CN114183916A - 一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明中提供了一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质,即热式电热水器包括:集流板,用于收集废水;半导体换热机构,设置于集流板的一侧,且半导体换热机构与集流板连通。通过设置集流板,进而能够收集废水并导入半导体换热机构,实现对废水的余热再利用,并且集流板收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护,并且控温精准,成本低且使用功能寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域,尤其涉及的是一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质。
背景技术
热水器是当前家庭生活中常用的重要电器,目前热水器主要是通过电加热、太阳能或燃气加热的方式,为家庭生活提供热水服务;当前的家用热水器,主要有以下几种:燃气加热式,电阻加热式,太阳能加热式和空气能式热水器。但是,燃气加热式需要额外提供天然气或者煤气,使用过程中燃烧天然气或煤气,往往会产生CO和CO2等一定毒性的废气,具有一定的中毒风险;并且,燃气式热水器对进水口的水压有一定的要求,低水压容易导致熄火,导致燃烧不完全,进一步产生更多的废气,并且浪费能源。电阻加热式热水器包括水箱型和即热型;水箱型热水器通常是配置有大体积的用于存储热水的水箱,进而占用宝贵的卫生间空间,且水箱长时间使用可还会产生水垢,影响出水和使用寿命,同时,通过电阻电加热,加热过程较慢,不能做到即开即用,且热量完全来自电能直接转化为热能,加之待机过程水箱向周边环境传热,不可避免导致能量损失,能效比低于1,浪费能源;电阻加热的即热型热水器主要由大功率的电阻直接加热水体完成,不配备储水箱,其通过使用大功率电路在入水口加热流水,达到即开即用的目的,同样电阻加热的即热型热水器热量完全来自电能转换为热能,能效比低于1,且在低温环境下,出水温度极其受限,导致出水量小使用体验差,同时,目前市售的电阻加热的即热型热水器,单机功率普遍大于等于8KW,对安全线路的要求高,还具有一定的危险性。太阳能热水器使用太阳能进行加热,配备储水箱存储热水,其水温受天气影响较大,单日用水受到限制,需要较大体积的水桶存储热水,还只适合在顶楼阳光充足的用户安装,在人口密集的城市中不具有普遍推广的价值,还存在单次投入成本高的问题。空气能热水器使用空调的机械热泵原理,通过机械泵压缩做功,将空气中的热量泵入水中加热,空气能热水器需配备大型储水箱和压缩机,压缩机需放置于外墙中,通过管道与水箱联通进行热交换,但是,同样存在体积大,压缩机工作时机械磨损和噪音大,且整套系统结构复杂,价格昂贵,维护麻烦。
综上,现有技术中电热水器存在能效比低、占用空间大、危险风险高和只能制热不能制冷,以及无法利用废水中的余热能源的问题。
因此,现有技术存在缺陷与不足,有待进一步改进和发展。
发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明目的在于提供一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质,旨在解决现有技术中电热水器存在能效比低、占用空间大、危险风险高和只能制热不能制冷,以及无法利用废水中的余热能源的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:一种即热式电热水器,其包括:
集流板,所述集流板用于收集废水;
半导体换热机构,所述半导体换热机构设置于所述集流板的一侧,且所述半导体换热机构与所述集流板连通。
进一步的,所述半导体换热机构包括:
保温保护壳,所述保温保护壳上自下至上依次设置供水通道、半导体安装腔和废水通道,其中,所述废水通道与所述集流板连通,所述供水通道设置有进水口和出水口;
热电半导体制冷片,所述热电半导体制冷片设置于所述半导体安装腔中;
第一温度传感器,所述第一温度传感器设置于所述进水口处;
第二温度传感器,所述第二温度传感器设置于所述出水口处;
流量计,所述流量计设置于所述出水口处。
进一步的,所述供水通道中设置有供水散热片;
所述废水通道中设置有废水散热片。
进一步的,所述保温保护壳还包括:
第一导热隔板,所述第一导热隔板设置于所述供水通道和半导体安装腔之间;
第二导热隔板,所述第二导热隔板设置于所述废水通道和半导体安装腔之间;
其中,所述热电半导体制冷片的上表面与所述第二导热隔板接触设置,所述热电半导体制冷片的下表面与所述第一导热隔板接触设置。
进一步的,所述集流板包括:
集流板本体,所述集流板本体上开设有若干导流槽,以及与若干所述导流槽连接的集水槽,所述集水槽与所述废水通道连通;
可调支脚,所述可调支脚设置于所述集流板本体背离所述保温保护壳的一端。
进一步的,所述集流板本体与安装面呈0~10°夹角设置。
进一步的,所述即热式电热水器还包括:与所述半导体换热机构连接的电源电控显示机构。
进一步的,所述电源电控显示机构包括:
主电源,所述主电源的输入端与市电连接;
单片机,所述单片机与所述主电源的输出端连接;
显示与控制组件,所述显示与控制组件连接于所述主电源的输出端与所述单片机之间;
电源控制器,所述电源控制器的一端与所述半导体换热机构连接,所述电源控制器的另一端分别与所述主电源的输出端和单片连接;
第一温度反馈电路,所述第一温度反馈电路的一端连接于所述单片机与所述半导体换热机构之间;
第二温度反馈电路,所述第二温度反馈电路的一端连接于所述单片机与所述半导体换热机构之间;
温度控制电路,所述温度控制电路依次连接所述单片机、电源控制器和半导体换热机构。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:一种如上所述的即热式电热水器的控制方法,其包括:
启动所述即热式电热水器,并设定出水口设定温度TS和获取进水口的进水温度T1;
根据所述TS和T1计算ΔT1=TS-T1;
当所述ΔT1为正值时,控制所述即热式电热水器进入制热模式,或,当所述ΔT1为负值时,控制所述即热式电热水器进入制冷模式;
获取出水口实时温度T2和出口流量数据,并根据TS和T2计算ΔT2=TS-T1;
当所述ΔT2为正值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器增大运行功率,或,当所述ΔT2为负值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器减小运行功率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的即热式电热水器的控制方法。
本发明中提供了一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质,所述即热式电热水器包括:集流板,所述集流板用于收集废水;半导体换热机构,所述半导体换热机构设置于所述集流板的一侧,且所述半导体换热机构与所述集流板连通。可以理解,通过设置集流板,进而能够收集废水并导入半导体换热机构,实现对废水的余热再利用,并且集流板收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护,并且控温精准,成本低且使用功能寿命长。
附图说明
图1是本发明中提供的即热式电热水器的剖视示意图;
图2是本发明中提供的即热式电热水器的功能原理示意框图;
图3是本发明中提供的即热式电热水器的侧视示意图;
图4是本发明中提供的即热式电热水器的立体结构示意图;
图5是本发明中提供的即热式电热水器的控制方法的流程示意图;
附图标记说明:
10、即热式电热水器;11、集流板;12、半导体换热机构;13、电源电控显示机构;111、集流板本体;112、导流槽;113、集水槽;114、可调支脚;121、保温保护壳;122、热电半导体制冷片;123、第一温度传感器;124、第二温度传感器;125、流量计;126、第一导热隔板;127、第二导热隔板;1211、供水通道;1212、半导体安装腔;1213、废水通道;1215、进水口;1216、出水口;1217、供水散热片;1218、供水废水散热片;131、主电源;132、单片机;133、显示与控制组件;134、电源控制器;135、第一温度反馈电路;136、第二温度反馈电路;137、显示器;138、控制器;139、温度控制电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述,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。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。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
热水器是当前家庭生活中常用的重要电器,目前热水器主要是通过电加热、太阳能或燃气加热的方式,为家庭生活提供热水服务;当前的家用热水器,主要有以下几种:燃气加热式,电阻加热式,太阳能加热式和空气能式热水器。但是,燃气加热式需要额外提供天然气或者煤气,使用过程中燃烧天然气或煤气,往往会产生CO和CO2等一定毒性的废气,具有一定的中毒风险;并且,燃气式热水器对进水口的水压有一定的要求,低水压容易导致熄火,导致燃烧不完全,进一步产生更多的废气,并且浪费能源。电阻加热式热水器包括水箱型和即热型;水箱型热水器通常是配置有大体积的用于存储热水的水箱,进而占用宝贵的卫生间空间,且水箱长时间使用可还会产生水垢,影响出水和使用寿命,同时,通过电阻电加热,加热过程较慢,不能做到即开即用,且热量完全来自电能直接转化为热能,加之待机过程水箱向周边环境传热,不可避免导致能量损失,能效比低于1,浪费能源;电阻加热的即热型热水器主要由大功率的电阻直接加热水体完成,不配备储水箱,其通过使用大功率电路在入水口加热流水,达到即开即用的目的,同样电阻加热的即热型热水器热量完全来自电能转换为热能,能效比低于1,且在低温环境下,出水温度极其受限,导致出水量小使用体验差,同时,目前市售的电阻加热的即热型热水器,单机功率普遍大于等于8KW,对安全线路的要求高,还具有一定的危险性。太阳能热水器使用太阳能进行加热,配备储水箱存储热水,其水温受天气影响较大,单日用水受到限制,需要较大体积的水桶存储热水,还只适合在顶楼阳光充足的用户安装,在人口密集的城市中不具有普遍推广的价值,还存在单次投入成本高的问题。空气能热水器使用空调的机械热泵原理,通过机械泵压缩做功,将空气中的热量泵入水中加热,空气能热水器需配备大型储水箱和压缩机,压缩机需放置于外墙中,通过管道与水箱联通进行热交换,但是,同样存在体积大,压缩机工作时机械磨损和噪音大,且整套系统结构复杂,价格昂贵,维护麻烦。综上,现有技术中电热水器存在能效比低、占用空间大、危险风险高和只能制热不能制冷,以及无法利用废水中的余热能源的问题。
本发明基于现有技术中电热水器存在能效比低、占用空间大、危险风险高和只能制热不能制冷,以及无法利用废水中的余热能源的问题,提供了一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质,通过设置集流板,进而能够收集废水并导入半导体换热机构,实现对废水的余热再利用,并且集流板收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护;具体烦请详参下述实施例。
请结合参阅图1至图4,本发明的第一实施例中提供了一种即热式电热水器10,其包括:集流板11和半导体换热机构12;所述集流板11用于收集废水;所述半导体换热机构12设置于所述集流板11的一侧,且所述半导体换热机构12与所述集流板11连通。
可以理解,通过设置集流板11,进而能够收集废水并导入半导体换热机构12,实现对废水的余热再利用,并且集流板11收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构12,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护,并且控温精准,成本低且使用功能寿命长。
在另一些实施方式中,所述半导体换热机构12包括:保温保护壳121、热电半导体制冷片122、第一温度传感器123、第二温度传感器124和流量计125;所述保温保护壳121上自下至上依次设置供水通道1211、半导体安装腔1212和废水通道1213,其中,所述废水通道1213与所述集流板11连通,所述供水通道1211设置有进水口1215和出水口1216;所述热电半导体制冷片122设置于所述半导体安装腔1212中;所述第一温度传感器123设置于所述进水口1215处;所述第二温度传感器124设置于所述出水口1216处;所述流量计125设置于所述出水口1216处。
可以理解,所述半导体换热机构12是利用所述热电半导体制冷片122进行制冷和制热,且仅仅需要切换所述热电半导体制冷片122的正负电极供电,即可控制所述热电半导体制冷片122切换制冷模式和加热模式;通过设置所述保温保护壳121,可以有效的方式所述热电半导体制冷片122的热量损失,提高即热式电热水器10的能效比;同时,也有掉的防护所述热电半导体制冷片122,提升所述热电半导体制冷片122的使用寿命;进一步的,通过在所述保温保护壳121自下至上一侧设置供水通道1211、半导体安装腔1212和废水通道1213,进而为收集和利用废水中的余热,也为所述热电半导体制冷片122将废水预热泵入供水中提供了保障;通过设置所述第一温度传感器123和第二温度传感器124,进而为实现水温检测提供了保障,通过设置流量计125,进而能够有效的检测所述即热式电热水器10的水量提供了保障;所述供水通道1211的一端连接供水管网,所述供水通道1211的另一端连接水洒。
在另一些较佳的实施方式中,所述供水通道1211中设置有供水散热片1217;所述废水通道1213中设置有废水散热片。
可以理解,通过在供水通道1211中设置供水散热片1217,进而能够提升对供水管道中水流的换热效率,进一步保障所述热电半导体制冷片122的能效比;通过在所述废水通道1213中设置废水散热片,进而提升对所述废水中预热的利用效率,进一步的提升所述热电半导体制冷片122的能效比,需要说明的,本发明中对所述供水散热片1217和废水散热片的结构和设置方式不做限定,仅仅需要能够提升换热效率即可。进一步的,所述供水散热片1217和废水散热片均设置为铜片、铝片和铁片。
在另一些实施方式中,所述保温保护壳121还包括:第一导热隔板126和第二导热隔板127;所述第一导热隔板126设置于所述供水通道1211和半导体安装腔1212之间;所述第二导热隔板127设置于所述废水通道1213和半导体安装腔1212之间;其中,所述热电半导体制冷片122的上表面与所述第二导热隔板127接触设置,所述热电半导体制冷片122的下表面与所述第一导热隔板126接触设置。
可以理解,通过设置第一导热隔板126和第二导热隔板127,进而能够提升废水、热电半导体制冷片122和供水之间的换热效率,能够进一步的提升所述即热式电热水器10的能效比。需要说明的是,所述废水通道1213和第导热隔板可以设置为废水槽,即将所述废水通道1213进行顶面开口设置,进而可以进一步的方便对废水的收集和利用,而水槽的材质也设置为铜、铝和铁等导热材料,且所述水槽的槽底与所述热电半导体制冷片122的上表面接触。
在一些实施方式中,所述集流板11包括:集流板11本体和可调支脚114;所述集流板11本体上开设有若干导流槽112,以及与若干所述导流槽112连接的集水槽113,所述集水槽113与所述废水通道1213连通;所述可调支脚114设置于所述集流板11本体背离所述保温保护壳121的一端。进一步的,所述集流板11本体与安装面呈0~10°夹角设置。
可以理解,通过在所述集流板11本体上开设若干导流槽112,进而可以有效的收集废水,然后通过设置集水槽113,进而可将若干导流槽112中的废水引导输送到废水通道1213或废水槽中,保障废水以同一方向流经所述半导体换热机构12,保障所述废水中的余热被充分在利用;同时,通过设置所述可调支腿,进而可以通过所述可调支腿调节所述集流板11与所述安装面(洗手间地面)至今的夹角,方便导流槽112将废水导入所述半导体换热机构12中。
在另一些实施方式中,所述即热式电热水器10还包括:与所述半导体换热机构12连接的电源电控显示机构13;所述电源电控显示机构13包括:主电源131、单片机132、显示与控制组件133、电源控制器134、第一温度反馈电路135、第二温度反馈电路136和温度控制电路139;所述主电源131的输入端与市电连接;所述单片机132与所述主电源131的输出端连接;所述显示与控制组件133连接于所述主电源131的输出端与所述单片机132之间;所述电源控制器134的一端与所述半导体换热机构12连接,所述电源控制器134的另一端分别与所述主电源131的输出端和单片连接;所述第一温度反馈电路135的一端连接于所述单片机132与所述半导体换热机构12之间;所述第二温度反馈电路136的一端连接于所述单片机132与所述半导体换热机构12之间;所述温度控制电路139依次连接所述单片机132、电源控制器134和半导体换热机构12。
可以理解,所述电源电控显示机构13用于显示所述即热式电热水器10的进水温度、出水温度和出水口设定温度,还用于控制所述半导体换热机构12的运行过程;具体的,所述主电源131为所有用电结构供电,所述显示与控制组件133具体包括显示器137和控制组件,所述显示设备用于显示进水温度、出水温度和设定温度,所述控制组件用于设定出水口设定温度;所述单片机132(微电脑)上设置有若干端口,分别与所述主电源131、显示与控制组件133、电源控制器134、第一温度反馈电路135和第二温度反馈电路136连接;所述电源控制器134设置为变压变频器,用于控制所述热电半导体制冷片122的两个片的正负极切换,进而控制所述热电半导体制冷片122制热和制冷模式的切换,以及控制所述热电半导体制冷片122的功率,进而控制所述热电半导体制冷片122制冷和制热的强弱;通过设置所述第一温度反馈电路135和第二温反馈电路,进而能够有效的检测即热式电热水器10的进水温度和出水温度;具体的,所述第一温度反馈电路135与所述第一温度传感器123连接,所述第二温度反馈电路136与所述第二温度传感器124连接;所述流量计125设置于所述出水口1216处,用于检测出水流量;所述单片机132在接收到所述第一温度反馈电路135和第二温度反馈电路136反馈的温度数据之后,根据温度数据和流量数据,通过所述温度控制电路139,经对应的功率数据和运行数据发送给电源控制器134,所述电源控制器134在控制所述热电半导体制冷片122的运行。
在一些具体的实施方式中,所述即热式电热水器10包括集流板11、半导体换热机构12和电源电控显示机构13;所述电源电控显示机构13连接并控制所述半导体换热机构12运行,所述集流板11用于收集废水,并将废水导入半导体换热机构12进行预热回收利用,所述半导体换热机构12将废水中的预热泵入供水中,同时,所述半导体换热机构12也对供水进行加热或者降温处理,进而保障所述即热式电热水器10的能效比。
所述半导体换热机构12包括:保温保护壳121、热电半导体制冷片122、第一温度传感器123、第二温度传感器124和流量计125;所述保温保护壳121上自下至上依次设置供水通道1211、半导体安装腔1212和废水通道1213;所述废水通道1213与所述集流板11连通,所述供水通道1211设置有进水口1215和出水口1216,所述供水通道1211中设置有供水散热片1217;所述废水通道1213中设置有废水散热片,所述热电半导体制冷片122设置于所述半导体安装腔1212中;所述第一温度传感器123设置于所述进水口1215处;所述第二温度传感器124设置于所述出水口1216处;所述流量计125设置于所述出水口1216处;所述保温保护壳121还包括:第一导热隔板126和第二导热隔板127;所述第一导热隔板126设置于所述供水通道1211和半导体安装腔1212之间;所述第二导热隔板127设置于所述废水通道1213和半导体安装腔1212之间;其中,所述热电半导体制冷片122的上表面与所述第二导热隔板127接触设置,所述热电半导体制冷片122的下表面与所述第一导热隔板126接触设置;所述集流板11包括:集流板11本体和可调支脚114;所述集流板11本体上开设有若干导流槽112,以及与若干所述导流槽112连接的集水槽113,所述集水槽113与所述废水通道1213连通;所述可调支脚114设置于所述集流板11本体背离所述保温保护壳121的一端。进一步的,所述集流板11本体与安装面呈0~10°夹角设置。所述即热式电热水器10还包括:与所述半导体换热机构12连接的电源电控显示机构13;所述电源电控显示机构13包括:主电源131、单片机132、显示与控制组件133、电源控制器134、第一温度反馈电路135和第二温度反馈电路136;所述主电源131的输入端与市电连接;所述单片机132与所述主电源131的输出端连接;所述显示与控制组件133连接于所述主电源131的输出端与所述单片机132之间;所述电源控制器134的一端与所述半导体换热机构12连接,所述电源控制器134的另一端分别与所述主电源131的输出端和单片连接;所述第一温度反馈电路135的一端连接于所述单片机132与所述半导体换热机构12之间;所述第二温度反馈电路136的一端连接于所述单片机132与所述半导体换热机构12之间。
所述热电半导体制冷片122通过电源控制器134(变频变压器)变换电流、电压和频率的方式,实现对加热方式与功率的控制;所述保温保护壳121用于隔热、绝缘和支撑所述半导体换热机构12;所述供水通道1211相当于供水水管,内含散热片,将水从进水口1215导流到出水口1216,并与所述热电半导体制冷片122进行热交换,使得供水被加热或者制冷;所述进水口1215连接自来水管引入活水,所述出水口1216连接花洒输出温度调整后的水;所述散热片(供水散热片1217和废水散热片)使用高热导率材料,包括铜片、铝片和铁片,且与半导体制冷片下表面连接,用于所述热电半导体制冷片122与水体直接热交换;所述水槽(废水通道1213)使用高热导率材料,包括铜片、铝片和铁片,且与半导体制冷片上表面连接,所述水槽与热水器使用后的废水接触,所述温度传感器(第一温度传感器123和第二温度传感器124)位于半导体换热机构12的供水通道1211的进水口1215和出水口1216,采集进水口1215水温和出水口1216水温,温度测量范围为0-80℃;所述(第一温度传感器123和第二温度传感器124)将温度数据通过第一温度反馈电路135和第二温度反馈电路136反馈到单片机132(微电脑)处;所述流量计125的流量测量范围为0-10Kg/s;所述单片机132用于控制所述热电半导体制冷片122的加热方式和加热功率,还可以用来设定加热的温度,即出水口设定温度,接收温度传感器的温度数据,并根据温度数据和流量控制所述热电半导体制冷片122的运行;当进水口1215温度高于设定温度时,控制电源控制器134控制所述热电半导体制冷片122工作模式为制冷模式,将供水管道内水体热量通过热电制冷片泵到上表面水槽的废水中,根据温度差和水流量大小控制换热功率。所述显示与控制组件133包括控制器138和显示器137,所述控制器138用于设定所述出水口设定温度,所述显示器137用于显示进水温度、出水温度和出水口设定温度,进一步的,所述显示器137还可以显示出水流量等信息。当进水口1215温度高于设定温度时,控制电源控制器134控制所述热电半导体制冷片122工作模式为加热模式,将所述热电半导体制冷片122的上表面与废水通道1213中的废水的余热,泵到供水通道1211中的供水中,根据出水和水流量大小控制热泵功率;所述电源控制器134将220V的市电转换为5-36V的直流电,所述电源控制器134控制电流输出的大小为0-500安培。
请结合参阅图5,本发明的第二实施例中,提供了一种即热式电热水器的控制方法,即本发明上述第一实施了中的即热式电热水器的控制方法,包括:
步骤S110、启动所述即热式电热水器,并设定出水口设定温度TS和获取进水口的进水温度T1;
步骤S120、根据所述TS和T1计算ΔT1=TS-T1;
步骤S130、当所述ΔT1为正值时,控制所述即热式电热水器进入制热模式,或,当所述ΔT1为负值时,控制所述即热式电热水器进入制冷模式;
步骤S140、获取出水口实时温度T2和出口流量数据,并根据TS和T2计算ΔT2=TS-T1;
步骤S150、当所述ΔT2为正值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器增大运行功率,或,当所述ΔT2为负值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器减小运行功率。
可以理解,本实施例中提供的即热式电热水器的控制方法,既可以控制所述热电半导体制冷片进行加热,又能控制所述热电半导体制冷片进行制冷,并且可以控制所述热电半导体制冷片的运行功率;在运行时,首先根据设定出水口设定温度TS和获取进水口的进水温度T1之间的大小关系,判断所述即热式电热水器运行制热或制冷模式;然后,再根据出水口实时温度T2和出水口设定温度TS,判断所述即热式电热水器是否需要功率调节,并且在调节功率时,根据出水口处的流量计检测到的出水流量以及水体的比热,计算水流的出水口实时温度T2调整到所述TS时,需要吸收或释放的热量值,然后根据所述热量值即可获知需要增加或者减小的功率数值;需要说明的是,对于已知流量的水体的问题升高到某一温度时,所需要的热量的计算,以及对应电气的功率的计算为现有技术,本申请中仅仅是直接应用,具体不在赘述。
在一些具体实施方式中,进水温度T1为20℃,流量为0.1Kg/s。启动所述即热式电热水器后,设定出水口设定温度Ts为35℃;第一温度传感器检测到进口温度T1低于Ts,ΔT1为15℃为正值,控制所述热电半导体制冷片进入强加热模式,将相关指令发送给电源控制器,电源控制器控制输出电流的正负极,所述热电半导体制冷片开始全功率工作。
同时,所述热电半导体制冷片从上表面的废水通道(水槽)的中的废水中吸收余热,并将余热泵至下表面,给供水通道中的流水加热,供水通道中的水经散热片加热后温度升高,从出水口流出进入花洒。第二温度传感器检测到出水温度T2升高,并反馈给单片机,所述单片机根据T2和Ts计算到温差ΔT2减少,并结合所述出水口流量数据,计算所需功率,并将相关指令发送给电源控制模块,所述热电半导体制冷片根据指令调整输出功率。
花洒中的水喷出使用后,经集流板汇集,由所述半导体换热机构的出水口一侧的水槽流向进水口一侧,热废水在水槽流动过程中,经过半导体制冷片换热,将废水中的废热高效泵回制冷片下表面新进水体,水槽中的废水被吸走热量后,由进水口侧的下水口直接排走。所述热电半导体制冷片的初始功率1Kw,主要用于从所述热电半导体制冷片的上表面的废水通道中的废水中吸收余热;之后,被吸热后的废水流走,下表面的高温水体经花洒、集流板回流到水槽,废热重新利用,功率下降到500W,通过半导体实现热能的高效循环利用。
可以理解,所述即热式电热水器的控制方法可以实现对废水的余热再利用,并且集流板收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护,并且控温精准,成本低且使用功能寿命长。
在一些具体实施方式中,进水温度T1为25℃,流量为0.15Kg/s。启动即热式电热水器后,设定出水口设定温度Ts为35℃。第一温度传感器检测到T1低于Ts,所述ΔT1为10℃,为正值,所述单片机控制所述电源控制器控制所述热电半导体制冷片进入强加热模式,所述单片机将相关指令发送给电源控制器,所述电源控制器控制输出电流的正负极,所述热电半导体制冷片开始全功率工作。
同时,所述热电半导体制冷片从上表面的废水通道(水槽)的中的废水中吸收余热,并将余热泵至下表面,给供水通道中的流水加热,供水通道中的水经散热片加热后温度升高,从出水口流出进入花洒。第二温度传感器检测到出水温度T2升高,并反馈给单片机,所述单片机根据T2和Ts计算到温差ΔT2减少,并结合所述出水口流量数据,计算所需功率,并将相关指令发送给电源控制模块,所述热电半导体制冷片根据指令调整输出功率。
花洒中的水喷出使用后,经集流板汇集,由所述半导体换热机构的出水口一侧的水槽流向进水口一侧,热废水在水槽流动过程中,经过半导体制冷片换热,将废水中的废热高效泵回制冷片下表面新进水体,水槽中的废水被吸走热量后,由进水口侧的下水口直接排走。所述热电半导体制冷片的初始功率1Kw,主要用于从所述热电半导体制冷片的上表面的废水通道中的废水中吸收余热;之后,被吸热后的废水流走,下表面的高温水体经花洒、集流板回流到水槽,废热重新利用,功率下降到500W,通过半导体实现热能的高效循环利用。
在另一些具体实施方式中,进水温度T1为35摄氏度,流量为0.1Kg/s。启动半导体式即热式热水器后,设定出水口设定温度TS为30摄氏度。第一温度传感器检测到温度T1高于Ts,温差ΔT1为-5,为负值,单片机通过所述电源控制器控制所述热电半导体制冷片进入强制冷模式,所述单片机将相关指令发送给电源控制器,电源控制器控制输出电流的正负极,所述热电半导体制冷片开始全功率工作。
同时,所述热电半导体制冷片从下表面处的供水通道中流水中吸收热量,并泵至上表面处废水通道中的废水中,供水通道中的水经散热片降温后温度降低,从出水口流出进入花洒。第二温度传感器检测到出水温度T2降低,反馈给单片机,单片机根据T2和Ts计算到温差ΔT2减少,并结合所述出水口流量数据,计算所需功率,并将相关指令发送给电源控制器,所述热电半导体制冷片根据指令调整输出功率。
花洒中的水喷出使用后,经集流板汇集,由半导体换热机构的出水口一侧流向进水口一侧,热水在废水通道流动过程中,经过所述热电半导体制冷片换热,将流水中的热量泵至制所述热电半导体制冷片的上表面处的废水中,被加热后的废水由进水口侧直接排走。即热式电热水器初始功率1KW,主要用于从热电半导体制冷片下表面给供水通道中水里吸热;之后被加热后的废水通道中废水吸走,热电半导体制冷片的下表面处的低温水体经花洒、集流板回流到废水通道,再次给热电半导体制冷片的上表面重新降温,功率下降到800W,通过热电半导体制冷片实现热能的高效循环利用。
本发明的第三实施例中提供了一种存储介质,其中,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如本发明第一实施例中所述的即热式电热水器的控制方法;具体参见上述第二实施例。
综上所述,本发明中提供了一种即热式电热水器及其控制方法、存储介质,所述即热式电热水器包括:集流板,所述集流板用于收集废水;半导体换热机构,所述半导体换热机构设置于所述集流板的一侧,且所述半导体换热机构与所述集流板连通。可以理解,通过设置集流板,进而能够收集废水并导入半导体换热机构,实现对废水的余热再利用,并且集流板收集的是废水,所以仅仅需要安装在洗手间底板上即可,也不需要配置额外泵体,又不会额外占用洗手间空间,节约能源;通过设置半导体换热机构,进而同时具备制冷和制热功能,工作电压低,对电路要求低,避免触电风险,并能效比远高于1,且响应速度快,能达到即开即用,不存在结垢问题,且便于安装和维护,并且控温精准,成本低且使用功能寿命长。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种即热式电热水器,其特征在于,包括:
集流板,所述集流板用于收集废水;
半导体换热机构,所述半导体换热机构设置于所述集流板的一侧,且所述半导体换热机构与所述集流板连通。
2.根据权利要求1所述的即热式电热水器,其特征在于,所述半导体换热机构包括:
保温保护壳,所述保温保护壳上自下至上依次设置供水通道、半导体安装腔和废水通道,其中,所述废水通道与所述集流板连通,所述供水通道设置有进水口和出水口;
热电半导体制冷片,所述热电半导体制冷片设置于所述半导体安装腔中;
第一温度传感器,所述第一温度传感器设置于所述进水口处;
第二温度传感器,所述第二温度传感器设置于所述出水口处;
流量计,所述流量计设置于所述出水口处。
3.根据权利要求2所述的即热式电热水器,其特征在于,
所述供水通道中设置有供水散热片;
所述废水通道中设置有废水散热片。
4.根据权利要求2所述的即热式电热水器,其特征在于,所述保温保护壳还包括:
第一导热隔板,所述第一导热隔板设置于所述供水通道和半导体安装腔之间;
第二导热隔板,所述第二导热隔板设置于所述废水通道和半导体安装腔之间;
其中,所述热电半导体制冷片的上表面与所述第二导热隔板接触设置,所述热电半导体制冷片的下表面与所述第一导热隔板接触设置。
5.根据权利要求2所述的即热式电热水器,其特征在于,所述集流板包括:
集流板本体,所述集流板本体上开设有若干导流槽,以及与若干所述导流槽连接的集水槽,所述集水槽与所述废水通道连通;
可调支脚,所述可调支脚设置于所述集流板本体背离所述保温保护壳的一端。
6.根据权利要求5所述的即热式电热水器,其特征在于,所述集流板本体与安装面呈0~10°夹角设置。
7.根据权利要求2所述的即热式电热水器,其特征在于,所述即热式电热水器还包括:与所述半导体换热机构连接的电源电控显示机构。
8.根据权利要求7所述的即热式电热水器,其特征在于,所述电源电控显示机构包括:
主电源,所述主电源的输入端与市电连接;
单片机,所述单片机与所述主电源的输出端连接;
显示与控制组件,所述显示与控制组件连接于所述主电源的输出端与所述单片机之间;
电源控制器,所述电源控制器的一端与所述半导体换热机构连接,所述电源控制器的另一端分别与所述主电源的输出端和单片连接;
第一温度反馈电路,所述第一温度反馈电路的一端连接于所述单片机与所述半导体换热机构之间;
第二温度反馈电路,所述第二温度反馈电路的一端连接于所述单片机与所述半导体换热机构之间;
温度控制电路,所述温度控制电路依次连接所述单片机、电源控制器和半导体换热机构。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的即热式电热水器的控制方法,其特征在于,包括:
启动所述即热式电热水器,并设定出水口设定温度TS和获取进水口的进水温度T1;
根据所述TS和T1计算ΔT1=TS-T1;
当所述ΔT1为正值时,控制所述即热式电热水器进入制热模式,或,当所述ΔT1为负值时,控制所述即热式电热水器进入制冷模式;
获取出水口实时温度T2和出口流量数据,并根据TS和T2计算ΔT2=TS-T1;
当所述ΔT2为正值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器增大运行功率,或,当所述ΔT2为负值时,根据所述出口流量数据,控制所述即热式电热水器减小运行功率。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求9所述的即热式电热水器的控制方法。
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