CN113551422A - 混合能源热水器控制方法及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合能源热水器控制方法，包括以下步骤：检测是否有用水点开启用水；检测目标用水点的周围区域中人体存在状态；根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤。本发明的混合能源热水器控制方法，通过检测是否有用水点开启用水以及目标用水点的周围区域中人体存在状态，根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤，实现根据用水点的特点针对性的执行加热控制，提升用户使用体验。

Description

混合能源热水器控制方法及热水器

技术领域

本发明属于制热水装置技术领域，具体地说，涉及一种混合能源热水器控制方法及热水器。

背景技术

目前，一些热水器采用混合能源加热，如在燃气热水器中同时配置燃气加热部分和电加热部分。

而燃气制热水普遍存在升温慢的技术问题，家庭用水的用水需求不同，所用的水量也不同，如洗手、洗菜等，所需水量较少，导致频繁开启燃气热水器，而且热水出水等待时间长，往往刚开始输出热水时，用户用水可能就结束了，导致用户使用体验差，同时还浪费燃气。

此外，燃气加热和电加热切换逻辑是通过显示板上的按键手动实现，切换逻辑可以是燃气和电加热来回切换；也可以默认一种加热方式（燃气），每次按键切换后开始计时，一定时间后切换回默认加热方式。

发明内容

本发明针对现有混合能源热水器需要手动切换不同的加热模式，存在操作不方便的技术问题，提出了一种混合能源热水器控制方法，可以解决上述问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种混合能源热水器控制方法，包括以下步骤：

检测是否有用水点开启用水；

检测目标用水点的周围区域中人体存在状态；

根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤。

进一步的，当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中检测到人体存在时，控制启动燃烧器加热；

当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中未检测到人体存在时，控制启动电加热模块加热。

进一步的，检测是否有用水点开启用水的方法为：

检测流经热水器的水流量，当具有水流量时，则判断为具有用水点开启用水；或者，

分别检测各用水点的用水开启状态，至少其中一个用水点开启用水时，则判断为具有用水点开启用水。

进一步的，检测是否有用水点开启用水的方法中，当流经热水器的水流量大于第一流量时，则执行控制加热步骤， 否则不执行控制加热步骤，所述控制加热步骤为控制启动燃烧器加热或者控制启动电加热模块加热。

进一步的，检测目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测方法为：主动红外检测、被动红外检测、雷达检测以及激光检测的任意一种。

进一步的，根据经验水流量将所有用水点至少划分为大流量用水点和小流量用水点，所述目标用水点为大流量用水点。

进一步的，控制加热步骤中，当前加热模式为电加热模块加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

判断当前流经热水器的水流量是否大于第二流量，若当前水流量大于第二流量，则启动燃烧器加热，否则，不启动燃烧器加热。

进一步的，控制加热步骤中，当初始判断的加热模式为燃烧器加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

分别检测电加热模块的进水温度和出水温度；

当电加热模块的进水温度大于或者等于第一温度值时或者当电加热模块的出水温度大于或者等于第二温度值时，维持当前加热模式，否则，同时启动电加热模块。

进一步的，当燃烧器和电加热模块同为启动状态时，则继续判断当前水流量是否大于第三流量，若当前水流量大于第三流量，则控制流量调节模块减小水流量。

本发明同时提出了一种燃气热水器，包括热水器主体，所述热水器主体包括燃烧器、换热器、电加热模块、流量调节模块、进水管和出水管，所述热水器主体中还设置有控制装置，所述控制装置包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的燃气热水器的控制程序，其特征在于，还包括：

人体检测模块，其设置在目标用水点处，用于检测目标用水点的周围区域中人体存在状态，并发送至所述控制装置，所述控制装置根据权利要求1-9任一项所述的控制方法控制加热。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的混合能源热水器控制方法，通过检测是否有用水点开启用水以及目标用水点的周围区域中人体存在状态，根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤，实现自动执行加热控制，提升用户使用体验。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地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一简单地介绍，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 本发明提出的混合能源热水器的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明提出的混合能源热水器控制方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例提出了一种混合能源热水器控制方法，其中，本实施例所采用的燃气热水器如图1所示，包括燃烧器100、换热器200、电加热模块300、控制装置400、进水管601、出水管602和风机（图中未示出）等部件。其中，控制装置400包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的燃气热水器的控制程序。

燃烧器100能够燃烧燃气以对换热器200中流动的水进行加热，而对于电加热模块300则利用电加热的原理对流经的水进行辅助电加热。进水管601则与用户家中的供水管连接以引入冷水，出水管602则与用户家中的用水终端（热水龙头）连接以输出热水。

如图2所示，本实施例的混合能源热水器控制方法包括以下步骤：

检测是否有用水点开启用水；

本方案的热水器尤其针对即时加热的热水器，只有具有用水点开启用水时才开启加热，可以满足人们用水需求的同时，极大地节约能耗。

检测目标用水点的周围区域中人体存在状态；

本实施例中通过设置目标用水点，并检测目标用水点的周围区域中是否有人，结合前面步骤中是否具有用水点开启用水的检测结果，用于判断目标用水点开启用水还是非目标用水点开启用水。

根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤。

通过设置目标用水点的依据是根据对该用水点预估水流量的方式，根据经验水流量将所有用水点至少划分为大流量用水点和小流量用水点。

作为家庭制热水使用时，一般具有多个用水点，现用三个用水点举例说明，在家庭用水中，用水点可包括厨房水龙头用水点、浴室水龙头用水点以及浴室花洒用水点等，根据常规的用水习惯可知，厨房水龙头用水点一般为了洗果蔬、洗涤餐具等，可将其归类为小流量用水点。同理的，浴室水龙头用水点一般为了洗漱等需求，同样可将其归类为小流量用水点。浴室花洒用水点多为满足洗浴需求，可将其归类为大流量用水点。

本实施例中可以将大流量用水点作为目标用水点。则目标用水点之外的用水点即为非目标用水点，也即为小流量用水点。反之也可以，也即，将小流量用水点作为目标用水点，目标用水点之外的用水点即为非目标用水，也即大流量用水点。大流量用水点和小流量用水点分别对应有各自的加热模式，在前两步的检测判断之后，即可根据检测结果确定加热模式，并执行控制加热步骤。

本实施例中以将大流量用水点作为目标用水点为例进行说明。

本实施例中的燃气热水器包括电加热和燃气加热两种加热方式，用水量需求不同，所采用的最佳加热方式也不同。例如，因为电加热的方式具有加热快的优点，但是电加热的功率有限，因此，对于预估小流量用水点的用水需求，优选采用电加热的方式，且当电加热能够满足用水需求时，无需开启燃气加热。燃气加热具有制热能力高的优点，对于预估大流量用水点的用水需求，优选采用燃气加热的方式。

因此，当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中检测到人体存在时，则判断为目标用水点开启，由于当前的目标用水点为大流量，则控制启动燃烧器加热。

当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中未检测到人体存在时，则判断为开启的用水点不是目标用水点，也即大流量的用水点未开启，则控制启动电加热模块加热即可满足小流量的用水。

优选本实施例中检测是否有用水点开启用水的方法为：

检测流经热水器的水流量，当具有水流量时，则判断为具有用水点开启用水。

或者，分别检测各用水点的用水开启状态，至少其中一个用水点开启用水时，则判断为具有用水点开启用水。当采用该种检测判断方式时，每个用水点都有一个发送模块，燃气热水器的本机端设置有接收模块，每个用水点与接收模块之间进行通信，燃气热水器安装到用户家后，将不同点的发送模块与本机接收模块配对，便对每个用水点定义不同的流量模式。

发送模块和接收模块的通信方式可以采用但不限于采用电力载波、Lora、BLE、Zegbee、Wifi、433、485等等方案。

本实施例的燃气热水器控制方法，通过为各用水点预估水流量并设定用水模式，当检测到目标用水点开启用水时，根据该用水点所对应的用水模式控制加热，实现根据实际用水需求针对性的执行加热控制，提升用户使用体验。

为了防止因用水点未关紧或者管网水压波动等原因，虽然检测到水流，但是水流量较小的情况，避免误加热，本实施例中优选在控制加热之前，还包括当流经热水器的水流量大于第一流量时，则执行控制加热步骤， 否则不执行控制加热步骤，控制加热步骤为控制启动燃烧器加热或者控制启动电加热模块加热。

优选本实施例中检测目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测方法为：主动红外检测、被动红外检测、雷达检测以及激光检测的任意一种。相应的可采用主动红外检测模块、被动红外检测模块、雷达检测模块以及激光检测模块，检测模块可以通过有线、无线，或者通过服务器的方式与燃气热水器的控制模块连接。

由于前述步骤中仅是根据用水经验为各用水点设置的用水模式，在实际使用时，大概率按照所设置的用水模式进行用水，但也无法完全排除各用水点不按照常规的用水方式。为了提高本控制方法的普适性，能够满足各种情况的控制，本实施例的控制加热步骤中，还包括对加热方式进行调整。也即，控制加热步骤中，当前加热模式为电加热模块加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

判断当前流经热水器的水流量是否大于第二流量，若当前水流量大于第二流量，则启动燃烧器加热，否则，不启动燃烧器加热。

水流量反映了用户的用水状态，如果当前水流量大于第二流量，说明虽然当前用水点被判定为小流量用水点，但是其实际用水流量较大，因此，当大于第二流量时，则启动燃烧器加热，以满足用户的实际用水需求，防止制热水能力满足不了用户需求，以提升用户使用体验。

其中，第二流量大于第一流量。

控制加热步骤中，当初始判断的加热模式为燃烧器加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

分别检测电加热模块的进水温度和出水温度；

当电加热模块的进水温度大于或者等于第一温度值时或者当电加热模块的出水温度大于或者等于第二温度值时，维持当前加热模式，不启动电加热模块，否则，同时启动电加热模块。本方案同时可以避免因用户频繁开启用水时，导致频繁开启电加热模块300的情况，可进一步节约电能能耗。

热水器启动时，具有两种状态，一种是距前次启动时间间隔较短，热水器中以及管路中的存水温度较高，此时通过判断电加热模块300的进水温度或者出水温度，两者任一满足或者接近用户需求时，说明管路中的存水温度可以满足用户需求，不会出现凉水或者夹生水的情况。后续的制热水由燃烧器100制热即可。

另外一种是距前次启动热水器的时间间隔较长时，热水器中以及管路中的存水温度降低。当满足电加热模块300的开启条件时，则需要开启电加热模块300进行辅助加热。同时当满足燃烧器100的开启条件时，需要燃烧器100点火燃烧，进行主要加热。

当电加热模块的进水温度大于或者等于第一温度值时，说明进入电加热模块的进水温度满足或者接近用户的需求，则不需要开启电加热模块，避免造成电能能耗增加，因此不启动电加热模块。

当电加热模块的出水温度大于或者等于第一温度值时，说明从电加热模块输出的热水的水温满足或者接近用户的需求，同样不需要开启电加热模块，避免造成电能能耗增加，因此不启动电加热模块。

控制加热步骤中，如果控制加热步骤判断为启动燃烧器加热，在控制启动燃烧器之前，还包括判断是否满足燃烧器启动条件的步骤：

判断当前水流量是否大于第二流量，若当前水流量大于第二流量，则启动燃烧器加热，否则，不启动燃烧器加热，以保证燃气加热的安全，防止因水流量较小如果启动燃烧器，导致管路中的水气化而影响系统安全的问题。

当燃烧器和电加热模块同为启动状态时，反映了当前燃烧器100的出水温度较低，为了能够快速达到设置的目标加热温度，因此，当燃烧器和电加热模块同为启动状态时，则继续判断当前水流量是否大于第三流量，若当前水流量大于第三流量，则控制流量调节模块减小水流量。

具体地说，当燃烧器100的出水温度较低且电加热模块300的出水温度也较低时，而此时若水流量较大，说明想将当前水流加热至目标加热温度的能耗需求较高，短时无法达到，因此，本实施例中通过减小水流量的方式实现。水流量消了，在能耗供给不变的情况下，水流温度可快速升高至目标加热温度，减少用户等待时间。

调节水流量的方式有多种，可以采用水伺服或者开度可调的水阀实现，本实施例中以水伺服为例进行说明。

水量伺服又称为水量伺服阀，主要包括阀体、水流转子组件、传感器、阀芯组件和电机等组成（图中未示出），当用水点开启用水时，水流经过，磁性水流转子转动，传感器感应到并将电流传递给控制装置400，控制装置400根据目标加热温度迅速计算，控制电机拖动阀芯组件调节出水口的水量大小。水量伺服阀主要用于配合燃气比例阀的调整达到最佳的燃烧状态，从而实现恒温的目的。

水量伺服的基本运行逻辑：

1、水流转子组件本身为磁性组件，水流经过时，冲击水流转子引起转动。

2、阀体外部的霍尔传感器感应到磁场的变化后，产生相对应的脉冲电流，送到控制装置400。

3、那么电机与内部的阀芯组件相对应，电机通过控制阀芯组件的开合程度，实现控制水流的大小。

基于水量伺服的运行原理，本实施例中控制流量调节模块减小水流量的方法包括：

获取水伺服步数L；

将水伺服步数调节至L-△L，其中0＜△L＜L。

控制装置400根据当前流量以及目标加热温度计算出目标水流量，该目标水流量对应调节步数△L，实现水伺服的调节。

本实施例中还包括获取设置的目标加热温度的步骤，并根据所述目标加热温度确定第一温度值和第二温度值。

其中，目标加热温度可以是用户设定的洗浴温度，当用户未设定时，目标加热温度是系统默认设定值。

作为一个优选的实施例，由于从电加热模块300输出的水即通过管到直接供给用水点，因此，电加热模块300的出水温度可以反应了目标加热温度。

本实施例中：第一温度值=目标加热温度-△T1；

第二温度值=目标加热温度。

ΔT1是根据整机系统匹配的合适的数值，其取值范围可以为[1,5]。

实施例二

本实施例同时提出了一种燃气热水器，如图1所示，包括热水器主体，热水器主体包括燃烧器100、换热器200、电加热模块300、流量调节模块700、进水管601和出水管602，热水器主体中还设置有控制装置400，控制装置400包括处理器、存储器、以及存储在存储器上的可被处理器执行的燃气热水器的控制程序，还包括：人体检测模块800，其设置在目标用水点处，用于检测目标用水点的周围区域中人体存在状态，并发送至控制装置400，控制装置400按照实施例一中记载的控制方法控制加热。

燃烧器100能够燃烧燃气以对换热器200中流动的水进行加热，而对于电加热模块300则利用电加热的原理对流经的水进行电加热。进水管601则与用户家中的供水管连接以引入冷水，出水管602则与用户家中的用水终端（热水龙头）连接以输出热水。有关燃气热水器的具体结构配置，在此不做限制和赘述。

本实施例中优选将电加热模块300设置在燃烧器100的下游，当燃烧器100中部分水还未加热至目标加热温度时，随着水流即流出至燃烧器100之外，此时电加热模块300可以辅助对其继续进行加热，以达到目标加热温度。

本实施例的燃气热水器还包括流量调节模块700，其可以设置在燃气热水器的进水管或者出水管中，优选流量调节模块700设置在进水管800中，流量调节模块700与控制模块400电连接，受控制模块400的控制调节其开度，以实现对进入热水器的水流量的调节。

流量调节模块700同时自带流量获取功能，也即，根据其自身的开度即可自动换算为经过其的流量。

本实施例中优选将流量调节模块700设置在进水管800中，因为进水未经过加热，水温为常温水，不会损坏流量调节模块700，有利于延长流量调节模块700的使用寿命。

本实施例的燃气热水器还包括第一温度检测模块901和第二温度检测模块902，其中，第一温度检测模块901设置在检测电加热模块300的进水端，用于检测电加热模块300的进水温度。第二温度检测模块902设置在检测电加热模块300的出水端，用于检测电加热模块300的出水温度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种混合能源热水器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测是否有用水点开启用水；

检测目标用水点的周围区域中人体存在状态；

根据是否有用水点开启用水的检测结果和目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测结果选择加热模式，执行控制加热步骤。

2.根据权利要求1所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，

当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中检测到人体存在时，控制启动燃烧器加热；

当具有用水点开启用水时且目标用水点的周围区域中未检测到人体存在时，控制启动电加热模块加热。

3.根据权利要求1所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，检测是否有用水点开启用水的方法为：

检测流经热水器的水流量，当具有水流量时，则判断为具有用水点开启用水；或者，

分别检测各用水点的用水开启状态，至少其中一个用水点开启用水时，则判断为具有用水点开启用水。

4.根据权利要求3所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，检测是否有用水点开启用水的方法中，当流经热水器的水流量大于第一流量时，则执行控制加热步骤， 否则不执行控制加热步骤，所述控制加热步骤为控制启动燃烧器加热或者控制启动电加热模块加热。

5.根据权利要求1所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，检测目标用水点的周围区域中人体存在状态的检测方法为：主动红外检测、被动红外检测、雷达检测以及激光检测的任意一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，根据经验水流量将所有用水点至少划分为大流量用水点和小流量用水点，所述目标用水点为大流量用水点。

7.根据权利要求2所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，控制加热步骤中，当前加热模式为电加热模块加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

判断当前流经热水器的水流量是否大于第二流量，若当前水流量大于第二流量，则启动燃烧器加热，否则，不启动燃烧器加热。

8.根据权利要求2所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，控制加热步骤中，当初始判断的加热模式为燃烧器加热时，还包括对加热方式进行调整判断的步骤：

分别检测电加热模块的进水温度和出水温度；

当电加热模块的进水温度大于或者等于第一温度值时或者当电加热模块的出水温度大于或者等于第二温度值时，维持当前加热模式，否则，同时启动电加热模块。

9.根据权利要求8所述的混合能源热水器控制方法，其特征在于，当燃烧器和电加热模块同为启动状态时，则继续判断当前水流量是否大于第三流量，若当前水流量大于第三流量，则控制流量调节模块减小水流量。

10.一种燃气热水器，包括热水器主体，所述热水器主体包括燃烧器、换热器、电加热模块、流量调节模块、进水管和出水管，所述热水器主体中还设置有控制装置，所述控制装置包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的燃气热水器的控制程序，其特征在于，还包括：

人体检测模块，其设置在目标用水点处，用于检测目标用水点的周围区域中人体存在状态，并发送至所述控制装置，所述控制装置根据权利要求1-9任一项所述的控制方法控制加热。

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