专利名称：储水式电热水器及其加热方法
技术领域：
本发明涉及一种电热水器(electric water heater)，并且特别是涉及一种储水 式电热水器(electric storage water heater)及其力口热方法。
背景技术：
目前较为常见的电热水器大致上可区分为即热式电热水器与储水式电热水器两 种。其中，即热式电热水器通常不具有储存热水的功能，并且其所提供的热水温度较容易随 着水流量的增加而降低，而储水式电热水器则可通过其储水槽(tank)来储存热水。因此， 相比之下，储水式电热水器可提供温度较为稳定的热水。值得注意的是，储水式电热水器的储水量会受限于储水槽的容量。因此，当环境温 度较低时(如寒流来袭时)，储存于储水槽中的热水量可能会不敷使用。
举例来说，当环境温度较高时，使用者只需在冷水中添加少量的热水即可获得适 当温度的使用水。然而，当环境温度较低时，使用者就必须在冷水中添加大量的热水才能获 得适当温度的使用水。因此，使用者必须事先手动调高储水式电热水器的预设温度，以减少 热水的使用量，进而避免热水量不足。换句话说，现有技术中的储水式电热水器在使用上较 为不便。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种储水式电热水器，其控制模块可根据环境温 度自动调整储存于控制模块中的预设温度和临界温度。为了解决上述问题，本发明还提供一种储水式电热水器的加热方法，以根据环境 温度自动调整储存于控制模块中的预设温度和临界温度。本发明提供一种用来加热工作流体(working fluid)的储水式电热水器，其包括 第一储水槽、第一加热单元以及控制模块。第一储水槽用来容纳工作流体。第一加热单元 配置于第一储水槽中。控制模块配置于第一储水槽外，并且电性连接于第一加热单元。控 制模块适于根据第一储水槽外的环境温度自动调整储存于控制模块中的预设温度和低于 预设温度的临界温度。当容纳于第一储水槽中的工作流体的第一温度低于或等于临界温度 时，控制模块启动第一加热单元，以加热工作流体。当第一温度高于或等于预设温度时，控 制模块关闭第一加热单元。在本发明的一个实施例中，上述的第一加热单元为电加热管或热泵(heat pump)。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括第二加热单元。第二加 热单元配置于第一储水槽中，并且电性连接于控制模块。控制模块适于同时启动第一加热 单元与第二加热单元，以加热工作流体，并适于同时关闭第一加热单元与第二加热单元。在本发明的一个实施例中，上述的第二加热单元为电加热管或热泵。 在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括温度感测单元。温度感 测单元配置于第一储水槽中，并且电性连接于控制模块，用来感测第一温度。
在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括温度感测单元。温度感 测单元配置于第一储水槽外，并且电性连接于控制模块，用来感测环境温度。在本发明的一个实施例中，上述的控制模块具有温度设定单元，用来设定预设温 度和临界温度。在本发明的一个实施例中，上述的控制模块还具有计时单元。计时单元适于与温 度设定单元配合，以在不同的时段中设定不同的预设温度和临界温度。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括第二储水槽，并且第二 储水槽具有电性连接于控制模块的泵浦。第二储水槽配置于第一储水槽外，并经由泵浦连 通至第一储水槽。当容纳于第二储水槽中的工作流体的第二温度低于或等于临界温度时， 控制模块启动泵浦，以驱动工作流体由第二储水槽流向第一储水槽。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括温度感测单元。温度感 测单元配置于第二储水槽中，并且电性连接于控制模块，用来感测第二温度。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括太阳能加热单元，并且 太阳能加热单元具有电性连接于控制模块的泵浦。太阳能加热单元配置于第一储水槽外， 并经由泵浦连通至第一储水槽与太阳能加热单元之间。当容纳于太阳能加热单元中的工作 流体的第三温度高于或等于预设温度时，控制模块启动泵浦，以驱动工作流体由太阳能加 热单元流向第一储水槽。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括温度感测单元。温度感 测单元配置于太阳能加热单元中，并且电性连接于控制模块，用来感测第三温度。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器还包括液位感测单元。液位感 测单元配置于第一储水槽中，并且电性连接于控制模块，用来感测容纳于第一储水槽中的 工作流体的液位高度。当液位高度低于或等于临界高度时，控制模块关闭第一加热单元。本发明还提供一种储水式电热水器的加热 方法，其包括下列步骤。首先，感测容纳 于第一储水槽中的工作流体的第一温度和第一储水槽外的环境温度。然后，根据环境温度 自动调整储存于控制模块中的预设温度和低于预设温度的临界温度。之后，判断第一温度 是否低于或等于临界温度。若第一温度低于或等于临界温度，则控制模块启动第一加热单 元，以加热工作流体。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在控制模块启动第 一加热单元之后，还包括判断第一温度是否高于或等于预设温度的步骤。其中，若第一温度 高于或等于预设温度，则控制模块关闭第一加热单元。在本发明的一个实施例中，若上述的第一温度高于或等于上述的临界温度，则控 制模块不启动第一加热单元。在本发明的一个实施例中，自动调整上述的预设温度与上述的临界温度的公式为 Ts' =Ts+(25_Ta)。其中，Ts为调整前的预设温度或临界温度，而Ts’为调整后的预设温 度或临界温度，并且Ta为环境温度。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在自动调整预设温 度与临界温度之前，还包括下列步骤。启动控制模块的一个温度设定单元，并切换第二加热 单元至可启动状态。其中，温度设定单元可用来设定预设温度与临界温度，而第二加热单元 则可用来加热工作流体。
在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在判断第一温度是否低于或等于临界温度之前，还包括下列步骤停止自动调整预设温度与临界温度，启动控 制模块的温度设定单元，并且切换第二加热单元至可选用状态。其中，温度设定单元可用来 设定预设温度与临界温度，而第二加热单元则可用来加热工作流体。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在切换第二加热单 元至可选用状态之后，还包括判断容纳于第二储水槽中的工作流体的第二温度是否低于或 等于临界温度的步骤。其中，若第二温度低于或等于临界温度，则控制模块启动第二储水槽 的一泵浦，以驱动工作流体由第二储水槽流向第一储水槽。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在判断第一温度是 否低于或等于临界温度之前，还包括下列步骤。停止自动调整预设温度与临界温度，启动控 制模块的温度设定单元和计时单元，并且切换第二加热单元至可启动状态。其中，计时单元 可与温度设定单元配合，以在不同的时段中设定不同的预设温度与临界温度，而第二加热 单元则可用来加热工作流体。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在切换第二加热单 元至可选用状态之后，还包括判断容纳于第二储水槽中的工作流体的一第二温度是否低于 或等于临界温度的步骤。其中，若第二温度低于或等于临界温度，则控制模块启动第二储水 槽的泵浦，以驱动工作流体由第二储水槽流向第一储水槽。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在切换第二加热单 元至可选用状态之后，还包括判断容纳于太阳能加热单元中的工作流体的第三温度是否高 于或等于预设温度的步骤。其中，若第三温度高于或等于预设温度，则控制模块启动太阳能 加热单元的泵浦，以驱动工作流体由太阳能加热单元流向第一储水槽。在本发明的一个实施例中，上述的储水式电热水器的加热方法在控制模块启动第 一加热单元之后，还包括感测容纳于第一储水槽中的工作流体的液位高度的步骤。其中，若 液位高度低于或等于临界高度时，控制模块关闭第一加热单元。基于上述，本发明的储水式电热水器可根据环境温度自动调整储存于控制模块中 的预设温度与临界温度。因此，使用者可不需要随着天气变化事先手动调高储水式电热水 器的预设温度与临界温度。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图， 作详细说明如下。
图1示出本发明一个实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。图2示出图1中的储水式电热水器的一种加热方法的流程图。图3A示出本发明另一实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。图3B示出本发明又一实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。图4示出本发明一个实施例的一种预设于图3中的控制模块的控制模式的方块 图。图5A示出在图4中的自动模式下的加热方法的流程图。图5B示出在图4中的恒温模式下的加热方法的流程图。
图5C示出在图4中的定时定温模式下的加热方法的流程图。图5D示出在图4中的扩充循环模式下的加热方法的流程图。图5E示出在图4中的太阳能补助模式下的加热方法的流程图。主要组件符号说明100a、100b、IOOc 储水式电热水器110、160:储水槽I2OaU2Ob 加热单元130 控制模块132 温度设定单元134 计时单元140a、140b、140c、140d 温度感测单元150:液位感测单元170 太阳能加热单元162、172:泵浦
具体实施例方式图1示出本发明一个实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。请参考图1，储水式电热水器IOOa包括第一储水槽110、第一加热单元120a以及控制模块130。第一储水 槽110可用来容纳工作流体。此外，第一加热单元120a例如是电加热管或热泵，其配置于 第一储水槽110中，并可用来加热容纳于第一储水槽110中的工作流体。另外，控制模块130配置于第一储水槽110外，并且电性连接于第一加热单元 120a。而且，控制模块130可根据第一储水槽110外的环境温度Ta，将储存于控制模块130 中的预设温度Tsl和低于预设温度Tsl的临界温度Ts2分别自动调整至预设温度Tsl’和 临界温度Ts2’。然后，在判断容纳于第一储水槽110中的工作流体的第一温度Tl与预设温 度Tsl’及临界温度Ts2’之间的相对关系后，控制模块130会再通过第一加热单元120a加 热工作流体。换句话说，工作流体的第一温度Tl大致上会被保持于预设温度Tsl’与临界 温度Ts2’之间。以下将举一个实施例说明控制模块130通过第一加热单元120a来加热工 作流体的方法。图2示出图1中的储水式电热水器的一种加热方法的流程图。请参考图1与图2， 在此实施例中，储水式电热水器IOOa还可包括两个电性连接于控制模块130的温度感测单 元140a，140b，其中温度感测单元140a配置于第一储水槽110中，而温度感测单元140b则 配置于第一储水槽110外。因此，储水式电热水器IOOa可通过温度感测单元140a，140b分 别感测第一温度Tl与环境温度Ta(SlOO)。之后，控制模块130会根据温度感测单元140b所感测到的环境温度Ta自动将预 设温度Tsl调整至Tsl’，并自动将临界温度Ts2调整至Ts2’(S110)。然后，控制模块130 会判断第一温度Tl是否低于或等于临界温度Ts2’ (S120)。若控制模块130判断第一温度 Tl高于或等于临界温度Ts2’，则不启动第一加热单元120a(S130)。然而，若控制模块130 判断第一温度Tl低于或等于临界温度Ts2’，则启动第一加热单元120a，以加热工作流体 (S140)。
之后，控制模块130会再判断第一温度Tl是否高于或等于预设温度Tsl’ (S150)。 若控制模块130判断第一温度Tl仍低于或等于预设温度Tsl’，则持续通过第一加热单元 120a加热工作流体(S160)，并持续判断第一温度Tl是否高于或等于预设温度Tsl，(S150)。 若控制模块130判断第一温度Tl已高于或等于预设温度Tsl’，则关闭第一加热单元120a， 以在停止加热工作流体(S170)。之后，温度感测单元140a，140b会持续感测第一温度Tl与 环境温度Ta (S100)，并且控制模块130会重复进行步骤(S110 S170)。因此，工作流体的 第一温度Tl大致上会被保持于预设温度Tsl’与临界温度Ts2’之间。举例来说，控制模块130可事先将预设温度Tsl设定为55°C，并将临界温度Ts2设 定为50°C。另外，控制模块130还可事先将用来自动调整预设温度和临界温度的公式设定 为Ts，=Ts+(25_Ta)，其中Ts为调整前的预设温度Tsl或临界温度Ts2，而Ts’为调整后 的预设温度Tsl’或临界温度Ts2’，并且Ta为环境温度。因此，若温度感测单元140b所感测到的环境温度Ta为35°C，则根据上述公式可得 知，预设温度Tsl，会等于45°C，而临界温度Ts2则会等于40°C。此时，工作流体的第一温 度Tl大致上会被保持在40°C 45°C之间。相同的，若温度感测单元140b所感测到的环境 温度Ta为15°C，则预设温度Tsl’会等于65°C，而临界温度Ts2则会等于60°C。此时，工作 流体的第一温度Tl则大致上会被保持在60°C 65°C之间。换句话说，控制模块130会自动根据环境温度Ta分别将预设温度Tsl和临界温度 Ts2调整至预设温度Tsl’和临界温度Ts2’。因此，当环境温度Ta较低时，控制模块130会 自动调高第一温度Tl，以令使用者可不必手动调高储水式电热水器IOOa的预设温度Tsl和 临界温度Ts2。因此，储水式电热水器100a在使用上会较为便利。另外，当环境温度Ta较 高时，控制模块130也会自动调低第一温度Tl，以减少第一加热单元120a加热工作流体的 时间。因此，储水式电热水器IOOa会较为节省能源。除此之外，在此实施例中，储水式电热水器IOOa还可包括液位感测单元150。液 位感测单元150配置于第一储水槽110中，电性连接于控制模块130，并且可用来感测容纳 于第一储水槽110中的工作流体的液位高度。当液位高度低于或等于临界高度时，控制模 块130会关闭第一加热单元120a，以避免第一加热单元120a因温度过高而损坏或危及使用 者。另外，在关闭第一加热单元120a后，控制模块130还可开启进水口(未示出)补充工 作流体，以提高第一储水槽110中的工作流体的液位高度。图3A示出本发明另一实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。请参考图3A， 相对于图1中所示出的储水式电热水器100a，图3A中所示出的储水式电热水器IOOb还可 包括第二加热单元120b、另外两个温度感测单元140c，140d、第二储水槽160以及太阳能加 热单元170。此外，第二储水槽160具有泵浦162，而太阳能加热单元170具有泵浦172，并 且控制模块130电性连接于第二加热单元120b、温度感测单元140c，140d与泵浦162，172。第二加热单元120b例如是电加热管或热泵，并且其与第一加热单元120a—并配 置于第一储水槽110中。控制模块130可同时启动第一加热单元120a与第二加热单元 120b,以加热工作流体，并可同时关闭第一加热单元120a与第二加热单元120b，以停止加 热工作流体。因此，相对于图1中所示出的储水式电热水器100a，图3A中所示出的储水式 电热水器IOOb可更快速地加热工作流体。另外，第二储水槽160配置于第一储水槽110外，并通过其泵浦162连通至第一储水槽110。而且，温度感测单元140c配置于第二储水槽160中，并可用来感测容纳于第二 储水槽160中的工作流体的第二温度T2。而且，当第二温度T2低于或等于临界温度Ts2’ 时，控制模块130会启动泵浦162，以驱动工作流体由第二储水槽160流向第一储水槽110。因此，相对于图1中所示出的储水式电热水器100a，图3A中所示出的储水式电热 水器IOOb可通过第二储水槽160容纳更多的工作流体。而且，容纳于第二储水槽160中的 工作流体的第二温度T2大致上可被保持于临界温度Ts2’之上。此外，太阳能加热单元170配置于第一储水槽110外，并通过其泵浦172连通至第 一储水槽110。而且，温度感测单元140d配置于太阳能加热单元170中，并可用来感测容纳 于太阳能加热单元170中的工作流体的第三温度T3。而且，当第三温度T3高于或等于预设 温度Tsl’时，控制模块130会启动泵浦172，以驱动工作流体由太阳能加热单元170流向第 一储水槽110。因此，相对于图1中所示出的储水式电热水器100a，图3A中所示出的储水式电热 水器IOOb不仅可通过第一加热单元120a和第二加热单元120b加热工作流体，也可通过太 阳能加热单元170加热工作流体。换句话说，在日照充足的情况下，储水式电热水器IOOb 不仅可更快速地加热工作流体，也可通过太阳能加热工作流体来节省能源。另外，与图1中所示出的实施例相同，储水式电热水器IOOb也可包括有液位感测 单元150，以避免第一加热单元120a因温度过高而损坏或危及使用者。值得注意的是，在此 实施例中，若第一加热单元120a与第二加热单元120b皆已被启动以加热工作流体，则控制 模块130会一并关闭第一加热单元120a与第二加热单元120b。除此之外，控制模块130还可具有温度设定单元132和计时单元134。温度设定单 元132可用来设定预设温度Tsl与临界温度Ts2，以令使用者可根据其使用需求来设定预设 温度Tsl与临界温度Ts2。另外，计时单元134则可用来与温度设定单元132配合，以令使 用者可在不同的时段中设定不同的预设温度Tsl与临界温度Ts2。换句话说，在白天环境温度Ta较高时，使用者可设定较低的预设温度Tsl与临界 温度Ts2，以节省能源。此时，使用者更可关闭第二加热单元120b，并启动太阳能加热单元 170来取代第二加热单元120b，以进一步节省能源。另外，在夜晚环境温度Ta较低时，使用 者也可设定较高的预设温度Tsl与临界温度Ts2，以提高工作流体的第一温度Tl。除此之 夕卜，使用者还可启动第二储水槽160，以使储水式电热水器IOOb可容纳更多的工作流体。图3B示出本发明又一实施例的一种储水式电热水器的结构示意图。请参考图3B， 相对于图3A中所示出的储水式电热水器100b，图3B中所示出的储水式电热水器IOOc并不 包括温度感测单元140d、太阳能加热单元170以及泵浦172。换句话说，相对于储水式电热 水器100b，储水式电热水器IOOc仍可通过启动第二储水槽160来容纳更多的工作流体，但 却无法通过太阳能加热单元170来加热工作流体。图4示出本发明一个实施例的一种预设于图3A中的控制模块的控制模式的方块 图。值得注意的是，图1中所示出的储水式电热水器IOOa仅能通过第一加热单元120a来 加热工作流体。然而，请参考图3与图4，图3中所示出的储水式电热水器IOOb可再增加第 二加热单元120b、第二储水槽160与太阳能加热单元170至少其中之一来加热工作流体。 因此，控制模块130中可预设有更多种加热工作流体的控制模式。如图4所示，此实施例中的控制模块130可内设有省电模式Ml、自动模式M2、恒温模式M3、定时定温模式M4、扩充循环模式M5与太阳能补助模式M6等六种控制模式，并且其 原始设定可预设为自动模式M2。使用者可根据其使用需求通过控制模块130选择上述六种 控制模式其中之一。值得注意的是，在省电模式Ml下，仅第一加热单元120a预设为可启动状态，而第 二加热单元120b、温度设定单元132、计时单元134、第二储水槽160与太阳能加热单元170 皆预设为不可启动状态。因此，控制模块130仅能通过第一加热单元120a来加热工作流体。 换句话说，省电模式Ml下的加热方法与在图2中示出的加热方法近似，在此不再赘述。也 因此，以下仅举多个实施例分别说明其它五种模式的加热方法。图5A示出图4中的自动模式下的加热方法的流程图。请参考图3A与图5A，在 自动模式M2下，第二加热单元120b预设为可启动状态，并且温度设定单元132会被启动 (S200)，而计时单元134、第二储水槽160与太阳能加热单元170则皆预设为不可启动状态。 因此，在自动模式M2下，使用者可根据其使用需求通过温度设定单元132设定预设温度Tsl 与临界温度Ts2(S202)。在温度感测单元140a，140b分别感测到第一温度Tl和环境温度Ta(S210)后，控 制模块130会根据环境温度Ta自动将使用者所设定的预设温度Tsl调整至Tsl’，并自动将 临界温度Ts2调整至Ts2’ (S220)。然后，控制模块130会判断第一温度Tl是否低于或等 于临界温度Ts2’(S230)。若控制模块130判断第一温度Tl高于或等于临界温度Ts2’，则 不启动第一加热单元120a与第二加热单元120b (S240)。然而，若控制模块130判断第一温 度Tl低于或等于临界温度Ts2’，则启动第一加热单元120a与第二加热单元120b，以加热 工作流体(S250)。之后，控制模块130会再判断第一温度Tl是否高于或等于预设温度Tsl’ (S260)。 若控制模块130判断第一温度Tl仍低于或等于预设温度Tsl’，则持续通过第一加热单元 120a和第二加热单元120b加热工作流体(S270)，并持续判断第一温度Tl是否高于或等 于预设温度Tsl，(S260)。然而，若控制模块130判断第一温度Tl已高于或等于预设温度 Tsl',则关闭第一加热单元120a和第二加热单元120b，以停止加热工作流体(S280)。然后， 控制模块130会重复进行步骤(S220 S280)。因此，工作流体的第一温度Tl大致上会被 保持在预设温度Tsl’与临界温度Ts2’之间。基于上述，相对于省电模式M1，在自动模式M2下，使用者可根据其使用需求设定 预设温度Tsl和临界温度Ts2。而且，当第一温度Tl低于或等于预设温度Tsl’时，控制模 块130会一并启动第一加热单元120a和第二加热单元120b，以更快速地加热工作流体。图5B示出图4中的恒温模式下的加热方法的流程图。请参考图3A与图5B，在恒 温模式M3下，第二加热单元120b和第二储水槽160预设为可选用状态，而控制模块130预 设为不根据环境温度Ta自动调整预设温度Tsl和临界温度Ts2，并且温度设定单元132会 被启动(S300)。另外，计时单元134与太阳能加热单元170则皆预设为不可启动状态。因 此，在恒温模式M3下，使用者也可根据其使用需求通过温度设定单元132设定预设温度Tsl 和临界温度Ts2(S302)。换句话说，相对于自动模式M2，在恒温模式M3下，控制模块130不会根据环境温 度Ta自动调整预设温度Tsl与临界温度Ts2。因此，在温度感测单元140a感测到第一温度 Tl (S310)后，控制模块130会判断第一温度Tl是否介于使用者所设定的预设温度Tsl与临界温度Ts2之间，以决定是否加热工作流体。此时，若第二加热单元120b被切换至不可启动状态，则步骤(S320 S370)会与在图2中示出的步骤(S120 S170)近似。然而，若第二加热单元120b被切换至可启动状 态，则步骤(S320 S370)会与在图5A中示出的步骤(S230 S280)近似。因此，在此不 再对步骤(S320 S370)进行详述。基于上述，相对于自动模式M2，在恒温模式M3下，工作流体的第一温度Tl大致上 会被保持在使用者所设定的预设温度Tsl与临界温度Ts2之间。而且，使用者可根据其使 用需求选择性地将第二加热单元120b切换至可启动状态，以更快速地加热工作流体。值得注意的是，在恒温模式M3下，第二储水槽160预设为可选用状态。因此，使用 者还可根据其使用需求选用第二储水槽160，以进行扩充循环模式M5。扩充循环模式M5的 加热方法请参考详述于后的实施例。图5C示出在图4中的定时定温模式下的加热方法的流程图。请参考图3A与图5C， 在定时定温模式M4下，第二加热单元120b、第二储水槽160与太阳能加热单元170预设为 可选用状态，而控制模块130则预设为不根据环境温度Ta自动调整预设温度Tsl与临界温 度Ts2，并且温度设定单元132和计时单元134会被启动(S400)。换句话说，相对于恒温模式M3，在定时定温模式M4下，使用者可通过设定温度设 定单元132和计时单元134，以根据其使用需求在不同的时段中设定不同的预设温度Tsl和 临界温度Ts2(S402)。因此，在温度感测单元140a感测到第一温度Tl (S410)后，控制模块 130会判断第一温度Tl是否介于目前时段中所设定的预设温度Tsl与临界温度Ts2之间， 以决定是否加热工作流体。举例来说，使用者可先通过计时单元134将一天中的24小时区隔为白天时段(环 境温度Ta较高)与夜晚时段(环境温度Ta较低)。然后，使用者可再通过温度设定单元 132在白天时段中设定较低的预设温度Tsl和临界温度Ts2，并可在夜晚时段中设定较高的 预设温度Tsl和临界温度Ts2。如此一来，控制模块130即会自动在不同的时段中读取不同 的预设温度Tsl和临界温度Ts2。此时，若第二加热单元120b被切换至不可启动状态，则步骤(S420 S470)会与 在图2中示出的步骤(S120 S170)近似。然而，若第二加热单元120b被切换至可启动状 态，则步骤(S420 S470)会与在图5A中示出的步骤(S230 S280)近似。因此，在此不 再对步骤(S420 S470)进行详述。基于上述，相较于恒温模式M3，在定时定温模式M4下，工作流体的第一温度Tl可 根据使用者的使用需求而在不同的时段中被保持在不同的预设温度Tsl与临界温度Ts2之 间。值得注意的是，在定时定温模式M4下，第二储水槽160与太阳能加热单元170也 预设为可选用状态。因此，使用者还可根据其使用需求选用第二储水槽160，以进行扩充循 环模式M5，或是选用太阳能加热单元170，以进行太阳能补助模式M6。扩充循环模式M5与 太阳能补助模式M6的加热方法请参考详述于后的实施例。图5D示出图4中的扩充循环模式下的加热方法的流程图。请参考图3A与图5D， 扩充循环模式M5为一种补助加热模式，并且其可与恒温模式M3或定时定温模式M4同时进 行。在扩充循环模式M5下，泵浦162处于可启动状态，并且控制模块130会根据容纳于第二储水槽160中的工作流体的第二温度T2决定是否启动泵浦162，以驱动工作流体由第二 储水槽160流向第一储水槽110。更详细而言，在温度感测单元140c感测到第二温度T2 (S500)后，控制模块130会 判断第二温度T2是否低于或等于临界温度Ts2 (S510)。若控制模块130判断第二温度T2 高于或等于临界温度Ts2，则不启动泵浦162(S520)。然而，若控制模块130判断第二温度 T2低于或等于临界温度Ts2，则启动泵浦162，以驱动工作流体由第二储水槽160流向第一 储水槽110(S530)。然后，温度感测单元140c会持续感测第二温度T2 (S500)，并且控制模 块130会重复进行步骤(S510 S530)。因此，工作流体的第二温度T2大致上会被保持在 临界温度Ts2之上。基于上述，恒温模式M3或定时定温模式M4配合扩充循环模式M5同时进行时，储 水式电热水器IOOb可通过第二储水槽160容纳更多的工作流体。而且，容纳于第二储水槽 160中的工作流体的第二温度T2大致上可被保持在临界温度Ts2之上。图5E示出在图4中的太阳能补助模式下的加热方法的流程图。请参考图3A与图 5E，太阳能补助模式M6也为一种补助加热模式，并且其可与定时定温模式M4同时进行。在 太阳能补助模式M6下，泵浦172处于可启动状态，并且控制模块130会根据容纳于太阳能 加热单元170中的工作流体的第三温度T3决定是否启动泵浦172，以驱动工作流体由太阳 能加热单元170流向第一储水槽110。更详细而言，在温度感测单元140d感测到第三温度T3(S600)后，控制模块130会 判断第三温度T3是否高于或等于预设温度Tsl (S610)。若控制模块130判断第三温度T3 低于或等于预设温度Tsl，则不启动泵浦172(S620)。然而，若控制模块130判断第三温度 T3高于或等于预设温度Tsl，则启动泵浦172，以驱动工作流体由太阳能加热单元170流向 第一储水槽110 (S630)。然后，温度感测单元140d会持续感测第三温度T3 (S600)，并且控 制模块130会重复进行步骤(S610 S630)。因此，储水式电热水器IOOb不仅可通过第一 加热单元120a和第二加热单元120b加热工作流体，也可通过太阳能加热单元170加热工 作流体。基于上述，定时定温模式M4配合太阳能补助模式M6同时进行时，储水式电热水器 IOOb不仅可通过第一加热单元120a与第二加热单元120b加热工作流体，还可通过太阳能 加热单元170加热工作流体。换句话说，在日照充足的情况下，储水式电热水器IOOb不仅 可更快速地加热工作流体，也可通过太阳能加热工作流体来节省能源。综合上述，本发明的储水式电热水器及其加热方法可具有至少下列几项优点1.当环境温度较低时，控制模块可根据环境温度自动调高预设温度与临界温度， 因此储水式电热水器使用上会较为便利。2.当环境温度较高时，控制模块可自动调低预设温度与临界温度，以减少加热单 元加热工作流体的时间，因此储水式电热水器会较为节省能源。3.当液位高度低于或等于临界高度时，控制模块会关闭加热单元，以避免加热单元因温度过高而损坏或危及使用者。4.控制模块可同时启动多个加热单元加热工作流体，以提高加热速率。5.储水式电热水器可通过第二储水槽容纳更多的工作流体。6.在日照充足的情况下，储水式电热水器可通过太阳能加热单元加热工作流体，因此储水式电热水器不仅可更快速地加热工作流体，也可通过太阳能加热工作流体来节省能源。7.控制模块至少可内设有省电模式、自动模式、恒温模式、定时定温模式、扩充循 环模式与太阳能补助模式等六种控制模式。8.启动温度设定单元后，使用者可根据其使用需求设定预设温度与临界温度。9.启动温度设定单元与计时单元后，使用者可根据其使用需求在不同的时段中设 定不同的预设温度与临界温度。虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用来限定本发明。任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的变动与修改。因此，本发明的保护范围 应视后附的权利要求为准。
权利要求
一种储水式电热水器，用来加热一工作流体，所述储水式电热水器包括一第一储水槽，其用来容纳所述工作流体；一第一加热单元，其配置于所述第一储水槽中；以及一控制模块，其配置于所述第一储水槽外，并且电性连接于所述第一加热单元，其中所述控制模块适于根据所述第一储水槽外的一环境温度自动调整储存于所述控制模块中的一预设温度和一低于所述预设温度的临界温度，当容纳于所述第一储水槽中的所述工作流体的一第一温度低于或等于所述临界温度时，所述控制模块启动所述第一加热单元，以加热所述工作流体，而当所述第一温度高于或等于所述预设温度时，所述控制模块关闭所述第一加热单元。
2.如权利要求1所述的储水式电热水器，其中所述第一加热单元是电加热管或热泵。
3.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一第二加热单元，其中所述第二加热 单元配置于所述第一储水槽中，并且电性连接于所述控制模块，并且所述控制模块适于同 时启动所述第一加热单元与所述第二加热单元，以加热所述工作流体，并且适于同时关闭 所述第一加热单元与所述第二加热单元。
4.如权利要求3所述的储水式电热水器，其中所述第二加热单元是电加热管或热泵。
5.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一温度感测单元，其中所述温度感测 单元配置于所述第一储水槽中，并且电性连接于所述控制模块，用来感测所述第一温度。
6.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一温度感测单元，其中所述温度感测 单元配置于所述第一储水槽外，并且电性连接于所述控制模块，用来感测所述环境温度。
7.如权利要求1所述的储水式电热水器，其中所述控制模块具有一温度设定单元，用 来设定所述预设温度与所述临界温度。
8.如权利要求7所述的储水式电热水器，其中所述控制模块还具有一计时单元，所述 计时单元适于与所述温度设定单元配合，以在不同的时段中设定不同的预设温度与临界温 度。
9.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一第二储水槽，并且所述第二储水槽 具有一电性连接于所述控制模块的泵浦，其中所述第二储水槽配置于所述第一储水槽外， 并通过所述泵浦连通至所述第一储水槽，当容纳于所述第二储水槽中的所述工作流体的一 第二温度低于或等于所述临界温度时，所述控制模块启动所述泵浦，以驱动所述工作流体 由所述第二储水槽流向所述第一储水槽。
10.如权利要求9所述的储水式电热水器，还包括一温度感测单元，其中所述温度感测 单元配置于所述第二储水槽中，并且电性连接于所述控制模块，用来感测所述第二温度。
11.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一太阳能加热单元，并且所述太阳能 加热单元具有一电性连接于所述控制模块的泵浦，其中所述太阳能加热单元配置于所述第 一储水槽外，并通过所述泵浦连通至所述第一储水槽，当容纳于所述太阳能加热单元中的 所述工作流体的一第三温度高于或等于所述预设温度时，所述控制模块启动所述泵浦，以 驱动所述工作流体由所述太阳能加热单元流向所述第一储水槽。
12.如权利要求11所述的储水式电热水器，还包括一温度感测单元，其中所述温度感 测单元配置于所述太阳能加热单元中，并且电性连接于所述控制模块，用来感测所述第三 温度。
13.如权利要求1所述的储水式电热水器，还包括一液位感测单元，其中所述液位感测 单元配置于所述第一储水槽中，并且电性连接于所述控制模块，用来感测容纳于所述第一 储水槽中的所述工作流体的一液位高度，当所述液位高度低于或等于一临界高度时，所述 控制模块关闭所述第一加热单元。
14.一种储水式电热水器的加热方法，包括 感测容纳于一第一储水槽中的一工作流体的一第一温度和所述第一储水槽外的一环 境温度；根据所述环境温度，自动调整储存于一控制模块中的一预设温度和一低于所述预设温 度的临界温度；以及判断所述第一温度是否低于或等于所述临界温度，若所述第一温度低于或等于所述临 界温度，则所述控制模块启动一第一加热单元，以加热所述工作流体。
15.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中在所述控制模块启动所述 第一加热单元之后，还包括下列步骤判断所述第一温度是否高于或等于所述预设温度，若所述第一温度高于或等于所述预 设温度，则所述控制模块关闭所述第一加热单元。
16.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中若所述第一温度高于或等 于所述临界温度，则所述控制模块不启动所述第一加热单元。
17.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中自动调整所述预设温度与 所述临界温度的公式为Ts，= Ts+(25-Ta)，其中，Ts为调整前的所述预设温度或所述临界温度， Ts'为调整后的所述预设温度或所述临界温度，以及 Ta为所述环境温度。
18.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中在自动调整所述预设温度 与所述临界温度之前，还包括下列步骤启动所述控制模块的一温度设定单元，以使所述温度设定单元适于设定所述预设温度 与所述临界温度；以及切换一第二加热单元至一可启动状态，以使所述第二加热单元适于加热所述工作流体。
19.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中在判断所述第一温度是否 低于或等于所述临界温度之前，还包括下列步骤停止自动调整所述预设温度与所述临界温度；启动所述控制模块的一温度设定单元，以使所述温度设定单元适于设定所述预设温度 与所述临界温度；以及切换一第二加热单元至一可选用状态，以使所述第二加热单元适于加热所述工作流体。
20.如权利要求19所述的储水式电热水器的加热方法，其中在切换所述第二加热单元 至所述可选用状态之后，还包括下列步骤判断容纳于一第二储水槽中的所述工作流体的一第二温度是否低于或等于所述临界温度，若所述第二温度低于或等于所述临界温度，则所述控制模块启动所述第二储水槽的 一泵浦，以驱动所述工作流体由所述第二储水槽流向所述第一储水槽。
21.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中在判断所述第一温度是否 低于或等于所述临界温度之前，还包括下列步骤停止自动调整所述预设温度与所述临界温度；启动所述控制模块的一温度设定单元和一计时单元，其中所述计时单元适于与所述温 度设定单元配合，以在不同的时段中设定不同的预设温度与临界温度；以及切换一第二加热单元至一可选用状态，以使所述第二加热单元适于加热所述工作流体。
22.如权利要求21所述的储水式电热水器的加热方法，其中在切换所述第二加热单元 至所述可选用状态之后，还包括下列步骤判断容纳于一第二储水槽中的所述工作流体的一第二温度是否低于或等于所述临界 温度，若所述第二温度低于或等于所述临界温度，则所述控制模块启动所述第二储水槽的 一泵浦，以驱动所述工作流体由所述第二储水槽流向所述第一储水槽。
23.如权利要求21所述的储水式电热水器的加热方法，其中在切换所述第二加热单元 至所述可选用状态之后，还包括下列步骤判断容纳于一太阳能加热单元中的所述工作流体的一第三温度是否高于或等于所述 预设温度，若所述第三温度高于或等于所述预设温度，则所述控制模块启动所述太阳能加 热单元的一泵浦，以驱动所述工作流体由所述太阳能加热单元流向所述第一储水槽。
24.如权利要求14所述的储水式电热水器的加热方法，其中在所述控制模块启动所述 第一加热单元之后，还包括下列步骤感测容纳于所述第一储水槽中的所述工作流体的一液位高度，若所述液位高度低于或 等于一临界高度时，所述控制模块关闭所述第一加热单元。
全文摘要
一种用来加热工作流体的储水式电热水器及其加热方法，其中储水式电热水器包括用来容纳工作流体的储水槽、配置于储水槽中的加热单元以及配置于储水槽外的控制模块。控制模块电性连接于加热单元，并适于根据储水槽外的环境温度自动调整储存于控制模块中的预设温度以及低于预设温度的临界温度。当容纳于储水槽中的工作流体的温度低于或等于临界温度时，控制模块启动加热单元，以加热工作流体。当工作流体的温度高于或等于预设温度时，控制模块关闭加热单元。
文档编号F24H1/20GK101813370SQ20091000656
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者苏家宏 申请人:善腾太阳能源股份有限公司