CN114839692A - 一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置 - Google Patents

一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置，其中热水设备的水垢检测方法包括：获取与换热过程有关的物理量；根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数；根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。由此在水垢检测时无需在热水设备中增设其他的附件，例如浊度传感器，可以减少成本。

Description

一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置
技术领域
本发明涉及电器设备技术领域，具体涉及一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置。
背景技术
热水设备因水质不同，受到水垢的影响也不同。目前对于热水设备中水垢的检测一般会用到浊度传感器，但是采用浊度传感器会增加成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置，以解决目前热水设备中水垢的检测会增加成本的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种热水设备的水垢检测方法，包括以下步骤：获取与换热过程有关的物理量；根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数；根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述与换热过程有关的物理量包括以下中的至少一项：燃气比例阀实际驱动电流、进水温度、单位时间段内的水流量、出水温度；或者，所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，当与换热过程有关的物理量包括燃气比例阀的驱动电流、进水温度、出水温度和水流量时，所述根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数包括：根据所述进水温度、所述单位时间段内的水流量、所述出水温度利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量；计算所述加热水所需热量与所述燃气比例阀驱动电流的第一比值，将所述第一比值作为换热效率。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢包括：当所述换热效率小于预设的第一阈值时，判定所述热水设备产生水垢，发出提示消息。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，热水设备的水垢检测方法还包括：当所述换热效率小于预设的第二阈值时，判定所述热水设备结垢严重，发出报警消息；其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第五实施方式中，在根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率之前，热水设备的水垢检测方法还包括：判断所述燃气比例阀驱动电流是否大于预设的第三阈值；当所述燃气比例阀驱动电流大于所述第三阈值时，执行根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率的步骤。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第六实施方式中，当所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量时，所述根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数包括：计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的第二比值，并所述第二比值作为换热衰减率；和/或，计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的差值，并将所述差值作为换热衰减量。
结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢包括：根据所述换热衰减率和/或所述换热衰减量判定所述热水设备是否产生水垢。
根据第二方面，本发明实施例还提供了一种热水设备的水垢检测装置，包括获取模块、计算模块和判断模块，所述获取模块用于获取与换热过程有关的物理量；所述计算模块用于根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数；所述判断模块用于根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。
根据第三方面，本发明实施例还提供了一种热水设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的热水设备的水垢检测方法。
本发明实施例提供的热水设备、热水设备的水垢检测方法及装置，仅通过获取与换热过程有关的物理量，根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数，根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢；由此在水垢检测时无需在热水设备中增设其他的附件，例如浊度传感器，可以减少成本。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例1中水垢检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1中示例1水垢检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例2中水垢检测装置的结构示意图。
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，本领域技术人员在没有作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。
实施例1
本发明实施例1提供了一种热水设备的水垢检测方法。热水设备可以是燃气热水设备、壁挂炉、热水炉等热水设备，为了更清楚地说明本发明，以下实施例以热水器为例进行说明。
图1为本发明实施例1中水垢检测方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例的水垢检测方法包括以下步骤：
S101：获取与换热过程有关的物理量。
作为第一种具体的实施方式，所述与换热效率相关的参数包括以下中的至少一项：燃气比例阀实际驱动电流、进水温度、单位时间段内的水流量、出水温度。示例的，单位时间段可以为1分钟。
作为第二种具体的实施方式，所述与换热效率相关的参数包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量。
S102：根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数。
在本发明实施例1中，换热参数包括以下中的至少一项：换热效率、换热衰减率、换热衰减量。
与上述第一种具体实施方式相对应，当与换热效率相关的参数包括燃气比例阀的驱动电流、进水温度、出水温度和水流量时，所述根据所述与换热效率相关的参数计算换热效率可以采用如下方案：根据所述进水温度、所述单位时间段内的水流量、所述出水温度利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量；计算所述加热水所需热量与所述燃气比例阀驱动电流的第一比值，将所述第一比值作为所述换热效率。
更加具体的，根据所述进水温度、所述单位时间段内的水流量、所述出水温度利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量可以采用如下方法：单位时间(分钟)的水流量记为Q，出水温度记为T2，进水温度记为T1，水温变化量记为△T，△T＝T2-T1。单位时间加热水的热量记为P，P＝Q*△T。进水温度T1、出水温度T2通过进水感温包和出水感温包检测得到；单位时间的水流量通过流量传感器检测得到。
在本发明实施例1中，第一比值可以近似的反映换热效率。这是因为，热水设备例如热水器的工作原理为：燃气燃烧产生的热量经过换热器管道(例如铜管)换热使得管道中的水被加热。当管道中沉积有一定量的水垢时，换热效率会显著降低，即相同热量所消耗的燃气会显著增加，具体的，热量为在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少。因此可以通过相同热量所消耗燃气量判断在铜管上是否沉积有水垢和/或沉积的水垢量。同时燃气消耗量和燃气比例阀驱动电流近似线性，因此相同热量与燃气比例阀驱动电流的比值可近似反映换热效率。
但是，在实际应用中，相同热量这个条件很难实现，在本发明实施例1中，采用加热水所需热量(可以近似的等效为热水器输出热量)来替代相同热量。这是因为虽然进水温度、出水温度、单位时间内水流量的不同可以导致加热水所需热量不同，也就是不同的条件下产生的热量并不相同，但是当加热水所需热量不同时，为了保证热水器的出水温度达到用户的需求，燃气比例阀驱动电流也会不同，因此加热水所需热量与燃气比例阀驱动电流的第一比值相当于数学公式中的斜率，可以近似的认为第一比值反映的是换热效率。
作为进一步的实施方式，在根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率之前，还包括：判断所述燃气比例阀驱动电流是否大于预设的第三阈值；当所述燃气比例阀驱动电流大于所述第三阈值时，执行根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率的步骤。具体的，第三阈值可以为额定电流的10％～30％时，这是因为，当电流较小时，燃气消耗量与燃气比例阀驱动电流非线性，当所述燃气比例阀驱动电流大于所述第三阈值时，可以提高水垢检测方法的准确性。
与上述第二种具体实施方式相对应，当所述与换热效率相关的参数包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量时，所述根据所述与换热效率相关的参数计算换热参数可以采用如下三种方法。第一种方法为：计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的第二比值，并所述第二比值作为换热衰减率。第二种方法为：计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的差值，并将所述差值作为换热衰减量。第三种方法为：计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的第二比值，并所述第二比值作为换热衰减率；并且计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的差值，并将所述差值作为换热衰减量。
也就是说，采用相同的比例阀驱动电流(如50％额定值)，首次使用与间隔一定时间后单位时间水流吸收的热量的比值和/或差值来评估热水器、壁挂炉结垢情况。
S103：根据所述换热参数判定所述热水器是否产生水垢。
与上述第一种具体实施方式相对应，所述根据所述换热效率判定所述热水器是否产生水垢可以采用如下方案：当所述第一比值大于预设的第一阈值时，判定所述热水器产生水垢；当所述第一比值大于预设的第二阈值时，判定所述热水器结垢严重，发出提示消息；其中所述第二阈值大于所述第一阈值。
与上述第二种具体实施方式相对应，所述根据所述换热效率判定所述热水器是否产生水垢可以采用如下方案：根据所述换热衰减率和/或所述换热衰减量判定所述热水器是否产生水垢。
第一种具体实施方式符合用户使用场景，用于安装后客户日常使用水垢检测，但检测灵敏略低于第二种方案。第二种具体实施方式适用于热水器定期水垢自检，因实施时燃气阀驱动电流固定，燃气量确定，管道中水单位时间换热量确定，出水温度不固定，随水流量和进水温度变化，不适用于洗浴工作模式。
本发明实施例1提供的热水器的水垢检测方法，仅通过获取与换热过程有关的物理量，根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数，根据所述换热参数判定所述热水器是否产生水垢；由此在水垢检测时无需在热水器中增设其他的附件，例如浊度传感器，可以减少成本。
为了更加详细的说明本发明实施例1第一种水垢检测方法，给出示例1。图2为本发明实施例1中示例1水垢检测方法的流程示意图，如图2所示，由于比例阀在小电流时非线性，首先检测比例阀驱动电流，如小于第五阈值(如额定电流的10％～30％时)则不自动进行水垢检测，大于第五阈值才进行水垢检测。利用进出水温度、单位时间段内的水流量利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量；计算加热水所需热量与燃气比例阀驱动电流的比值，当比值小于第一阈值时，认为热水器换热效率降低，内部有结垢，发出结垢提示消息；当比值小于第二阈值时，判定所述热水器结垢严重，发出报警消息。
综上可知，本发明实施例1提供的热水器的水垢检测方法具有如下优点：
1、实现燃气热水器壁挂炉水垢实时自动检查。
2、实施成本低无需附加成本。
3、实现热水器壁挂炉老化自动检查，具体的，当热水器维修或保养除水垢后换热效率仍然低于预设的要求值，可判断整机换热效率低已无法正常使用。
实施例2
与本发明实施例1相对应，本发明实施例2提供了一种水垢检测装置的结构示意图。图3为本发明实施例2中水垢检测装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例2的水垢检测装置包括获取模块20、计算模块21和判断模块22。
具体的，获取模块20，用于获取与换热效率相关的参数。
计算模块21，用于根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数。
判断模块22，用于根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。
具体的，所述与换热过程有关的物理量包括以下中的至少一项：燃气比例阀实际驱动电流、进水温度、单位时间段内的水流量、出水温度；或者，所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量。
当与换热过程有关的物理量包括燃气比例阀的驱动电流、进水温度、出水温度和水流量时，计算模块21具体用于：根据所述进水温度、所述单位时间段内的水流量、所述出水温度利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量；计算所述加热水所需热量与所述燃气比例阀驱动电流的第一比值，将所述第一比值作为换热效率。
当与换热过程有关的物理量包括燃气比例阀的驱动电流、进水温度、出水温度和水流量时，判断模块22具体用于：当所述换热效率小于预设的第一阈值时，判定所述热水设备产生水垢，发出提示消息；当所述换热效率小于预设的第二阈值时，判定所述热水设备结垢严重，发出报警消息；其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
进一步的，在根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率之前，判断模块22还用于：判断所述燃气比例阀驱动电流是否大于预设的第三阈值；当所述燃气比例阀驱动电流大于所述第三阈值时，执行根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率的步骤。
当所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量时，计算模块21具体用于：计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的第二比值，并所述第二比值作为换热衰减率；和/或，计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的差值，并将所述差值作为换热衰减量。
当所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量时，判断模块22具体用于：根据所述换热衰减率和/或所述换热衰减量判定所述热水设备是否产生水垢。
本发明实施例2提供的热水设备的水垢检测装置，仅通过获取与换热过程有关的物理量，根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数，根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢；由此在水垢检测时无需在热水设备中增设其他的附件，例如浊度传感器，可以减少成本。
上述水垢检测装置具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
实施例3
本发明实施例还提供了一种热水设备，该热水设备可以包括处理器和存储器，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的热水设备的水垢检测方法对应的程序指令/模块(例如，图3所示的获取模块20、计算模块21和判断模块22)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的热水设备的水垢检测方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行如图1至图2所示实施例中的热水设备的水垢检测方法。
上述热水设备具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种热水设备的水垢检测方法，其特征在于，包括：
获取与换热过程有关的物理量；
根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数；
根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。
2.根据权利要求1所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于：
所述与换热过程有关的物理量包括以下中的至少一项：燃气比例阀实际驱动电流、进水温度、单位时间段内的水流量、出水温度；
或者，所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量。
3.根据权利要求2所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，当与换热过程有关的物理量包括燃气比例阀的驱动电流、进水温度、出水温度和水流量时，根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数包括：
根据所述进水温度、所述单位时间段内的水流量、所述出水温度利用预设的热力学公式计算得到加热水所需热量；
计算所述加热水所需热量与所述燃气比例阀驱动电流的第一比值，将所述第一比值作为换热效率。
4.根据权利要求3所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，所述根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢包括：
当所述换热效率小于预设的第一阈值时，判定所述热水设备产生水垢，发出提示消息。
5.根据权利要求4所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，还包括：
当所述换热效率小于预设的第二阈值时，判定所述热水设备结垢严重，发出报警消息；其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
6.根据权利要求3所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，在根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率之前，还包括：
判断所述燃气比例阀驱动电流是否大于预设的第三阈值；
当所述燃气比例阀驱动电流大于所述第三阈值时，执行根据所述与换热效率相关的参数确定换热效率的步骤。
7.根据权利要求2所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，当所述与换热过程有关的物理量包括：初始时刻与预设的第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间标准水吸热量、和/或当前时刻与所述第一燃气比例阀驱动电流相对应的单位时间当前水吸热量时，根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数包括：
计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的第二比值，并所述第二比值作为换热衰减率；
和/或，计算所述单位时间标准水吸热量和所述单位时间当前水吸热量的差值，并将所述差值作为换热衰减量。
8.根据权利要求7所述的热水设备的水垢检测方法，其特征在于，所述根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢包括：
根据所述换热衰减率和/或所述换热衰减量判定所述热水设备是否产生水垢。
9.一种热水设备的水垢检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取与换热过程有关的物理量；
计算模块，用于根据所述与换热过程有关的物理量计算换热参数；
判断模块，用于根据所述换热参数判定所述热水设备是否产生水垢。
10.一种热水设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1～8中任一项所述的热水设备的水垢检测方法。
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