电热水器的控制方法及电热水器与流程

文档序号:12108718阅读:309来源:国知局
电热水器的控制方法及电热水器与流程

本发明涉及热水供应技术领域,特别是涉及一种电热水器的控制方法及电热水器。



背景技术:

公共场所的洗漱热水供应方式有两种:中央远程供水和快热式电热水器等末端加热直接供水。

现有的中央远程供水系统在使用前需先放掉沿途管路中的冷水后才有热水出来,造成水浪费和等待时间过长等问题;当使用完后沿途管路内残留的热水会导致能量浪费;同时远程热水管路的铺设比较麻烦,投入成本高。

现有的快热式电热水器等末端加热可直接提供热水,相对中央远程供水比较快捷实用,但其需要较大的功率才能将冷水加热至合适温度,导致其用电功率大,对公共场所的用电线路要求较高,需改造现有公共场所的用电线路,成本高;同时其功率大,余热也大,容易导致出水水温过大而烫手,甚至可能烫伤使用者。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种电热水器的控制方法及电热水器,能为现有公共场所提供快捷便利的洗漱热水供应,且不需要改造现有公共场所的用电线路。

其技术方案如下:

一种电热水器的控制方法,包括如下步骤:

当接收到用水需求信息时,向储水桶内注入新水、并与所述储水桶内存储的储藏水混合,经混合后的水从所述储水桶的出水口流出;

当接收不到用水需求信息时,停止向所述储水桶内注入新水。

上述电热水器的控制方法时,当人们打开水龙头或人们的手靠近水龙头,进而控制器通过所述触发装置接收到所述用水需求信息时,进水电磁阀动作打开进水管让外部水流通过经进水管流入储水腔内、并与储水腔内的热水混合获得适应温度的水经出水管从水龙头流出,为人们提供热水洗漱;当人们关闭水龙头或人们的手远离水龙头后,控制器接收不到所述用水需求信息,进水电磁阀动作、关闭进水管,并停止向储水腔内注入水。该电热水器的控制方法应用于电热水器中,由于采用先加热储水,再混合的方式提供洗漱热水,使所述电热水器的加热器的功率较低,无需改造公共场所的用电线路,便于推广应用;同时其克服了快热式电热水器的余热问题,充分利用加热器的余热,均衡出水温度。

下面进一步对技术方案进行说明:

在其中一个实施例中,还包括向所述储水桶内注水、加热所述储水桶内的水,当所述储水桶内的水温大于或等于第一预设温度时,停止加热所述储水桶内的水。

在其中一个实施例中,只有当所述储水桶内的存储水的水量大于或等于预设水量时,加热器才通电、加热所述储水桶内的水。

在其中一个实施例中,当接收到用水需求信息时,还包括判断是否有新水注入所述储水桶;当无新水注入所述储水桶时,加热器断电。

在其中一个实施例中,判断是否有新水注入所述储水桶时,还包括当有新水注入所述储水桶、且所述储水桶内的水温低于或等于第二预设温度时,加热器通电、加热所述储水桶内的水;当所述储水桶内的水温高于或等于第三预设温度时,加热器断电。

在其中一个实施例中,停止向所述储水桶内注入新水时,还包括停止所述储水桶内的水外流。

在其中一个实施例中,还包括当所述储水桶有水、且所述储水桶内的水温低于或等于第四预设温度时,加热器通电、加热所述储水桶内的水;当所述储水桶内的水温高于或等于第五预设温度时,加热器断电。

在其中一个实施例中,还包括当所述储水桶有水、且所述储水桶内的水温低于或等于第四预设温度时,如接收不到用水需求信息的时长大于或等于预设时长,加热器断电。

在其中一个实施例中,所述储水桶的进水压力大于或等于0.3MPa。

本发明还提供一种电热水器,应用权利要所述的电热水器的控制方法,包括:一种电热水器,包括:储水桶,所述储水桶包括储水腔及分别与所述储水腔相通的进水管及出水管;加热器,加热器设有设置于所述储水腔内的加热部及与电源电连接的接线端;温度检测装置,所述温度检测装置设置于所述储水桶内、用于检测水温;进水电磁阀,所述进水电磁阀与所述进水管接通、用于控制所述进水管的关闭或打开;用于监测是否需要用水的触发装置,所述触发装置与所述进水电磁阀通信连接;及用于控制加热器的通电或断电的控制器,所述控制器与所述温度检测装置、所述进水电磁阀及所述触发装置通信连接;其中,

当控制器通过所述触发装置接收到所述用水需求信息时,所述进水电磁阀动作、打开所述进水管,向所述储水腔注入新水、并与所述储水腔内存储的储藏水混合,经混合后的水从所述出水管的出水口流出;

当控制器接收不到所述用水需求信息时,所述进水电磁阀动作、关闭所述进水管,停止向所述储水腔注入新水。

该电热水器使用时,当人们打开水龙头或人们的手靠近水龙头,该触发装置监测到有人需要使用热水洗漱时,通过控制器发送相应信号给进水电磁阀,进水电磁阀动作打开进水管让外部水流通过经进水管流入储水腔内、并与储水腔内的热水混合获得适应温度的水经出水管从水龙头流出,为人们提供热水洗漱;当人们关闭水龙头或人们的手远离水龙头后,触发装置监测到无人需使用热水洗漱时,通过控制器发送相应信号给进水电磁阀、并控制进水电磁阀关闭进水管,并停止向储水腔内注入水。该电热水器应用于公共场所时,由于采用先加热储水,再混合的方式提供洗漱热水,该加热器的功率较低,无需改造公共场所的用电线路,便于推广应用;同时其克服了快热式电热水器的余热问题,充分利用加热器的余热,均衡出水温度。

附图说明

图1为本发明所述的电热水器的控制方法流程图;

图2本发明所述的电热水器的结构示意图;

图3为本发明所述的电热水器的电气连接示意图。

附图标记说明:

100、储水桶,110、储水腔,120、进水管,130、出水管,200、加热器,210、加热部,220、接线端,230、继电器,300、温度检测装置,400、进水电磁阀,500、触发装置,600、控制器,700、出水检测装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。

如图1所示,本发明所述的一种电热水器的控制方法,包括如下步骤:

当接收到用水需求信息时,向储水桶内注入新水、并与储水桶内存储的储藏水混合,经混合后的水从储水桶的出水口流出;

当接收不到用水需求信息时,停止向储水桶内注入新水。

该电热水器的控制方法时,当人们打开水龙头或人们的手靠近水龙头,进而控制器通过触发装置接收到用水需求信息时,进水电磁阀动作打开进水管让外部水流通过经进水管流入储水腔内、并与储水腔内的热水混合获得适应温度的水经出水管从水龙头流出,为人们提供热水洗漱;当人们关闭水龙头或人们的手远离水龙头后,控制器接收不到用水需求信息,进水电磁阀动作、关闭进水管,并停止向储水腔内注入水。该电热水器的控制方法应用于电热水器中,由于采用先加热储水,再混合的方式提供洗漱热水,使电热水器的加热器的功率较低,无需改造公共场所的用电线路,便于推广应用;同时其克服了快热式电热水器的余热问题,充分利用加热器的余热,均衡出水温度。

在本实施例中,还包括向储水桶内注水、加热储水桶内的水,当储水桶内的水温大于或等于第一预设温度时,停止加热储水桶内的水。便于在储水桶内存储较高的热水,便于与注入的新水混合形成合适温度的热水供人们使用;具体的,该加热器通过接线端与电源接通通电,当控制器通过温度检测装置检测到该储水腔内或出水管内的水温到达第一预设温度时,该控制器发送相应指令,使加热器断电,利用加热器的余温继续给储水腔内的水加热。如向储水桶内注水后,启动加热器开始加热,加热到第一预设温度(假设为43℃)后自动断开电源,再利用加热器的余温给储水桶内的储藏水加热;可设定加热到43℃时断开电源,加热器的发热体的余热会把储藏水的温度继续加热至45℃,这样便能除去余温的影响。进一步的,只有当储水桶内的存储水的水量大于或等于预设水量时,加热器才通电、加热储水桶内的水;因而可避免出现加热器干烧,同时可避免因储水桶内的水量太少,温升过快而导致加热器频繁通电或断电。

在本实施例中,还包括当接收到用水需求信息时,还包括判断是否有新水注入储水桶(可通过水检测装置700来判断是否有新水注入储水桶中);当无新水注入储水桶时,加热器断电;因而当为储水桶供水的供水管断水,而导致储水桶内部的水流失后,又得不到补充的情况下,避免加热器通电干烧。进一步的,判断是否有新水注入储水桶时,还包括当有新水注入储水桶、且储水桶内的水温低于或等于第二预设温度(第二预设温度可为36℃)时,加热器通电、加热储水桶内的水;当储水桶内的水温高于或等于第三预设温度(第二预设温度可为39℃)时,加热器断电。因而可及时加热储水桶内的水,利用人们间隔排队用水的时间连续不断加热储水桶的水,使储水桶的水温处于一个合适的温度范围,以满足人们连续使用热水的需求;同时也设置加热的最高温度,避免水温太热。如一人单次洗手为5秒,按较大洗手流量2.5L/min计算,单次用水量为0.2L,储水桶的容积为0.6L可供3个人洗手,0.6L的水混合后可让1个人洗30秒;当多人连续使用热水时,上一个人用完水后,从关闭水阀转身离开到下一个人走近龙头打开热水使用,时间间隔远远超过1秒;假设储水桶混合后的水的温度为5℃,2100W功率把0.6L的水加热到44℃需要0.8秒,不到一秒的预热时间。另如按照1平方毫米铜线过流8A来计算,8A*220V=1760W,1760W在5℃进水条件下,把0.6L的水加热到44℃也只需1秒;因而利用间隔加热的时间充分加热储水桶中水,可以进一步降低加热器的功率。

在本实施例中,停止向储水桶内注入新水时,还包括停止储水桶内的水外流。以使储水桶内存储足够的储藏水,在不用水时可以继续加热储藏水,便储藏水与新水混合得到合适的温度的热水。进一步的,还包括当储水桶有水、且储水桶内的水温低于或等于第四预设温度时,加热器通电、加热储水桶内的水;当储水桶内的水温高于或等于第五预设温度时,加热器断电;因而停止用水时,可自动预热(检测到水不流动),便于充分利用时间加热储水桶中的水,可以进一步降低加热器的功率;如当水温降低到36℃(第四预设温度为36℃)时自动启动加热器加热,将储水桶中的水加热到41℃(第五预设温度为41℃)停止通电,利用加热器余温继续对水进行加热。再进一步的,还包括当储水桶有水、且储水桶内的水温低于或等于第四预设温度时,如果接收不到用水需求信息的时长大于或等于预设时长,加热器断电;进而可避免储水桶中的水被反复加热又无人用水,浪费能量。如持续检测30分钟(预设时长为30分钟)一直无人用水时,不再启动加热器进行保温;30分钟内检测到一次用水,重新计算停止保温的起始时间;在自动预热保温以外的时间里,程序只需检测到一次用水就即刻再次启动加热器,如长时间不使用、超过保温时间后,第一个人去使用时,只需开关一次水,便可有舒适热水使用(因为预热时间不到1秒)。

在本实施例中,储水桶的进水压力大于或等于0.3MPa。当检测到有人用水时,自动打开进水电磁阀,利用自来水0.3MPa-0.4MPa的压力瞬间把冷水冲进储水桶的顶部进行混水:进来的冷水自储水桶的中下部冲上去的瞬间把储水桶中中上部的热水最先中合降温,接着冷水柱继续往上走,冲到顶部端盖后反射回流冲入底部,使储水桶中的水充分混合。

第一预设温度、第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度及第五预设温度,和预设时长上述的实施例所提到的数值并非对其的限定,可根据实际需要进行调整设置,因储水桶容积、加热器的发热功率、进水温度等都不同,可灵活进行设置以满足人们需要。

如图2及图3所示,本发明的一种电热水器,包括:储水桶100,储水桶100包括储水腔110及分别与储水腔110相通的进水管120及出水管130;加热器200,加热器200设有设置于储水腔110内的加热部210及与电源电连接的接线端220;温度检测装置300,温度检测装置300设置于储水桶内、用于检测水温;进水电磁阀400,进水电磁阀400与进水管120接通、用于控制进水管120的关闭或打开;用于监测是否需要用水的触发装置500,触发装置500与进水电磁阀400通信连接;及用于控制加热器200的通电或断电的控制器600,控制器600与温度检测装置300、进水电磁阀400及触发装置500通信连接;其中,

当控制器100通过触发装置500接收到该用水需求信息时,进水电磁阀400动作、打开进水管120,向储水腔110注入新水、并与储水腔110内存储的储藏水混合,经混合后的水从出水管130的出水口流出;

当控制器100接收不到该用水需求信息时,进水电磁阀400动作、关闭进水管120,停止向储水腔110注入新水。

如图2及图3所示,上述电热水器使用时,该加热器200通过接线端220与电源接通通电,当控制器600通过温度检测装置300检测到该储水桶100内的水温到达第一预设温度时,该控制器600发送相应指令,使加热器200断电,利用加热器200的余温继续给储水腔110内的水加热;当人们打开水龙头或人们的手靠近水龙头,该触发装置500监测到有人需要使用热水洗漱时,通过控制器600发送相应信号给进水电磁阀400,进水电磁阀400动作打开进水管120让外部水流通过经进水管120流入储水腔110内、并与储水腔110内的热水混合获得适应温度的水经出水管130从水龙头流出,为人们提供热水洗漱;当人们关闭水龙头或人们的手远离水龙头后,触发装置500监测到无人需使用热水洗漱时,通过控制器600发送相应信号给进水电磁阀400、并控制进水电磁阀400关闭进水管120,并停止向储水腔110内注入水;进一步的,当该控制器600通过温度检测装置300检测到储水桶100内的水温低于第二预设温度或第四预设温度时,进而控制该加热器200通电,为储水腔110内的水加热至第一预设温度后停止。该电热水器应用于公共场所时,由于采用先加热储水,再混合的方式提供洗漱热水,该加热器200的功率较低,无需改造公共场所的用电线路,便于推广应用;同时其克服了快热式电热水器的余热问题,充分利用加热器200的余热,均衡出水温度。

该储水桶100的密封方式可为铠装,也可为一体式焊接密封;通过塑料、不锈钢、铜等材料制造而成,优选的该储水桶的外壁设有保温层,有利于防止储水桶内的热水热量流失;进一步的,该储水桶100的容积为0.2L~0.8L,优选为0.2L、0.4L、0.6L、0.8L。该出水管130的外壁设有散热层,该散热层优选为石墨烯制造而成,避免存留在出水管的热水温度太高,同时该散热层还是有多个凸起,以增大器散热面积。该加热器200为不锈钢加热管、铜合金加热管、裸丝加热器等加热元件。

如图2及图3所示,本实施例中,储水腔110包括第一端及与第一端相对设置的第二端,出水管130设置于储水腔110的第一端,进水管120设置于储水腔110的第二端;出水管130的进水口的中心线与进水管120的出水口的中心线不在同一直线。因而从进水管120的出水口进入储水腔110内的水不会直接从出水管130的进水口流出,而可以与储水腔110内原有的热水进行混合后才从出水管130的进水口流出,进而可使储水腔110内的水充分混合,使从出水管130流出的水温更加恒定;具体的,进水管120进来的冷水自储水腔的中下部冲上去的瞬间把储水腔110中中上部的热水最先中合降温,接着冷水柱继续往上走,冲到顶部端盖后反射回流冲入底部,使储水腔110中的水充分混合。进一步的,第一端至第二端的最小距离为h1,进水管120的出水口至出水管130的进水口的最小距离为h2,1/3h1≤h2≤2/3h1;因而可根据进水管120的进水大小调节进水管120的出水口在储水桶100内的位置,使进水管120的进水口流入储水桶100的水得到充分混合。储水腔的进水压力大于或等于0.3MPa。如当触发装置检测到有人用水时,自动打开进水电磁阀400,利用自来水0.3MPa-0.4MPa的压力瞬间把冷水冲进储水腔110的顶部进行混水;储水腔110内已加热好的水为45℃,进水温度为5℃,混水后使用时水温会在35℃以上一段时间,完全能满足人们的用水温度(混水后使用,冷水不断补进去,水温会逐渐下降,但这段时间已足够一个人使用)。

在本实施例中,加热器200的加热功率小于等于2200W;因而使本电热水器能应用于公共场所,便于利用公共场所现有的用电线路为加热器200提供电源。同时加热器200的接线端220通过继电器或可控硅与电源接通,控制器600与继电器或可控硅电联接;因而便于该控制器600通过继电器或可控硅控制加热器200的通电或断电。加热部210呈螺旋状,进水管120的出水端设置于加热器200的中空处;因而便于该进水管120的出水口从储水桶100的加热中心向两侧扩散,使储水腔110内的热水得到充分混合。

在本实施例中,温度检测装置300为温度传感器,温度传感器的检查端设置于出水管130的进水口与出水管130的出水口之间。因而可获得准确的出水温度,便于控制器600通过获得的出水温度来控制加热器200的通电或断电。同时触发装置500为机械式触发装置或感应式触发装置;机械式触发装置为手动开关、微动开关中的一种;感应式触发装置为红外线感应器、超声波感应器、激光感应器、触摸式感应器中的一种。因而可在水龙头的开关处设置手动开关、利用手动开关的开启或闭合来判断是否需要用水;或利用与水龙头的手柄相配合的微动开关来判断是否需要用水;或如利用红外线感应器判断是否有人手靠近,需要使用热水,当红外线感应器感应到人手时,通过控制器600控制进水电磁阀400打开,使储水腔110内的热水流出,为人们提供热水洗漱。

在本实施例中,用于检测储水腔110内是否有水的水检测装置700,水检测装置700与控制器600通信连接。因而可判断储水腔110内是否有水,只有当储水腔110内有水时,该加热器200才会通电加热;进而可避免加热器200干烧,烧坏相关元器件(当供水管道断水、如进水电磁阀300动作打开进水管,储水腔110内的水会从进水管120流入供水管道中,导致储水腔110没无水,此时加热器200通电发热干扰容易引起局部受热过大而引起零件损坏,甚至发生火灾);亦可判断是否有水注入储水腔110中;该水检测装置700用于检测储水腔是否有水(如机器视觉检测装置、水流检测装置或水压检测装置等),可设置于储水腔110内、进水管120内或出水管130内。进一步的,水检测装置700为用于检测流速的水流检测装置或用于检测水压的水压检测装置;水流检测装置包括水流传感器、与水流传感器电连接的第一模数转换器及第一通信模块,水流传感器与第一模数转换器电连接,第一模数转换器与第一通信模块电连接,第一通信模块与控制器600通信连接;水压检测装置包括水压传感器、与水压传感器电连接的第二模数转换器及第二通信模块,水压传感器与第二模数转换器电连接,第二模数转换器与第二通信模块电连接,第二通信模块与控制器600通信连接。因而可通过用于检测储水腔110的水流或水压来判断储水腔110内是否有水,同时也可判断是否有水注入储水腔110中,还可与温度传感器配合,自动控制该加热器200的通电或断电,如当储水腔110内有水、且该水温低于第二预设温度时,该加热器200可通电发热,对储水腔110内的水进行加热;实现了水流检测装置或水压检测装置与控制器600通信连接,该通信连接方式可以是无线通信连接也可以是有线通信连接。进一步的,进水管还设有单向阀(未示出),该单向阀朝储水腔的方向开通;进而可避免储水腔内的水往供水管道流,导致储水腔内无水而引起加热器干烧。

利用机械式触发装置或感应式触发装置以获得是否需要用水信息的具体方式可以通过现有技术实现,在此不再赘述;同时如何集成温度检测装置、进水电磁阀、触发装置及水检测装置与控制器来实现对加热器的通电或断电、进水电磁阀的关闭或打开的具体方式可以通过现有技术实现,在此不再赘述。

本发明的有益效果:

1、可安装范围广,10A插座可用;通过加热储能和混水的结构控制方案来降低电加热器的功率,国家建筑标准的公共场所均可直接安装使用,适应性广。

2、本加热器的功率低,余热相对就低;利用较低的功率和进水结构方式实现先混水后再出水,也有效减缓余热带来的问题。

3、无需改造电路系统,不存在安装线路改造的成本。

4、有效的解决了用电功率大导致的无法在公共场所安装的问题,便于为所有有电源的标准公共场所提供热水。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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