CN112146265A - 一种多级精准控温热水器及控制方法 - Google Patents

一种多级精准控温热水器及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多级精准控温热水器及控制方法，包括与控制器连接的换热器、换热器中埋设有可通媒介的弯曲管道、连通于弯曲管道两端的出水管和进水管；所述弯曲管道的每个拐弯节段和出水管之间还连通有分支控制管道；通过控制不同层级的分支控制管道开合，从而控制媒介在弯曲管道中的加热行程，进而控制从出水管中流出的媒介温度。通过控制各个电磁阀的开合，多级调节，从而可以控制水的流动行程，进而控制水的加热时间，最终达成精准调节温度的效果。

Description

一种多级精准控温热水器及控制方法
技术领域
本发明属于电器技术领域，尤其涉及一种多级精准控温热水器及控制方法。
背景技术
市面上热水器未能适用于所有环境，在某些低水压地区或者生活用水温度较高的用户(使用储水塔)，经常出现出水温度过高的问题，主要是因为热水器内置换热器的换热性能无法调节(大马拉小车)，导致换热器无法根据实际水量或者实际进水温度进行加热，严重影响用户体验。如今解决出水温度高的方案有，控制燃烧气体量，从而控制出水水温，但是一旦进水水温过高，此方法无法精准控温，从而不能满足所有用户，并且要实现燃烧气体量可控，零件的成本要大大增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级精准控温热水器及控制方法，以解决背景技术的问题。
为实现上述目的，本发明的一种多级精准控温热水器及控制方法的具体技术方案如下：
一种多级精准控温热水器，包括与控制器连接的换热器、换热器中埋设有可通媒介的弯曲管道、连通于弯曲管道两端的出水管和进水管；所述弯曲管道的每个拐弯节段和出水管之间还连通有分支控制管道；通过控制不同层级的分支控制管道开合，从而控制媒介在弯曲管道中的加热行程，进而控制从出水管中流出的媒介温度。
进一步的，所述分支控制管道至少设有两个以上。
进一步的，所述出水管和进水管之间还连通有第一电磁阀，且第一电磁阀和出水管、进水管连接段不经过换热器，第一电磁阀电性连接于控制器。
进一步的，所述分支控制管道包括：设有第二电磁阀的第二分支横管、设有第三电磁阀的第三分支横管、设有第四电磁阀的第四分支横管，且第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀均与控制器电性连接。
进一步的，所述进水管上设有第一感温包，出水管上设有第二感温包，且第一感温包和第二感温包均与控制器电性连接。
进一步的，所述进水管上设有流量计，且流量计与控制器电性连接。
一种多级精准控温热水器的控制方法，包括：
注媒介步骤：媒介从进水管注入后，经过换热器中埋设的弯曲管道和分支控制管道，再从出水管中流出；
控制步骤：在媒介流通过程中，控制器同步控制换热器和分支控制管道的开关，控制不同层级的分支控制管道开合，延长或缩短的媒介加热行程，改变流出媒介温度。
进一步的，在出水管和进水管之间连通设有第一电磁阀的第一分支横管，控制器电性控制第一电磁阀，进而控制媒介是否经过换热器中的弯曲管道；
当用户开启热水器，设定媒介温度X后，开始从进水管中进入媒介，进水管处设有的第一感温包检测媒介温度；
如果媒介温度≥设定媒介温度X，仅开启第一电磁阀直接出媒介，将使得媒介流不经过换热器中的弯曲管道，而从进水管、第一分支横管和出水管流出；
如果媒介温度＜设定媒介温度X，则关闭第一电磁阀，将使得媒介流经换热器中的弯曲管道，媒介从进水管、弯曲管道、分支控制管道和出水管流出。
进一步的，分支控制管道包括：第二分支横管、第三分支横管、第四分支横管；
第一感温包检测进水管中媒介温度，第二感温包检测出水管中媒介温度，再通过进水管的流量计配合检测流量；
如果媒介温度低于设定媒介温度X，则关闭第一电磁阀，且检验进媒介流量：
通过媒介流量第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀多级控制媒介经过弯曲管道的行程长短，进而控制加热持续时间，再通过第二感温包进行测温。
进一步的，用户对媒介的设定值X≥Y≥Z，当媒介流量低于设定值Q，则开启第二电磁阀，关闭第三电磁阀、关闭第四电磁阀,使得媒介的行程缩短，出水管的第二感温包检测媒介温度；
如果媒介温度低于设定值Y，则开启第三电磁阀，关闭第二电磁阀，关闭第四电磁阀，加长媒介的行程，增加加热时间，提高媒介温度，再检测出水管媒介温度，如果媒介温度还是低于设定值Z，则开启第四电磁阀，关闭第二电磁阀，第三电磁阀，继续加长媒介流通行程，增加加热时间，提高媒介温度，然后实时检测进媒介的温度。
相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
通过控制各个电磁阀的开合，多级调节，从而可以控制水的流动行程，进而控制水的加热时间，最终达成精准调节温度的效果。适用范围更加广泛，使得用户使用过程中更加舒适，并且,可以使得热水器在各种环境下都可输出适宜用户使用的热水，并且降低成本。
附图说明
图1为本发明中的结构示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为图1中的弯曲管道结构图；
图4为图1中平面分解图；
图5为本发明中控制流程图。
图中标号说明：换热器1、出水管2、进水管3、换热水管4、流量计5、第一感温包6、第二感温包7、第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三电磁阀10、第四电磁阀11、弯曲管道12；第一分支横管80、第二分支横管90、第三分支横管100、第四分支横管110。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1-5，对本发明的理解。
如图1-4，设计一种多级精准控温热水器，媒介以水为例，本设计的热水器的控温方法是通过控制各个电磁阀的开合，从而可以控制水的流动行程，进而控制水的加热时间，最终达成精准调节温度的效果。其主体部件包括与控制器连接的换热器1、换热器1中埋设有可通媒介的弯曲管道12、连通于弯曲管道12两端的出水管2和进水管3；弯曲管道12的每个拐弯节段和出水管2之间还连通有分支控制管道；通过控制不同层级的分支控制管道开合，从而控制媒介在弯曲管道12中的加热行程，进而控制从出水管2中流出的媒介温度。本实施例以媒介是水为例，但是不局限于水，本发明设备和方法可以配合现有的控制方法，例如控制燃气进气量，同步控制水温，也可以单独使用控制水温。
分支控制管道至少设有两个以上，本实施例以附图中的分支横管道个数为例，如图2所示，其中，分支控制管道包括：设有第二电磁阀9的第二分支横管90、设有第三电磁阀10的第三分支横管100、设有第四电磁阀11的第四分支横管110，且第二电磁阀9、第三电磁阀10、第四电磁阀11均与控制器电性连接。其中，出水管2和进水管3之间还连通有第一电磁阀8，且第一电磁阀8和出水管2、进水管3连接段不经过换热器1，第一电磁阀8电性连接于控制器，本设计中每个电磁阀设置在不同分级位置，从而使得液体经过弯曲管道12中的长短改变，从而可以控制出水被过程加热的温度。
进水管3上设有第一感温包6，出水管2上设有第二感温包7，且第一感温包6和第二感温包7均与控制器电性连接，第一感温包6和第二感温包7用于温度检测，将温度信号传递到控制器中，进行控制开合哪个电磁阀。进水管3上设有流量计5，且流量计5与控制器电性连接，通过流量计5进行流量判断，传递信号到控制器，控制器经过分析，对小流量的加热可以适当缩短加热行程，对大流量的媒介可通过控制电磁阀的开合，实现增加加热的行程，从而控制流出的水温。其中，换热水管4主要作用是装载生活用水；换热器1主要作用是提供加热环境，加热生活用水；每个分级的电磁阀主要作用是规定水的流向，改变水流过的管程；流量计5是检测进水管3的水流量；第一感温包6、第二感温包7是检测进水管3、出水管2的水温。
针对本发明设计的结构，提出一种多级精准控温热水器的控制方法，包括：
注水步骤：水从进水管3注入后，经过换热器1中埋设的弯曲管道12和分支控制管道，再从出水管2中流出；
控制步骤：用户对水温度的设定值X≥Y≥Z，在水流通过程中，控制器同步控制换热器1和分支控制管道的开关，控制不同层级的分支控制管道开合，延长或缩短的水加热行程，改变出水温度。
温度检测步骤：在出水管2和进水管3之间连通设有第一电磁阀8的第一分支横管80，控制器电性控制第一电磁阀8，进而控制水是否经过换热器1中的弯曲管道12；
当用户开启热水器，设定水温度X后，开始从进水管3中进入水，进水管3处设有的第一感温包6检测水温度；
如果水温度≥设定水温度X，仅开启第一电磁阀8直接出水，将使得水流不经过换热器1中的弯曲管道12，而从进水管3、第一分支横管80和出水管2流出；
如果水温度＜设定水温度X，则关闭第一电磁阀8，将使得水流经换热器1中的弯曲管道12，水从进水管3、弯曲管道12、分支控制管道和出水管2流出。
流量检测步骤：分支控制管道包括：第二分支横管90、第三分支横管100、第四分支横管110；
第一感温包6检测进水管3中水温度，第二感温包7检测出水管2中水温度，再通过进水管3的流量计5配合检测流量；
如果水温度低于设定水温度X，则关闭第一电磁阀8，且检验进水流量：
通过水流量第二电磁阀9、第三电磁阀10、第四电磁阀11多级控制水经过弯曲管道12的行程长短，进而控制加热持续时间，再通过第二感温包7进行测温。
当水流量低于设定值Q，则开启第二电磁阀9，关闭第三电磁阀10、关闭第四电磁阀11,使得水的行程缩短，出水管2的第二感温包7检测水温度；
如果水温度低于设定值Y，则开启第三电磁阀10，关闭第二电磁阀9，关闭第四电磁阀11，加长水的行程，增加加热时间，提高水温度，再检测出水管2水温度；
如果水温度还是低于设定值Z，则开启第四电磁阀11，关闭第二电磁阀9，第三电磁阀10，继续加长水流通行程，增加加热时间，提高水温度，然后实时检测进水的温度，通过流量控制步骤，解决了热水器在低水流量的情况下出水过热问题。
如图5中逻辑控制图所示，用户开启热水器输入设定水温度X后，开始进水，进水管3处第一感温包6检测水温，如果水温等于设定温度X，开启第一电磁阀8直接出水，换热器1不启动且水流不经过换热器1；如果水温低于设定温度，则关闭第一电磁阀8，且检验进水流量：如水流量较低，则开启第二电磁阀9，关闭第三电磁阀10、关闭第四电磁阀11,使得水的行程较短，加热时间小，出水管2水温不至于太高，适合低水流量地区使用；此时，出水管2的第二感温包7检测水温，如果水温过低则开启第三电磁阀10，关闭第二电磁阀9，关闭第四电磁阀11，加长水的行程，增加加热时间，提高水温，再检测出水管2水温，
如果水温还是较低则开启第四电磁阀11，关闭第二电磁阀9，第三电磁阀10，继续加长水的行程，增加加热时间，提高水温，然后实时检测进水水温，控制各个电磁的开启关闭，从而实现精准控温的效果；防止热水器在进水温度高的情况下出水过热问题和调节温度偏差过大问题。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种多级精准控温热水器，包括与控制器连接的换热器(1)、换热器(1)中埋设有可通媒介的弯曲管道(12)、连通于弯曲管道(12)两端的出水管(2)和进水管(3)；
其特征在于：所述弯曲管道(12)的每个拐弯节段和出水管(2)之间还连通有分支控制管道；通过控制不同层级的分支控制管道开合，从而控制媒介在弯曲管道(12)中的加热行程，进而控制从出水管(2)中流出的媒介温度。
2.根据权利要求1所述的多级精准控温热水器，其特征在于，所述分支控制管道至少设有两个以上。
3.根据权利要求1所述的多级精准控温热水器，其特征在于，所述出水管(2)和进水管(3)之间还连通有第一电磁阀(8)，且第一电磁阀(8)和出水管(2)、进水管(3)连接段不经过换热器(1)，第一电磁阀(8)电性连接于控制器。
4.根据权利要求3所述的多级精准控温热水器，其特征在于，所述分支控制管道包括：设有第二电磁阀(9)的第二分支横管(90)、设有第三电磁阀(10)的第三分支横管(100)、设有第四电磁阀(11)的第四分支横管(110)，且第二电磁阀(9)、第三电磁阀(10)、第四电磁阀(11)均与控制器电性连接。
5.根据权利要求4所述的多级精准控温热水器，其特征在于，所述进水管(3)上设有第一感温包(6)，出水管(2)上设有第二感温包(7)，且第一感温包(6)和第二感温包(7)均与控制器电性连接。
6.根据权利要求5所述的多级精准控温热水器，其特征在于，所述进水管(3)上设有流量计(5)，且流量计(5)与控制器电性连接。
7.一种多级精准控温热水器的控制方法，其特征在于，包括：
注媒介步骤：媒介从进水管(3)注入后，经过换热器(1)中埋设的弯曲管道(12)和分支控制管道，再从出水管(2)中流出；
控制步骤：在媒介流通过程中，控制器同步控制换热器(1)和分支控制管道的开关，控制不同层级的分支控制管道开合，延长或缩短的媒介加热行程，改变流出媒介温度。
8.根据权利要求7所述的多级精准控温热水器的控制方法，其特征在于，还包括温度检测步骤：在出水管(2)和进水管(3)之间连通设有第一电磁阀(8)的第一分支横管(80)，控制器电性控制第一电磁阀(8)，进而控制媒介是否经过换热器(1)中的弯曲管道(12)；
当用户开启热水器，设定媒介温度X后，开始从进水管(3)中进入媒介，进水管(3)处设有的第一感温包(6)检测媒介温度；
如果媒介温度≥设定媒介温度X，仅开启第一电磁阀(8)直接出媒介，将使得媒介流不经过换热器(1)中的弯曲管道(12)，而从进水管(3)、第一分支横管(80)和出水管(2)流出；
如果媒介温度＜设定媒介温度X，则关闭第一电磁阀(8)，将使得媒介流经换热器(1)中的弯曲管道(12)，媒介从进水管(3)、弯曲管道(12)、分支控制管道和出水管(2)流出。
9.根据权利要求8所述的多级精准控温热水器的控制方法，其特征在于，还包括流量检测步骤：分支控制管道包括：第二分支横管(90)、第三分支横管(100)、第四分支横管(110)；
第一感温包(6)检测进水管(3)中媒介温度，第二感温包(7)检测出水管(2)中媒介温度，再通过进水管(3)的流量计(5)配合检测流量；
如果媒介温度低于设定媒介温度X，则关闭第一电磁阀(8)，且检验进媒介流量：
通过媒介流量第二电磁阀(9)、第三电磁阀(10)、第四电磁阀(11)多级控制媒介经过弯曲管道(12)的行程长短，进而控制加热持续时间，再通过第二感温包(7)进行测温。
10.根据权利要求9所述的多级精准控温热水器的控制方法，其特征在于，用户对媒介的设定值X≥Y≥Z，当媒介流量低于设定值Q，则开启第二电磁阀(9)，关闭第三电磁阀(10)、关闭第四电磁阀(11),使得媒介的行程缩短，出水管(2)的第二感温包(7)检测媒介温度；
如果媒介温度低于设定值Y，则开启第三电磁阀(10)，关闭第二电磁阀(9)，关闭第四电磁阀(11)，加长媒介的行程，增加加热时间，提高媒介温度，再检测出水管(2)媒介温度；
如果媒介温度还是低于设定值Z，则开启第四电磁阀(11)，关闭第二电磁阀(9)，第三电磁阀(10)，继续加长媒介流通行程，增加加热时间，提高媒介温度，然后实时检测进媒介的温度。
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