CN207702711U - 智能热水器及其加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能热水器及其加热系统，适用于热水器技术领域，智能热水器，包括进水管路、加热器件、出水管路、循环管路、储水箱和控制板；所述进水管路的入口连接自来水管道再进入所述加热器件，所述进水管路从所述加热器件出来延伸连接所述储水箱，所述储水箱通过所述循环管路连接所述进水管路的底端，所述循环管路上设置至少一个水泵，所述储水箱连接所述出水管道；所述进水管路、所述循环管路、所述出水管路分别设置至少一个电控开关装置、至少一个温度探头，所述储水箱设置至少一个温度探头、至少一个液位计。借此，本实用新型实现出水量大、预热时间短、安全可靠的热水器。

Description

智能热水器及其加热系统

技术领域

本实用新型适用于热水器技术领域，尤其涉及一种智能热水器及其加热系统。

背景技术

目前市面上的即热式热水器，存在功率偏大，至少在6500W以上，大部分在8000W左右，需要很大的空气开关和电线；很多的用户安装条件不具备；且热水出水流量比较小，大部分在2.5升－3.0升/min；冲凉舒服感觉太差；市面上储水式热水器，存在体积大，占空间，安装位置大，有些小的房间不能安装，且预热时间长，通常60L的储水式热水器预热到可以冲凉至少要30－60分钟以上；因此设计实用新型一款预(即)热式热水器，可以解决即热式热水器出水量小、储水式热水器预热慢的缺点；现有技术里储满水后预热时间太长或者出水流量太小，难以满足使用。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种智能热水器及其加热系统，能为了实现上述目的，提供实现给出水量大、预热时间短、安全可靠的热水器。

本实用新型提供一种智能热水器，包括进水管路、加热器件、出水管路、循环管路、储水箱和控制板；

所述进水管路的入口连接自来水管道再进入所述加热器件，所述进水管路从所述加热器件出来延伸连接所述储水箱，所述储水箱通过所述循环管路连接所述进水管路的底端，所述循环管路上设置至少一个水泵，所述储水箱连接所述出水管路；

所述进水管路、所述循环管路、所述出水管路分别设置至少一个电控开关装置、至少一个温度探头，所述储水箱设置至少一个温度探头、至少一个液位计；

所述控制板电连接所述电控开关装置、所述温度探头、所述加热器件、所述液位计、所述水泵。

根据本实用新型所述智能热水器，所述智能热水器还包括：

所述循环管路和所述出水管路具有同一段共用管道，所述共用管道连接所述储水箱，在所述共用管道设置第一水泵、出水温度探头，在所述出水管路设置第一电控开关装置，在所述循环管路入口设置第三电控开关装置，所述循环管路和所述出水管路不同时开放；

所述进水管路的入口依次设置流量调节阀、第二电控开关装置、所述循环管路与所述进水管路连接点，在所述连接点之后设置进水温度探头，在所述加热器件的出水段设置检测水体被加热后的温度的温控探头；

所述控制板电连接所述第一水泵、所述出水温度探头、所述第一电控开关装置、所述第二电控开关装置、所述第三电控开关装置、所述进水温度探头和所述温控探头。

所述加热器件是外冷内热式加热器，所述加热器件设置有根据目标加热温度调节加热功率的加热功率控制器，所述加热器件包括相互连接的内层的加热腔、外层的冷却腔，所述冷却腔包覆在所述加热腔的外层，水体自所述冷却腔进入所述加热腔，水体在所述加热器件的内腔中隔离加热，再从加热腔底部流出，水体再经所述进水管路的末段流入所述储水箱。

所述储水箱的底部设置一个第一液位计、所述储水箱的顶部设置第二液位计，所述第一液位计、所述第二液位计电连接所述控制板，所述储水箱的底部设置长杆型的备用温控探头；

所述智能热水器还包括在外壳设置用于漏电保护的防电墙、显示屏、触屏按钮、扬声器和LED灯，所述LED灯一一对应所述触屏按钮设置，所述控制板电连接所述显示屏、所述触屏按钮、所述扬声器和所述LED灯。

根据本实用新型所述智能热水器，所述第一电控开关装置、所述第二电控开关装置、所述第三电控开关装置是电磁阀；或者

所述第一水泵为可调流量的单向增压泵，所述第三电控开关装置的位置与所述第一水泵合并设置，且所述第一电控开关装置为可调流量单向增压泵，所述第二电控开关装置为电磁阀；

所述出水温度探头设置在所述共用管道的末端与所述出水管路的交接处。

根据本实用新型所述智能热水器，所述智能热水器的内部左侧设置所述进水管路，所述流量调节阀设置在外部，所述流量调节阀是机械式的，所述出水管路从底部延伸出来，所述出水管路还连接至热水出口；

所述加热器件设置在顶部的左侧，所述控制板设置在顶部的右侧，所述储水箱设置在中部，所述进水管路连接在所述储水箱顶部，所述第一水泵设置在所述出水温度探头下方，所述出水管路和所述循环管路一体成型。

根据本实用新型所述智能热水器，所述加热器件为即热式加热器，所述即热式加热器包括厚膜加热器或压铸铝加热器；所述储水箱设置有保温层，所述储水箱上端侧面增设排气孔。

本实用新型提供一种智能热水器的加热系统，应用于如上述任一项所述的智能热水器，包括：

状态检测模块，用于对各部件进行检测，收集工作状态信息；所述工作状态信息包括储水箱的液面位置、温度探头检测的各处的水温、水的流量和设备故障；

水位控制模块，用于根据储水箱的液面位置控制电控开关装置的开合、往所述储水箱注水。

预热控制模块，用于根据所述储水箱的当前水温与设定温度的比较结果，控制进水加热和出水；

用户交互模块，用于根据用户通过按钮输入控制指令执行相应的工作模式。

根据本实用新型所述智能热水器的加热系统，所述水位控制模块，进一步还包括：

第一加注子模块，用于根据检测液面达到安全水位阈值时，关闭所述进水管路；还用于检测液面低于所述安全水位阈值时，打开所述进水管路；

第二加注子模块，用于在所述出水管路打开时，关闭所述循环管路；

以及还用于在所述出水管路关闭时，打开所述循环管路。

根据本实用新型所述智能热水器的加热系统，所述预热控制模块还包括：

预热子模块，当更新的所述设定温度高于所述储水箱内的所述当前水温，冷水加热到高于设定温度；

降温子模块，当更新的所述设定温度低于所述储水箱内的所述当前水温，冷水直接注入所述储水箱；

恒温子模块，当所述储水箱的所述当前水温等于所述设定温度，后续进水加热到所述设定温度再注入，允许打开所述出水管路；

根据本实用新型所述智能热水器的加热系统，还包括：

安全保护模块，用于根据电源、按钮工作状态、加热器件、管道、储水箱的安全状态，停止所述智能热水器相应工作；

提示模块，用于根据加热器工作状态向用户呈现提示；

所述提示模块通过设置显示屏、按钮提示灯的呈现内容进行提示；

所述状态检测模块还用于在初次上电后对各元件进行检测，记录故障数据和初始状态；

所述工作状态信息包括提示加热状态、等待信息、流量、设定温度；

语音模块，用于根据所述加热器工作状态向用户进行语音提示。

根据本实用新型所述智能热水器的加热系统，所述安全保护模块还包括：

节电安全子模块，用于根据触屏按钮持续时间停止加热切换到待机或关机；

水位安全子模块，根据液面位置达到水位安全阈值自动断开加热。

根据本实用新型所述智能热水器的加热系统，还包括：

控流模块，用于根据出水管路的设定流量控制水泵的运转出水；

所述控流模块还用于若当前液面位置低于第二液面阈值转为预设的低限度供水状态；若所述出水管路的所述设定流量小于或等于所述进水管路的注水流量时，允许在空储水箱的状态跳过预热过程直接出热水；

录音模块，用于记录用户语音并识别出用户发出的语音指令，传递相应控制指令和语音信息。

综上所述，本实用新型通过改进储水和出水环节使得出水量更大、预热时间短、安全可靠。借此，本实用新型实现出水量大、预热时间短、安全可靠的热水器。

附图说明

图1是本实用新型智能热水器的加热系统的结构示意图；

图2是本实用新型智能热水器的加热系统的优选实施例的结构示意图；

图3是本实用新型智能热水器优选实施例剖面示意图；

图4是本实用新型智能热水器第二实施例剖面示意图；

图5是本实用新型智能热水器第二实施例触屏按钮示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种智能热水器100，该智能热水器 100的零部件可以是内置于的软件单元，硬件单元或软硬件结合单元。

结合图示说明，如图3～图4所示，本实用新型提供的智能热水器100，包括进水管路10、加热器件40、出水管路20、循环管路30、储水箱60和控制板 50；

进水管路10的入口连接自来水管道再进入加热器件40，进水管路10从加热器件40出来延伸连接储水箱60，所述储水箱通过循环管路30连接进水管路 10的底端，循环管路30上设置至少一个水泵，储水箱60连接所述出水管路；

进水管路10、循环管路30、出水管路20分别设置至少一个电控开关装置、至少一个温度探头，所述储水箱设置至少一个温度探头、至少一个液位计；

控制板50电连接所述电控开关装置、所述温度探头、所述液位计、加热器件40、所述水泵。

如图3所示的优选实施例，智能热水器100，还包括：

循环管路30和出水管路20具有同一段共用管道，所述共用管道连接所述储水箱，在所述共用管道设置第一水泵32、出水温度探头33，在出水管路20 设置第一电控开关装置21，在循环管路30入口设置第三电控开关装置31，循环管路30和出水管路20不同时开放；因而在不同时段该共用管道可以节约布设管道的空间，此外方便了水泵的安装和复用；

进水管路10的入口依次设置流量调节阀11、第二电控开关装置12、循环管路30与进水管路10连接点，在所述连接点之后设置进水温度探头，在加热器件40的出水段设置检测水体被加热后水温的温控探头；

控制板50电连接第一水泵32、出水温度探头33、第一电控开关装置21、第二电控开关装置12、第三电控开关装置31、所述进水温度探头和所述温控探头。

更好的是，智能热水器100还包括：

加热器件40是外冷内热式加热器，加热器件40设置有根据目标加热温度调节加热功率的加热功率控制器，所述加热器件40包括相互连接的内层的加热腔、外层的冷却腔，所述冷却腔包覆在所述加热腔的外层，水体自所述冷却腔进入所述加热腔，水体在加热器件40的内腔中隔离加热，再从加热腔底部流出，水体再经进水管路10的末段流入储水箱60。

优选的是，所述智能热水器还包括：

储水箱60的底部设置一个第一液位计61、储水箱60的顶部设置第二液位计62，第一液位计61、第二液位计62电连接所述控制板50，储水箱60的底部设置长杆型的备用温控探头；

所述智能热水器100还包括在外壳设置用于漏电保护的防电墙、显示屏、触屏按钮、扬声器和LED灯，所述LED灯一一对应所述触屏按钮设置，控制板 50电连接所述显示屏、所述触屏按钮、所述扬声器和所述LED灯。该LED灯的状态设置为常亮、关闭、闪烁，用于提示相应按钮的工作状态，当然可以增加麦克风方便语音控制指令的录入

更优选的是，对应于图3的优选实施例，第一电控开关装置21、所述第二电控开关装置12、第三电控开关装置31优选电磁阀；此时第一水泵32可以作为出水或者循环都能进行使用，节省了水泵的设置，优选的是第一水泵是可调流量的单向增压泵；

或者对应于图4的实施例，所述第一水泵32为可调流量的单向增压泵，不同于图3里，所述第三电控开关装置的位置与所述第一水泵32合并设置，且第一电控开关装置21为可调流量单向增压泵，第二电控开关装置12为电磁阀；出水温度探头33设置在所述共用管道的末端与出水管路20的交接处。

所述智能热水器100的内部左侧设置进水管路10，流量调节阀11设置在外部，流量调节阀11是机械式的，出水管路20从底部延伸出来，出水管路20还连接至热水出口；

加热器件40设置在顶部的左侧，控制板50设置在顶部的右侧，储水箱60 设置在中部，进水管路10连接在储水箱60顶部，第一水泵32设置在出水温度探头33下方，所述出水管路和所述循环管路一体成型。控制板50也可设置在加热器件40并列安装，前提是确保安全隔离，在本实用新型充分具有隔离空间的基础上设置在储水箱60上方更好。

更好的是，所述加热器件40为即热式加热器，优选为厚膜加热器或压铸铝加热器，也可以替选为其它类型的加热器件；储水箱60设置有保温层，所述储水箱上端侧面设置排气孔。

为了更好的实施上述实施例，本实用新型提供一种智能热水器的加热系统 200，应用于如上述所述的智能热水器100，包括：

状态检测模块210，用于对各部件进行检测，收集工作状态信息；所述工作状态信息包括储水箱60的液面位置、温度探头检测的各处的水温、水的流量和设备故障；

水位控制模块，用于根据储水箱的液面位置控制电控开关装置的开合、往所述储水箱注水；

预热控制模块230，用于根据所述储水箱的当前水温与设定温度的比较结果，控制进水加热和出水；

用户交互模块，用于根据用户通过按钮输入控制指令执行相应的工作模式。

更进一步地，所述水位控制模块还包括：

第一加注子模块221，用于根据检测液面达到安全水位阈值时，关闭所述进水管路；还用于检测液面低于所述安全水位阈值时，打开所述进水管路；

第二加注子模块222，用于在所述出水管路打开时，关闭所述循环管路；以及还用于在所述出水管路关闭时，打开所述循环管路。

如图2所示，更好的是，预热控制模块230还包括：

预热子模块231，当更新的所述设定温度高于所述储水箱内的所述当前水温，冷水加热到高于设定温度；

降温子模块232，当更新的所述设定温度低于所述储水箱内的所述当前水温，冷水直接注入所述储水箱；

恒温子模块233，当储水箱的所述当前水温等于所述设定温度，后续进水加热到所述设定温度再注入，允许打开所述出水管路；

为了使得系统各个模块具有相对独立的控制、并行不悖，分别需要状态检测模块210全面检测核心部件的状态，单个模块根据较少的数据就能进行控制，多个模块就能实现精准的控制，加大出水量在于水泵的泵水加压，同时缩短加热过程则需要充分利用本身储水箱60中的水与自来水混合，进入加热器件的水温度更高、量大，使得预热过程可以更短，因而预热控制模块230根据水温控制基本的加热过程，配合安全保护控制极端的突发状况即可，水位控制主要涉及各个管路的开关设置与加热过程相互独立协同一致，依靠水流的进出加热器件40，针对加热器件40的控制的部分只需关心温度设置，调整加热功率、关闭加热器件40，同时对于高温、高水位、高流速等特殊情况的设置相应的控制阈值提供安全保护。

智能热水器的加热系统200，还包括：

安全保护模块250，用于根据电源、按钮工作状态、加热器件40、管道、储水箱的安全状态，停止智能热水器相应工作。

提示模块260，用于根据加热器工作状态向用户呈现提示；提示模块260通过设置显示屏、按钮提示灯的呈现内容进行提示；

状态检测模块210还用于在初次上电后对各元件进行检测，记录故障数据和初始状态；

所述工作状态信息包括提示加热状态、等待信息、流量、设定温度；

语音模块270，用于根据所述加热器工作状态向用户进行语音提示；

安全保护模块250通过集中针对最容易出现安全问题的各个状态参数组合，如温度、各个管路的开放状态、工作时长、触屏按钮等参数，避开相应的容易导致安全问题的参数组合，及早结合提示模块260、语音模块270实现警报提示，积极地调控，执行安全保护的这类优先级高的任务，从而确保智能热水器100 的全自动实现所有功能实现预热时间缩短、安全可靠。

进一步地，安全保护模块250还包括：

节电安全子模块251，用于根据触屏按钮持续时间停止加热切换到待机或关机；

水位安全子模块252，根据液面位置达到水位安全阈值自动断开加热。

优选的是，所述智能热水器的加热系统，还包括：

控流模块280，用于根据出水管路的设定流量控制水泵的运转出水；

控流模块280还用于若当前液面位置低于第二液面阈值转为预设的低限度供水状态；若所述出水管路的所述设定流量小于或等于所述进水管路的注水流量时，允许在空储水箱的状态跳过预热过程直接出热水。

录音模块290，用于记录用户语音并识别出用户发出的语音指令，传递相应控制指令和语音信息

基于录音模块290增加语音停水功能；首先设置语音，比如录音“停止冲凉”、“开始冲凉”举例冲凉过程中，当用户需要停止冲水时，说出“停止冲凉”，语音模块270接收到声音信息后，热水停止输出；当用户再次需要冲水时，说出开始冲凉，模块2接收到声音信息后，热水开始输出；当用户洗头或其它不方便睁开眼睛，不方便用手触摸开关。有语音功能，方便很多。

不同于上述实施例中提到的按钮，具体实施例可以将触屏按钮替换为机械按钮，但数量上，特殊的至少包括：启动、流量、温度、冲凉(暂停)，如图5 所示，可选的是人工启动加热的加热按钮，加热按钮可以没有，完全自动进行，冲凉按钮作为出水按钮，可以切换为暂停，按钮提示灯进行闪烁，再按就不闪烁，同时出水，而在预热过程中，该对应的按钮提示灯(本实施例为LED灯) 可以不亮或保持不闪。

此外，更特殊的实施过程，所述控制板50电连接一充电电池，作为所述控制板50的备用供电，在无交流电加热热水，也可以控制各电磁阀组合、启动水泵以便直接冲凉，流出储水箱原有的冷水、也能进行蓄水进行冲洗。

基于如图1～图2的智能热水器的加热系统200和单一水泵的智能热水器100 实施例，本实用新型主要通过如下步骤实现加热过程的控制，核心实施流程：

对各部件进行检测，收集工作状态信息；所述工作状态信息包括储水箱60 的液面位置、温度探头检测的各处的水温、水的流量和设备故障；

根据储水箱的液面位置控制电控开关装置的开合、往所述储水箱注水。

根据所述储水箱的当前水温与设定温度的比较结果，控制进水加热和出水；

根据用户通过按钮输入控制指令执行相应的工作模式。

以上步骤为本系统实施的控制逻辑的实现，通过状态检测模块210、水位控制模块220、预热控制模块230、用户交互模块240实现；对加热器件40、进水管路10、出水管路20、循环管路30的精密协作分工控制，相互组合实现更多个的条件参数组合控制，缩短预热时间、满足各种的出水要求。

为了实现更完整的精确的安全防护、提高使用体验，控制流程还进一步包括：

根据电源、按钮工作状态、加热器件、管道、储水箱的安全状态，停止所述智能热水器相应工作。

根据加热器工作状态向用户呈现提示；

根据出水管路的设定流量控制水泵的运转出水；

通过安全保护模块250进行主动防护，相应的提示模块260辅助运行过程中的信息提示，使用户确知当前设备的运行状态；根据开放出水管路时，在水路上的流量主要有第一水泵32调节，对于其它实施例则是控流模块280具体设置的控流的水泵，其次替选的是控制流动的电控开关装置的开合面积，本实施例中该第一电控开关装置21是全开放的。

基于本实用新型的智能热水器的控制系统200和如图4所示的双水泵的实施例，本实用新型不仅已经通过区分用水流量大小可以直接进入直冲模式，即打开热水器就能进行冲洗，不必经过预热，但最主要的在大流量的情况下需要进行预热储水，在单水泵的实施例中则相应地随着出水管路或循环管路的输送一直运行，各个模块紧密配合，同时具有足够的独立性，确保预热、注水、循环的协同不悖，其中缩短预热的过程的实施过程全面介绍如下：

一、预热模式：

步骤1、开启自来水流量调节阀。

步骤2、打开电源启动按钮，热水器通电、系统进行故障及状态自检测；用户可设定出水温度及出水量后；预热进行中，显示窗口，一直循环显示"预热进行中，请稍候"，并有语音提示，"预热进行中，请稍候"。

温度窗口显示实时温度。在显示窗口的显示屏，可以是LED屏或液晶屏，具体地是，状态检测模块210将检测出需要呈现主要的状态信息，语音模块270 进行相应的提示，此时提示模块260对于故障也有相应的记录和提示，及早发现故障所在，避免造成安全隐患。

本实用新型的智能热水器100各种情况预想说明：

步骤2.1、电源开启后，系统进行自检测，并记录初始状态；当储水箱里得水位未超安全(第二液位计62测定液面位置，与之对应的预设一水位安全阈值) 水位及温度(出水温度探头33测定得到)低于设定值时，启动第一水泵32和第二电控开关装置12；水路经过加热器，加热器全功率开始加热出热水(热水温度高于设定温度2℃)；热水通过加热器出水口进行储水箱内；反复循环。优选为高2℃可以有效的使得更热的水跟储水箱的较冷的水混合，减少热水的注入体积，储水箱的水温早一点达到设定温度，同时储水箱的水温取自底部的温度探头，根据热传导的原理此处是流出冲凉的部分温度稳定后的代表值，综合备用温度探头63的数值，可以更均衡的探测储水箱水温的高低分布，综合准确的加热器件40出水计算的温度十分准确可以代替温控探头的使用，故本实施例中取消了温控探头，如图4所示。由于系统主要检测各处的温度、储水箱的液面位置的情况不同，参见步骤2.1.1～步骤2.1.3。

步骤2.1.1、出水温度(出水温度探头33)先达到设定值后：停止第一水泵 32，开放第二电控开关装置12，加热器件变功率，保持设定温度的恒温出热水；当储水箱60内的水位达到第二液位计62预设的安全水位阈值，停止加热，并关闭第二电控开关装置12；预热工作完成，窗口及语音提示"预热已经完成，请冲凉"；冲凉按钮，闪烁指示可以开始冲凉。第二电控开关装置12是在流量调节阀11后，因此在自动控制的情形下，第二电控开关装置12需要继续供水，而注水尽量保持相同温度由恒温子模块232实现控温，而此时出水管路20保持关闭，在预热完成后第二加注子模块222才允许第一电控开关装置31被打开，用户通过按下“冲凉”按钮使得用户交互模块240执行控制指令开放第一电控开关装置31；

步骤2.1.2、液面位置先达到安全水位阈值时：关闭第二电控开关装置12，储水箱内的水通过第一水泵32循环通过加热器加热，直到温度达到设定值后，停止加热，预热工作完成，窗口及语音提示"预热已经完成，请冲凉"；冲凉按钮闪烁指示可以开始冲凉。

步骤2.1.3、储水箱的水温升到设定温度和液面位置上升到安全水位阈值是同时的，停止第一水泵32，停止加热，关闭第二电控开关装置12，预热工作完成，窗口及语音提示"预热已经完成，请冲凉"；冲凉按钮，闪烁指示可以开始冲凉。此处，特别的是，水位控制模块220对应水位控制的优先级最高，保护机制使得加热器件40随水流的流动而加热，停止加热后可以设置唤醒间隔时间，以确保在多少分钟内能够循环加热，或者等待温控信号。

步骤2.2、当系统检测到储水箱60里的水位未达到安全水位及温度高于设定值时，启动第一水泵32和开启第二电控开关装置12，对于考虑当前用户设定了高的温度，水未用完；后面用户设定了低的温度，本实用新型智能热水器的加热系统200改进在于，水流混合经过加热器，但此时加热器件40不工作；本步骤如步骤2.2.1～步骤2.2.3所示；

步骤2.2.1、当温度先达到设定值，停止第一水泵32，同时加热器全功率，恒温输出，加热至水箱达到安全水位，停止加热，提示可以开始冲凉；

步骤2.2.2、当安全水位先达到，停止第一水泵32及关闭第二电控开关装置 12，并报警提示及温度提示，冲凉按钮闪烁，(需要放出一部分水)，用户放水的同时，系统进入2.2步骤开始循环；此时要求水流量小于出水流量；直到温度达到用户设定温度后；直接进入冲凉模式；用户启动快速冲凉模式，用户按实际情况停止快速冲凉模式，待液位达到安全水位后停止加热，关闭第二电控开关装置12，提示可以开始冲凉；

步骤2.2.3、当储水箱的当前水温达到设定温度的时间与液面位置达到安全水位阈值的时刻相同，停止第一水泵32(第三电控开关装置)，停止加热，关闭第二电控开关装置12，提示可以开始冲凉；

步骤2.3、当系统检测到储水箱里的水位未达到安全水位及温度等于设定值时，开启第二电控开关装置12，加热至水箱达到安全水位，关闭第二电控开关装置12，停止加热，并提示可以开始冲凉；这一步骤为状态检测模块210、恒温子模块232实现，最终由第一加注子模块221和水位安全子模块252实现。

步骤2.4、当系统检测到储水箱60里的水位未达到安全水位及温度达到设定值时，提示可以开始冲凉；相应的恒温子模块232维持同温的热水注入储水箱60，第一加注子模块221保持进水管路10的畅通；

步骤2.5、当系统检测到储水箱60里的水位未达到安全水位及温度高于设定值时，执行步骤2.2.2；第一加注子模块221保持进水管路10的畅通，循环管路30允许通过热水与冷水混合，热水流量的控制通过控流模块280对水泵控制实现较好的体积比，降温顺利进行，无需加热参与。

步骤2.6、当系统检测到储水箱里的水位未达到安全水位及温度低于设定温度时，执行步骤2.1；

这一步骤为第一加注子模块221实现；

步骤3、提示可以开始冲凉后。该步骤3包括步骤3.1至步骤3.3；

步骤3.1、用户在时，手动点击冲凉按钮(冲凉按钮控制第二电控开关装置12与第一电控开关装置21)系统检测第二电控开关装置12与第一电控开关装置21，以及安全水位的状态，第一电控开关装置21开启后，也即此处的水泵开始出热水，此时水位开始下降；储水箱60中的液面低于安全水位阈值后，开启第二电控开关装置12，冷水经过加热器件40，并调整功率(全流量)恒温出热水，加热器件40、进水管路10两者都需开启(提示停止)

步骤3.1.1、当用户使用水未间断，检测冲凉按钮是否在打开状态；这一步由状态检测模块210实现；

步骤3.1.1.1、当第一液位计61检测出低液位时，第一电控开关装置21减少出水量至最低内定流量，并保持此流量持续出水。这一步由控流模块280实现；

步骤3.1.1.2、当第一液位计61未低报(即第一液位计61测得液面位置高于第二液面阈值)，就冲洗完毕，点击关闭电源或将进水阀门(即流量调节阀11) 手动关闭；

以及步骤3.1.2、用户中途间断，可点击暂停出水开关或冲凉开关，或语音说出事先录好的声音比如“停止冲凉”；检测无水流量，第一电控开关装置21 关闭；(冲凉按钮是自动恢复开关)；本步骤扩展包括步骤3.1.2.1～步骤3.1.2.2；

步骤3.1.2.1、当第二液位计62未检测到超水位前，用户已经点了暂停或冲凉按键及语音暂停，程序同时执行步骤2.3和步骤2.4(即冲凉灯闪烁并及时补充热水)

步骤3.1.2.2、当第二液位计62检测到了超过水位安全阈值，但用户未按再次按冲凉键时或语音“开始冲凉”，系统关闭第二电控开关装置12，停止加热，停止第一电控开关装置21(执行步骤2.4)

步骤3.2、用户不在时，当发出储水箱60储水已满的警告后，系统关闭第二电控开关装置12，停止加热，停止第一电控开关装置21，也即水泵不再出水 (转为执行步骤2.4)由水位安全子模块252实现停止加热，同时第一加注子模块 221检测到出水管路20的关闭，打开循环管路30。

步骤3.3当具备冲凉条件后，冲凉按钮闪烁后，一直未被按下时或未接收到语音“开始冲凉”，热水器进行待机状态；超过10分钟后，一直到被下次换醒；当超过30分后自动关机；热水器在待机状态时，不进行任何动作。通过节电安全子模块251实现，对当前状态进行检测，先待机，然后待机状态持续时间值达到再关机，预设相应的控制条件参数，特别的一个应用实例，有时候打开冲洗，临时走开很久而忘记关的，此时就会自动暂停，而不会浪费水和电，可以避免开启冲凉按钮一直未暂停或关闭，正常的冲洗是有相当多的次数暂停的。

步骤4、冲凉完毕后，执行步骤4.1和步骤4.2；

步骤4.1、手动关闭电源按钮，加热器件40停止加热、第二电控开关装置 12关闭、第一电控开关装置31关闭；

步骤4.2、关闭流量调节阀11，加热器件40干烧保护，切断电源；

二、快速冲凉模式(此模式，设置好温度，水流量最小时，所有功能已经打开，不需要预热，直接进行冲凉，此时水流量最小)加热器为全功率输出；当流量调至最小时，自动启动即热模式；使用过程如下：

(1)开启电源、设置好温度、进水时流量调节阀11开启；

(2)选择快速冲凉模式，系统将第二电控开关装置12、加热器件40、第一电控开关装置21、第一水泵32开启；

(3)加热时待温度达到设定值后停止第二水泵，并提示可以开始冲凉；

(4)开始冲凉，本步骤包括：

(4.1)、当有人时点击“冲凉”，警报解除(系统执行预热模式的步骤3.1)

(4.2)、当系统运行1分钟后，没有人或没有点击“开始”时，系统自动关闭电源。

本实用新型智能热水器100具备的冲凉的条件：假定我们设定出水的流量为4.5升/min；通过增压水泵出热水4.5升/min，出热水的同时，要求即热式加热组件同时产生3升/min的热水，补充到储水箱内；通过计算，每分钟智能热水器100比加热器件多出1.5升/min的热水，因此原来存放的15升水可以持续 10min；也就是说，本实用新型的智能热水器100在出水量是原即热式热水器的 1.5倍的情况下，可以使用10分钟；10分钟之后，出水量减少到3升/min；根据统计正常情况下，一次冲凉10分钟已经可以满足大部分人的要求，足见满足充分的需求，而本实用新型的智能热水器的加热系统使得产品双重防干烧、管路方面加热器水电隔离、水路和加热器独立分开，增压输出超大水流量、体感好；是传统即热式热水器水流量的1.5倍以上；内热外冷的加热器件，综合控制下预热3－5分钟即可出水，功率适中，占用空间小，偏远农村或山区都可以安装。

综上所述，本实用新型通过改进加热、储水和出水环节使得出水量更大、预热时间短、有安全保护结构。借此，本实用新型实现出水量大、预热时间短、安全可靠的热水器。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种智能热水器，其特征在于，包括进水管路、加热器件、出水管路、循环管路、储水箱和控制板；

所述进水管路的入口连接自来水管道再进入所述加热器件，所述进水管路从所述加热器件出来延伸连接所述储水箱，所述储水箱通过所述循环管路连接所述进水管路的底端，所述循环管路上设置至少一个水泵，所述储水箱连接所述出水管路；

所述进水管路、所述循环管路、所述出水管路分别设置至少一个电控开关装置、至少一个温度探头，所述储水箱设置至少一个温度探头、至少一个液位计；

所述控制板电连接所述电控开关装置、所述温度探头、所述加热器件、所述液位计、所述水泵。

2.根据权利要求1所述智能热水器，其特征在于，所述智能热水器还包括：

所述循环管路和所述出水管路具有同一段共用管道，所述共用管道连接所述储水箱，在所述共用管道设置第一水泵、出水温度探头，在所述出水管路设置第一电控开关装置，在所述循环管路入口设置第三电控开关装置，所述循环管路和所述出水管路不同时开放；

所述进水管路的入口依次设置流量调节阀、第二电控开关装置、所述循环管路与所述进水管路连接点，在所述连接点之后设置进水温度探头，在所述加热器件的出水段设置检测水体被加热后水温的温控探头；

所述控制板电连接所述第一水泵、所述出水温度探头、所述第一电控开关装置、所述第二电控开关装置、所述第三电控开关装置、所述进水温度探头和所述温控探头。

3.根据权利要求2所述智能热水器，其特征在于，所述智能热水器还包括：

所述加热器件是外冷内热式加热器，所述加热器件设置有根据目标加热温度调节加热功率的加热功率控制器，所述加热器件包括相互连接的内层的加热腔、外层的冷却腔，所述冷却腔包覆在所述加热腔的外层，水体自所述冷却腔进入所述加热腔，水体在所述加热器件的内腔中隔离加热，再从加热腔底部流出，水体再经所述进水管路的末段流入所述储水箱。

4.根据权利要求2所述智能热水器，其特征在于，所述智能热水器还包括：

所述储水箱的底部设置一个第一液位计、所述储水箱的顶部设置第二液位计，所述第一液位计、所述第二液位计电连接所述控制板，所述储水箱的底部设置长杆型的备用温控探头；

所述智能热水器还包括在外壳设置用于漏电保护的防电墙、显示屏、触屏按钮、扬声器和LED灯，所述LED灯一一对应所述触屏按钮设置，所述控制板电连接所述显示屏、所述触屏按钮、所述扬声器和所述LED灯。

5.根据权利要求2所述智能热水器，其特征在于，所述第一电控开关装置、所述第二电控开关装置、所述第三电控开关装置是电磁阀；

或者

所述第一水泵为可调流量的单向增压泵，所述第三电控开关装置的位置与所述第一水泵合并设置，且所述第一电控开关装置为可调流量单向增压泵，所述第二电控开关装置为电磁阀；所述出水温度探头设置在所述共用管道的末端与所述出水管路的交接处。

6.根据权利要求2所述智能热水器，其特征在于，所述智能热水器的内部左侧设置所述进水管路，所述流量调节阀设置在外部，所述流量调节阀是机械式的，所述出水管路从底部延伸出来，所述出水管路还连接至热水出口；

所述加热器件设置在顶部的左侧，所述控制板设置在顶部的右侧，所述储水箱设置在中部，所述进水管路连接在所述储水箱顶部，所述第一水泵设置在所述出水温度探头下方，所述出水管路和所述循环管路一体成型。

7.根据权利要求1所述智能热水器，其特征在于，所述加热器件为即热式加热器，所述即热式加热器包括厚膜加热器或压铸铝加热器；所述储水箱设置有保温层，所述储水箱上端侧面增设排气孔。

8.一种智能热水器的加热系统，应用于如权利要求1～7任一项所述的智能热水器，其特征在于，所述系统包括：

状态检测模块，用于对各部件进行检测，收集工作状态信息；所述工作状态信息包括储水箱的液面位置、温度探头检测的各处的水温、水的流量和设备故障；

水位控制模块，用于根据储水箱的液面位置控制电控开关装置的开合、往所述储水箱注水；

预热控制模块，用于根据所述储水箱的当前水温与设定温度的比较结果，控制进水加热和出水；

用户交互模块，用于根据用户通过按钮输入控制指令执行相应的工作模式。

9.根据权利要求8所述智能热水器的加热系统，其特征在于，所述水位控制模块，还包括：

第一加注子模块，用于根据检测液面达到安全水位阈值时，关闭所述进水管路；还用于检测液面低于所述安全水位阈值时，打开所述进水管路；

第二加注子模块，用于在所述出水管路打开时，关闭所述循环管路；以及还用于在所述出水管路关闭时，打开所述循环管路。

10.根据权利要求9所述智能热水器的加热系统，其特征在于，所述预热控制模块还包括：

预热子模块，当更新的所述设定温度高于所述储水箱内的所述当前水温，冷水加热到高于设定温度；

降温子模块，当更新的所述设定温度低于所述储水箱内的所述当前水温，冷水直接注入所述储水箱；

恒温子模块，当所述储水箱的所述当前水温等于所述设定温度，后续进水加热到所述设定温度再注入，允许打开所述出水管路。

11.根据权利要求8所述智能热水器的加热系统，其特征在于，还包括：

安全保护模块，用于根据电源、按钮工作状态、加热器件、管道、储水箱的安全状态，停止所述智能热水器相应工作；

提示模块，用于根据加热器工作状态向用户呈现提示；所述提示模块通过设置显示屏、按钮提示灯的呈现内容进行提示；

所述状态检测模块还用于在初次上电后对各元件进行检测，记录故障数据和初始状态；

所述工作状态信息包括提示加热状态、等待信息、流量、设定温度；

语音模块，用于根据所述加热器工作状态向用户进行语音提示。

12.根据权利要求11所述智能热水器的加热系统，其特征在于，所述安全保护模块还包括：

节电安全子模块，用于根据触屏按钮持续时间停止加热切换到待机或关机；

水位安全子模块，根据液面位置达到水位安全阈值自动断开加热。

13.根据权利要求8所述智能热水器的加热系统，其特征在于，还包括：

控流模块，用于根据出水管路的设定流量控制水泵的运转出水；

所述控流模块还用于若当前液面位置低于第二液面阈值转为预设的低限度供水状态；若所述出水管路的所述设定流量小于或等于所述进水管路的注水流量时，允许在空储水箱的状态跳过预热过程直接出热水；

录音模块，用于记录用户语音并识别出用户发出的语音指令，传递相应控制指令和语音信息。