CN114562819A - 一种热水器恒温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器恒温控制方法。为了克服现有技术水温调节速率慢、调节时间长用户感受不舒适的问题，本发明采用水量伺服器对水量进行调节，计算最佳水量并生成最佳升温曲线，当出水温度与设定温度不等时则通过计算得到最佳水量，将出水水量调整至最佳水量以保持水温恒定，在初次将计算好最佳水量后，除环境条件变化外，将保持水量稳定在最佳水量，保证出水温度恒定，减少滞后效应的影响，提高调温精度，提高调温速度；通过调温闭环检测，达到环境水温以及水量变化时及时将水量重新调节，达到真正的恒温控制。

Description

一种热水器恒温控制方法

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器恒温控制方法。

背景技术

目前市面上的水量伺服器的控制，大部分是在最大功率下当出水温度到达不了时，进行缩水量处理，缩水到设定温度到达停止，此种方式水量伺服器只能保持在最大功率操作，并没有达到快速加温及出水温度保持的功能；为了改善热交换器加热延迟的问题，由于现在恒温控制，都是在温度变化时，才会调整加热器功率，再透过热交换器转换热能，导致会有加热延迟效果，导致恒温有不稳定问题；一些恒温控制的热水器，当电热水器的功率足以提供加热时所需功率时，可以做到恒温出水且达到设定温度，但当进水温度较低，或水量增大，或设定温度较高，使得所需加热功率超过了即热恒温电热水器提供的最大功率，虽然可以保证出水恒温，但无法保证出水温度能达到设定温度；还有一些采取直热式热泵方式加热的热水器，虽然使用热泵系统可以直接加热热水，但是一般热泵系统的稳定时间需要3～5min，在此过程中，制热量不断上升，出水温度不断上升，而且如果多个取水点用水，单个取水点的水流量容易发生波动，导致通过热泵水箱和第一旁通管加热后的出水水温发生较大波动，影响用户使用的舒适性；还有通过PID控制的热水器，主要是通过检测设定温度和实时的出水温度，通过控制水阀的开度，进而控制水量大小，从而控制出水的恒温，但当流经系统的总水量原本就相对小的时候(由于水压过低，管道阻力过大等原因)，或者环境温度高、制热量大，但设定温度不高(一般当环境温度高时，自来水温度也高，用户用水的设定温度也会相对低)，以上情况都可能导致当前出水温度大于设定温度，即使水阀开度不断调大，水量也无法增加，最终使出水温度超过设定温度，无法做到真正意义上的恒温。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种即热式热水器恒温控制系统的控制方法”，其公告号CN 103727677 B，包括沿热水器的进水口至出水口方向依次设置在水路上的热泵加热系统、即热加热系统和水量调节系统，所述控制方法通过检测热泵出水温度、总出水温度、水量和即热加热系统的输出功率，调节水量的大小、热泵加热系统的工作状态和即热加热系统的输出功率，使总出水温度维持在设定温度，其在调整水温时，需要阶段式地进行温度检测，将现在的水温与设定的水温进行对比，然后试探性的调节水量大小，而这个阶段式检测的过程即阶段式调节水温的过程，其水温变化速率较慢，时间过长，用户舒适度不好。

发明内容

本发明主要解决现有技术水温调节速率慢、调节时间长用户感受不舒适无法达到真正恒温的问题；提供一种热水器恒温控制方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

当出水温度与设定温度不等时则通过计算得到最佳水量，将出水水量调整至最佳水量以保持水温恒定，在初次将计算好最佳水量后，除环境条件变化外，将保持水量稳定在最佳水量，保证出水温度恒定，减少滞后效应的影响，包括以下步骤：

A1：检测出水温度，将出水温度与设定温度比较；出水温度即龙头输出水的温度，用户在使用热水器之前，先对水温进行设定，设定的水温就是热水器需要达到的水温；

A2：若出水温度与设定温度相等，则执行步骤A1；若出水温度不等于设定温度，则执行步骤A3；当出水温度与用户设定的温度相等时则重复测量，以防水温变化，即实现了闭环控制，提高了控制精度；如果出水温度与设定温度不等，则需要对水量进行调节；

A3：计算最佳水量，将水量调整至最佳水量；

A4：检测环境水量与最佳水量的差值是否超过阈值，若是，则执行步骤A3；若否，则执行步骤A1；当环境水量变化时，例如，水管水压变化或者用户手动加大水量，此时水量会发生波动，这一波动若超过阈值范围就会导致出水温度变化，为了及时调整避免温度变化，必须在水量波动超过阈值之前就对水量进行控制，使出水量返回最佳水量处，从而保证了出水温度恒定；而且通过调节水量的方式来调节水温，与现有技术中调节热水器的加热功率相比，没有加热的延迟效应，能够更快地稳定水温，真正的保持水温恒定。

作为优选，所述最佳水量小于热水器能将水加热至用户设定温度的当前水压下的最大水量；正常情况下，用户设定好温度并打开水阀，若此时用户开水水量过大，热水器会将水量调小；反之，热水器将水量调大；在热水器可以达到的功率下，热水器能将水加热至用户设定温度的水量称作目标水量，而最佳水量的取值小于目标水量，目的是加快升温。

作为优选，根据不同的最佳水量生成对应的水量伺服器的参数，将所述最佳水量与对应的水量伺服器的参数生成最佳升温曲线；水量伺服器输入固定的参数即可将水量调整至最佳水量，将这个参数与最佳水量对应生成最佳升温曲线即可方便地查看每个最佳水量对应的水量伺服器的参数；。

作为优选，通过所述最佳升温曲线查询得到水量伺服器的参数，通过查表的方式得到水量伺服器的开度，避免每次进行调整时都要经过繁琐的计算得到对应参数，从而加快水温调节速度。

作为优选，利用水量伺服器来调整水量。

作为优选，所述环境水量为进水处水量。

本发明的有益效果是：

通过最佳水量，达到一次到位的调温，提高调温速度；

当水量变化时通过水量伺服器及时调节水量，可以避免水温波动实现水温的恒定；

3.通过调温闭环检测，达到环境水温以及水量变化时及时将水量重新调节，达到真正的恒温控制。

附图说明

图1是本发明的一种热水器恒温控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的一种热水器恒温控制方法，如图1所示，包括如下步骤：A1：检测出水温度，将出水温度与设定温度比较；

A2：若出水温度与设定温度相等，则执行步骤A1；若出水温度不等于设定温度，则执行步骤A3；出水温度即热水器加热后输出给用户使用的水温，当出水温度与设定温度相等时，需要重复对出水温度与设定的温度进行比较，由于水温控制是一个持续的过程，需要对水温进行持续的监控，进水环境的一些细微的变化都有可能引起出水温度的变化，比如：冬天气温较低时，由于水管部分在室内而部分水管在室外，水管的室内部分的水的温度一般比室外部分水的温度要高，当用户刚开水时，水管内的水温为15摄氏度，设定温度为40摄氏度，那么热水器需要升温25摄氏度；当用户使用了一段时间后，刚才处于室内部分温度较高的水已经使用完了，此时进水处都是室外温度较低的水，室外水温为5摄氏度，设定温度仍然是40摄氏度，那么此时需要升温变成了35摄氏度，需要升温的温度不同，其最佳水量必然也是不同的，所以需要进行持续检测，当检测到出水温度稍有变化，即快速调节水量至最佳水量，以使水温快速达到设定温度，在用户未感知到水温变化时即将水温修正，达到真正的水温恒定控制的效果；此外，用户中途突然手动加大水量，此时水温也会为变化，也要重新将水量调整至最佳水量。

A3：计算最佳水量，将水量调整至最佳水量；最佳水量与目标水量不同，目标水量指的是热水器能将水加热至用户设定温度的当前水压下的最大水量，而最佳水量还要小于这一目标水量，因为在目标水量下热水器的加热效率较低，而采用最佳水量可以加快加热速度； 此外，最佳水量也为水量伺服器的水量调节提供裕度。

根据不同的最佳水量生成对应的水量伺服器的参数，将最佳水量与对应的水量伺服器的参数生成最佳升温曲线，为了保持一定的裕度，最佳水量对应水量伺服器的50%~90%的开度，在水量伺服器对最佳水量进行调节时，只需按照最佳升温曲线中对应的参数来调节水量伺服器的参数即可将水量调节至最佳水量，而无需每次调节时都进行计算，节省时间加快效率，更有利于恒温控制。

A4：检测环境水量与最佳水量的差值是否超过阈值，若是，则执行步骤A3；若否，则执行步骤A1；环境水量的变化若超过预先设定好的阈值，就会对出水温度造成很大影响导致出水温度波动，所以当变化值达到阈值时水量伺服器即动作，若环境水量变小则水量伺服器进行扩大水量，若环境水量变大则水量伺服器缩小水量至最佳水量；水量伺服器的开度设置在50%~90%的原因就在于当环境水量变大或变小时都能采取相应措施调节水量，若将开度设置在100%，则当环境水量变小时，水量伺服器无法继续将水量开大，达不到水温调节效果；在水温调节过程中，由于进水温度的变化，最佳水量也在变化，需要及时将水量调整至最佳水量以图水温调节速度的最大化：在水温与设定的水温温差大时，比如水温比设定水温低很多时，如果此时用户手动开水的水量较大，则即使使用热水器的最大功率也无法将水温加热至设定的温度，所以此时需要开启较小的水量将水温快速加热至设定温度，避免长时间加热等待时出水温度较低，在寒冷的冬季会对需要淋浴的用户造成较大的困扰；环境水量指的是进水处的水量。

透过水量伺服器的水量控制，实现高精度及更快速的恒温控制手法，在此恒温控制下，主要的核心组件为需有水量伺服器、鼓风机、火排、水箱、电磁阀、温度传感器跟比例阀组成。

工作原理：用户使用时，设定温度并打开水阀，此时热水器开始工作，并根据用户的设定温度以及环境水温等参数先计算好最佳水量，根据最佳水量对水量伺服器的参数进行调整后即将出水量调节至最佳水量，此时达到最快将水温加热至设定温度的目的；当环境水量变大，且变化值超过阈值时水量伺服器将水量调低至最佳水量；当环境水量变小且变化值超过阈值，水量伺服器将水量调高至最佳水量；通过调节水量控制出水温度而非调节热水器的加热功率，可以有效避免加热时的滞后效应，达到稳定水温的效果。

应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种热水器恒温控制方法，其特征在于，当出水温度与设定温度不等时则通过计算得到最佳水量，将出水水量调整至最佳水量以保持水温恒定，包括如下步骤：

A1：检测出水温度，将出水温度与设定温度比较；

A2：若出水温度与设定温度相等，则执行步骤A1；若出水温度不等于设定温度，则执行步骤A3；

A3：计算最佳水量，将水量调整至最佳水量；

A4：检测环境水量与最佳水量的差值是否超过阈值，若是，则执行步骤A3；若否，则执行步骤A1。

2.根据权利要求1所述的一种热水器恒温控制方法，其特征在于，所述最佳水量小于热水器能将水加热至用户设定温度的当前水压下的最大水量。

3.根据权利要求2所述的一种热水器恒温控制方法，其特征在于，根据不同的最佳水量生成对应的水量伺服器的参数，将所述最佳水量与对应的水量伺服器的参数生成最佳升温曲线。

4.根据权利要求3所述的一种热水器恒温控制方法，其特征在于，步骤3中通过所述最佳升温曲线查询得到水量伺服器的参数。

5.根据权利要求1所述的一种热水器恒温控制方法，其特征在于，步骤A3中，利用水量伺服器来调整水量。

6.根据权利要求1所述的一种热水器恒温控制方法，其特征在于，步骤A3中，利用水量伺服器来调整水量。

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