热水系统及其控制方法与流程

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种热水系统及其控制方法。

背景技术：

随着社会的发展与科技的进步，人们对生活品质的要求的逐渐提高，用于提供生活热水的燃气热水器成为了人们生活中必不可少的电器之一，燃气热水器可利用燃气燃烧产生的热量将冷水加热至一定温度供人们使用，为人们的生活带来了极大便利。而随着人们对生活品质的要求逐渐提高，对燃气热水器的要求也逐渐提高。

然而，由于目前的热水器的结构上存在的缺陷，导致出水端的温度不稳定，而且升温速度较慢，从而难以满足用户日益提高的需求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对热水器的出水温度不稳定、升温较慢的问题，提供一种出水温度稳定、升温较快的热水系统及其控制方法。

一种热水系统，包括：

燃烧单元；

主换热单元，设于所述燃烧单元一侧，所述主换热单元可与所述燃烧单元进行热量交换；

进水管路，所述进水管路的出水端连接于所述主换热单元的进水端；

出水管路，所述出水管路的进水端连接于所述主换热单元的出水端；

出水装置，所述出水装置的进水端连接于所述出水管路的出水端；以及

辅助加热单元，包括具有进水口与出水口的辅助加热腔及用于加热所述辅助加热腔的辅助加热模块，所述辅助加热腔的所述进水口通过管道连接于所述出水管路的出水端，所述辅助加热腔的所述出水口通过管道连接于所述进水管路的进水端；

其中，所述出水管路的出水端择一地连通所述出水装置的进水端或所述辅助加热腔的进水口。

在其中一个实施例中，所述辅助加热腔还开设有用于连通外界环境的排水口，当所述辅助加热腔内的实时水位高于预设最高水位时，所述排水口处于开启状态。

在其中一个实施例中，所述热水系统还包括信号发送模块，所述信号发送模块用于发送所述热水系统的运行功率与所述出水管路的出水温度。

一种上述热水系统的控制方法，所述热水系统的控制方法包括以下步骤：

获取所述热水系统的工作状态；

根据所述热水系统的工作状态控制辅助加热单元的工作模式；

其中，当所述热水系统处于开机状态时，控制所述辅助加热单元处于加热模式；当所述热水系统处于关机状态时，控制所述辅助加热单元处于防冻模式。

在其中一个实施例中，当所述热水系统处于开机状态时，控制所述辅助加热单元处于加热模式的步骤之后还包括以下步骤：

获取进水管路的实时进水温度；

根据所述实时进水温度控制燃烧单元与所述辅助加热单元的工作状态。

在其中一个实施例中，根据所述实时进水温度控制燃烧单元与所述辅助加热单元的工作状态的步骤具体包括以下步骤：

获取实时进水温度与目标进水温度的差值；

判断所述实时进水温度与所述目标进水温度的差值是否大于目标差值；

当判断所述实时进水温度与所述目标进水温度的差值大于所述目标差值时，控制燃烧单元处于运行状态，所述辅助加热单元处于加热状态；

当判断所述实时进水温度与所述目标进水温度的差值不大于所述目标差值时，控制所述燃烧单元处于运行状态，所述辅助加热单元处于停止加热状态。

在其中一个实施例中，根据所述实时进水温度控制燃烧单元与所述辅助加热单元的工作状态的步骤之后包括以下步骤：

获取出水管路的实时出水温度；

根据所述实时出水温度控制所述出水管路的出水端连通辅助加热腔的进水口或出水装置的进水端。

在其中一个实施例中，根据所述实时出水温度控制所述出水管路的出水端连通辅助加热腔的进水口或出水装置的进水端的步骤包括以下步骤：

判断所述实时出水温度是否大于目标出水温度；

当判断所述实时出水温度不大于目标出水温度时，控制所述出水管路的出水端连通所述辅助加热腔的进水口，所述辅助加热腔的出水口连通所述进水管路的进水端；

当判断所述实时出水温度大于所述目标出水温度时，控制所述出水管路的出水端连通所述出水装置的进水端。

在其中一个实施例中，当所述热水系统处于关机状态时，控制所述辅助加热单元处于防冻模式的步骤之后还包括以下步骤：

获取实时环境温度；

根据所述实时环境温度控制所述辅助加热单元的工作状态。

在其中一个实施例中，根据所述实时环境温度控制所述辅助加热单元的工作状态的步骤具体包括以下步骤：

判断所述实时环境温度是否大于目标环境温度；

当判断所述实时环境温度小于所述目标环境温度时，控制所述辅助加热单元处于加热状态，且所述辅助加热腔的出水口连通进水管路的进水端，所述辅助加热腔的进水口连通出水管路；

当判断所述实时环境温度不小于所述目标环境温度时，控制所述辅助加热单元处于停止加热状态，且所述辅助加热腔的出水口与所述进水管路的进水端断开，所述辅助加热腔的进水口与所述出水管路的出水端断开。

在其中一个实施例中，当判断所述实时环境温度小于所述目标环境温度时，控制所述辅助加热单元处于加热状态，且所述辅助加热腔的出水口连通进水管路的进水端，所述辅助加热腔的进水口连通出水管路的步骤之后还包括以下步骤：

获取所述进水管路的实时进水温度；

比较所述实时进水温度与目标防冻进水温度的大小；

当所述实时进水温度等于所述目标防冻进水温度时，控制所述辅助加热单元以预设加热功率运行。

上述热水系统，当出水管路的出水端的出水温度达到目标出水温度时，出水管路的出水端与出水装置的进水端连通，出水管路的出水端输出的水可直接进入出水装置供用户使用。当出水管路的出水端的出水温度未达到目标出水温度时，出水管路的出水端与辅助加热腔的进水口连通，出水管路的出水端输出的水通过辅助加热单元重新回到主换热单元中重新加热，而且，进入辅助加热腔中的水可在辅助加热模块的加热下升温，从而加快冷水的升温速度。如此，热水系统通过辅助加热单元的设置实现了燃烧单元与辅助加热单元的双重调温，有效提高了热水系统的升温速度，使出水装置的出水温度更加恒定。

附图说明

图1为本发明一实施例的热水系统的结构示意简图；

图2为图1所示热水系统的控制面板的示意图；

图3为图1所示热水系统的运行流程图；

图4为图1所示热水系统的辅助加热单元的运行流程图。

附图标记说明：

100、热水系统；10、主机身；12、主壳体；14、燃烧单元；16、主换热单元；20、进水管路；21、第一温度传感模块；30、出水管路；32、第二温度传感模块；40、出水装置；50、辅助加热单元；52、排水口；54、水泵；60、环境温度传感模块；70、控制面板；71、开关机按键；72、功能按键；73、温度调节按键；74、显示屏幕；75、辅助加热单元控制模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的热水系统100的结构示意简图，本发明一实施例提供了一种热水系统100，用于为用户提供生活热水。

热水系统100包括控制单元(图未示)、主机身10、进水管路20、出水管路30以及出水装置40，在控制单元的控制下，外部供水设备输出的冷水通过进水管路20进入主机身10中加热升温，升温后的热水通过出水管路30流入出水装置40以供用户使用。

主机身10包括主壳体12、燃烧单元14以及主换热单元16。燃烧单元14收容于主壳体12内，燃烧单元14通过燃气管道与外部供气设备连接。主换热单元16收容于主壳体12内并位于燃烧单元14上方，主换热单元16可与燃烧单元14进行热量交换。如此，外部供气设备输出的燃气可在燃烧单元14中燃烧产生热量，加热主换热单元16中的冷水吸收燃烧单元14中产生的热量而升温。

进水管路20的进水端连接于外部供水设备，进水管路20的出水端连接于主换热单元16的进水端。出水管路30的进水端连接于主换热单元16的出水端，出水管路30的出水端连接于出水装置40的进水端。如此，外部供水设备的冷水通过进水管路20输送至主换热单元16，冷水在主换热单元16中吸收燃烧单元14中的燃气燃烧产生的热量后升温，升温后的热水从主换热单元16中流出，通过出水管路30进入用水装置，用水装置输出热水以供用户使用。

请继续参阅图1，本申请的热水系统100还包括用于辅助加热的辅助加热单元50。辅助加热单元50包括辅助加热腔及辅助加热模块，辅助加热腔具有出水口与进水口，辅助加热腔的进水口通过管道连接于出水管路30的出水端，辅助加热腔的出水口通过管道连接于进水管路20的进水端。辅助加热模块位于辅助加热腔一侧，辅助加热模块用于加热辅助加热腔以提高辅助加热腔中的水的温度。连接辅助加热腔与进水管路20的管道上还设有水泵54，当辅助加热腔的出水口与进水管路20连通时，水泵54可在控制单元的控制下开启以抽取辅助加热腔中的水至进水管路20中。具体在一些实施例中，辅助加热模块为电加热模块。

如此，出水装置40的进水口与辅助加热腔的进水口并联于出水管路30的出水端，在控制单元的控制下，出水管路30的出水端择一地连通出水装置40的进水端或辅助加热腔的进水口。

当出水管路30的出水端的出水温度达到目标出水温度时，出水管路30的出水端与出水装置40的进水端连通，出水管路30的出水端输出的水可直接进入出水装置40供用户使用。当出水管路30的出水端的出水温度未达到目标出水温度时，出水管路30的出水端与辅助加热腔的进水口连通，出水管路30的出水端输出的水通过辅助加热单元50重新回到主换热单元16中重新加热，而且，进入辅助加热腔中的水可在辅助加热模块的加热下升温，从而加快冷水的升温速度。

因此，本申请的热水系统100通过辅助加热单元50的设置实现了燃烧单元14与辅助加热单元50的双重调温，有效提高了热水系统100的升温速度，使出水装置40的出水温度更加恒定。

具体地，辅助加热单元50具有加热模式与防冻模式，控制单元可根据热水系统100的工作状态控制辅助加热单元50在加热模式与防冻模式之间自动切换。

当辅助加热单元50处于加热模式时，出水管路30的出水端可与辅助加热腔的进水口连通，辅助加热腔的出水口与进水管路20的进水端连通。当出水管路30的出水温度不大于目标出水温度时，出水管路30的出水端流出的水进入辅助加热腔中继续升温，在辅助加热腔中升温后的水重新回到进水管路20中，进入主换热单元16中重新加热升温。

如此，出水管路30的出水端输出的未超过目标出水温度的水不会进入出水装置40中，从而解决了出水装置40的出水温度不稳定的问题，而且由于未超过目标出水温度的水可在辅助加热腔中进一步加热，因此加快了升温速度，避免了用户长时间等待。

当辅助加热单元50处于防冻模式时，辅助加热腔中的出水口与进水管路20的进水端连通，辅助加热腔中的进水口与出水管路30的出水端连通。辅助加热腔中的水被辅助加热模块加热升温后可通过进水管路20进入主换热单元16，从主换热单元16流出的水通过出水管路30重新回到辅助加热腔中重新加热。如此，上述过程不断循环，进水管路20、主换热单元16以及出水管路30中始终存在具有一定温度的水，因此不会因为外界环境温度过低而冻坏。

在一些实施例中，热水系统100还包括分别与控制单元通信连接的第一温度传感模块21、第二温度传感模块32以及环境温度传感模块60。其中，第一温度传感模块21设于进水管路20，且位于辅助加热腔的出水口与进水管路20的连接处和进水管路20的出水端之间，用于获取进水管路20的进水端的进水温度。第二温度传感模块32设于出水管路30，且位于辅助加热腔的进水口与出水管路30的连接处和出水管路30的进水端之间，用于获取出水管路30的出水端的出水温度。环境温度传感模块60位于主机身10外侧，用于获取主机身10所在环境的环境温度。可以理解，由于第一温度传感模块21位于辅助加热腔的出水口与进水管路20的连接处和进水管路20的出水端之间，因此当辅助加热腔的出水口与进水管路20的进水端连通时，第一温度传感模块21可获取由辅助加热腔的出水口流入进水管路20的水的温度。

如此，控制单元可根据第一温度传感模块21、第二温度传感模块32以及环境温度传感模块60获取的温度参数控制各个元件的工作状态，从而使热水系统100正常工作。

在一些实施例中，辅助加热腔还开设有连通外界环境的排水口52，当辅助加热腔内的实时水位高于预设最高水位时，排水口52处于开启状态以排出辅助加热腔中多余的水。

可以理解，在一些实施例中，当热水系统100出现水压异常或异常停水时，辅助加热单元50的辅助加热腔的出水口可与进水管路20连通以为主换热单元16供水，从而避免因水压异常或异常停水影响用户的正常用水。

在一些实施例中，热水系统100还包括信号发送模块(图未示)，信号发送模块用于发送热水系统100的运行功率与出水管路30的出水温度至移动终端(例如智能手机)中，移动终端可根据热水系统100的运行功率与出水管路30的出水温度生成变化表与变化曲线图，从而使用户可随时随地监测热水系统100的状态。可以理解，信号发送模块还可发送其他数据，例如辅助加热腔内的水温至移动终端中。

如图2所示，为图1所示热水系统100的控制面板70的示意图。

在一些实施例中，主机身10上还设有控制面板70，控制面板70包括开关机按键71、功能按键72、温度调节按键73、显示屏幕74、辅助加热单元控制模块75等元件，用户可通过控制面板70控制热水器系统100的运行，并通过显示屏幕74获取热水器系统100的运行状态。可以理解，控制面板70的具体构造不限，可根据需要设置以满足不同需要。

结合图3及图4所示，图3示出了本发明一实施例中的热水系统的运行流程图，图4示出了本发明一实施例中的热水系统的辅助加热单元的运行流程图。

上述热水系统100的控制方法包括以下步骤：

s110：获取热水系统100的工作状态。

具体地，控制单元获取热水系统100的工作状态，热水系统100的工作状态包括开机状态与关机状态。当需要使用热水时，用户可通过移动终端或控制面板70控制热水系统100处于开机状态；当无需使用热水时，用户可通过移动终端或控制面板70控制热水系统100处于关机状态。

s120：根据热水系统100的工作状态控制辅助加热单元50的工作模式。

具体地，控制单元根据热水系统100的工作状态控制辅助加热单元50在不同工作模式之间切换。当热水系统100处于开机状态时，控制辅助加热单元50处于加热模式。当热水系统100处于关机状态时，控制辅助加热单元50处于防冻模式。

当热水系统100处于开机状态时，控制辅助加热单元50处于加热模式的步骤之后还包括以下步骤：

s131：获取进水管路20的实时进水温度。

具体地，安装于进水管路20的进水端的第一温度传感模块21实时获取进水管路20的进水端的实时进水温度并发送至控制单元。

s132：根据实时进水温度控制燃烧单元14与辅助加热单元50的工作状态。

具体地，控制单元根据实时进水温度控制燃烧单元14与辅助加热单元50的工作状态。更具体地，步骤s132具体包括以下步骤：

s1321：获取实时进水温度与目标进水温度的差值。

具体地，控制单元计算实时进水温度与目标进水温度的差值。

s1322：判断实时进水温度与目标进水温度的差值是否大于目标差值。

具体地，控制单元判断实时进水温度差值与目标进水温度的差值和目标差值的大小。具体在一实施例中，目标差值为10℃。可以理解，目标差值的具体数值不限，可根据不同需要进行设定。

s1323：当判断实时进水温度差值与目标进水温度的差值大于目标差值时，控制燃烧单元14处于运行状态，辅助加热单元50处于加热状态。

当判断实时进水温度差值与目标进水温度的差值不大于目标差值时，控制燃烧单元14处于运行状态，辅助加热单元50处于停止加热状态。

具体地，当实时进水温度差值与目标进水温度的差值大于目标差值10℃时，表明实时进水温度过低，因此控制单元控制燃烧单元14处于运行状态，同时辅助加热单元50处于加热状态，从而迅速提高出水管路30的出水水温。

当实时进水温度差值与目标进水温度的差值不大于目标差值10℃时，表明实时进水温度较高，因此控制单元控制燃烧单元14处于运行状态，辅助加热单元50处于停止加热状态。

进一步地，步骤s132：根据实时进水温度控制燃烧单元14与辅助加热单元50的工作状态之后包括以下步骤：

s133：获取出水管路30的实时出水温度。

具体地，设于出水管路30的出水端的第二温度传感模块32实时获取出水管路30的出水温度并发送至控制单元。

s134：根据实时出水温度控制出水管路30的出水端连通辅助加热腔的进水口或出水装置40的进水端。

具体地，步骤s134包括以下步骤：

s1341：判断实时出水温度是否大于目标出水温度。

具体地，控制单元接收出水管路30的实时出水温度并比较实时出水温度与目标出水温度的大小。

s1342：当判断实时出水温度不大于目标出水温度时，控制出水管路30的出水端连通辅助加热腔的进水口，辅助加热腔的出水口连通进水管路20的进水端；

当判断出水管路30的实时出水温度大于目标出水温度时，控制出水管路30的出水端连通出水装置40的进水端。

具体地，当控制单元判断出水管路30的实时出水温度不大于目标出水温度时，表明出水管路30的实时出水温度无法达到用户的使用要求，因此控制单元控制出水管路30的出水端连通辅助加热腔的进水口，辅助加热腔的出水口连通进水管路20的进水端。如此，从出水管路30的出水端流出的水不会进入出水装置40中，而是进入辅助加热腔中由辅助加热模块进行加热升温，在辅助加热腔中升温后的水通过进水管路20回流至主换热单元16进一步升温。因此，燃烧单元14与辅助加热单元50同时运行，提高了水的升温速度。

当控制单元判断出水管路30的实时出水温度大于目标出水温度时，表明出水管路30的实时出水温度达到了用户的使用要求，因此控制单元控制出水管路30的出水端与辅助加热腔断开并连通出水装置40。如此，从出水管路30的出水端流出的水直接进入出水装置40以供用户使用。

当热水系统100处于关机状态时，控制辅助加热单元50处于防冻模式的步骤之后还包括以下步骤：

s141：获取实时环境温度。

具体地，环境温度传感模块60获取主机身10所在环境的实时环境温度并发送至控制单元。

s142：根据实时环境温度控制辅助加热单元50的工作状态。

具体的，控制单元根据实时环境温度控制辅助加热单元50的工作状态。更具体地，步骤s142包括以下步骤：

s1421：判断实时环境温度是否大于目标环境温度。

具体地，控制单元获取实时环境温度并比较实时环境温度与目标环境温度的大小。在一些实施例中，目标环境温度为0℃。可以理解，目标环境温度的具体数值不限，可根据不同需要进行设定。

s1422：当判断实时环境温度小于目标环境温度时，控制辅助加热单元50处于加热状态，且辅助加热腔的出水口连通进水管路20的进水端，辅助加热腔的进水口连通出水管路30；

当判断实时环境温度不小于目标环境温度时，控制辅助加热单元50处于停止加热状态，且辅助加热腔的出水口与进水管路20的进水端断开，辅助加热腔的进水口与出水管路30的出水端断开。

具体地，当控制单元判断实时环境温度小于目标环境温度0℃时，表明环境温度过低而导致热水系统100容易结冰，因此控制单元控制辅助加热单元50处于加热状态，且辅助加热腔的出水口连通进水管路20的进水端，辅助加热腔的进水口连通出水管路30。如此，辅助加热腔中的水被辅助加热模块加热升温，升温后的水依次流过进水管路20、主换热单元16与出水管路30后回到辅助加热腔中重新加热，从而避免进水管路20、主换热单元16以及出水管30因环境温度过低而结冰损坏。

当控制单元判断实时环境温度不小于目标环境温度5℃时，表明实时环境温度较高，热水系统100没有冻坏的风险，因此控制单元控制辅助加热单元50处于停止加热状态，且辅助加热腔的出水口与进水管路20的进水端断开，辅助加热的进水口与出水管路30的出水端断开。

进一步地，在控制辅助加热单元50处于加热状态，且辅助加热腔的出水口连通进水管路20的进水端，辅助加热腔的进水口连通出水管路30后，还包括以下步骤：

s1423：获取进水管路20的实时进水温度。

具体地，第一温度传感模块21实时获取进水管路20的实时进水温度，即辅助加热腔输送至进水管路20的水的温度并发送至控制单元。

s1424：比较实时进水温度与目标防冻进水温度的大小。

具体地，控制单元获取进水管路20的实时进水温度并比较实时进水温度与目标防冻进水温度的大小。在一些实施例中，目标防冻进水温度为5℃。可以理解，目标防冻进水温度的具体数值不限，可根据不同需要进行设定。

s1425：当实时进水温度等于目标防冻进水温度时，控制辅助加热单元50以预设加热功率运行。

具体地，当控制单元判断进水管路20的实时进水温度等于目标防冻进水温度5℃时，表明辅助加热单元50输出的水的温度达到目标防冻进水温度5℃而无需进一步升温，因此控制单元控制辅助加热单元50以较低的预设加热功率运行，使辅助加热腔输出的水的温度稳定地维持在目标防冻进水温度5℃即可，在达到防冻目的的同时节约了能源。

上述热水系统100及其控制方法，热水系统100处于开机状态下时，辅助加热单元50处于加热模式辅助加热，从而提高了水的升温速度，使出水装置40的出水温度更加稳定。热水系统100处于关机状态下时，辅助加热单元50处于防冻模式以防止热水系统100冻坏，延长热水系统100的使用寿命。而且，热水系统100通过进水温度、出水温度以及环境温度自主调节燃烧单元14与辅助加热单元50的运行状态，无需用户进行手动控制，节省能源。此外，用户还可通过移动终端实时监控热水系统100的运行状态，从而为热水系统100的使用带来了便利。

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。