储水式热水器及控制系统的制作方法

储水式热水器及控制系统的制作方法
【专利摘要】一种储水式热水器及控制系统，在热水器的处理器内增加程序代码，在热水器使用过程中，设置了第一周期、第二周期两部分控制程序。第一周期（即智能学习阶段）具有数据记录功能，通过处理器的内部程序分析在第一周期内记录的热水器使用数据，归纳出用户的使用习惯或使用规律。在第二周期内，根据在第一周期归纳的使用习惯或使用规律自动识别用户的使用需求，以此来减少不必要的加热造成的电能浪费。
【专利说明】
储水式热水器及控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于热水器领域，尤其设及一种储水式热水器及控制系统。适用于储 水式电热水器、储水式热累热水器、储水式太阳能热水器等。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，储水式电热水器的加热方法是开机后程序启动加热器工作，加热器 持续将水溫加热到所设置的溫度后，处理器控制加热器断电，然后结束加热或者进入保溫 状态。加热完成后热水器要么一直不加热，要么一直处于加热保溫的状态。如果用户一直没 有用水，则会造成巨大的电能浪费。为了克服上述缺陷，特对储水式热水器进行了改进。

【发明内容】

[0003] 本实用新型所要解决的第一个技术问题是要提供一种储水式热水器，它能根据用 户的用水习惯，热水器在用户的非用水时间段不加热，在用户的用水时间段能提供满足使 用需求的热水，从而减少电能浪费。
[0004] 本实用新型解决其第一个技术问题采用的技术方案是：它除了包括内胆、溫度传 感器和加热器外，它还包括智能键、储存器和处理器。智能键用于触发智能模式的启动；储 存器用于记录预设的自然降幅第一周期内每天每一时间段的水溫t和第一周期内每 天的用水时间段;处理器一方面用于计算第一周期内每天相邻时间段的水溫降幅At,并判 断水溫降幅At是否大于自然降幅At>，若是则控制储存器记录上述相邻时间段中在后的 时间段为用水时间段;处理器另一方面用于判断第一周期是否结束并根据第一周期的用水 时间段，在第二周期每天的用水时间段到来前控制加热器工作，将热水器内的水加热至智 能溫度T，第二周期每天的用水时间段为第一周期相应天的第一个用水时间段。
[0005] 本技术方案的一个示例是，所述处理器还用于判断热水器内的水溫是否小于或等 于预设在储存器的最低溫度Tmin，若是则控制加热器将水加热至预设在储存器的最高溫度 Tmax 〇
[0006] 本技术方案的一个示例是，所述处理器还用于计算第一周期中各用水时间段的水 溫降幅At与预设在储存器的最低溫度Tmin之和，即总需求溫度Τ>，并通过判断总需求溫度 是否大于预设在储存器的最高溫度Tmax,控制加热器将智能溫度Τ控制在最低溫度Tmin与 最高溫度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低溫度TminW上的累计加热总溫升大 于或等于第一周期中各用水时间段的水溫降幅At之和，或控制加热器将智能溫度T控制至 总需求溫度
[0007] 本技术方案的W上各个示例，既可W单独作为一个实施例，也可W在保证不矛盾 的前提下，各示例任意组合构成组合式实施例。
[000引本技术方案在热水器的处理器内增加程序代码，在热水器使用过程中，设置了第 一周期、第二周期两部分控制程序。第一周期（即智能学习阶段)具有数据记录功能，通过处 理器的内部程序分析在第一周期内记录的热水器使用数据，归纳出用户的使用习惯或使用 规律。在第二周期内，根据在第一周期归纳的使用习惯或使用规律自动识别用户的使用需 求，W此来减少不必要的加热造成的电能浪费。
[0009] 本实用新型所要解决的第二个技术问题是要提供一种储水式热水器控制系统，它 能根据用户的用水习惯，热水器在用户的非用水时间段不加热，在用户的用水时间段能提 供满足使用需求的热水，从而减少电能浪费。
[0010] 本实用新型解决其第二个技术问题采用的技术方案是:它包括移动终端、热水器、 储存器和处理器，移动终端和热水器互相无线通讯。移动终端用于触发热水器智能模式的 启动;储存器用于记录预设的自然降幅第一周期内每天热水器每一时间段的水溫t和 第一周期内每天热水器的用水时间段;处理器一方面用于计算热水器在第一周期内每天相 邻时间段的水溫降幅At,并判断水溫降幅At是否大于自然降幅At>，若水溫降幅At大于 自然降幅At>，则判断并记录上述相邻时间段中在后的时间段为用水时间段;处理器另一 方面用于判断第一周期是否结束并根据第一周期的用水时间段，在第二周期每天的用水时 间段到来前控制加热器工作，将热水器内的水加热至智能溫度T，第二周期每天的用水时间 段为第一周期相应天的第一个用水时间段。
[0011] 本技术方案的一个示例是，所述处理器还用于判断热水器内的水溫是否小于或等 于预设在储存器的最低溫度Tmin，若是则控制加热器将水加热至预设在储存器的最高溫度 Tmaxo
[0012] 本技术方案的一个示例是，所述处理器还用于计算第一周期中各用水时间段的水 溫降幅At与预设在储存器的最低溫度Tmin之和，即总需求溫度Τ>，并通过判断总需求溫度 是否大于预设在储存器的最高溫度Tmax，控制加热器将智能溫度Τ控制在最低溫度Tmin与 最高溫度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低溫度TminW上的累计加热总溫升大 于或等于第一周期中各用水时间段的水溫降幅At之和，或控制加热器将智能溫度T控制至 总需求溫度
[0013] 本技术方案的一个示例是，所述储存器和处理器设置于移动终端内，或者储存器 和处理器设置于一与热水器互相无线通讯的云端服务器内。
[0014] 本技术方案在热水器上增加无线通讯模块(如WIFI模块等），热水器处理器可W将 热水器工作时的数据通过无线通讯模块和无线网络发送到移动终端或云端服务器;热水器 处理器也可W通过无线通讯模块和无线网络接收云端服务器或移动终端发送的控制指令 来控制热水器的工作。热水器具有智能模式，该智能模式包括第一周期和第二周期。启动该 智能模式后，在第一周期，云端服务器或移动终端会发送控制指令控制热水器加热到某一 溫度值，然后停止加热。云端服务器或移动终端在第一周期内通过记录每一时间段内热水 器的使用情况，分析热水器使用数据根据使用数据分析出的使用规律来控制热水器在相应 的时间加热。
[0015] 本技术方案通过热水器处理器获取热水器的实时工作数据，热水器每1分钟通过 无线通讯模块发送一次数据包到云端服务器或移动终端，该数据包可W包含内胆水溫、用 水状态、加热功率、年、月、日、小时、分钟、秒等数据。
[0016] 本技术方案的W上各个示例，既可W单独作为一个实施例，也可W在保证不矛盾 的前提下，各示例任意组合构成组合式实施例。
[0017] 上述两个技术方案中，所述最高溫度Tmax为70_8(TC，最低溫度Tmin为3(TC-4(TC， 自然降溫范围Δt f为0°C -3°C。优选值是，最高溫度Tmax为75°C，最低溫度Tmin为32°C、35°C 或38°C，自然降溫范围为2°C。另外，所述第一周期为1天、1周或1月；时间段为1分钟或1 小时。
[0018] 本实用新型提供的储水式热水器控制方法、储水式热水器和储水式热水器控制系 统较现有的非智能热水器相比，均能根据用户的用水习惯，使热水器在用户的非用水时间 段不加热，在用户的用水时间段能提供满足使用需求的热水，从而大大减少盲目保溫加热 而造成的加热电能浪费。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的 限制，相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有 变化、修改和等同物。
[0021 ]实施例一
[0022] 如图1所示，本实施例是一种储水式热水器，除了包括内胆、溫度传感器和加热器 夕h它还包括智能键1、储存器2和处理器3。智能键1用于触发智能模式的启动;储存器2用于 记录预设的自然降幅At \第一周期内每天每一时间段的水溫t和第一周期内每天的用水 时间段;处理器3-方面用于计算第一周期内每天相邻时间段的水溫降幅At,并判断水溫 降幅At是否大于自然降幅At>，若是则控制储存器2记录上述相邻时间段中在后的时间段 为用水时间段;处理器3另一方面用于判断第一周期是否结束并根据第一周期的用水时间 段，在第二周期每天的用水时间段到来前控制加热器工作，将热水器内的水加热至智能溫 度T，第二周期每天的用水时间段为第一周期相应天的第一个用水时间段。
[0023] 处理器3还用于判断热水器内的水溫是否小于或等于预设在储存器2的最低溫度 Tmin，若是则控制加热器将水加热至预设在储存器2的最高溫度Tmax。处理器3还用于计算第 一周期中各用水时间段的水溫降幅At与预设在储存器2的最低溫度Tmin之和，即总需求溫 度Τ>，并通过判断总需求溫度是否大于预设在储存器2的最高溫度Tmax，控制加热器将智 能溫度T控制在最低溫度Tmin与最高溫度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低溫度 TminW上的累计加热总溫升大于或等于第一周期中各用水时间段的水溫降幅At之和，或控 制加热器将智能溫度T控制至总需求溫度
[0024] 实施例二
[0025] 本实施例是一种储水式热水器控制系统，它包括移动终端、热水器、储存器和处理 器，移动终端和热水器互相无线通讯，储存器和处理器设置于移动终端内。移动终端用于触 发热水器智能模式的启动;储存器用于记录预设的自然降幅第一周期内每天热水器 每一时间段的水溫t和第一周期内每天热水器的用水时间段;处理器一方面用于计算热水 器在第一周期内每天相邻时间段的水溫降幅At,并判断水溫降幅At是否大于自然降幅Δ ，若水溫降幅At大于自然降幅，则判断并记录上述相邻时间段中在后的时间段为用 水时间段;处理器另一方面用于判断第一周期是否结束并根据第一周期的用水时间段，在 第二周期每天的用水时间段到来前控制加热器工作，将热水器内的水加热至智能溫度T，第 二周期每天的用水时间段为第一周期相应天的第一个用水时间段。
[0026] 处理器还用于判断热水器内的水溫是否小于或等于预设在储存器的最低溫度 Tmin，若是则控制加热器将水加热至预设在储存器的最高溫度Tmax。处理器还用于计算第一 周期中各用水时间段的水溫降幅At与预设在储存器的最低溫度Tmin之和，即总需求溫度 Τ>，并通过判断总需求溫度是否大于预设在储存器的最高溫度Tmax，控制加热器将智能溫 度巧空制在最低溫度Tmin与最高溫度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低溫度Tmin W上的累计加热总溫升大于或等于第一周期中各用水时间段的水溫降幅At之和，或控制 加热器将智能溫度T控制至总需求溫度
[0027] 实施例S
[00%]本实施例与实施例二的区别在于储存器和处理器设置于一与热水器互相无线通 讯的云端服务器内。
[0029] 本实用新型的上述Ξ个实施例中，最高溫度Tmax为75°C，最低溫度Tmin为38°C，自然 降溫为2°C。第一周期可W为1天、1周或1月；时间段可W为1分钟或1小时。
[0030] 下面假设热水器的升数为50L、功率为3KW，初始水溫为25°C。根据公式Q=CmAt= Pt，计算得出大约58分钟热水器可使水溫从25°C上升到75°CdW第一周期为1周下图表 仅抽取了 1周中的3天）、时间段为1小时作为基础，说明本实用新型的工作原理。
[0031] 在第一周期第一天，热水器从0:00开始，到23:00时，每隔1小时记录一次数据。热 水器在0:00启动加热，约1小时将热水器内的水加热到75°C，然后一直不加热。生成如下表 所示的记录数据：
[0032] 第一周期第一天数据记录表

[0033] 从上表可知，热水器内的水加热到75°C后，溫度下降比较平缓，未发生二次升溫现 象。处理器3到23:00时计算当天相邻时间段的水溫降幅At为0°C或rC，均小于自然降溫Δ 的2°C，储存器2当天未记录用水时间段，因此，推断当天用户一直没有用水，不存在需求 溫度。当1周的第一周期结束后，在新一周的星期一，该天热水器全天不加热。
[0034] 第一周期第二天数据记录表
[0035] 从上表可知，热水器内的水加热到75°C后，未发生二次升溫现象。处理器3到23:00 时计算当天相邻时间段的水溫降幅At为0°C、rC、3°C或19°C，其中7:00-8:00的水溫降幅 At为：TC和17:00-18:00的水溫降幅At为19°C，均大于自然降溫At >的2°C，储存器2记录 当天的8:00和18:00为用水时间段。当1周的第一周期结束后，处理器3计算当天的总需求溫 度Tf=3+19+38=60°C，6(rC小于热水器预设的最高溫度75°C，在新一周的星期二8:00前热水 器将水溫加热到60°C。
[0036] 第一周期第Ξ天数据记录表_
[0037] 从上表可知，热水器内的水加热到75°C后，在17:00-18:00、19:00-20:00均发生升 溫现象。处理器3到23:00时计算当天相邻时间段的水溫降幅At为0°(：、1°(：、2°(：、31°(：或37 °C，其中16:00-17:00的水溫降幅At为31°C ,18:00-19:00的水溫降幅At为37°C，均大于自 然降溫的2°C，储存器2记录当天的17:00和19:00为用水时间段。当1周的第一周期结束 后，处理器3计算当天的总需求溫度T>=31+37+38=106°C，106°C大于热水器预设的最高溫度 75°C，在新一周的星期Ξ17:00前热水器将水溫加热到75°C，当水溫低于低于或等于38°C 时，再次加热热水器内的水至75°C，如此反复，直至在38°CW上的累计加热总溫升大于或等 于第一周期中各用水时间段的水溫降幅At之和68°C (3rC+37°C=68°C )。
【主权项】
1. 一种储水式热水器，包括内胆、温度传感器和加热器，其特征在于:它还包括 智能键(1 )，用于触发智能模式的启动； 储存器(2)，用于记录预设的自然降幅第一周期内每天每一时间段的水温t和第 一周期内每天的用水时间段； 处理器(3)，一方面用于计算第一周期内每天相邻时间段的水温降幅At，并判断水温 降幅At是否大于自然降幅At'，若是则控制储存器(2)记录上述相邻时间段中在后的时间 段为用水时间段；另一方面用于判断第一周期是否结束并根据第一周期的用水时间段，在 第二周期每天的用水时间段到来前控制加热器工作，将热水器内的水加热至智能温度T，第 二周期每天的用水时间段为第一周期相应天的第一个用水时间段。2. 根据权利要求1所述的储水式热水器，其特征在于：所述处理器（3)还用于判断热水 器内的水温是否小于或等于预设在储存器(2)的最低温度T min，若是则控制加热器将水加热 至预设在储存器(2)的最高温度Tmax。3. 根据权利要求1所述的储水式热水器，其特征在于：所述处理器（3)还用于计算第一 周期中各用水时间段的水温降幅At与预设在储存器(2)的最低温度T min之和，即总需求温 度Τ'，并通过判断总需求温度Τ'是否大于预设在储存器(2)的最高温度Tmax，控制加热器将 智能温度T控制在最低温度T min与最高温度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低温 度Tmin以上的累计加热总温升大于或等于第一周期中各用水时间段的水温降幅At之和，或 控制加热器将智能温度T控制至总需求温度Τ'。4. 一种储水式热水器控制系统，包括移动终端、热水器、储存器和处理器，移动终端和 热水器互相无线通讯，其特征在于： 移动终端，用于触发热水器智能模式的启动； 储存器，用于记录预设的自然降幅第一周期内每天热水器每一时间段的水温t和 第一周期内每天热水器的用水时间段； 处理器，一方面用于计算热水器在第一周期内相邻时间段的水温降幅At，并判断水温 降幅At是否大于自然降幅At'，若水温降幅At大于自然降幅At'，则判断并记录上述相 邻时间段中在后的时间段为用水时间段;另一方面用于判断第一周期是否结束并根据第一 周期的用水时间段，在第二周期每天的用水时间段到来前控制加热器工作，将热水器内的 水加热至智能温度T，第二周期每天的用水时间段为第一周期相应天的第一个用水时间段。5. 根据权利要求4所述的储水式热水器控制系统，其特征在于:所述处理器还用于判断 热水器内的水温是否小于或等于预设在储存器的最低温度T min，若是则控制加热器将水加 热至预设在储存器的最高温度Tmax。6. 根据权利要求4所述的储水式热水器控制系统，其特征在于:所述处理器还用于计算 第一周期中各用水时间段的水温降幅At与预设在储存器的最低温度T min之和，即总需求温 度并通过判断总需求温度P是否大于预设在储存器的最高温度Tmax，控制加热器将智能 温度T控制在最低温度T min与最高温度Tmax之间，反复加热热水器内的水，直至在最低温度 Tmin以上的累计加热总温升大于或等于第一周期中各用水时间段的水温降幅At之和，或控 制加热器将智能温度T控制至总需求温度Τ'。7. 根据权利要求4一6任一项所述的储水式热水器控制系统，其特征在于:所述储存器 和处理器设置于移动终端内，或者储存器和处理器设置于一与热水器互相无线通讯的云端 服务器内。
【文档编号】F24H1/20GK205606884SQ201620225538
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】叶远璋, 张思辉, 陈必华, 黄智 , 陈志刚
【申请人】佛山市顺德万和电气配件有限公司