TWI754574B - 能根據水流資訊以調整液體溫度的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種能根據水流資訊以調整液體溫度的方法,係應用至一電控熱水器系統,其中,該電控熱水器系統中設有一第一溫度感測器,該第一溫度感測器能偵測出加熱後的液體溫度及/或機身溫度,並產生對應的第一溫度訊息,該電控熱水器系統能根據各該第一溫度訊息中所包含的第一溫度數值,取得對應的水流量,以紀錄為關水狀態或開水狀態,又,該電控熱水器系統會依照一設定期間中,其記錄之關水狀態或開水狀態的水流資訊,增加或降低一加熱單元目前的加熱功率,以升高或降低流出一控水閥門的液體溫度,如此,使用者只要開啟或關閉該控水閥門,便能夠輕易地調整水溫。
Description
本發明係關於電控熱水器調溫的方法,尤指一種使用者只需數次開或關控水閥門,便能夠調整出水溫度的方法。
一般言,瓦斯熱水器是採用桶裝瓦斯作為加熱來源,但由於使用者不易直接觀察到桶裝瓦斯內的剩餘瓦斯量,因此,常發生使用者梳洗到一半卻沒有瓦斯的窘境,此外,瓦斯熱水器還需特別注意其安裝位置(如:安裝於通風處),才能確保安全,此種情況,造成目前有愈來愈多人開始使用電控熱水器。
承上,電控熱水器普遍區分為兩種態樣,第一種是儲水式電控熱水器,其是先將水加熱到固定溫度後,再啟動溫度控制器來保持恆溫,但是,雖然儲水式電控熱水器聲稱預熱一次可足夠多人使用,實際上,愈是後面的人洗澡時,其水溫會越來越低,甚至需要重新加熱,而由於儲水式電控熱水器需要一次加熱的水量較多,使得其預熱時間較長,亦加長了洗澡的等待時間。又,儲水式電控熱水器還需要設置大容量的儲水內膽(大致為40公升至100公升以上),對於都市的小型戶住家來說,其顯然會佔用過多的室內空間,且因儲水內膽不具有完全保溫的能力,一旦水溫下降到某一溫度,則該儲水式電控熱水器將會自動啟動加熱功能,故,即使在未有任使用儲水式電控熱水器,仍然會有持續耗電的情況。
另外,第二種則是即熱式電控熱水器,其是透過電子的加熱單元來控制水溫(即,電熱方式),使得冷水能快速加熱,以達到適合人體洗浴的溫度。雖然即熱式電控熱水器需要在短時間(約數秒鐘)內,將水溫加熱到預定溫度,使得其加熱功率需達5000瓦(W)至8500瓦,但是,由於即熱式電控熱水器是在使用時才會對水進行加熱,而一般人洗浴的時間大多為數十分鐘,因此,即熱式電控熱水器整日耗費的電量會低於儲水式電控熱水器,重要的是,因其不需設置大容量的儲水內膽,使得其整體體積較小,故現今已有愈來愈多人開始使用即熱式電控熱水器。
茲簡單介紹常見的即熱式電控熱水器1的結構,請參閱第1圖所示,其包括一供水管路11、一流量計12、一加熱單元13、二溫度感測器14A、14B與一控制單元15,其中,該供水管路11內規劃為一上游區11A、一加熱區11B與一下游區11C,液體能夠由一入水口流入該供水管路11,並會依序流經該上游區11A、加熱區11B與下游區11C,再經由水龍頭16流出該供水管路11外。該流量計12則會設置於該上游區11A的位置,當使用者開啟水龍頭16,使得該供水管路11內的液體流出時,該流量計12即可偵測出當前的流量大小,並產生對應的流量訊息。現有流量計12的結構能夠包含一個轉子,當水流推動該轉子後,處於供水管路11外的感應器能夠感應到該轉子的轉動速度,以取得水流量,例如,若轉子帶磁性的話,感應器(如:Hall sensor)在供水管路11外也能夠偵測磁場變化,以偵測水流量;此外,流量計12還能夠為機械式態樣,例如,其內能設有簧片,當有水流時將能推動簧片,感應器(如:stress sensor)能夠偵測簧片上的應力變化,以偵測水流量。
另外,復請參閱第1圖所示,該加熱單元13係設置於該加熱區11B,其能對該加熱區11B中的液體進行加熱。該二溫度感測器14A、14B則分別設置於該上游區11A與下游區11C,以能分別偵測當前的液體溫度,並產生對應的溫度訊息。該控制單元15則能接收該流量訊息、溫度訊息,當該控制單元15根據該流量訊息,而判斷出當前為關水狀態(即,水龍頭16被關閉)時,其會使該加熱單元13停止運作,以避免因過度加熱而發生空燒情事。又,當該控制單元15根據該流量訊息,而判斷出當前為開水狀態(即,水龍頭16被開啟)時,其能夠根據各該溫度訊息,調整該加熱單元13的加熱功率。舉例來說,該控制單元15能夠依「上游區11A的水溫(T
IN)」與「設定溫度值(T1)」兩者的溫度差,乘以當前的液體流量(flow),以推估出該加熱單元13的加熱功率(Power),如下列公式:
(T
IN–T1) x flow = Power
該控制單元15還能根據下游區11C的水溫,修正該加熱單元13的加熱功率,使得流出水龍頭16的水溫能符合使用者設定的溫度。
雖然使用者通常會事先設定好水溫,但是,隨著環境或其它因素影響,使用者往往會有調整水溫的需求,由於調整溫度的按鈕是設置於即熱式電控熱水器1的機體上,而該機體的安裝位置可能會與用水處相隔一段距離,因此,使用者需要在機體與用水處之間,來回數次,以親身感受水溫與操作按鈕,造成設定上的困擾,尤其是,若使用者正在使用者洗浴中途,顯然不便於出去操作按鈕。另外,雖然部分即熱式電控熱水器1具有無線遙控器,但實際使用上仍有缺失,首先,若無線遙控器是採用紅外線技術,則其需要準確地對準機體,才能夠進行操作,其次,該無線遙控器還需要有防水機制,才能避免其因外界水氣而損壞。
綜上所述可知,雖然即熱式電控熱水器之入水口與出水口,其兩者間的容量不大,有助於使加熱單元對冷水進行加熱,但是,無論前述調整溫度的方式都有其缺失,因此,如何有效解決前述問題,即為本發明之一重要課題。
有鑒於現有的電控熱水器仍有改善之處,因此,經過多次反覆研究及測試後,終於開發出本發明之一種能根據水流資訊以調整液體溫度的方法,期能藉由本發明而提供人們使用經驗較佳與便利的電控熱水器之調溫方法。
本發明之一目的,係提供一種能根據水流資訊以調整液體溫度的方法,係應用至一電控熱水器系統,該電控熱水器系統至少包括一機身、一供水管路、一加熱單元、一第一溫度感測器與一控制單元,其中,該供水管路係位於該機身內,且劃分為一上游區、一加熱區與一下游區,液體流入該供水管路後會依序流經該上游區、該加熱區與該下游區,再經由一控水閥門流出該供水管路外;該加熱單元係位於該機身內,且能對流經該加熱區中的液體進行加熱;該第一溫度感測器係位於該機身內,且能偵測出實質上相同於該下游區的液體溫度及/或機身溫度,並產生對應的第一溫度訊息;該控制單元係位於該機身內,且分別電氣連接至該加熱單元與該第一溫度感測器,以能開啟與關閉該加熱單元,並能接收該第一溫度感測器傳來的第一溫度訊息;該方法係使該控制單元能接收該第一溫度感測器傳來的複數個第一溫度訊息,並分別讀取其中的第一溫度數值;之後,該控制單元能根據該加熱單元目前的加熱功率,以及各該第一溫度數值,取得對應的水流量;又,該控制單元能在該水流量為零或實質上為零,將其記錄為一關水狀態,或者,在該水流量非為零或實質上非為零,將其記錄為一開水狀態;該控制單元能在一設定期間,根據該關水狀態或該開水狀態的水流資訊,增加或降低該加熱單元目前的加熱功率,以升高或降低流出該供水管路的液體溫度。如此,使用者不需離開當前的位置,亦不需額外操作無線遙控器,只要開啟或關閉該控水閥門,便能夠輕易地調整水溫,大幅提高使用上的便利性。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效,做更進一步之認識與瞭解,茲舉實施例配合圖式,詳細說明如下:
為使本發明之目的、技術內容與優點更加清楚明白,以下結合具體實施方式,並參照附圖,對本發明所公開有關“能根據水流資訊以調整液體溫度的方法”的實施方式進一步詳細說明。本領域之技藝人士可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果,且本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。
另外事先聲明,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸進行描繪。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。應理解,雖然本文中可能使用術語第一、第二等來描述各種元件,但各該元件不應受前述術語的限制,前述術語主要是用以區分一元件與另一元件。再者,後續實施例中所提到的方向用語,例如"左"、"右"等,僅是參考附圖的方向,因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明的保護範圍。再者,本文中所使用的"實質上(substantially)"等用語,係指一可為本領域之技藝人士所承認或決定的對於某特定值的偏差範圍中的數值或複數數值的平均值,包括考慮到受到測量系統或設備之限制,而對該特定值進行測量時之可能產生之一定特定之誤差,例如,實質上(substantially)所述及的數值,能夠包括該特定值的±5%、±3%、±1%、±0.5%、± 0.1%或一個或多個標準差範圍。
按,由於用以開關水的控水閥門(如:水龍頭)都是設置於用水處,且其操作性即為便利,因此,本發明的主要概念是使電控熱水器系統2能根據使用者啟閉控水閥門(如:水龍頭)的方式而調整水溫,其中,後續說明所提及之"開啟該控水閥門"係代表開啟熱水模式。在此特別一提者,由於常見的即熱式電控熱水器都需要設置流量計,以能取得當前水流的流量與流速,進而控制加熱單元的啟閉。然而,流量計不僅會佔用該即熱式電控熱水器的內部空間,不利於小型化設計,且流量計之成本亦較高,因此,本發明之方法能夠適用於不包含流量計的電控熱水器系統上,但不以此為限,常見含有流量計的即熱式電控熱水器,或是儲水式電控熱水器,或是採用燃料(如:天然氣)且具有電子控制功能的熱水器,只要具有後續實施例所提及的必要元件,亦可使用本發明之方法,且都為本發明所稱的電控熱水器系統2,合先陳明。
請參閱第2圖所示,在第一實施例中,本發明之方法能應用至該電控熱水器系統2上,該電控熱水器系統2至少包括一機身20、一供水管路21、一加熱單元22、一第一溫度感測器23與一控制單元24,其中,該供水管路21、加熱單元22、第一溫度感測器23與控制單元24都能設於該機身20中。又,液體能經由一入水管210流入該供水管路21中,當使用者將該控水閥門25(如:水龍頭)開啟(開熱水)後,該供水管路21中的液體,將會經由該控水閥門25流出該供水管路21外。在此特別一提者,由於電控熱水器系統2之機身20的外觀造形與控水閥門25的外觀造形,並不影響後續實施例所表達之功效,故僅繪製出示例樣式,具有本領域之通常知識者,能夠根據後續實施例之內容,掌握本發明所提之機身20與控水閥門25的技術特徵。
復請參閱第2圖所示,該加熱單元22設置於該供水管路21上,且能對液體加熱,在該實施例中,該供水管路21內規劃為一上游區21A、一加熱區21B與一下游區21C,其中,該加熱單元22係對應於該加熱區21B的位置,以能對流經該加熱區21B中的液體進行加熱,又,液體在流入該加熱區21B之前的區域,係屬於上游區21A(如第2圖之加熱區21B左方的位置),液體在流入該加熱區21B之後的區域,則屬於下游區21C(如第2圖之加熱區21B右方的位置),意即,當液體流入該供水管路21後,其會依序流經該上游區21A、加熱區21B與下游區21C,再流出至該控水閥門25外,且當液體處於上游區21A時代表液體還未被加熱,而當液體處於下游區21C時代表液體已經被加熱。
另外,復請參閱第2圖所示,該第一溫度感測器23係設在該機身20內,其能偵測出實質上相同於該下游區21C的液體及/或機身20之溫度,並產生對應的第一溫度訊息,意即,該第一溫度訊息中所包含的第一溫度數值,能夠為液體及/或機身20加熱後的溫度。又,該第一溫度感測器23所偵測的第一溫度數值的內容如下:
(1) 該第一溫度感測器23能夠直接偵測液體溫度;
(2) 該第一溫度感測器23能夠偵測出鄰近該供水管路21之周遭環境溫度(包括供水管路21表層溫度);一般來說,該加熱單元22會對該供水管路21進行加熱,以藉由該供水管路21將熱量傳遞至內部液體,進而使液體升溫,前述過程中,處於被加熱區域(加熱區21B)或是液體流經區域(下游區21C)的周遭環境溫度都會隨之上升;
(3) 該第一溫度感測器23能夠分別偵測液體溫度與鄰近該供水管路21之周遭環境溫度。
承上,復請參閱第2圖所示,在該實施例中,該第一溫度感測器23能夠設置於加熱區21B與下游區21C兩者交界處,但不以此為限,在其他實施例中,該第一溫度感測器23能夠設置於對應加熱區21B的位置,或是對應該下游區21C的位置。由於該供水管路21的長度有限,因此,經過加熱後的液體,無論是處於加熱區21B、下游區21C或是流出該控水閥門25,該第一溫度感測器23所偵測與取得的溫度都會相當接近,甚至是相同溫度。
再者,復請參閱第2圖所示,該控制單元24能分別電氣連接至該加熱單元22與第一溫度感測器23,該控制單元24能夠接收該第一溫度訊息,以取得加熱後的液體及/或機身20之溫度,且其還能啟動該加熱單元22,使得該加熱單元22對該加熱區21B進行加熱;或是能關閉該加熱單元22,使得該加熱單元22不再對該加熱區21B進行加熱。在該實施例中,該電控熱水器系統2還設有一加熱功率調整單元221(heater power refulator),該加熱功率調整單元221分別電氣連接至該控制單元24與該加熱單元22,該控制單元24能傳送一控制訊息至該加熱功率調整單元221,再由該加熱功率調整單元221改變該加熱單元22的加熱功率。惟,在本發明之其它實施例中,該加熱功率調整單元221亦可與該加熱單元22整合為一體,而無需如第2圖一般是單獨地兩個元件;此外,當該電控熱水器系統2屬於採用燃料(如:天然氣)且具有電子控制功能的熱水器態樣時,該加熱單元22能夠是以燃燒燃料的方式進行加熱,而非如前述實施例是採用電熱方式進行加熱,合先陳明。
此外,在本發明之其它實施例中,該第一溫度感測器23還能夠與該加熱單元22進行熱耦合(thermal coupling),以能偵測該加熱單元22的溫度,例如,該第一溫度感測器23的溫度感測頭能夠接觸到該加熱單元22的外殼或外殼上的金屬;或者,該第一溫度感測器23能夠靠近該加熱單元22,以近距離地偵測該加熱單元22的溫度;或者,該電控熱水器系統2能增設一個加熱溫度感測器,用以偵測該加熱單元22的溫度;如此,該控制單元24能夠藉由接收前述第一溫度感測器23或加熱溫度感測器的偵測結果,據以控制該加熱單元22的加熱功率。
由於本發明之電控熱水器系統2缺少了流量計,因此,其是藉由液體溫度的變化而判斷出該控水閥門25是被開啟(即,開水狀態),或是被關閉(即,關水狀態),以及當前流出該控水閥門25的水流量大小。茲就「加熱功率」、「水流」與「液體溫度」間的變化關係,進行說明。復請參閱第2圖所示,當該控水閥門25被開啟時,該供水管路21內的液體會持續地經由該控水閥門25流出,因此,冷水(未被加熱的液體)會不斷地由上游區21A流入加熱區21B,而該加熱區21B中的液體(已經被加熱的液體)亦會不斷地流入下游區21C,當該控水閥門25的開啟幅度愈大時,該供水管路21中的液體流動速度就會愈快,意即,液體處於加熱區21B而被加熱的時間就愈短。因此,當該加熱單元22以固定的加熱功率,對該加熱區21B中的液體進行加熱時,隨著該控水閥門25的開啟幅度愈大,會使液體處於該加熱區21B的時間愈短,導致流出該控水閥門25的液體溫度較低,且對應該加熱區21B及/或該下游區21C的機身20之溫度亦會較低;換言之,當該控水閥門25的開啟幅度愈小,會使液體處於該加熱區21B的時間愈長,導致流出該控水閥門25的液體溫度較高,且對應該加熱區21B及/或該下游區21C的機身20之溫度亦會較高。
為能明確表示出前述特徵,請參閱第2及3圖所示,在第一測試數據中,該加熱單元22的加熱功率為1千瓦(kW),當該控水閥門25的開啟幅度約為每分鐘流出1.5公升(L/min)的小水流時,機身20的溫度(如:第3圖之粗黑線)會由攝氏25度逐漸上升,且最後維持於約攝氏33度左右,而液體溫度(如:第3圖之細黑線)能由攝氏25度上升到約為攝氏39度左右;之後,當該控水閥門25的開啟幅度約為每分鐘流出3.6公升(L/min)的大水流時,隨著液體流出量增加,該上游區21A的冷水會快速地進入加熱區21B,且其停留在加熱區21B而被加熱的時間會減少(相較於小水流的情況),因此,液體溫度(如:第3圖之細黑線)會由攝氏39度逐漸下降至攝氏30度左右,而機身20的溫度(如:第3圖之粗黑線)會由攝氏33度下降至攝氏28度左右;當該控水閥門25被關閉(即,每分鐘水流為零或實質上為零),由於該供水管路21中的液體不再流動,因此,受到該加熱單元23的加熱影響,液體溫度與機身20溫度(如:第3圖之細黑線與粗黑線)都會持續上升,其中,機身20的溫度更是會迅速且持續飆升。
另外,請參閱第2及4圖所示,在第二測試數據中,該加熱單元22的加熱功率為2千瓦(kW),當該控水閥門25的開啟幅度約為每分鐘流出1.5公升(L/min)的小水流時,機身20的溫度(如:第3圖之粗黑線)會由攝氏25度逐漸上升,且最後維持於約攝氏37度左右,而液體溫度(如:第4圖之細黑線)能由攝氏25度上升到約為攝氏44度左右;之後,當該控水閥門25的開啟幅度約為每分鐘流出3.6公升(L/min)的大水流時,液體溫度(如:第4圖之細黑線)會由攝氏44度逐漸下降至攝氏35度左右,而機身20的溫度(如:第3圖之粗黑線)會由攝氏37度下降至攝氏31度左右;當該控水閥門25被關閉(即,每分鐘水流為零或實質上為零),液體溫度與機身20溫度(如:第4圖之細黑線與粗黑線)都會持續上升。
承上所述,該電控熱水器系統2能根據前述「加熱功率」與「水流」、「溫度」間的變化,估算出當前流出該控水閥門25的液體流量,例如,前述三者變化能夠被記錄至一對照表(look up table,簡稱LUT),且該對照表能被儲存至一記憶體中,並能被該控制單元24所讀取,其中,該記憶體能夠為單獨元件,或是整合於該控制單元24中;或者,前述三者變化能夠被設計成對應公式,且控制單元24能夠藉由公式而運算出當前流出該控水閥門25的液體流量。如此,在沒有流量計的情況下,該電控熱水器系統2仍然能夠得知該控水閥門25是否處於開水狀態或關水狀態,以及能得知水流量大小。
復請參閱第2圖所示,當該控水閥門25處於關水狀態時,由於液體處於供水管路21中,其熱量不會散失太快,因此,該控制單元24能夠使該加熱單元22以脈衝式(如:PWM)方式加熱,且為短時間開(加熱)與長時間關,即可使加熱區21B與下游區21C的液體保持一預定溫度(如:攝氏25度)。之後,當使用者開啟該控水閥門25後,隨著冷水(即,未被加熱的液體)流入該供水管路21後,會造成該第一溫度感測器23所偵測出的溫度,較原先溫度(如:攝氏25度)下降,因此,該控制單元24透過接收與讀取該第一溫度感測器23所回傳的複數個第一溫度訊息後,便能根據下降的溫度數值達一設定值而判斷出該控水閥門25已經被開啟。例如,在當前的加熱功率下,根據該等第一溫度訊息中之第一溫度數值的平均值變化,當前述平均值低於原先溫度(如:攝氏25度)達一設定值(如:攝氏2度)時,表示當前該控水閥門25已經被開啟;或者根據該等第一溫度訊息中之第一溫度數值的下降斜率,如下列公式,其中,K為斜率,△C為溫度差,△S則為時間差:
K = △C /△S
當該下降斜率符合預定斜率,表示當前該控水閥門25已經被開啟;或者,根據該等第一溫度訊息中之第一溫度數值的最低溫,與原先溫度(如:攝氏25度)達到一預定溫度差,即表示當前該控水閥門25已經被開啟。
復請參閱第2圖所示,當該控水閥門25處於開水狀態,且使用者所設定的水溫為攝氏30度時,雖然該控制單元24一開始並無法取得當前的水流量,但其在接收到該等第一溫度訊息後,會根據該等第一溫度訊息中的第一溫度(如:攝氏25度),而逐漸提高該加熱單元22的加熱功率,直至符合使用者所設定的水溫(如:攝氏30度),此時,該加熱功率能為1千瓦(kW)。又,藉由該加熱功率與液體溫度,該控制單元24便能得知當前水流量為每分鐘流出3.6公升(L/min),之後,當使用者調小水流時,會造成水溫上升,該控制單元24能根據該等第一溫度訊息中的第一溫度(如:攝氏39度),而降低該加熱單元22的加熱功率,直到符合使用者所設定的水溫(如:攝氏30度)為止。在前述調溫的過程中,該控制單元24能夠根據該等第一溫度訊息中的第一溫度,而逐漸降低該加熱單元22的加熱功率;或者,該控制單元24能夠先計算出當前水流量後,再直接將該加熱單元22的加熱功率調整到對應數值。
另外,當該控水閥門25先處於開水狀態,之後又被關閉而處於關水狀態後,該控制單元24在接收到該等第一溫度訊息,並讀取各該第一溫度訊息中的第一溫度數值後,便能根據上升的溫度數值而判斷出該控水閥門25已經被關閉。例如,在當前的加熱功率下,根據該等第一溫度訊息中之第一溫度數值的平均值變化,當前述平均值遠高於原開水狀態所設定的溫度(如:攝氏30度)達另一設定值後,表示當前該控水閥門25已經被關閉;或者根據該等第一溫度訊息中之第一溫度的上升斜率(K = △C /△S),當該上升斜率符合預定斜率,表示當前該控水閥門25已經被關閉;或者,根據該等第一溫度訊息中之第一溫度數值的最高溫,與原開水狀態所設定的溫度(如:攝氏30度)達到一預定溫度差,即表示當前該控水閥門25已經被關閉。
再者,復請參閱的2圖所示,透過前述流程,該控制單元24便能夠判斷出該控水閥門25為開水狀態(水流量非為零或實質上非為零)或關水狀態(水流量為零或實質上為零)。
為能明確揭露本發明之調溫方法,以下茲僅就本發明之控制單元24的處理流程,進行說明,請參閱第2及5圖所示,該控制單元24係會執行下列步驟:
(301) 該控制單元24能接收該第一溫度感測器23回傳的複數個第一溫度訊息,並分別讀取其中的第一溫度數值,進入步驟(302);
(302) 該控制單元24能根據該加熱單元22目前的加熱功率,以及各該第一溫度數值,取得對應的水流量,進入步驟(303);在此特別一提者,前述所稱之「取得對應的水流量」,並非是指實際計算出水流量數值,而是指該控制單元24能夠判斷出當前水流量是否為零或實質上為零,例如,當該控制單元24是根據第一溫度數值的下降斜率或上升斜率、或是根據第一溫度數值的平均值、或是根據第一溫度數值的溫度差…等,雖然並未確實計算出水流量數值,但該控制單元24仍足以根據前述資訊而判斷出當前水流量是否為零或實質上為零,以取得該控水閥門25為開水狀態或關水狀態。另外,本發明所稱「實質上為零」,乃是指使用者在關閉控水閥門25時,由於是為了調溫,因此可能會存在沒有完全關閉控水閥門25的情況,但是前述情況下,流出該控水閥門25的水流量會即小,而相當於沒有水流,故仍屬於本發明的關水狀態,合先陳明。
(303) 該控制單元24判斷出該水流量為零或實質上為零,即記錄為一關水狀態,之後,該水流量非為零或實質上非為零,即記錄為一開水狀態,進入步驟(304);
(304) 該控制單元24會在一設定期間(如:5秒),根據該關水狀態或該開水狀態的資訊(如:關閉控水閥門25的次數,或是開啟控水閥門25的次數),調整(增加或降低)該加熱單元22目前的加熱功率,以改變(升高或降低)流出該供水管路21的液體溫度。在此特別一提者,本步驟除了能夠根據一段期間內的開/關水次數外,還包括了兩次開/關水的間隔時間,例如,設定期間能為0.5秒與1秒,當使用者持續開啟或關閉控水閥門25達一預定次數(如:3次),且相鄰次數的間隔時間為0.5秒時,能為升溫或降溫,而相鄰次數的間隔時間為1秒時,則能為降溫或升溫。由於使用者通常是在開啟該控水閥門25,並實際感受水溫後,才會進行調溫的動作,因此,前述設定期間能夠是在該控制單元24判斷出第一次關水狀態後(即,由開水狀態轉為關水狀態),啟動一計時單元241,並記錄後續的開水次數或關水次數,以進行本步驟的調溫程序,其中,該計時單元241除了能為獨立元件外,亦可整合至該控制單元24中。惟,在本發明之其他實施例中,使用者還能夠在關閉該控水閥門25的情況下,利用開水次數來調整水溫,例如,使用者能夠於洗澡之前,在該設定期間開啟或關閉該控水閥門25達預定次數,令該控制單元24進行調溫的動作。
承上所述,透過本發明的調溫方法,假設在5秒(設定期間)內該控水閥門25被關閉2次(即,降溫條件)後,便表示要降低水溫(如:降低攝氏0.25度);被關閉3次(即,升溫條件)後,便表示要調高水溫(如:提高攝氏0.25度);當使用者在洗澡的過程中,若覺得當前的水溫不符合預期,而想要調整水溫(如:升高水溫或降低水溫)時,其能夠在該設定期間(如:5秒)內,重複啟閉該控水閥門25,例如,關水2次或是關水3次,便能夠降低或增加該加熱單元22的加熱功率,以降低或升高流出該供水管路21的液體溫度,而不必離開當前位置(如:浴室),大幅提高使用上的便利性。
另外,為了能夠幫助使用者瞭解是否已經完成調溫設定,復請參閱第2圖所示,在該實施例中,該電控熱水器系統2還能設有一發聲單元242,該發聲單元242能與該控制單元24相電氣連接,當該控制單元24判斷出當前已滿足該升溫條件後,會使該發聲單元執行一升溫聲音程序(如:嗶一聲);當該控制單元24判斷出當前已滿足該降溫條件後,會使該發聲單元執行一降溫聲音程序(如:嗶兩聲),以幫助使用者能得知目前已經完成調溫程序,而不會持續地啟閉該控水閥門25。
再者,在本發明之另一實施例中,請參閱第6圖所示,該電控熱水器系統2還包括一第二溫度感測器26,該第二溫度感測器26能位於該機身20內,其能偵測出實質上相同於該上游區21A的液體及/或機身20之溫度,並產生對應的第二溫度訊息,意即,該第二溫度訊息中所包含的第二溫度數值,能夠為液體及/或機身20還沒有加熱的溫度。在該實施例中,該第二溫度感測器26能夠設置於上游區21A與加熱區21B兩者交界處,但不以此為限,在其他實施例中,該第二溫度感測器26能夠設置於對應該上游區21A的位置,只要其所偵測與取得的溫度是屬於未被加熱的液體溫度即可。又,該第二溫度感測器26能與該控制單元24相連接,以將各該第二溫度訊息傳送至該控制單元24,當該控水閥門25被開啟後,該控制單元24能夠接收與讀取各該第一溫度訊息與第二溫度訊息,並且根據該上游區21A與下游區21C兩者的液體溫度差,調整與修正該加熱單元22的加熱功率,以控制流出該控水閥門25的水溫。此外,藉由前述液體溫度差以及當前加熱功率,亦可計算出水流量。
按,以上所述,僅係本發明之較佳實施例,惟,本發明所主張之權利範圍,並不侷限於此,按凡熟悉該項技藝人士,依據本發明所揭露之技術內容,可輕易思及之等效變化,均應屬不脫離本發明之保護範疇。
[習知]
1:即熱式電控熱水器
11:供水管路
11A:上游區
11B:加熱區
11C:下游區
12:流量計
13:加熱單元
14A、14B:溫度感測器
15:控制單元
16:水龍頭
[本發明]
2:電控熱水器系統
20:機身
21:供水管路
21A:上游區
21B:加熱區
21C:下游區
210:入水管
22:加熱單元
221:加熱功率調整單元
23:第一溫度感測器
24:控制單元
241:計時單元
242:發聲單元
25:控水閥門
26:第二溫度感測器
[第1圖]係常見的即熱式電控熱水器的結構示意圖;
[第2圖]係本發明之一實施例的結構示意圖;
[第3圖]係本發明之該實施例的第一測試數據之示意圖;
[第4圖]係本發明之該實施例的第二測試數據之示意圖;
[第5圖]係本發明之調溫方法的流程圖;及
[第6圖]係本發明之另一實施例的結構示意圖。
2:電控熱水器系統
20:機身
21:供水管路
21A:上游區
21B:加熱區
21C:下游區
210:入水管
22:加熱單元
221:加熱功率調整單元
23:第一溫度感測器
24:控制單元
241:計時單元
242:發聲單元
25:控水閥門
Claims (10)
- 一種能根據水流資訊以調整液體溫度的方法,係應用至一電控熱水器系統,該電控熱水器系統至少包括一機身、一供水管路、一加熱單元、一第一溫度感測器與一控制單元,其中,該供水管路係位於該機身內,且劃分為一上游區、一加熱區與一下游區,液體流入該供水管路後會依序流經該上游區、該加熱區與該下游區,再經由一控水閥門流出該供水管路外;該加熱單元係位於該機身內,且能對流經該加熱區中的液體進行加熱;該第一溫度感測器係位於該機身內,且能偵測出實質上相同於該下游區的液體溫度及/或機身溫度,並產生對應的第一溫度訊息;該控制單元係位於該機身內,且分別電氣連接至該加熱單元與該第一溫度感測器,以能開啟與關閉該加熱單元,並能接收該第一溫度感測器傳來的第一溫度訊息;該方法係使該控制單元執行下列步驟:接收該第一溫度感測器傳來的複數個第一溫度訊息,並分別讀取其中的第一溫度數值;根據該加熱單元目前的加熱功率,以及各該第一溫度數值,取得對應的水流量,並能根據該等第一溫度訊息中所包含的該等第一溫度數值之平均值變化,判斷出該控水閥門已經被開啟或被關閉;當該水流量為零或實質上為零,即記錄為一關水狀態,當該水流量非為零或實質上非為零,即記錄為一開水狀態;及在一設定期間,根據該關水狀態或該開水狀態的資訊,增加或降低該加熱單元目前的加熱功率,以升高或降低流出該供水管路的液體溫度。
- 如請求項1所述之方法,其中,該控制單元會在該設定期間內,計算該關水狀態或開水狀態的次數,在前述次數滿足一升溫條件後,即增加該加熱單元的加熱功率,以升高流出該供水管路的液體溫度。
- 如請求項2所述之方法,其中,該控制單元會在該設定期間內,計算該關水狀態或開水狀態的次數,在前述次數滿足一降溫條件後,即減少該加熱單元的加熱功率,以降低流出該供水管路的液體溫度。
- 如請求項3所述之方法,其中,該電控熱水器系統還包括一發聲單元,該發聲單元係與該控制單元相電氣連接,在該控制單元在判斷出當前已滿足該升溫條件後,會使該發聲單元執行一升溫聲音程序;在該控制單元在判斷出當前已滿足該降溫條件後,會使該發聲單元執行一降溫聲音程序。
- 如請求項1至4任一項所述之方法,其中,該電控熱水器系統還包括一第二溫度感測器,該第二溫度感測器係位於該機身內,其能偵測出實質上相同於該上游區的液體溫度及/或機身溫度,並產生對應的第二溫度訊息,且能將各該第二溫度訊息傳送至該控制單元。
- 如請求項1至4任一項所述之方法,其中,該電控熱水器系統無需使用流量計。
- 如請求項1至4任一項所述之方法,其中,該電控熱水器系統包含一流量計。
- 如請求項6所述之方法,其中,該第一溫度感測器能與該加熱單元進行熱耦合,以偵測該加熱單元的溫度,令該控制單元能據以控制該加熱單元的加熱功率。
- 如請求項1至4任一項所述之方法,其中,該加熱單元是採用電熱方式進行加熱。
- 如請求項1至4任一項所述之方法,其中,該加熱單元是採用燃燒燃料的方式進行加熱。
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