热水器及其控制方法与流程

本发明涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种热水器及其控制方法。

背景技术：

在目前的电热水器中，其电加热装置通常都是裸装在热水器的内胆中部，电加热管对整个内胆的储水进行加热，内胆的水将整体升温，这导致水温上升较为缓慢，所以，常规的电热水器未能实现快速输出热水的效果。当前也有一些具有瞬热洗功能的热水器推入市场，其瞬热洗功能均是在出水口附近另有一个功率较大的加热棒，只对流出的水进行加热，可以瞬间提高出水的温度。但是，该种瞬热洗功能一般需要保证进水温度大于一个定值(比如25℃)才可实现。例如在夏天，水温较高，一般进水温度在20℃～30℃之间，所以能实现即开即用，而且夏天洗浴不需要太高温度，基本上40℃就够了。然而到了冬天，自来水的温度为10℃～12℃，此时就需要对整个水箱的水预加热一段时间使出水口附近的温度达到特定值(26℃)，即要等待一段时间瞬热洗才起作用，瞬热洗功能也就失去了应有的作用。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是要提供一种热水器，其在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。

本发明所要解决的第二个技术问题是要提供一种热水器的控制方法，其可控制热水器对进水口处的低温冷水进行快速加热，在冬季自来水温度较低的情况下，也能实现快速输出热水，实现瞬热洗功能。

上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种热水器，包括水箱、进水管、出水管、流量传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一电加热管、第二电加热管和控制器，所述进水管设有位于所述水箱内的进水口，所述出水管设有位于所述水箱内用于将水箱内热水输出的出水口，所述第一温度传感器用于检测所述进水口处的水温，所述第一电加热管设于所述进水口处，所述第二温度传感器用于检测所述水箱内的水温，所述第二电加热管设于所述出水口处，所述流量传感器设于所述出水管上，所述流量传感器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一电加热管以及所述第二电加热管均与所述控制器电性连接。

本发明实施例所述的热水器与背景技术相比所产生的有益效果：该热水器的进水口处设有第一电加热管，出水口处设有第二电加热管。当流量传感器检测到出水管有流量时，也即表明用户正在洗浴用水时，此时可根据第一温度传感器检测到的第一温度检测值(即进水温度)，来判断是否需要开启第一电加热管。当进水温度低于第一温度预定值(如25℃)时，开启第一电加热管，使进水口处的冷水能瞬速加热，同时加热整箱水，反之则无需开启第一电加热管。同时，再通过第二温度传感器检测到的第二温度检测值(即整个水箱内部的水温)，来判断是否需要开启第二电加热管。当水箱内部水温低于第二温度预定值(如40℃)，则开启第二电加热管，使出水口处的水温迅速上升，达到瞬时洗浴的要求，反之则无需开启第二电加热管。所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一电加热管、所述第二电加热管以及所述流量传感器均通过控制器按照逻辑控制相应的动作，从而实现迅速自动加热功能。由此可知，本发明在冬季自来水温较低的情况下，也可通过第一电加热管将进水口处的低温冷水进行快速加热，从而保证第二电加热管能在短时间内将水加热到洗浴要求。本发明在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。

下面对上述技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，还包括光伏加热管，所述光伏加热管用于与光伏发电组件连接，所述光伏加热管设于所述水箱内，且所述光伏加热管与所述控制器电性连接。本发明所述控制器可通过检测光伏发电组件的光伏电压信息来控制光伏电与市电的通断，从而实现交流电与直流电的智能互补，市电主要用于第一电加热管和第二电加热管工作。在光伏电压信息达到电压预定值(如8vdc)时，可接通光伏加热管加热水箱内水，光伏加热管主要可起到水箱内预热的效果，用以提前储备足量的热水，保证用水时热水能够及时足量供应，避免等待。在其中一个实施例中，所述第一电加热管通过第一继电器与市电连接，所述第二电加热管通过第二继电器与市电连接，所述光伏加热管通过第三继电器与所述光伏发电组件连接，所述第一继电器、所述第二继电器以及所述第三继电器均与所述控制器电性连接。控制器仅需要控制第一继电器、第二继电器和第三继电器即可分别控制第一电加热管、第二电加热管以及光伏加热管的通电与断电，第一继电器、第二继电器和第三继电器的设置使得第一电加热管、第二电加热管以及光伏加热管的控制更加方便、精准。

在其中一个实施例中，所述第一电加热管和所述第二电加热管均为环形结构，所述第一电加热管套设于所述进水管上且靠近所述进水口设置，所述第二电加热管套设于所述出水管上且靠近所述出水口设置。环形结构的第一电加热管和第二电加热管分别用于短时间内加热进水口和出水口处的水，使得水温瞬速达到要求。

在其中一个实施例中，还包括设于所述水箱内的镁棒，所述水箱设有排污口，所述镁棒靠近于所述排污口设置，可防止水箱内胆被腐蚀，延长内胆使用寿命。

在其中一个实施例中，所述水箱设有供所述进水管伸出的第一进出口以及供所述出水管伸出的第二进出口，所述第一进出口处和所述第二进出口处均设有防电墙。防电墙可以阻隔热水器本身可能产生的漏电，也可以阻隔因地线带电或水管带电而对淋浴者带来的安全威胁，用以充分保证洗浴安全。

上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种热水器的控制方法，包括以下步骤：

s100：获取流量传感器的流量检测值，当所述流量检测值大于零时，进入步骤s200和步骤s300，其中，步骤s200和步骤s300同时执行；

s200：判断第一温度传感器的第一温度检测值是否大于或等于第一温度预定值，所述第一温度传感器用于检测所述水箱内的进水口的水温，若大于或等于所述第一温度预定值则进入步骤210，反之则进入步骤220；

s210：关闭位于所述进水口处的第一电加热管；

s220：接通位于所述进水口处的第一电加热管；

s300：判断第二温度传感器的第二温度检测值是否大于或等于第二温度预定值，所述第二温度传感器用于检测水箱的内部的水温，所述第二温度预定值大于所述第一温度预定值，若大于或等于所述第二温度预定值则进入步骤s310，反之则进入步骤s320；

s310：关闭位于所述水箱内的出水口处的第二电加热管；

s320：接通位于所述水箱内的出水口处的第二电加热管。

本发明实施例所述的热水器的控制方法与背景技术相比所产生的有益效果：本发明在冬季自来水温较低的情况下，也可通过第一电加热管将进水口处的低温冷水进行快速加热，从而保证第二电加热管能在短时间内将水加热到洗浴要求。本发明在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。

下面对上述技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，在所述步骤s100中，当所述流量检测值等于零时，则进入步骤s400；

s400：判断所述第二温度传感器的第二温度检测值是否大于或等于第一预热要求值，所述第一温度预定值﹤所述第一预热要求值﹤所述第二温度预定值，若大于或等于所述第一预热要求值则进入步骤s410，反之则进入步骤s420；

s410：关闭所述第一电加热管；

s420：接通所述第一电加热管用于对水箱内的水进行预热，并进入步骤s421；

s421：判断所述第二温度传感器的第二温度检测值是否大于或等于第二预热要求值，所述第一温度预定值﹤所述第一预热要求值≤所述第二预热要求值﹤所述第二温度预定值，若大于或等于所述第二预热要求值则进入步骤s410，反之则进入步骤s420。

在没有洗浴用水输出时，也即热水器处于待机时，则通过步骤s400来判断是否需要对水箱内的水进行加热从而达到预热功能，水箱内水温达到预热要求值时则可保证能够快速输出达到洗浴要求的热水。

在其中一个实施例中，所述第一预热要求值﹤第二预热要求值，用以保证在预热阶段加热的过程中，可加热到更高的温度，用以防止因温度检测不够灵敏准确引起误差，导致加热温度可能会低于第一预热要求值的现象，从而进一步保证瞬热功能。

在其中一个实施例中，在步骤s100之前还包括步骤：

s500：判断光伏发电组件的电压检测值是否大于或等于电压预定值，若大于或等于所述电压预定值则进入步骤s510，反之则进入步骤s520；

s510：接通位于所述水箱内的光伏加热管，并进入步骤s100；

s520：关闭位于所述水箱内的光伏加热管，并进入步骤s100。

光伏加热管主要是起到预热的作用，即在有阳光的情况下，启动光伏加热管，使水箱内的水升温。当太阳强度较大时，水温能达到一定的温度，则可无需接通辅助电加热管(第一电加热管和第二电加热管)，反之则需接通辅助电加热管。当没有太阳或者太阳强度很小时，则只能通过辅助电加热管来达到洗浴要求。本发明在实现瞬热洗功能的同时，达到了节省电耗、节约能源的效果。

附图说明

图1为本发明实施例所述的热水器的结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的热水器的控制方法的流程图；

图3为本发明另一实施例所述的热水器的控制方法的流程图。

附图标记说明：

10、水箱，11、外壳，12、保温层，13、内胆，14、排污口，20、进水管，21、进水口，30、出水管，31、出水口，41、第一电加热管，42、第二电加热管，43、光伏加热管，51、第一温度传感器，52、第二温度传感器，61、第一继电器，62、第二继电器，63、第三继电器，70、流量传感器，80、镁棒，90、防电墙，100、控制器。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件时，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1所示，本发明所述的热水器，包括水箱10、进水管20、出水管30、流量传感器70、第一温度传感器51、第二温度传感器52、第一电加热管41、第二电加热管42和控制器100。所述进水管20设有位于所述水箱10内的进水口21；所述出水管30设有位于所述水箱10内用于将水箱10内热水输出的出水口31。所述第一温度传感器51用于检测所述进水口21处的水温，所述第一电加热管41设于所述进水口21处，第一电加热管41为下潜式加热管。所述第二温度传感器52用于检测所述水箱10内的水温。所述第二电加热管42设于所述出水口31处，第二电加热管42为上潜式加热管。所述流量传感器70设于所述出水管30上，所述流量传感器70用于检测是否有水输出。所述流量传感器70、所述第一温度传感器51、所述第二温度传感器52、所述第一电加热管41以及所述第二电加热管42均与所述控制器100电性连接。电性连接可为有线连接或无线连接。

下面对上述热水器的工作原理进行说明：该热水器的进水口21处设有第一电加热管41，出水口31处设有第二电加热管42。当流量传感器70检测到出水管30有流量时，也即表明用户正在洗浴用水时，此时可根据第一温度传感器51检测到的第一温度检测值(即进水温度)，来判断是否需要开启第一电加热管41。当进水温度低于第一温度预定值(如25℃)时，开启第一电加热管41，使进水口21处的冷水能瞬速加热，同时加热整箱水，反之则无需开启第一电加热管41。同时，再通过第二温度传感器52检测到的第二温度检测值(即整个水箱10内部的水温)，来判断是否需要开启第二电加热管42。当水箱10内部水温低于第二温度预定值(如40℃)，则开启第二电加热管42，使出水口31处的水温迅速上升，达到瞬时洗浴的要求，反之则无需开启第二电加热管42。所述第一温度传感器51、所述第二温度传感器52(测温盲管)、所述第一电加热管41、所述第二电加热管42以及所述流量传感器70均通过控制器100按照逻辑控制相应的动作，从而实现迅速自动加热功能。由此可知，本发明在冬季自来水温较低的情况下，也可通过第一电加热管41将进水口21处的低温冷水进行快速加热，从而保证第二电加热管42能在短时间内将水加热到洗浴要求。本发明在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。

在本实施例中，请继续参阅图1，所述热水器还包括光伏加热管43(光伏加热管)。所述光伏加热管43用于与光伏发电组件连接。所述光伏加热管43设于所述水箱10内实现水箱10预热，且所述光伏加热管43与所述控制器100电性连接。本发明所述控制器100可通过检测光伏发电组件的光伏电压信息来控制光伏电与市电的通断，从而实现交流电与直流电的智能互补，市电主要用于第一电加热管41和第二电加热管42工作。在光伏电压信息达到电压预定值(如8vdc)时，可接通光伏加热管43来加热水箱10内的水，光伏加热管43主要可起到水箱10内预热的效果，用以提前储备足量的热水，保证用水时热水能够及时足量供应，避免等待。例如，当光伏预热的水温达到第一预热要求值(如28℃)时，则可无需接通第一电加热管41进行预热；反之，则可通过第一电加热管41进行辅助预热。当光伏预热的水温已超过第二温度预定值(如40℃)时，则可直接输出热水，无需再接通第二电加热管42进行加热；反之，则可通过第二电加热管42进行加热出水，实现光伏加热和电辅助加热同时进行。因此，可通过检测水温或者远程控制信息来控制辅助加热器(包括第一电加热管41和第二电加热管42)的通电与断电，实现瞬热洗功能，同时达到节省电耗、节约能源的效果。需要说明的是，从优先使用光电的角度考虑，在能够满足洗浴要求的前提下，并且在水箱10中的水温没达到最高限定值(如90℃)之前，尽量使用光电加热水箱10，切断市电。

进一步地，所述第一电加热管41通过第一继电器61与市电连接，所述第二电加热管42通过第二继电器62与市电连接，所述光伏加热管43通过第三继电器63与所述光伏发电组件连接。所述第一继电器61、所述第二继电器62以及所述第三继电器63均与所述控制器100电性连接。控制器100仅需要控制第一继电器61、第二继电器62和第三继电器63即可分别控制第一电加热管41、第二电加热管42以及光伏加热管43的通电与断电，第一继电器61、第二继电器62和第三继电器63的设置使得第一电加热管41、第二电加热管42以及光伏加热管43的控制更加方便、精准。

可选地，所述第一电加热管41和所述第二电加热管42均为双螺旋环形结构，所述第一电加热管41套设于所述进水管20上且靠近所述进水口21设置，所述第二电加热管42套设于所述出水管30上且靠近所述出水口31设置。环形结构的第一电加热管41和第二电加热管42分别用于短时间内加热进水口21和出水口31处的水，使得水温瞬速达到要求。

需要说明的是，所述水箱10包括外壳11、内胆13和保温层12，所述保温层12设于所述外壳11和所述内胆13之间，所述第一电加热管41、所述第二电加热管42、所述光伏加热管43、所述第一温度传感器51、所述第二温度传感器52均位于所述内胆13内。本文所述的“水箱10内”均指的是“内胆13内”。此外，在本实施例中，本发明还包括设于所述水箱10内的镁棒80，所述水箱10设有排污口14。所述镁棒80靠近于所述排污口14设置，可防止水箱10内胆13被腐蚀，延长内胆13使用寿命。

请继续参阅图1，所述水箱10设有供所述进水管20伸出的第一进出口以及供所述出水管30伸出的第二进出口，所述第一进出口处和所述第二进出口处均设有防电墙90。防电墙90可以阻隔热水器本身可能产生的漏电，也可以阻隔因地线带电或水管带电而对淋浴者带来的安全威胁，用以充分保证洗浴安全。

如图2所示，本发明一实施例还提供了有关上述的热水器的控制方法，具体包括以下步骤：

s100：获取流量传感器70的流量检测值，并判断所述流量检测值是否大于零，当大于零时，则进入步骤s200和步骤s300，其中，步骤s200和步骤s300同时执行；

s200：判断第一温度传感器51的第一温度检测值是否大于或等于第一温度预定值(如25℃)，所述第一温度传感器51用于检测所述水箱10内的进水口21的水温，若大于或等于所述第一温度预定值则进入步骤210，反之则进入步骤220；

s210：关闭位于所述进水口21处的第一电加热管41，即第一继电器61断电；

s220：接通位于所述进水口21处的第一电加热管41，即第一继电器61通电；

s300：判断第二温度传感器52的第二温度检测值是否大于或等于第二温度预定值(如40℃)，所述第二温度传感器52用于检测水箱10的内部的水温，所述第二温度预定值大于所述第一温度预定值，若大于或等于所述第二温度预定值则进入步骤s310，反之则进入步骤s320；

s310：关闭位于所述水箱10内的出水口31处的第二电加热管42，即第二继电器62断电，防止水温过高，保证瞬热洗的安全性；

s320：接通位于所述水箱10内的出水口31处的第二电加热管42，即第二继电器62通电。

本发明实施例所述的热水器的控制方法与背景技术相比所产生的有益效果：本发明在冬季自来水温较低的情况下，也可通过第一电加热管41将进水口21处的低温冷水进行快速加热，从而保证第二电加热管42能在短时间内将水加热到洗浴要求。本发明在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。

此外，由于水箱10内的水温要时刻保持在一定温度(28℃)以上，也即时刻保持在预热状态，方可保证打开水龙头或花洒既有热水输出。因此，如图3所示，在另一实施例中，在没有洗浴用水输出时，也即热水器处于待机时，也即在所述步骤s100中所述流量检测值等于零时，则通过步骤s400来判断是否需要对水箱10内的水进行加热从而达到预热状态(≥28℃)。步骤s400具体如下：

s400：判断所述第二温度传感器52的第二温度检测值是否大于或等于第一预热要求值(如28℃)，所述第一温度预定值﹤所述第一预热要求值﹤所述第二温度预定值，若大于或等于所述第一预热要求值则进入步骤s410，反之则进入步骤s420；

s410：关闭所述第一电加热管41，即第一继电器61断电；

s420：接通所述第一电加热管41用于对水箱10内的水进行预热，即第一继电器61通电，并进入步骤s421；

s421：判断所述第二温度传感器52的第二温度检测值是否大于或等于第二预热要求值(如30℃)，所述第一温度预定值﹤所述第一预热要求值≤所述第二预热要求值﹤所述第二温度预定值，若大于或等于所述第二预热要求值则进入步骤s410，反之则进入步骤s420。

可选地，所述第一预热要求值(如28℃)﹤第二预热要求值(如30℃)，用以保证在预热阶段加热的过程中，可加热到更高的温度，用以防止因温度检测不够灵敏准确引起误差，导致加热温度可能会低于第一预热要求值的现象，从而进一步保证瞬热功能。

此外，请继续参阅图3，在步骤s100之前还包括以下步骤：

s500：判断光伏发电组件的电压检测值是否大于或等于电压预定值(如8vdc)，若大于或等于所述电压预定值则进入步骤s510，反之则进入步骤s520；

s510：接通位于所述水箱10内的光伏加热管43，即第三继电器63通电，并进入步骤s100；

s520：关闭位于所述水箱10内的光伏加热管43，即第三继电器63断电，并进入步骤s100。

光伏加热管43主要是起到预热的作用，即在有阳光的情况下，启动光伏加热管43，使水箱10内的水升温。当太阳强度较大时，第二温度传感器52检测到水箱10内水温能达到第一预热要求值(28℃)时，则可无需接通第一电加热管41进行预热；反之则通过第一电加热管41预热至30℃，实现光伏加热和市电辅助加热同时进行。进一步地，在光伏加热管43的作用下，当第二温度传感器52检测到水箱10内水温进一步达到洗浴要求(如40℃)时，则可无需接通第二电加热管42进行瞬洗加热；反之则需接通第二电加热管42进行瞬时加热，第二电加热管42一般只在有流量的情况下才开启。当没有太阳或者太阳强度很小时，则只能通过辅助电加热管来达到预热和瞬洗加热要求，如通过第一电加热管41预热，第二电加热管42进行瞬时加热。本发明在实现瞬热洗功能的同时，达到了节省电耗、节约能源的效果。

需要说明的是，本文所称的“接通”第一电加热管41、第二电加热管42、光伏加热管43均指的是第一继电器61、第二继电器62和第三继电器63“通电”；相反地，“关闭”第一电加热管41、第二电加热管42、光伏加热管43均指的是第一继电器61、第二继电器62和第三继电器63“断电”。此外，为了清楚解释本发明，文中采用具体数值进行了说明，如25℃、28℃、30℃、40℃、8vdc等，这些具体的数值均是用于举例说明，不可成为本发明的使用限制。

综上所述，本发明在冬季自来水温较低的情况下，也可通过第一电加热管41将进水口21处的低温冷水进行快速加热，从而保证第二电加热管42能在短时间内将水加热到洗浴要求。本发明在任何季节均可快速输出热水，大大地减少等待时间，实现瞬热洗功能。本发明可通过检测光伏发电组件的光伏电压信息来控制光伏电与市电的通断，从而实现交流电与直流电的智能互补，实现瞬热洗功能的同时可达到节省电耗、节约能源的效果。

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。