用水控制器和智能热水器供水系统的制作方法

本发明涉及热水器供水系统，具体涉及一种用水控制器和智能热水器供水系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，热水器已成为每个家庭必不可少的家用电器。使用热水器时，往往都是采用一个热水器为多个用水点提供热水。而热水器与用水点之间的管道内会存有冷水，因此使用热水时需要先将管道内的冷水放出，如此便造成了水资源的浪费。

为了解决上述问题，公布号为CN105371497A的专利公开了一种热水器回水系统及其控制方法，在热水器回水系统中设有手势回水控制器、回水管、水泵控制器和回水泵，当开始用水时，手势回水控制器根据用户的操作手势生成控制命令，并将其发送给水泵控制器，水泵控制器接收到控制命令后控制回水泵开启，将管道中的冷水通过回水管抽送到热水器的进水管道中，设定时间后控制回水泵停止工作。

上述专利所公开的热水器回水系统，其中手势回水控制器和水泵控制器之间采用无线通讯连接。目前常用的无线通讯技术有蓝牙、Zigbee等，但是蓝牙的覆盖范围较小，穿透力较差，不适用与用水点分布面积较广的环境；Zigbee技术的穿透力较弱，当用水点与水泵控制器之间设有较多的墙壁时，信号传输质量很差。

另外，这种方法虽然能够方便用户进行用水操作并能够减少对水资源的浪费，但是每个用水点在使用时都需要等待一段水泵抽水的时间，因此如果用户短时间内在一个用水点频繁执行使用热水的操作时，水泵控制器会在短时间内多次启动水泵的信号，而且每次都需要延时设定的时间。但是，由于短时间内再次打开热水阀时，实际上不需要水泵工作，热水口也能发出热水，因此这种方法需要大量不必要的等待时间，而且水泵反复的工作会浪费掉大量的电能，从而增加了用户的经济成本和时间成本。

技术实现要素：

本发明提供一种用水控制器和智能热水器供水系统，用于解决上述用水点与水泵控制器之间信号传输质量差的问题。

作为进一步的改进，本发明还能够解决操作关水开水时，水泵启动频繁的问题。

智能热水器供水系统，包括热水器、热水管道、冷水管道、回水管、水泵、水泵控制器和至少一个用水点；热水器连接所述热水管道和冷水管道，热水管道和冷水管道在远离热水器的一端通过回水管短接，形成循环回水回路，回水管上设有用于控制水流由热水管道向冷水管道单向导通的单向阀，回路中设置所述水泵，水泵控制器控制连接水泵，水泵控制器用于控制水泵启动或关闭；每个用水点均设有与热水管道连接的热水口，以及用水控制器，用水控制器包括处理器，处理器采样连接用水感应装置，控制连接热水口上的热水阀，用水感应装置用于采集用户的使用热水操作，用水控制器还连接有无线通讯模块，该无线通讯模块用于与水泵控制器通讯，将用户的使用热水操作反馈到水泵控制器；所述无线通讯模块为WIFI模块。

本发明提供的智能热水器供水系统，用水点与水泵控制器之间采用WIFI进行通讯连接。随着网络的快速发展，WIFI网络的覆盖面越来越广，基本上每个家庭都设有WIFI网络。WIFI网络相比蓝牙等无线通讯技术可靠性强，能够解决信号传输质量差的问题。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置，以及一个计时模块。

采用能够采集用户的关闭热水操作的关水感应装置和具有计时功能的计时模块，能够对用户关闭热水的操作进行判断，如果用户在短时间内反复执行使用热水和关闭热水的操作，水泵控制器将不再控制水泵启动，从而减少水泵启动的次数，节约成本。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置，以及一个用于检测热水口水温的温度传感器。

与上述采用计时模块不同，采用能够检测热水口水温的温度传感器，能够实时监测热水口的水温，根据水温在关水操作和操作之间的温度变化量，在温度变化量不大的情况下不启动水泵，也能够减少启动水泵的次数。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置、一个计时模块、一个用于检测热水口水温的温度传感器和一个日历检测装置。

采用日历检测装置对当前所处的季节进行识别，在夏天和冬天分别采用不同的方式提供热水，使本发明所提供的方案更加人性化。

进一步的，所述用水感应装置、关水感应装置为机械开关或者非接触式感应开关。

将用水感应装置和关水感应装置设置成同一个操作装置，能够减少热水器供水系统中的设备，节约成本，方便管理，并且便于处理器对用户的用水操作和关水操作进行检测。

用水控制器，包括处理器，处理器采样连接用水感应装置，控制连接热水口上的热水阀，用水感应装置用于采集用户的使用热水操作；用水控制器还连接有WIFI模块。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置，以及一个用于记录从用户关水到开水操作之间时间的计时模块。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置，以及一个用于检测热水口水温的温度传感器。

进一步的，所述处理器还采样连接一个用于采集用户的关闭热水操作的关水感应装置、一个用于记录从用户关水到开水操作之间时间的计时模块、一个用于检测热水口水温的温度传感器和一个日历检测装置。

进一步的，所述用水感应装置、关水感应装置为机械开关或者非接触式感应开关。

附图说明

图1为智能热水器供水系统实施例1中智能热水器供水系统的结构原理图；

图2为智能热水器供水系统实施例1中用水控制器的控制原理图；

图3为智能热水器供水系统实施例1中用水感应装置的结构原理图；

图4为智能热水器供水系统实施例1中水泵控制装置的结构原理图

图5为智能热水器供水系统实施例2中水感应装置的结构原理图；

图6为智能热水器供水系统实施例3中水感应装置的结构原理图；

图7为智能热水器供水系统实施例4中水感应装置的结构原理图。

具体实施方式

本发明提供一种用水控制器和智能热水器供水系统，用于解决上述用水点与水泵控制器之间信号传输质量差的问题。

智能热水器供水系统，包括热水器、热水管道、冷水管道、回水管、水泵、水泵控制器和至少一个用水点；热水器连接所述热水管道和冷水管道，热水管道和冷水管道在远离热水器的一端通过回水管短接，形成循环回水回路，回水管上设有用于控制水流由热水管道向冷水管道单向导通的单向阀，回路中设置所述水泵，水泵控制器控制连接水泵，水泵控制器用于控制水泵启动或关闭；每个用水点均设有与热水管道连接的热水口，以及用水控制器，用水控制器包括处理器，处理器采样连接用水感应装置，控制连接热水口上的热水阀，用水感应装置用于采集用户的使用热水操作，用水控制器还连接有无线通讯模块，该无线通讯模块用于与水泵控制器通讯，将用户的使用热水操作反馈到水泵控制器；所述无线通讯模块为WIFI模块。

本发明提供的智能热水器供水系统，用水点与水泵控制器之间采用WIFI进行通讯连接。随着网络的快速发展，WIFI网络的覆盖面越来越广，基本上每个家庭都设有WIFI网络。WIFI网络相比蓝牙等无线通讯技术可靠性强，能够解决信号传输质量差的问题。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

智能热水器供水系统实施例1：

本实施例提供的一种智能热水器供水系统，其结构原理图如图1所示，包括热水器以及用水点1、用水点2、用水点3……用水点N等多个用水点，每个用水点处热水接口和冷水接口，其中热水接口设有热水阀门，冷水接口设有冷水阀门。热水器的出水口通过热水管道2连接各用水点的热水接口，入户供水通过冷水管道1连接热水器的进水口和各用水点的冷水接口。热水管道和冷水管道在最末用水点A处设有回水管，回水管上设有水泵3和单向阀4。

本实施例所提供的智能热水器供水系统，在每个用水点出均设有用水控制装置。用水控制装置包括处理器以及与处理器相连的用水感应装置和第一WIFI模块，其结构如图2所示，处理器还控制连接相应用水点的热水阀门。用水感应装置用于采集用户的用水操作，如开启热水阀、关闭热水阀等，并生成相应的信号发送给处理器，处理器控制相应的热水阀执行相应的动作。

本实施例所提供的用水感应装置包括开关K和上拉电阻R，如图3中的虚线部分所示，开关K两端分别连接电源端VCC和上拉电阻R的其中一端，下拉电阻R的另一端接地，在电源端和开关K的连接处设有与处理器相连的信号线。开关K为启动相应热水口的开关，当开关K处于断开状态时，处理器检测到高电平；当用户按下启动热水阀的按钮时，开关K闭合，此时处理器检测到低电平。

本实施例所提供的智能热水器供水系统，还包括水泵控制器以及与水泵控制器相连的第二WIFI模块，如图4所示，水泵控制器控制水泵3。水泵控制器通过第二WIFI模块与用水控制装置的第一WIFI模块通讯连接。

本实施例提供的智能热水供水系统，其工作原理如下：

当用户在用水点按下开关K时，处理器检测到低电平，判断为要用水点需要使用热水，通过第一WIFI模块向水泵控制器发送信号；

水泵控制器接收到处理器发送过来的信号后，根据用水点的位置(比如通过通讯报文中用水点的地址信息确定用水点的位置)控制启动水泵3工作相应的时间，将热水管道2中的冷水抽回热水器，具体时间根据相应用水点的位置而定，如，用水点1距离热水器15m，用水点2距离热水器10m，当水泵控制器接收到的是用水点1处使用热水的信号，控制水泵工作20s，接收到的是用水点2处使用热水的信号，控制水泵工作15s，即离热水器越远，控制水泵工作的时间越长；然后关闭是泵3，并通过第二WIFI模块向相应的用水点的处理器发送信号，相应用水点的处理器接收到信号后控制打开热水阀，此时用户便能够在该热水点用到热水。

在本实施例中，开关K既可以采用传统的机械式开关，也可以采用非接触式的感应开关。

智能热水器供水系统实施例2：

上述实施例所提供的智能热水器供水系统，虽然能够解决用水点与水泵控制器之间信号传输质量差的问题，但是每个用水点在使用时都需要等待一段水泵抽水的时间，如在用水点3处，当用户第一次在用水点3处执行使用热水操作时，由于此时热水管道2中的水为冷水，所以水泵控制器需要按照上述实施例中的方式控制水泵3工作，将热水管道中的冷水抽回热水器。当用户短时间内在用水点3处再次行使用热水操作时，热水管道2中的水为热水，是不需要启动水泵3进行抽水的，但是此时水泵控制器依然会启动水泵3强热水管道2中的水抽回热水器，如此一来不仅会因为水泵反复的工作浪费掉大量的电能，而且还会浪费用户大量的时间等待水泵抽水。

为了解决上述问题，本实施例提供智能热水器供水系统，在智能热水器供水系统实施例1所提供的智能热水器供水系统的基础上进行改进：在用水控制器处设置与处理器相连的关水感应装置和计时模块，如图5所示，其中关水感应装置用于采集用户的关闭热水操作。

本实施例提供的智能热水供水系统，其工作原理如下：

第一次打开热水时，工作过程如实施例1所述。

使用完毕后关闭热水阀，一段时间以后，再次打开热水时其控制方式为：

其中，当使用热水完毕后，通过关水检测装置检测用户的关水操作，本实施例中，开关K既是用水感应装置也是关水感应装置。当处理器检测到低到高的上升沿电平，则认为是用户执行了关水动作，此时使计时模块开始计时；再次打开热水时，处理器检测到下降沿电平，处理器控制计时模块停止计时，并获取计时模块的计时时间。

处理器判断计时模块的计时时间是否达到指定时间，指定时间的长短可以根据热水管道中水降温的速度设定。

如果计时没有达到指定时间，处理器不向水泵控制器发送信号，直接控制打开热水阀。

如果计时达到指定时间，处理器通过第一WIFI模块向水泵控制器发送信息，水泵控制器接收到信息后根据用水点的位置控制启动水泵3 4工作相应的时间，将热水管道2中的冷水抽回热水器；然后关闭水泵3，并通过第二WIFI模块向相应的处理器发送信号，处理器接收到信号后控制打开热水阀。

当用户在用水点断开开关K时，处理器检测到低电平转化为高电平，判断为用水点停止使用热水，处理器控制计时模块开始计时。

另外，作为其他实施方式，也可以是计时模块计时达到指定时间后停止计时，并向处理器发送计时完成信号，处理器接收到计时完成信号后判断为计时完成。处理器接收到使用热水操作的信号后判断计时是否完成。

如果计时完成，处理器不向水泵控制器发送信号，直接控制打开热水阀。

如果计时达到指定时间，处理器通过第一WIFI模块向水泵控制器发送信息，水泵控制器接收到信息后根据用水点的位置控制启动水泵3工作相应的时间，将热水管道2中的冷水抽回热水器；然后关闭水泵3，并通过第二WIFI模块向相应的处理器发送信号，处理器接收到信号后控制打开热水阀；

当用户在用水点断开开关K时，处理器检测到低电平转化为高电平，判断为用水点停止使用热水，处理器控制计时模块开始计时。

在本实施例中，用水感应装置和关水感应装置均为开关K；作为其他实施方式，用水感应装置和关水感应装置可以分开设置为两个装置。

在本实施例中，计时模块可以具有计时功能的硬件装置，也可以是编程得到的具有计时功能的软件装置。

本实施例所提供的一种智能热水器供水系统，当用水点停止使用热水时计时模块开始计时，当再次执行使用热水操作时，如果与上次关闭热水操作间隔的时间较短，则不开启水泵3，从而减少水泵3的工作次数和用户的等待时间。

智能热水器供水系统实施例3：

实施例2中通过计时方式决定是否开启水泵，下面介绍一种根据温度传感器决定是否开启水泵的方式。

本实施例提供一种智能热水器供水系统，将智能热水器供水系统实施例2所提供的智能热水器供水系统中的计时模块换成温度传感器，如图6所示，其中关水感应装置用于采集用户的关闭热水操作，温度用于检测热水口的水温。

本实施例提供的智能热水供水系统，其工作原理如下：

第一次打开热水时，工作过程如实施例1所述。用水完成后温度传感器检测热水口的水温。

当用户再次用水点按下开关K时，处理器检测到高电平转化为低电平，判断为用水点需要使用热水，温度传感器检测热水口的水温发送给处理器，处理器将此时热水口的水温与上次关断该热水口时的水温相比较。

如果两次检测的水温之差在设定范围内，处理器不向水泵控制器发送信号，直接控制打开热水阀。

如果两次检测的水温只差在设定范围之外，处理器通过第一WIFI模块向水泵控制器发送信息，水泵控制器接收到信息后根据用水点的位置控制启动水泵3和单向阀4工作相应的时间，将热水管道2中的冷水抽回热水器；然后关闭水泵3和单向阀4，并通过第二WIFI模块向相应的处理器发送信号，处理器接收到信号后控制打开热水阀。

当用户在用水点断开开关K时，处理器检测到低电平转化为高电平，判断为用水点停止使用热水，温度传感器检测此时热水口的水温，并发送给处理器，处理器接收到后进行存储。

在本实施例中，用水感应装置和关水感应装置均为开关K；作为其他实施方式，用水感应装置和关水感应装置可以分开设置为两个装置。

在本实施例中，计时模块可以是具有计时功能的硬件装置，也可以是编程得到的具有计时功能的软件装置。

通过比较本次开启与上次关闭热水阀的温度之差，能够更加精准的控制启动水泵的时间，减少启动热水的次数，从而解决启动热水泵次数过多的问题。

智能热水器供水系统实施例4：

本实施例提供一种智能热水器供水系统，在智能热水器供水系统实施例1所提供的智能热水器供水系统的基础上进行改进：在用水控制器处设置与处理器相连的关水感应装置、计时模块、日历检测装置和温度传感器，如图7所示，其中关水感应装置用于采集用户的关闭热水操作，温度用于检测热水口的水温，日历芯片用于检测当前的季节。

本实施例相当于智能热水器供水系统实施例2和智能热水器供水系统3的结合，增加了检测季节的日历芯片。当日历芯片检测到当前处于夏季时，由于夏季人们对水温不是很敏感，不会经常使用热水，因此采用上述智能热水器供水系统实施例2所提供的方式；当日历芯片检测到当前处于冬季时，由于冬季人们对于水温比较敏感，所以采用上述智能热水器供水系统实施例3所提供的方式。方式的选择由处理器根据日历信息决定。

本实施例中采用日历芯片检测当前季节，形成一个日历检测装置，作为其他实施方式，日历检测装置也可以是基于计算机程序实现具有日历功能的软件模块，或者是由处理器采用第一WIFI模块，从WIFI网络中获取当前季节的软件程序。

用水控制器实施例：

本实施例所提供的用水控制器，与上述智能热水器供水系统实施例所提供的用水控制器相同，上面做了详细的说明，这里不多做陈述。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。