水器的水温控制方法、装置、设备及热水器，降低了水流单次波动对出水温度的影响，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种热水器的水温控制方法，所述方法包括：获取进水流量；确定所述进水流量满足水温控制条件，开启水温控制模式；所述水温控制模式包括：基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；确定所述水温控制模式的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模式。

优选的，所述确定所述进水流量满足水温控制条件，包括：确定所述进水流量的变化量大于预设数值或者所述进水流量的变化斜率大于预设变化斜率。

优选的，所述对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：通过改变输入所述比例阀的PWM信号的占空比控制所述比例阀的开度。

优选的，所述基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：基于当前时刻的进水流量F1、前一时刻的进水流量F0以及所述前一时刻的进水流量F0对应的比例阀开度PWM0，确定当前进水流量F1对应的比例阀开度PWM：PWM＝F1/F0*PWM0。

优选的，所述预设时长为所述热水器在水流的单次波动中，进水流量从触发所述比例阀开启的最小值增大到进水流量最大值再到所述最小值所需的时间长度。

在本发明的第二方面，还提供了一种热水器的水温控制装置，所述控制装置包括：获取模块，用于获取进水流量；开启模块，用于确定所述进水流量满足水温控制条件，启动水温控制模块；所述水温控制模块，用于基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；以及关闭模块，用于确定所述水温控制模块的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模块。

在本发明的第三方面，还提供了一种热水器的水温控制设备，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的热水器的水温控制方法。

在本发明的第四方面，还提供了一种燃气热水器，所述燃气热水器包括前述的热水器的水温控制装置，或者前述的热水器的水温控制设备。

优选的，所述燃气热水器还包括：水流量传感器，用于将进入所述热水器的进水流量耦合为电信号；比例阀，用于执行开度控制信号，以及出水温度传感器，用于检测所述热水器的出水温度。

在本发明的第五方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的热水器的水温控制方法。

通过上述技术方案，能够波动开始后根据水流量信息对比例阀的开度进行控制，并具有以下优点：

1)该技术方案使用软件的方式，解决了水流单次波动对出水温度的影响；

2)该技术方案解决了水流单次波动使控制更复杂的问题；

3)该技术方案解决了水流单次波动会造成功率反复切换的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的热水器的温度控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的热水器的温度控制方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的热水器的水温控制装置的结构图；

图4是根据本发明实施例的热水器的水温控制设备的结构图；

图5是根据本发明实施例的燃气热水器的装置结构图。

附图标记说明

301-获取模块；302-开启模块；303-水温控制模块；304-关闭模块；

30-温度控制装置；40-控制设备；400-处理器；401-存储器；

402-计算机程序；500-电控板；501-水流量传感器；502-比例阀；

503-出水温度传感器；504-进水温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明实施例的热水器的水温控制方法的流程图，该方法可用于热水器内部的各种控制模块中或各种外接的对热水器进行控制的设备中，如图1所示，该方法可包括如下步骤：

步骤S11，获取进水流量；此处获取的水流量数据可以来自水流量传感器，其装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号，该脉冲信号与水流量的大小相关。通过获取水流量传感器输出的电信号，以获取到进入所述热水器的水流量数据。

步骤S12，确定所述进水流量满足水温控制条件，开启水温控制模式；在通常情况下，获取到的水流量数据都是有波动的，当波动小的时候，燃气热水器的出水温度在我们预期之内，此时是不做处理的。当水流波动较大时，如果不及时进行处理，那么出水温度超出了我们的预期，甚至会排出温度过高的水并烫伤用户，存在安全隐患。因此在判断波动超出设定的控制开启条件时，必须采取措施让出水温度在我们的预期内。

步骤S13，所述水温控制模式包括：基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；比例阀是燃气具的核心控制部件，通过比例阀的压力调节和稳压功能，能够在进口压力波动的情况下稳定输出压力，从而能够保证水温恒定。本实施方式中，基于波动的水流量数据，实时确定比例阀的开度控制信号，从而通过调整比例阀的开度实现保持水温恒定的效果。

步骤S14，确定所述水温控制模式的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模式；本实施方式中不再是水流量数据恢复至不满足前述的开启条件时结束该控制模式，而是采用了计时结束的方式，以此避免在水流量波动较大时造成的控制模式开闭频繁，而造成的热水器调控负担，以及由此带来的调控波动较大的问题。后文将公开一种确定该预设时长的实施方式。

如此，通过确定水流量数据存在较大波动时开启对比例阀开度的控制调节，以解决水流单次波动对出水温度的影响，同时本实施方式还较为简单，避免了之前的控制复杂的问题，同时还避免了水流单次波动会造成功率反复切换。

在一实施例中，所述确定所述进水流量满足水温控制条件，包括：确定所述进水流量的变化量大于预设数值或者所述进水流量的变化斜率大于预设变化斜率。本发明的实施方式主要应用于水流波动的热水器工况下，因此首先需要判断水流波动足以触发控制开启。本实施方式提供了波动绝对值和波动相对值的两种判断方法。波动绝对值判断包括当水流量变化超过数值公差F，即超过了允许变动的最大范围F时，则确定水流量的波动较大，满足控制开启条件；波动相对值判断则是变化斜率超过变化斜率公差F’，即变化率超过设定变化斜率阈值，也可判定满足控制开启条件。当以上条件满足一者时，则满足控制开启条件。以上控制条件的设定，包括了水流波动的常见情况。其中，前述的水流量变化的数值公差F和变化斜率公差F’，均为事先根据整机进行测试后确定，并不需要每台进行调整。

在一实施例中，所述对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：通过改变输入所述比例阀的PWM信号的占空比控制所述比例阀的开度。常用的热水器的比例阀均为PWM调节，调节PWM信号的何种信号特征是根据比例阀的工作参数进行确定的。具体的，本实施方式是通过PWM信号的占空比，采用占空比调节为比例阀的常见方式。此外还存在调节幅度或频率的情况，应当根据实际场景中的比例阀的类型进行适应性的设置。

在一实施例中，所述基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：基于当前时刻的进水流量F1、前一时刻的进水流量F0以及所述前一时刻的进水流量F0对应的比例阀开度PWM0，确定当前进水流量F1对应的比例阀开度PWM。由于开度控制信号为热水器中的一个重要控制信号，该控制信号根据热水器中的采集的工况参量和预设逻辑程序进行计算得出。本实施方式仅是在计算得出的控制信号上进行一定的修正，该修正为按水流波动的大小进行对应的比例调整，因此具有计算简便的优点。

在一实施例中，所述确定所述水流量数据对应的开度控制信号，包括：开度控制信号＝水流量数据/前一时刻水流量数据*前一时刻开度控制信号。其数学表达式为：PWM＝F1/F0*PWM0；其中，F1为变化后的水流量，F0为变化前水流量，PWM0为变化前对应的比例阀开度，PWM为变化后的对应的比例阀开度。通过以上公式，能够根据获取的水流量数据准确计算出当前对应的比例阀开度所对应的开度控制信号。

在一实施例中，所述预设时长为所述热水器在水流的单次波动中，进水流量从触发所述比例阀开启的最小值增大到进水流量最大值再到所述最小值所需的时间长度。一次单次波动包括水流增大和减小的过程，有可能是先增大后减小或者先减小后增大。无论是以上哪种情况，均存在波动持续时长，为了处理好一个完整的单次波动，其处理持续时间需要不小于单次波动的最大持续时间。对单次波动的最大持续时间应当包括极小值到极大值再恢复至极小值的持续时长，或者为极大值到极小值再恢复至极大值的持续时长。本实施方式采用前者，具有更贴近热水器实际工作场景的优点，其确定方式需要根据整机进行测试后确定，优选的，还可以取同一型号的测试样本的统计平均值。

图2是根据本发明实施例的热水器的水温控制方法的流程图；在本实施例中，如图2所示，一个完整的实施方式包括以下步骤：

首先，确定水流量变化的数值公差F，确定水流量变化的变化斜率公差F’，确定单次波动处理的最大时间T。

其次，当前的水流量变化超过F或变化斜率超过变化斜率公差F’时，PWM更改为F1/F0*PWM0，从而改变了加热功率，保证出水温度的恒定。

最后，当时间小于T时，继续检测水流量的变化。当时间达到T时，退出单次波动处理，进行正常的工作流程。

上述实施例旨在对本发明中技术方案进行限制性说明，不用于限制本发明的保护范围。

图3是根据本发明实施例的热水器的水温控制装置的结构图，如图3所示，控制装置30可包括如下模块：

获取模块301，用于获取进水流量；开启模块302，用于确定所述进水流量满足水温控制条件，启动水温控制模块303；所述水温控制模块303，用于基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；以及关闭模块304，用于确定所述水温控制模块的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模块。

关于热水器的水温控制装置的具体限定可以参见上文中对于热水器的水温控制方法的限定，在此不再赘述。上述装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本实施例中技术方案解决了热水器在水流波动的情况下的水温波动问题，通过预设开闭条件又避免了调控频繁开闭的问题，能够实现水温的恒定，提升用户体验。

在一实施例中，开启模块302中的所述确定所述进水流量满足水温控制条件，包括：确定所述进水流量的变化量大于预设数值或者所述进水流量的变化斜率大于预设变化斜率。

在一实施例中，水温控制模块303中的对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：通过改变输入所述比例阀的PWM信号的占空比控制所述比例阀的开度。

在一实施例中，水温控制模块303中的所述基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：

基于当前时刻的进水流量F1、前一时刻的进水流量F0以及所述前一时刻的进水流量F0对应的比例阀开度PWM0，确定当前进水流量F1对应的比例阀开度PWM。

在一实施例中，水温控制模块303中的所述确定所述水流量数据对应的开度控制信号，包括：开度控制信号＝水流量数据/前一时刻水流量数据*前一时刻开度控制信号：PWM＝F1/F0*PWM0。

在一实施例中，关闭模块304中的预设时长为所述热水器在水流的单次波动中，进水流量从触发所述比例阀开启的最小值增大到进水流量最大值再到所述最小值所需的时间长度。

在以上实施例中，采用较为简单的控制策略对比例阀开度进行控制，避免了水温波动和调控的频繁启停。上述装置与前述方法相对应，具体实施方式可参见方法中详细描述，在此不再赘述。

图4是根据本发明实施例的热水器的水温控制设备的结构图，如图4所示，该控制设备40可包括如下模块：

至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的热水器的水温控制方法。

所述处理器400可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器401可以是控制设备40的内部存储单元，例如终端设备40的硬盘或内存。所述存储器401也可以是终端设备40的外部存储设备，例如所述控制设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器401还可以既包括控制设备40的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器401用于存储所述计算机程序402以及控制设备40所需的其他程序和数据。所述存储器401还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

图5是根据本发明实施例的燃气热水器的装置结构图，如图5所示，该燃气热水器的电控系统包括前述的热水器的水温控制装置30，或者热水器的水温控制设备40，并安装于该燃气热水器的电控板上。采用了前述控制装置或控制设备的燃气热水器，能够避免水流单次波动而带来的水温波动问题，且降低了热水器处理负担，具有波动平滑的功能。其中控制装置或控制设备的硬件设备可以是现有的热水器的电控系统中的处理器，本实施方式中的波动处理的方法步骤为依赖于该处理器的一段软件代码，成为该处理器功能的一个子功能。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括：与燃气热水器的电控板500相通信联系的水流量传感器501，用于将进入所述热水器的水流量数据耦合为电信号；比例阀502，用于执行开度控制信号，以及出水温度传感器503，用于检测所述热水器的出水温度。以上部件为现有热水器中的部件，无需因为本实施方式提供的控制方法而另行增加，但是要实现本实施方式中的方法，则需依赖于水流量传感器501和比例阀502，而出水温度传感器503可以作为控制出水温度的辅助部件。

进一步地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明所述的热水器的水温控制方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种热水器的水温控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取进水流量；

确定所述进水流量满足水温控制条件，开启水温控制模式；

所述水温控制模式包括：基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；

确定所述水温控制模式的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述进水流量满足水温控制条件，包括：

确定所述进水流量的变化量大于预设数值或者所述进水流量的变化斜率大于预设变化斜率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：通过改变输入所述比例阀的PWM信号的占空比控制所述比例阀的开度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制，包括：

基于当前时刻的进水流量F1、前一时刻的进水流量F0以及所述前一时刻的进水流量F0对应的比例阀开度PWM0，确定当前进水流量F1对应的比例阀开度PWM：

PWM＝F1/F0*PWM0。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时长为所述热水器在水流的单次波动中，进水流量从触发所述比例阀开启的最小值增大到进水流量最大值再到所述最小值所需的时间长度。

6.一种热水器的水温控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

获取模块，用于获取进水流量；

开启模块，用于确定所述进水流量满足水温控制条件，启动水温控制模块；

所述水温控制模块，用于基于所述进水流量对所述热水器的比例阀进行开度控制；以及

关闭模块，用于确定所述水温控制模块的开启时长达到预设时长，关闭所述水温控制模块。

7.一种热水器的水温控制设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现权利要求1至5中任一项权利要求所述的热水器的水温控制方法。

8.一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器包括权利要求6所述的热水器的水温控制装置，或者权利要求7所述的热水器的水温控制设备。

9.根据权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括：

流量传感器，用于将所述热水器的进水流量耦合为电信号；

比例阀，用于执行开度控制信号；以及

出水温度传感器，用于检测所述热水器的出水温度。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项权利要求所述的热水器的水温控制方法。

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