一种具有滤芯自动清洗功能的热水器及控制方法与流程

本发明涉及热水器领域，尤其是一种具有滤芯自动清洗功能的热水器及控制方法。

背景技术：

储水式电热水器，因水质中含有泥沙、杂质等会影响热水器的使用寿命，危害用户健康。为了净化水质一般在热水器的进水口前端加置滤芯进行过滤。但是滤芯过滤一段时间后会堆积大量的悬浮颗粒物、杂质，造成净化效果下降。淤积的杂质在滤芯表面若时间较长后会不容易清洗，并且还容易滋生细菌，影响水质和用户的健康。并且滤芯上淤积的杂质过多也会影响进水的通畅，影响洗澡时吹水的效果。

现有的带有前置过滤泥沙、杂质等装置的储水式电热水器，一般在热水器前端增加过滤装置，自来水过滤后再进入内胆，但是对滤芯使用情况的判断，基本都通过使用时间、或者人为感知来判断滤芯是否需要清洗、更换，并且清洗一般需要较为复杂的工程。有一些热水器通过滤流量或者过滤时间判断滤芯的使用情况，但是针对不同的水质情况，完全采用流量和时间来判断，并不能准确的反应滤芯工作状态。

由于用户并不是专业人员，往往不能及时发现滤芯的使用情况，而当发现时往往杂质已经淤积的很严重，此时就只能手动拆卸滤芯进行清洗，并且清洗效果也不大。滤芯寿命因此大打折扣。

有介于此，提出本发明。本发明可以自动判断滤芯使用情况，并根据滤芯使用情况，需要时自动清洗滤芯，保证滤芯的工作效果。同时在滤芯已经无法有效清洗的情况下提示用户更换滤芯。

技术实现要素：

本发明主要解决现有热水器无法准确检判断芯使用状况，并无法根据滤芯使用状况进行自动清洗的问题。本发明可以根据滤芯前后端的压力、流量的变换情况，自动监测滤芯使用情况，当滤芯后端水压、水流量明显降低时滤芯需要进行清洗时， 可自动启动滤芯清洗功能，通过控制进水管路上的三通阀门和排污阀门，将水流引入滤芯，并对滤芯进行冲洗，冲洗完成后，恢复正常过滤功能。

一种具有滤芯自动清洗功能的热水器，包括热水器本体，控制器，进水管，所述热水器进水管上设置有滤芯，所述进水管在滤芯进水口一侧为进水段，在滤芯出水口一侧为出水段，其特征在于，进水段和出水段上均设置有与所述控制器连接的压力传感器和流量传感器，所述进水段和出水段之间还包括一反洗管，所述反洗管两端分别通过进水段三通阀和出水段三通阀与进水段和出水段连通，所述滤芯上设置有排污口，或进水段位于进水段三通阀与滤芯进水口之间的部分设置有排污口，所述排污口上设有排污阀门。进一步的，所述的进水段三通阀和出水段三通阀均为电动三通阀，所述排污阀门为电动阀门。

进一步的，所述的控制器包括cpu，以及和所述cpu相连接的提醒模块和清洗模块，所述压力传感器和流量传感器与所述cpu连接，所述进水段三通阀、出水段三通阀和排污阀分别与清洗模块连接。

进一步的，所述控制器还包括一记录清洗模块运行时间的计时模块，所述计时模块与所述cpu连接。

进一步的，所述控制器还包括一显示控工作状态的显示模块，所述显示模块与所述cpu连接。

进一步的，所述压力传感器和水流量传感器设置在进水段和出水段上位于三通阀和滤芯之间以外的部分上。

进一步的，所述滤芯上的排污口设置在所述滤芯靠近进水段的一侧。

一种具有滤芯自动清洗功能的热水器的控制方法，其特征在于，分别检测进水段的水压、水流量和出水段的水压、水流量，当进水段水压v1、与出水段水压v2的差值大于设定值vx，且进水段水流量q1与出水段水流量q2的差值大于设定值qx时，发出清洗提醒，并开启反洗管水路进行反洗；待反洗结束后再次检测进水段和出水段的水压差值和水流量差值，若差值小于设定值vx、qx，则停止清洗提醒，若差值仍大于设定值，则发出更换滤芯提醒。

进一步的，具体步骤：

s1检测进水段水压v1和水流量q1，检测出水段水压v2和水流量q2；

s2计算v1、v2的差值和q1、q2的差值，若v1-v2≥设定压差vx，且q1-q2≥设定流量差qx，则执行s3，否则返回s1；

s3发出清洗提醒，并控制进水段三通阀、出水段三通阀和排污阀开启反洗水路，使进水经进水段-反洗管-出水段流入滤芯出水口，再经排污口流出，同时开始计时，此时刻为t0；

s4计时到t1时刻，结束清洗提醒，并控制进水段三通阀、出水段三通阀和排污阀关闭反洗水路，使进水经进水段-滤芯-出水段流入热水器；

s5检测进水段水压v1和水流量q1，检测出水段水压v2和水流量q2；

s6计算v1、v2的差值和q1、q2的差值，若v1-v2≥设定压差vx，且q1-q2≥设定流量差qx，则执行s7，否则返回s1；

s7发出滤芯更换提醒。

进一步的，其中所述的设定值vx、qx由用户设置或热水器检测进水自动设置。

进一步的，设置所述vx为v1/2，所述qx为q1/2，所述t1大于15分钟。

采用上述技术方案后，本发明可以在滤芯需要清洗时，不需要拆卸滤芯，启动冲洗功能，通过阀门及管路控制水流，将滤芯冲洗，并排除滤芯中的杂质，完成后恢复滤芯的正常功能。避免了滤芯杂质淤积过多，影响净水效果和用户健康的情况。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明一种实施例的示意图

图2是本发明一种实施例的示意图

图3是本发明优选实施例的示意图

图4是本发明实施例中控制器的示意图

图5是本发明一种具有滤芯自动清洗功能的热水器控制方法的流程图

热水器本体1，进水管2，进水段21，出水段22，滤芯3，进水段压力传感器41，出水段压力传感器42，进水段流量传感器51，出水段流量传感器52，反洗管6，进水段三通阀71，出水段三通阀72，排污口8，排污阀81，控制器9，cpu91，提醒模块92，清洗模块93，计时模块94，显示模块95，入口管10，出口管11。

具体实施方式

现有热水器为了用户的健康以及提高内胆的使用寿命，在进水管路上加装过滤芯，用以净化水质。但长期使用后滤芯表面堆积了大量泥沙，颗粒物，水锈等等污染用，这些污染物一方面会影响水流的通畅度，降低滤芯的过滤效果，同时还会滋 生细菌，危害用户的健康。因此需要及时了解滤芯的使用状况并进行清洗或更换。现有热水器往往通过使用时间、或者人为感知来判断滤芯是否需要清洗、更换。现有一些热水器通过滤流量或者过滤时间判断滤芯的使用情况，但是针对不同的水质情况，完全采用流量和时间来判断，并不能准确的反应滤芯工作状态。另外由于清洗一般需要较为复杂的工程，因此大多数用户在发现滤芯效果下降时，是直接更换而不是进行清洗。这实际上造成了浪费和使用成本的上升。这就需要一种既可以及时准确判断滤芯使用情况，又可以自动完成清洗滤芯的热水器，并且当滤芯无法彻底清洗时提示用户更换滤芯。

本发明判断滤芯的依据采用水压和水流量两项信息，需要在水压和水流量数值均满足判断标准时才确定滤芯是否需要清洗，判断更为准确。现有热水器的进水管路是一条流经滤芯的水路，水中的杂质会淤积在进水的一侧，如果能够使水流反向流动，则可以冲洗进水侧上淤积的杂质。因此本发明热水器的进水管，在管路系统上只增设一根反洗管，即实现了清洗功能，大大降低了拆卸滤芯的繁琐和手动清洗滤芯的复杂。并且在具体实施过程中只使用2个三通阀和一个排污阀，即完成正常进水和反洗水路的切换，结构简单，可靠性高。

实施例一

本实施例为本发明的基本结构实施例，可以实现对滤芯使用情况的判断，并实现清洗，但清洗过程需要手动控制阀门，自动化程度不高。

如图1，一种具有滤芯提醒清洗功能的热水器，包括热水器本体1，热水器本体1上设置有控制器9，所述热水器本体1的进水管2上设置有滤芯3，所述进水管在滤芯进水口一侧为进水段21，在滤芯出水口一侧为出水段22，所述进水段21上设置有与控制器9连接的进水段压力传感器41和进水段流量传感器51，所述出水段上设置有与控制9连接出水段压力传感器51和出水段流量传感器52。

设置压力和流量传感器的目的是检测进水段21和出水段22上的水压和水流量信息，因为当滤芯积累一定杂质后，会影响水流的顺畅度，导致滤芯3前后两段进水管，也就是进水段21和出水段22产生压力差和流量差。当压力差和流量差达到设定值，就说明滤芯上的杂质已经需要清洗了。

进一步的，所述进水段压力传感器41和进水段流量传感器51，出水段压力传感器51和出水段流量传感器52，均与一控制器9连接，控制器9接收传感器信号，并计算压力差和流量差，当进水段21和出水段22压力差和流量差达到设定值时，控 制器9的cpu91通过提醒模块92发出清洗提醒。

进一步的，通过设置一反洗管6来实现清洗功能，所述反洗管6的两端部分别与进水段21和出水段22通过连接件连通，所述连接件为三通阀。与反洗管和进水段连接的三通阀为进水段三通阀71，与反洗管和出水段连接的三通阀为出水段三通阀72。为表述清楚，将所述进水段位于进水段三通阀71与滤芯3之间的部分设为入口管10，将所述出水段位于出水段三通阀72和滤芯3之间的部分设为出口管11。进水段三通阀71上三个接口分别为a口，b口，c口，其中a口与进水段21连接，b口与反洗管6连接，c口与入口管10连接。出水段三通阀72上三个接口分别为d口，e口，f口，其中d口与出口管10连接，e口与反洗管6连接，f口与出水段22连接。

进一步的，为了确保清洗后的污水流出，还需要设置排污口8，所述排污口8可以设置在滤芯3外壳上，也可以设置在入口管10上。当设置在滤芯3外壳上时，考虑到滤芯靠近进水口的一侧更容易淤积杂质，应当将排污口8设置在靠近滤芯进水口的一侧；如果设置在靠近滤芯出水口的一侧，在清洗时水流刚进入滤芯就从排污口流出了，无法有效的对滤芯进行清洗。因此排污口设置在滤芯3外壳上时，应当设置在靠近滤芯进水口的一侧。

进一步的，排污口也可以设置在入口管10上，当排污口设置在入口管10上的时候，清洗时的水流可以流经整个滤芯，清洗效果最好，因此本实施例优选将排污口设置在入口管10上。

进一步的，为了保证热水器平时工作能够正常进水，需要在排污口设置排污阀81，当清洗结束后，关闭排污阀81，确保进水能正常流入热水器。

进一步的，热水器正常使用时进水段三通阀71的b口关闭，a口和c口开启；出水段三通阀72的e口关闭,d口和f口开启；此时进水经进水段21-滤芯3-出水段22，流入热水器1。

进一步的，进行滤芯清洗时进水段三通阀71的c口关闭，a口和b口开启；出水段三通阀72的f口关闭,d口和e口开启；此时进水经进水段21-反洗管6-出口管11-滤芯3-入口管10-排污口8，流出排污口8。

进一步的，考虑到清洗时水流包含大量杂质的水流会从入口管10和出口管11流过，为了避免损坏传感器，延长传感器寿命，避免将压力传感器和水流量传感器设置在入口管10和出口管11上。优选将所述压力传感器和水流量传感器设置在入口管10和出水管11以外的部分上。

实施例二

本实施例是在实施例一基础上的优化，管路布置和阀门位置均布发生改变，只是其中的三通阀和排污阀采用电动阀门并与控制器连接，控制器增加了清洗模块等，可以实现检测和清洗全自动完成。

如图2，由于管路结构和阀门位置与实施例一相同，因此不再赘述相同的部分。只是描述电动的进水段三通阀71、出水段三通阀72和排污阀81与控制器9的连接关系，及控制器9的模块结构。

具体的如图4，控制器9包括与cpu91相连的提醒模块92和清洗模块93。进水段三通阀71、出水段三通阀72和排污阀81与控制器9中的清洗模块92连接。当控制器9计算得到的压力差和流量差大于等于设定值时，启动清洗模块93。清洗模块93对进水段三通阀71、出水段三通阀72和排污阀81通电，进水段三通阀71的c口关闭，a口和b口开启；出水段三通阀72的f口关闭,d口和e口开启；此时进水经进水段21-反洗管6-出口管11-滤芯3-入口管10-排污口8，流出排污口8。

进一步的，所述控制器9中还包括一与cpu91相连的计时模块94，用以记录清洗模块93启动后的工作时间。当计时模块计时达到t1时刻时，关闭清洗模块93，进水段三通阀71、出水段三通阀72和排污阀81断电，进水段三通阀71的b口关闭，a口和c口开启；出水段三通阀72的e口关闭,d口和f口开启；此时进水经进水段21-滤芯3-出水段22，流入热水器1，恢复正常工作状态。

进一步的，还包括一与cpu91相连的显示模块95。当t1时刻清洗结束，再次检进水段21和出水段22的水压及水流量信息，测并计算进水段21和出水段22的压力差和流量差，若压力差和流量差仍大于等于设定值，则在显示模块95上显示更换滤芯提醒。

实施例三

本实施例是对实施例二的进一步优化，如图3，本实施例是改变实施例二的管路排布，缩短了滤芯在热水器下方占用的长度。有利于安装，减少对卫生间空间的占用，方便用户使用。此实施例为本发明的优选实施例。

实施例四：

一种热水器的控制方法，其特征在于，分别检测进水段和出水段的水压及水流量，当进水段水压v1、水流量q1与出水段水压v2、水流量q2差值大于设定值vx、qx时，发出清洗提醒，并开启反洗管水路进行反洗；待反洗结束后再次检测进水段和出水段的水压水流量差值，若差值小于设定值vx、qx，则停止清洗提醒，若差值 仍大于设定值，则并发出更换滤芯提醒。

进一步的，具体步骤：

101检测进水段水压v1和水流量q1，检测出水段水压v2和水流量q2；

102计算v1、v2的差值和q1、q2的差值；

103若v1-v2≥设定压差vx，且q1-q2≥设定流量差qx，则执行104，否则返回s1；

104发出清洗提醒，并控制进水段三通阀、出水段三通阀和排污阀开启反洗水路，使进水经进水段-反洗管-出水段流入滤芯出水口，再经排污口流出，同时开始计时，此时刻为t0；

105计时到t1时刻，结束清洗提醒，并控制进水段三通阀、出水段三通阀和排污阀关闭反洗水路，使进水经进水段-滤芯-出水段流入热水器；

106检测进水段水压v1和水流量q1，检测出水段水压v2和水流量q2；

107计算v1、v2的差值和q1、q2的差值；

108若v1-v2≥设定压差vx，且q1-q2≥设定流量差qx，则执行109，否则返回s1；

109发出滤芯更换滤芯提醒。

进一步的，所述的设定值vx、qx由用户设置或热水器检测进水自动设置。

进一步的，设置所述vx为v1/2，所述qx为q1/2，所述t1为大于15分钟。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。