CN112066565A - 热水器及其控制方法、控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水设备技术领域，具体涉及一种热水器及其控制方法、控制器。热水器控制方法，所述热水器包含壳体、设于壳体内的水箱、设于水箱内的加热系统以及装设于水箱外的控制面板，所述水箱内部位于高中低水位分别装设有上部温度传感器、中部温度传感器和下部温度传感器，水箱出水口连接有出水管，所述出水管内部装设有出水温度传感器，靠近所述出水口位置还装设有出水阀。本发明的控制方法适用于热水防烫控制及热水量精确显示控制。

Description

热水器及其控制方法、控制器

技术领域

本发明涉及热水设备技术领域，具体涉及一种热水器及其控制方法、控制器。

背景技术

热水器行业正在经历从普及型消费向舒适型消费转变的过程，本发明人发现目前市面上的热水器还存有如下一些不足：1）现有的热水器往往不设热水防烫控制功能，用户进行取水过程中，喷溅而出的高温水流易烫伤用户手部肌肤，尤其当老人或者儿童独自在家时，缺乏必要的安全意识，烫伤风险增加。相关技术中，针对该问题，部分家庭会配置防烫开关安装至出水管上或者是集成在水龙头上，无形中增加了用户使用热水器的成本，且该装置为消耗品，后期维护成本增加；2）现有带有热水器热水量显示功能的热水器，往往采用水箱内置的单一温度传感器进行热水量的显示，出于经济性的考虑，水箱内部加热系统难以覆盖至水箱高度方向，且存有进出水管的扰流作用，水箱内部水温较为不均，导致温度传感器采集结果并不准确，用户在使用过程中，难以得知水箱内实际存储的水温及水量，使用较为不便，体验感不佳；3）同理的，所述水箱内部加热系统采集温度也存有不准确的缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种热水器控制方法，具备热水防烫控制及热水量精确显示控制。

本发明的目的之二在于提供一种控制器，用于执行上述的控制方法。

本发明的目的之三在于提供一种热水器，包含上述的控制器。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

热水器控制方法，所述热水器包含壳体、设于壳体内的水箱、设于水箱内的加热系统以及装设于水箱外的控制面板，所述水箱内部位于高中低水位分别装设有上部温度传感器、中部温度传感器和下部温度传感器，水箱出水口连接有出水管，所述出水管内部装设有出水温度传感器，靠近所述出水口位置还装设有出水阀，所述控制方法包括如下步骤：

采集出水温度传感器测定温度T_出水温度；

对比所述出水温度传感器测定温度T_出水温度与所述控制面板上预设的安全温度T_s，若满足条件T_出水温度＜T_s，则控制出水阀开启，加热系统运行；若满足条件T_出水温度=T_s，则控制出水阀开启，加热系统停止运行；若满足条件T_出水温度＞T_s，则控制出水阀关闭，加热系统停止运行；

上述步骤执行过程中同步执行如下步骤：

采集上部温度传感器测定温度T_上部温度、中部温度传感器测定温度T_中部温度、下部温度传感器测定温度T_下部温度；

计算水箱内部实际水温T_实，其中，计算公式为：T_实=（T_中部温度+1.5* T_上部温度+0.5*T_下部温度）/3；

根据实际水温T_实与所述控制面板上预设目标水温T_目的比较关系确定热水量显示状态。

进一步地，所述加热系统包含热泵加热系统与电加热系统，当T_实≤T_目或者T_出水温度＜T_s时，所述热泵加热系统运行，并统计热泵加热系统连续运转时间t；当热泵加热系统连续运转时间超出6h时，控制电加热系统开启。

进一步地，所述加热系统包含热泵加热系统与电加热系统，当T_实≤T_目或者T_出水温度＜T_s时，所述热泵加热系统运行，并获取装设于热水器壳体上的环境温度传感器测定温度T_环境温度；当环境温度传感器测定温度T_环境温度＜8℃时，控制电加热系统开启。

进一步地，所述的根据实际水温T_实与所述控制面板上预设目标水温T_目的比较关系确定热水量显示状态的具体步骤如下：

将所述实际水温T_实与N个预设温度T_目-T1、T_目-T₂、…、 T_目-T_N进行比较且依据比较结果确定热水量，其中N为显示的段数且大于等于2，T₁、T₂、…、T_N均为小于T_目的正整数且T_i＜T_i+1；

若T_实＜T_目-T_N，则显示热水量为0段；若T_实≥T_目-T1，则显示热水量为N段；若T_目-T_i+1≤T_实＜T_目-T_i，则显示热水量为N-i段。

进一步地，设定N=5, T_目=45℃，T₁、T₂、…、T₅依次为等差递增的5℃、10℃、…、25℃。

进一步地，所述控制面板具有触摸按键与显示屏，所述触摸按键至少包含安全模式键、温度键及童锁键，所述温度键用于设定目标水温T_目及安全温度T_s，所述显示屏用于显示热水量。

进一步地，所述触摸按键还具有速热键，所述速热键用于手动开启加热系统中的电加热系统。

进一步地，所述的所述显示屏用于显示热水量的方式为百分比数值显示或者LED光带条显示。

控制器，用于执行上述的控制方法。

热水器，包含上述的控制器。

本发明采用上述技术方案，至少具有如下的有益效果：1）通过水箱出水管内部装设的出水温度传感器，靠近水箱出水口位置装设的出水阀进行控制过程：对比所述出水温度传感器测定温度T_出水温度与所述控制面板上预设的安全温度T_s控制出水阀启闭状态及加热系统运行状态，实现热水防烫控制，使用中，独留老人或者儿童在家时，通过控制面板切换至安全模式，可以确保安全用水；而且需要进行冲澡时，提前切换至安全模式，使用过程舒适省心，避免错开热水开关导致烫伤的事故发生；2）通过水箱内部位于高中低水位分别装设的上部温度传感器、中部温度传感器和下部温度传感器测定温度进行所述公式的运算：T_实=（T_中部温度+1.5* T_上部温度+0.5*T_下部温度）/3可以得到基本准确反映水箱内部实际温度的数据，从而根据实际水温T_实与所述控制面板上预设目标水温T_目的比较关系确定热水量显示状态。所述控制过程解决了水箱内部采集温度不准确带来的加热系统能源浪费或者出水温度不满足用户需求的问题，以及热水量显示不准确，导致用户使用过程中，难以得知水箱内部实际存储的水温和水量，无法提前规划用水方式，不便于用户的舒适性体验追求。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本发明实施例所述的热水器结构示意图；

图2为本发明实施例所述的热水器控制电路图；

图3为本发明实施例所述的热水器热水防烫控制流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”“横向”“纵向”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申请和简化描述，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

需要说明的是，本文中的术语“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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图2，本申请发明的所述热水器包含壳体50、设于壳体50内的水箱51、设于水箱51内的加热系统31以及装设于水箱51外的控制面板，所述水箱51内部位于高中低水位分别装设有上部温度传感器21、中部温度传感器22和下部温度传感器23，所述热水器壳体50外部还装饰有环境温度传感器25，所述水箱51底部设有进水口53和出水口，所述出水口连接有出水管52，所述出水管52内部装设有出水温度传感器24，靠近所述出水口位置还装设有出水阀32。具体的，所述加热系统包含热泵加热系统与电加热系统，所述控制面板具有触摸按键41与显示屏42，所述触摸按键41至少包含安全模式键、温度键、童锁键及速热键，所述温度键用于设定目标水温T_目及安全温度T_s，所述显示屏42用于显示热水量，所述速热键用于手动开启加热系统31中的电加热系统。

显然的，所述装设方式可以是螺接、卡接、插接等多种拆卸式连接方式。

在一个实施例中，提供一种热水器控制方法，适用于热水防烫控制及热水量精确显示控制。所述热水防烫控制步骤为：

采集出水温度传感器24测定温度T_出水温度、上部温度传感器21测定温度T_上部温度、中部温度传感22 测定温度T_中部温度、下部温度传感器 23测定温度T_下部温度；

计算水箱内部实际水温T_实，其中，计算公式为：T_实=（T_中部温度+1.5* T_上部温度+0.5*T_下部温度）/3；通过分别设置的上中下温度传感器测定温度计算得出的加权平均值有效的消除了水箱51内部不同水位间的温度误差，避免了水箱51内部采集温度不准确带来的加热系统31能源浪费或者出水温度不满足用户需求的问题；

当所述热水器切换至安全模式时，对比所述出水温度传感器24测定温度T_出水温度与所述控制面板上预设的安全温度T_s；

若满足条件T_出水温度＜T_s，则控制出水阀32开启，热泵加热系统31运行；若满足条件T_出水温度=T_s，则控制出水阀32开启，热泵加热系统31停止运行；若满足条件T_出水温度＞T_s，则控制出水阀32关闭，热泵加热系统31停止运行；

当所述热水器切换至正常模式运转时，对比水箱内部实际水温T_实与所述控制面板上预设的目标水温T_目；

若满足条件T_实≤T_目，则控制出水阀32开启，热泵加热系统31运行，同时统计热泵加热系统连续运转时间t以及获取装设于热水器壳体50上的环境温度传感器25测定温度T_环境温度；

若满足条件热泵加热系统31连续运转时间超出6h；和/或，环境温度传感器25测定温度T_环境温度＜8℃，则控制电加热系统开启；优选的，用户使用过程中，为追求快速升温的便利性可以通过触碰速热键开启电加热系统进行辅助制热。

请参阅图3，所述热水防烫控制控制过程为：需要加热的冷水通过进水口，进入到水箱51，加热系统31会对冷水加热，热水会流经出水温度传感器24，如果热水温度大于通过控制面板设置的安全温度，控制器10就会关闭出水阀32和加热系统31，热水器不出水；如果热水温度等于通过控制面板设置的安全温度，控制器10就会打开出水阀32，关闭加热系统2，热水器可以出热水；如果热水温度小于通过控制面板设置的安全温度，控制器10就会打开出水阀32和加热系统31，热水器可以出热水。

所述热水量精确显示控制步骤同步上述热水防烫控制步骤进行，具体步骤如下：

采集上部温度传感器21 测定温度T_上部温度、中部温度传感器 22 测定温度T_中部温度、下部温度传感器 23测定温度T_下部温度；

计算水箱内部实际水温T_实，其中，计算公式为：T_实=（T_中部温度+1.5* T_上部温度+0.5*T_下部温度）/3；

将所述实际水温T_实与N个预设温度T_目-T1、T_目-T₂、…、 T_目-T_N进行比较且依据比较结果确定热水量，其中N为显示的段数且大于等于2，T₁、T₂、…、T_N均为小于T_目的正整数且T_i＜T_i+1；

若T_实＜T_目-T_N，则显示热水量为0段；

若T_实≥T_目-T1，则显示热水量为N段；

若T_目-T_i+1≤T_实＜T_目-T_i，则显示热水量为N-i段。

具体的，所述显示屏42用于显示热水量的方式为百分比数值显示或者LED光带条显示。

下面举例详细说明热水量显示判断步骤：

设定N=5，T_目=45℃，T₁、T₂、…、T₅依次为等差递增的5℃、10℃、…、25℃。

若T_实＜20，则显示热水量为0段；

若20≤T_实＜25，则显示热水量为1段；

若25≤T_实＜30，则显示热水量为2段；

若30≤T_实＜35，则显示热水量为3段；

若35≤T_实＜40，则显示热水量为4段。

在一个实施例中，还提供了一种控制器，用于执行上述的控制方法。

在另一实施例中，还提供了一种热水器控制装置，包括控制器10，及均与控制器10相连的温度检测模块、执行模块以及显示模块40；所述温度检测模块用于采集水箱51内部实际水温与水箱出水管52内部水温并生成采集信号，且将所述采集信号输出至控制器10；所述控制器10根据所述采集信号输出执行控制信号和显示控制信号；所述执行模块用于接收控制器10传输来的执行控制信号，并根据所述执行控制信号控制水箱51内部加热系统31的运行状态以及靠近水箱出水口52装设的出水阀32的启停状态；所述显示模块40用于接收控制器10传输来的显示控制信号进行热水量的分段显示。

其中，所述温度检测模块包含用于检测出水温度的出水温度传感器24，以及用于检测水箱51内部实际水温的位于高中低水位上分别装设的上部温度传感器21、中部温度传感器22和下部温度传感器23；所述执行模块包含用于制热水的加热系统31以及用于出水控制的出水阀32；所述显示模块40具有触摸按键41与显示屏42，所述触摸按键41至少包含安全模式键、温度键、童锁键以及速热键，所述温度键用于设定目标水温T_目及安全温度T_s，所述显示屏42用于显示热水量，所述速热键用于开启加热系统31中电加热系统。优选的，所述水箱51内部装设有阳极棒54，所述阳极棒54固定至水箱底面中部，进一步地，所述阳极棒为电子镁棒，所述电子镁棒通电与水箱内壁形成电子回路，给水箱内壁和加热系统补充大量的电子，以起到消除水垢，保护水箱内壁和加热系统的作用。电子镁棒与普通镁棒相比，其优点在于不会被腐蚀，可以用到热水器报废，而普通镁棒寿命只有1到2年。

需要说明的是，所述控制器以及所述控制装置采用了上述所有的技术方案，因此，至少具有上述实施例具有的多的湖有益效果，在此，不再一一赘述。

以上所述实施例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，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.热水器控制方法，其特征在于，所述热水器包含壳体（50）、设于壳体（50）内的水箱（51）、设于水箱（51）内的加热系统（31）以及装设于水箱（51）外的控制面板，所述水箱（51）内部位于高中低水位分别装设有上部温度传感器（21）、中部温度传感器（22）和下部温度传感器（23），水箱出水口连接有出水管(52)，所述出水管(52)内部装设有出水温度传感器(24)，靠近所述出水口位置还装设有出水阀(32)，所述控制方法包括如下步骤：

采集出水温度传感器 (24)测定温度T_出水温度；

对比所述出水温度传感器 (24)测定温度T_出水温度与所述控制面板上预设的安全温度T_s，若满足条件T_出水温度＜T_s，则控制出水阀(32)开启，加热系统(31)运行；若满足条件T_出水温度=T_s，则控制出水阀(32)开启，加热系统(31)停止运行；若满足条件T_出水温度＞T_s，则控制出水阀(32)关闭，加热系统(31)停止运行；

上述步骤执行过程中同步执行如下步骤：

采集上部温度传感器(21) 测定温度T_上部温度、中部温度传感器 (22) 测定温度T_中部温度、下部温度传感器 (23)测定温度T_下部温度；

计算水箱内部实际水温T_实，其中，计算公式为：T_实=（T_中部温度+1.5* T_上部温度+0.5*T_下部温度）/3；

根据实际水温T_实与所述控制面板上预设目标水温T_目的比较关系确定热水量显示状态。

2.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述加热系统（31）包含热泵加热系统与电加热系统，当T_实≤T_目或者T_出水温度＜T_s时，所述热泵加热系统运行，并统计热泵加热系统连续运转时间t；

当热泵加热系统连续运转时间超出6h时，控制电加热系统开启。

3.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述加热系统（31）包含热泵加热系统与电加热系统，当T_实≤T_目或者T_出水温度＜T_s时，所述热泵加热系统运行，并获取装设于热水器壳体（50）上的环境温度传感器（25）测定温度T_环境温度；

当环境温度传感器（25）测定温度T_环境温度＜8℃时，控制电加热系统开启。

4.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述的根据实际水温T_实与所述控制面板上预设目标水温T_目的比较关系确定热水量显示状态的具体步骤如下：

将所述实际水温T_实与N个预设温度T_目-T1、T_目-T₂、…、 T_目-T_N进行比较且依据比较结果确定热水量，其中N为显示的段数且大于等于2，T₁、T₂、…、T_N均为小于T_目的正整数且T_i＜T_i+1；

若T_实＜T_目-T_N，则显示热水量为0段；

若T_实≥T_目-T1，则显示热水量为N段；

若T_目-T_i+1≤T_实＜T_目-T_i，则显示热水量为N-i段。

5.根据权利要求4所述的热水器控制方法，其特征在于，设定N=5, T_目=45℃，T₁、T₂、…、T₅依次为等差递增的5℃、10℃、…、25℃。

6.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述控制面板具有触摸按键（41）与显示屏（42），所述触摸按键（41）至少包含安全模式键、温度键及童锁键，所述温度键用于设定目标水温T_目及安全温度T_s，所述显示屏（42）用于显示热水量。

7.根据权利要求6所述的热水器控制方法，其特征在于，所述触摸按键（41）还具有速热键，所述速热键用于手动开启加热系统（31）中的电加热系统。

8.根据权利要求6所述的热水器控制方法，其特征在于，所述的所述显示屏（42）用于显示热水量的方式为百分比数值显示或者LED光带条显示。

9.控制器，用于执行如权利要求1-8任一所述的控制方法。

10.热水器，其特征在于，包含如权利要求9所述的控制器。

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