本发明涉及电热水器技术领域，具体地说，是涉及一种具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法及热水器。
背景技术：
目前市场上大部分的热水器，用户设置加热温度，不知道对应的洗浴时长，应该设置多少度就够满足洗浴时长用户根本没有概念。大部分设置到最高温度，洗浴中只用到部分水量，剩余的热水基本浪费掉了。而且加热到最高温度用的时间比较长，用户需要等待比较久。
市场上的热水器只能看到水箱内储水的温度，所显示出的温度不能代表水箱内的真实温度，往往是在洗澡开始不久，由于进入了冷水，显示温度就急剧下降，而有可能此时水箱内的热水量还是很多的，用户洗浴过程中不知道剩余热水可以洗浴多长时间的澡，有可能出现没有洗完澡热水就用完了的状况。
申请号为201110033949.8的中国专利申请，其仅针对静态加热的热水器进行计算洗浴剩余时间，当同时进行动态加热和静态加热时，加热环境较为复杂，剩余洗浴时长的计算也相应较复杂，以现有的计算方法无法解决剩余洗浴时长计算的技术问题。
技术实现要素：
本发明为了解决现有具有动态加热功能电热水器无法进行剩余洗浴时长计算的技术问题，提出了一种具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法，包括以下步骤：
用户设定温度采集步骤，采集用户设定温度r；
等效洗浴水量计算步骤，计算将水箱内体积为v0、温度为r的热水与温度为rj的冷水混合至洗浴温度r0时所能够混出的等效洗浴水量v；
计算动态加热管的热水补给率h0步骤，也即：单位时间内动态加热管能够将进入的冷水从温度rj加热至洗浴温度r0的水量；
计算剩余洗浴时间t步骤：
其中，vn为累计放水时间tn1时所使用掉的洗浴水量，
进一步的，等效洗浴水量计算步骤中等效洗浴水量v计算方法为：
进一步的，计算动态加热管的热水补给率h0步骤中，热水补给率h0的计算方法为：
h0＝λh
λ为动态加热补给利用率系数，0＜λ≤1，p为动态加热管的功率，c为水的比热。
进一步的，计算剩余洗浴时间t步骤中，洗浴流量
当未放水时，
当放水时，通过检测冷水流量fr计算出等效洗浴流量作为洗浴流量
其中，热水温度rc通过设置在热水管内或者水箱内的温度传感器测得。
进一步的，计算剩余洗浴时间t步骤中，洗浴流量
当未放水时，
当放水时，周期采集实际洗浴流量f1，f2，f3……fm，
洗浴流量
进一步的，当动态加热管未开启时，热水补给率h0为0。
进一步的，冷水的温度rj获取方式为通过设置在冷水管内的温度传感器获取，或者记忆学习各月份内所采集的冷水温度，计算出各月份的平均冷水温度进行保存，在使用时，根据当前所属月份，查找相应的平均冷水温度值作为rj。
进一步的，洗浴温度r0的取值范围在38℃～42℃，若电热水器设置有恒温阀，洗浴温度r0通过采集获得。
基于前述任一项所述具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法，本发明同时提出了一种热水器，包括：
水箱，分别与用于进冷水的进水管和出热水的出水管连接；
电加热装置，包括电加热管和动态加热管，所述电加热管用于对水箱内的水进行整体加热；所述动态加热管用于对水箱内的水进行局部加热；
至少一个水箱温度传感器，设置在所述水箱内，用于检测所述水箱内水的当前温度；
控制装置，分别与所述电加热装置、水箱温度传感器连接，用于接收所述水箱温度传感器采集的温度数据、采集用户设定温度、计算剩余洗浴时间，以及控制所述电加热装置的开启或者关闭；
显示装置，与所述控制装置连接，用于显示所述控制装置计算得到的剩余洗浴时间。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法尤其适用于同时具有动态和静态加热功能电热水器的计算，采用洗浴水量等效的方式，通过将加热管做的功转换为等效洗浴水量，结合洗浴流量，无论是当前单静态加热还是静态动态同时加热，无论加热因素多复杂，把多因素转换为统一的表达方式，均可以精确计算出用户剩余洗浴时间，并且能够在用户洗浴过程中随用户洗浴流量相适应调整，提高剩余时间显示精确度。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法的一种实施例流程图；
图2是本发明所提出的热水器的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
对于可以同时进行静态加热和动态加热的电热水器，也即同时具有电加热管和动态加热管的电热水器，电热水器的储水容器为水箱，加热部件如电加热管和动态加热管设置在水箱内，电热水器的水箱为封闭式，也即水箱内的水始终是满的，放出热水时会同时进入冷水补充，且放出的水量与进入的水量相等，因此，水箱内的水的体积与水箱的容量相等，在使用时，当需要进行大量冷水加热时当以电加热管为主，当同时进行动态加热和静态加热时，由于加热因素多，情况较为复杂，剩余洗浴时长的计算也相应较复杂，为了解决目前同时具有动态和静态加热功能的电热水器无法精准计算剩余洗浴时间的问题，本实施例提出了一种具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法，包括以下步骤：
s1、用户设定温度采集步骤，采集用户设定温度r；
目前的电热水器一般是需要用户直接设定加热温度的方式，若用户不设定，会执行一个默认设定温度作为用户设定温度，并以该设定温度作为目标温度进行加热，为了后续步骤中计算等效洗浴水量，需要采集用户设定温度。
s2、等效洗浴水量计算步骤，计算将水箱内体积为v0、温度为r的热水与温度为rj的冷水混合至洗浴温度r0时所能够混出的等效洗浴水量v；当水箱内水温加热至设定温度时即停止加热，此时设定温度r为洗浴过程中的最高温度，随着洗浴放水，水箱内将会混入冷水，相应水箱温度降低，因此，水箱内温度为r时所能够提供的洗浴水量为理论最大洗浴水量，洗浴消耗的水量以及动态加热增加的水量均在等效洗浴水量v的基础上进行增减。
此步骤的前提是水箱内的水已经加热至设定温度r后，计算该部分热水所等效洗浴水量，并以此等效洗浴水量作为基准，进行计算，此步骤不关注加热过程是单电加热管还是电加热管和动态加热管同时加热。
s3、计算动态加热管的热水补给率h0步骤，也即：单位时间内动态加热管能够将进入的冷水从温度rj加热至洗浴温度r0的水量；其中，s3动态加热管的热水补给率h0步骤与前述的s2用户设定温度采集步骤和s2等效洗浴水量计算步骤没有直接的先后关系，可以先计算动态加热管的热水补给率h0，再采集用户设定温度、计算等效洗浴水量，也可以先采集用户设定温度、计算等效洗浴水量然后计算动态加热管的热水补给率h0。
通过计算动态加热管的热水补给率h0，为了方便计算当动态加热开启时，其加热的热水量对剩余洗浴时间的贡献，由于无论是动态加热管将水加热至多少度，(可能实际加热的温度会高于洗浴温度)，对于用户而言，其洗浴过程中仅需要放出洗浴温度的水即可，因此，本步骤不关注实际加热时动态加热管将水加热至多高的温度，仅需要知道动态加热开启时单位时间内动态加热管能够将进入的冷水从温度rj加热至洗浴温度r0的水量即可，只要动态加热管的功率不变，其加热特定温度的水量相应不变。
s4、计算剩余洗浴时间t步骤：
其中，vn为累计放水时间tn1时所使用掉的洗浴水量，
本实施例的具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法尤其适用于同时具有动态和静态加热功能电热水器的计算，采用洗浴水量等效的方式，通过将加热管做的功转换为等效洗浴水量，结合洗浴流量，无论是当前单静态加热还是静态动态同时加热，无论加热因素多复杂，把多因素转换为统一的表达方式，均可以精确计算出用户剩余洗浴时间，并且能够在用户洗浴过程中随用户洗浴流量相适应调整，提高剩余时间显示精确度。能够向用户显示剩余洗浴时间，让用户对水箱内热水量具有直观了解，避免了用户对水箱内热水温度与洗浴时长之间的关联没有概念导致盲目加热的问题，又可避免洗浴过程中没有热水的状况发生，用户通过观察剩余洗浴时间及时开启动态加热，进行对热水补给，延长剩余洗浴时间，进而可以避免过加热或者欠加热导致电能浪费或者降低洗浴舒适性的问题。
等效洗浴水量计算步骤中等效洗浴水量v计算方法为：
计算动态加热管的热水补给率h0步骤中，热水补给率h0的计算方法为：
h0＝λh
λ为动态加热补给利用率系数，0＜λ≤1，p为动态加热管的功率，c为水的比热。热水补给率h0的推导方法如下：
根据能量守恒定律，q＝cmδt＝pt，表示p功率下加热t时间下可以使得m质量的水升高。
将上述公式进行变换，可得：
p单位kw，t单位min，c＝4.2×10j/(kg℃)，m的单位kg，m＝ρv，这里1l水的质量等于1kg，近似1m＝1l。因此，h0表示1分钟动态补给可以使得h0升水从进水温度rj升高到到洗浴温度r0。
计算剩余洗浴时间t步骤中，当未放水时，
当放水时，洗浴流量
其中，热水温度rc通过设置在热水管内或者水箱内的温度传感器测得。由于在实际使用过程中，用户是将热水器与洗浴用花洒分开购买，因此，不是特别适合直接测量洗浴流量，优选通过测量冷水管内的冷水流量间接获取混水流量，也即洗浴流量。计算依据仍然为洗浴温度以及热水温度、冷水温度、冷水流量已经确定，当需要将流量为fr温度为rj的冷水混合成温度为r0的洗浴温度时，根据热量守恒定律，所需要的热水流量也相应确定。
当放水时，洗浴流量
周期采集实际洗浴流量f1，f2，f3……fm，
洗浴流量
该种方式获取的洗浴流量
冷水的温度rj获取方式为通过设置在冷水管内的温度传感器获取，或者记忆学习各月份内所采集的冷水温度，计算出各月份的平均冷水温度进行保存，在使用时，根据当前所属月份，查找相应的平均冷水温度值作为rj。
洗浴温度r0的取值范围在38℃～42℃，若电热水器设置有恒温阀，洗浴温度r0通过采集获得，通过采集获得的方式精度高，相应会增加一些硬件成本。
实施例二
基于实施例一中所记载的具有动态加热电热水器的剩余洗浴时间计算方法，本实施例提出了一种热水器，如图2所示，包括：
水箱11，分别与用于进冷水的进水管12和出热水的出水管13连接；
电加热装置，包括电加热管141和动态加热管142，电加热管141用于对水箱内11的水进行整体加热；动态加热管142用于对水箱11内的水进行局部加热；
至少一个水箱温度传感器15，设置在水箱11内，用于检测水箱11内水的当前温度；
控制装置16，分别与电加热装置、水箱温度传感器15连接，用于接收水箱温度传感器15采集的温度数据、采集用户设定温度、计算剩余洗浴时间，以及控制电加热装置的开启或者关闭；
显示装置17，与控制装置16连接，用于显示控制装置16计算得到的剩余洗浴时间。
当热水器上电开启工作时，其控制装置16在加热过程及整个洗浴过程中，根据水箱温度传感器15以及用户设定温度计算当前水箱11内的热水能够支撑的剩余洗浴时间，并通过显示装置17进行显示，控制装置16的计算方法如下：
s1、用户设定温度采集步骤，采集用户设定温度r；
目前的电热水器一般是需要用户直接设定加热温度的方式，若用户不设定，会执行一个默认设定温度作为用户设定温度，并以该设定温度作为目标温度进行加热，为了后续步骤中计算等效洗浴水量，需要采集用户设定温度。用户可以通过控制面板或者遥控器输入设定温度r，相应的控制单元16可以采集到该设定温度，相应热水器可以配置控制面板和/或遥控器。
s2、等效洗浴水量计算步骤，控制装置16计算将水箱内体积为v0、温度为r的热水与温度为rj的冷水混合至洗浴温度r0时所能够混出的等效洗浴水量v；当水箱11内水温加热至设定温度时即停止加热，此时设定温度r为洗浴过程中的最高温度，随着出水管13进行洗浴放水，水箱内将会通过进水管12混入冷水，相应水箱温度降低，因此，水箱11内温度为r时所能够提供的洗浴水量为理论最大洗浴水量，洗浴消耗的水量以及动态加热增加的水量均在等效洗浴水量v的基础上进行增减。
此步骤的前提是水箱内的水已经加热至设定温度r后，计算该部分热水所等效洗浴水量，并以此等效洗浴水量作为基准，进行计算，此步骤不关注加热过程是单电加热管141加热还是电加热管141和动态加热管142同时加热。
s3、控制装置16计算动态加热管的热水补给率h0步骤，也即：单位时间内动态加热管能够将进入的冷水从温度rj加热至洗浴温度r0的水量；其中，s3动态加热管的热水补给率h0步骤与前述的s2用户设定温度采集步骤和s2等效洗浴水量计算步骤没有直接的先后关系，可以先计算动态加热管的热水补给率h0，再采集用户设定温度、计算等效洗浴水量，也可以先采集用户设定温度、计算等效洗浴水量然后计算动态加热管的热水补给率h0。
通过计算动态加热管的热水补给率h0，为了方便计算当动态加热开启时，其加热的热水量对剩余洗浴时间的贡献，由于无论是动态加热管将水加热至多少度，(可能实际加热的温度会高于洗浴温度)，对于用户而言，其洗浴过程中仅需要放出洗浴温度的水即可，因此，本步骤不关注实际加热时动态加热管将水加热至多高的温度，仅需要知道动态加热开启时单位时间内动态加热管能够将进入的冷水从温度rj加热至洗浴温度r0的水量即可，只要动态加热管的功率不变，其加热特定温度的水量相应不变。
s4、控制面板16计算剩余洗浴时间t步骤：
其中，vn为累计放水时间tn1时所使用掉的洗浴水量，
洗浴流量
本热水器的其他控制步骤以及控制装置计算时所依据的算法公式可以参实施例一中所记载，在此不做赘述。本实施例的热水器能够向用户精确显示剩余洗浴时间，既可以节约能耗，控制热水器执行精确的加热控制，又能够避免用户在洗浴时热水量不够导致的不便。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。