饮水机的控制方法及饮水机与流程

本发明涉及生活电器技术领域，具体涉及一种饮水机的控制方法及饮水机。

背景技术：

饮水机作为常见的生活电器，其智能化程度还比较低。例如，传统的饮水机基本是设置热水开关和冷水开关，分别控制热水出水和冷水出水，当用户需要饮水时，要么直接用水杯接取热水，并放置一段时间等待水温自然冷却到适合的温度才能够饮用，要么人为将热水和冷水分别混合到合适的温度以便能够尽快饮用。显然，前者需要较长的等待时间，后者则需要人为控制冷热水的量，水温不能很好地控制，可能会出现偏冷或偏热的情况。可见，由于饮水机无法智能地控制出水温度，导致用户体验较差。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种饮水机的控制方法，其能够使饮水机实现对出水温度的实时精准的控制，提高饮水机的智能化水平。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种饮水机的控制方法，所述饮水机包括热水存储部和冷水存储部，还包括热水阀和冷水阀，分别用于控制所述热水存储部和所述冷水存储部的出水，所述控制方法包括步骤：根据热水存储部的热水温度th、冷水存储部的冷水温度tc和目标出水温度t分别控制热水阀和冷水阀的出水量，使饮水机的出水温度符合目标出水温度t。

优选地，所述控制方法包括步骤：

s10、获得目标出水温度t；

s20、获取热水温度th和冷水温度tc；

s30、根据mh(th-t)＝mc(t-tc)确定热水量mh和冷水量mc的比例；

s40、按照步骤s30中确定的比例控制热水阀和冷水阀的出水量。

优选地，步骤s40中，按照所述比例控制热水阀和冷水阀的开通时间或者阀口开度，实现对出水量的控制。

优选地，步骤s40中，

首先判断是否满足(t-tc)/(th-t)>1，若是，则以冷水阀的开通时间为基准进行控制，使热水阀的开通时间为冷水阀开通时间的(t-tc)/(th-t)倍；否则，以热水阀的开通时间为基准进行控制，使冷水阀的开通时间为热水阀开通时间的(th-t)/(t-tc)倍；

或者，首先判断是否满足(t-tc)/(th-t)>1，若是，则以冷水阀的阀口开度为基准进行控制，使热水阀的阀口开度为冷水阀阀口开度的(t-tc)/(th-t)倍；否则，以热水阀的阀口开度为基准进行控制，使冷水阀的阀口开度为热水阀阀口开度的(th-t)/(t-tc)倍。

优选地，步骤s20中，通过热水温度传感器检测热水温度th，通过冷水温度传感器检测冷水温度tc。

优选地，步骤s10中，通过语音输入、按键输入或移动终端app输入的方式设定目标出水温度t。

优选地，还包括步骤：根据用于盛接出水的接水容器的高度和接水容器内的液面高度控制饮水机停止出水。

优选地，控制饮水机停止出水的步骤包括：

利用超声传感器或红外传感器检测接水容器的高度；

在饮水机出水的过程中，利用超声传感器或红外传感器检测接水容器内的液面高度；

在所述液面高度与接水容器的高度之差达到预设范围时，关闭热水阀和冷水阀。

本发明的另一目的在于提供一种饮水机，其能够实时精准地控制出水温度，智能化水平高。技术方案如下：

一种饮水机，包括热水存储部和冷水存储部，还包括热水阀和冷水阀，分别用于控制所述热水存储部和所述冷水存储部的出水，其中，所述饮水机采用前面所述的控制方法对出水进行控制。

优选地，所述热水阀和所述冷水阀为开关阀；或者，所述热水阀和所述冷水阀为阀口开度可调的阀。

优选地，所述饮水机还包括：

热水温度传感器和冷水温度传感器，分别用于检测热水温度和冷水温度；

和/或，超声传感器或红外传感器，用于检测用于盛接出水的接水容器的高度和接水容器内的液面高度；

和/或，语音输入模块，用于输入语音控制命令；

和/或，通讯模块，用于连接移动终端，以便对所述饮水机进行远程控制和/或状态查看。

本发明的控制方法在已知热水温度、冷水温度和目标出水温度(如用户设定温度)的情况下，通过主动控制热水出水量和冷水出水量，使得二者混合后的温度满足用户的目标需求，实现对出水温度的精准、实时和稳定的控制，提高饮水机的用户体验。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的饮水机控制方法及饮水机的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明一种优选实施方式的饮水机控制方法的控制流程图；

图2为根据本发明又一种优选实施方式的饮水机控制方法的控制流程图；

图3为根据本发明另一种优选实施方式的饮水机控制方法的控制流程图。

具体实施方式

为提高饮水机的用户体验，方便用户取用温度合适的水，减少或省去用户等待热水降温的时间、或者省去用户自行调配冷热水的过程，本发明的第一方面提供了一种饮水机的控制方法。

本发明的控制方法所涉及的饮水机包括热水存储部(例如热罐)和冷水存储部(例如冷罐)，还包括热水阀和冷水阀，分别用于控制所述热水存储部和所述冷水存储部的出水，例如，所述热水存储部连接有热水阀，以用于向出水口释放热水，所述冷水存储部连接有冷水阀，以用于向出水口释放冷水。通常地，热水存储部配置有加热装置，用于提升热水存储部中的水的温度，即得到所谓的热水；冷水存储部中存储的水可以是常温的水，其与热水相比较而言，温度较低，因而称为冷水，或者，冷水存储部也可以配置有制冷装置，用于降低冷水存储部中的水的温度，降温后的水同样称为冷水。优选地，热水阀和冷水阀连接共同的出水口，也即，饮水机可以仅设置一个出水口，热水和冷水均由该出水口释放。替代地，饮水机也可以设置单独的热水出水口和冷水出水口，分别与热水阀和冷水阀连接，为便于向用户的接水容器(用于盛接出水，例如水杯)中释放热水和冷水，热水出水口和冷水出水口优选彼此靠近。

本发明所述的控制方法包括步骤：根据热水存储部的热水温度th、冷水存储部的冷水温度tc和目标出水温度t分别控制热水阀和冷水阀的出水量，使出水口的出水温度符合目标出水温度t。

也即，本发明的控制方法在已知热水温度、冷水温度和目标出水温度(如用户设定温度)的情况下，通过主动控制热水出水量和冷水出水量，使得二者混合后的温度满足用户的设定，从而实现对出水温度的精准、实时和稳定的控制，提高饮水机的用户体验。

特别地，当采用本发明的控制方法对饮水机进行控制时，饮水机的出水过程将不需要用户人为干预，解决了用户自己混合冷、热水的不确定性及温度不可控性，而且还便于实现一键出水或者输入信息后自动出水，解决了用户取水时需要人为地一直触控按钮的不便性，从而能够有效地解放用户的双手。

优选地，如图1所示，所述控制方法具体包括步骤：

s10、获得目标出水温度t；

s20、获取热水温度th和冷水温度tc；

s30、根据mh(th-t)＝mc(t-tc)确定热水量mh和冷水量mc的比例；

s40、按照步骤s30中确定的比例控制热水阀和冷水阀的出水量。

也即，本发明的控制方法中，可由用户先输入目标出水温度t，随后饮水机(例如通过其内部的控制器)可立即获取热水温度th和冷水温度tc，并根据前述三个温度值计算热水量和冷水量的合适比例，随后，按照这个比例控制热水阀和冷水阀的出水量，即可精确地控制出水温度，使之满足设定的目标出水温度t。

此外，由于获取热水温度和冷水温度的步骤以及确定热水量和冷水量的步骤可以实时地完成，因此，本发明的控制方法可以实现在用户输入目标出水温度后即时控制出水，减少用户的等待时间，由此也可以省略手动触控出水开关的步骤，在用户确认目标出水温度后立即控制热水阀和冷水阀出水，且出来的水的温度恰是用户所需要的温度。

具体地，在不同温度的水(冷水、热水)混合过程中，热水会释放热量，冷水会吸收热量，最终温度达到平衡，其中热水释放的热量等于冷水吸收的热量。因此，在分别对热水和冷水实时检测温度、并获悉用户设定的目标出水温度后，可根据能量守恒q＝cmδt(其中，q：能量变化量，c：水的比热容，m：水的质量，δt：温度变化量)计算出所需的冷、热水比例。其中，热水释放热量为：qh＝cmh(th-t)，冷水吸收的热量为qc＝cmc(t-tc)，其中mh为热水的质量，mc为冷水的质量，th为热水温度，tc为冷水温度，t为用户所设定的目标出水温度；因此根据qh＝qc可得出冷水质量和热水质量关系为：mh(th-t)＝mc(t-tc)，也即，mh＝mc(t-tc)/(th-t)，或者mc＝mh(th-t)/(t-tc)；因水的质量跟体积成正比，冷水体积和热水体积也是满足同样的比例关系。控制器据此控制冷、热水的出水量，即可达到实时精准控制出水温度的目的。

优选地，步骤s40中，按照所述比例控制热水阀和冷水阀的开通时间或者阀口开度，实现对出水量的控制。

也即，当确定了热水和冷水的比例后，可通过不同的方式控制热水阀和冷水阀，以使二者释放的水量满足该比例。其中，一种合适的方式为，控制热水阀和冷水阀的开通时间，这种情况下，热水阀和冷水阀为开关阀，优选电磁阀，二者的阀口面积相同，因此，只需要按上述比例控制二者阀口打开的时间长短，即可精确地控制二者出水量的比例。另一种合适的方式为，控制热水阀和冷水阀的阀口开度，这种情况下，热水阀和冷水阀为阀口开度可调的阀，只要将二者的阀孔开度按前述比例进行控制，在同时开关热水阀和冷水阀的前提下，即可精确地控制二者出水量的比例。

优选地，步骤s40中，当通过控制热水阀和冷水阀的开通时间来控制出水量时，首先判断是否满足(t-tc)/(th-t)>1，若是，则以冷水阀的开通时间为基准进行控制，使热水阀的开通时间为冷水阀开通时间的(t-tc)/(th-t)倍；否则，以热水阀的开通时间为基准进行控制，使冷水阀的开通时间为热水阀开通时间的(th-t)/(t-tc)倍。

优选地，作为基准的开通时间以单位时间为最小单元。例如，作为基准的冷水阀或者热水阀的单次开通时间为1秒，对应的热水阀或者冷水阀的开通时间按比例延长。

以开通时间为控制手段的控制方式的优选实例的控制流程如图2所示。

优选地，步骤s40中，当通过控制热水阀和冷水阀的阀口开度来控制出水量时，首先判断是否满足(t-tc)/(th-t)>1，若是，则以冷水阀的阀口开度为基准进行控制，使热水阀的阀口开度为冷水阀阀口开度的(t-tc)/(th-t)倍；否则，以热水阀的阀口开度为基准进行控制，使冷水阀的阀口开度为热水阀阀口开度的(th-t)/(t-tc)倍。

优选地，作为基准的阀口开度小于等于其最大开度的50％。

以阀口开度为控制手段的控制方式的优选实例的控制流程如图3所示。

优选地，步骤s20中，通过热水温度传感器检测热水温度th，通过冷水温度传感器检测冷水温度tc。也即，相应的饮水机中可设置两个温度传感器，分别用于检测热水温度和冷水温度。

优选地，步骤s10中，可以通过语音输入、按键输入或移动终端app输入的方式设定目标出水温度t。为此，相应的饮水机中可以设置有语音输入模块，用于输入并识别相应的语音指令；或者可以在操作面板上设置按键，用于输入相应的控制信息；或者设置有通讯模块，用于与移动终端(如手机等)进行通讯，从而借助于移动终端的app进行控制指令的输入。

优选地，本发明的控制方法还可以包括步骤：根据用于盛接出水的接水容器(例如水杯)的高度和接水容器内的液面高度控制饮水机停止出水。为此，需要在相应的饮水机中设置相应的传感器，例如超声传感器或红外传感器，以便检测相应的接水容器的高度及其内部液面的高度。例如，超声波传感器可以包括超声波发生器和接收器，当超声波发生器发出的超声波遇到障碍物(例如杯口边缘或者液面)时会反射，接收器接收到反射回来的超声波后，便可以判断出障碍物与超声波传感器之间的距离，这样，杯口边缘和液面二者到超声波传感器之间的距离之差，即等于杯中的液面到杯口边缘的距离。

优选地，控制饮水机停止出水的步骤包括：

利用超声传感器或红外传感器检测接水容器的高度；

在饮水机出水的过程中，利用超声传感器或红外传感器检测接水容器内的液面高度；

在所述液面高度与接水容器的高度之差达到预设范围时，关闭热水阀和冷水阀。

这样，本发明的控制方法能够实现自动停止出水，进一步免除用户的手动操作，使饮水机的自动化水平和智能化水平更高，用户体验进一步得到提升。

本发明的控制方法在具体实施时，在用户设定所需温度后，控制器可根据以上检测计算过程，立即进行自动出水，从出水口出来的水即是用户所需要的温度，具有较高的实时性、主动性，温度控制稳定。而如果在出水口设置温度检测装置，通过检测出水口温度来反馈调节冷、热水量的话，则会存在较明显的滞后性，容易导致水温忽冷忽热的现象。

在上述工作的基础上，本发明的第二方面提供了一种饮水机，其能够实时精准地控制出水温度，智能化水平高。

具体地，本发明的饮水机包括热水存储部(如热罐)和冷水存储部(如冷罐)，所述热水存储部连接有热水阀，所述冷水存储部连接有冷水阀，其中，所述饮水机采用本发明前面所述的控制方法对出水进行控制。

优选地，所述热水阀和所述冷水阀为开关阀，优选为电磁阀；或者，所述热水阀和所述冷水阀为阀口开度可调的阀。

优选地，所述饮水机还包括：

热水温度传感器和冷水温度传感器，分别用于检测热水温度和冷水温度；

超声传感器或红外传感器，用于检测用于盛接出水的接水容器(如水杯)的高度和接水容器内的液面高度；

语音输入模块，用于输入语音控制命令，例如设定目标出水温度、启动和停止出水等；

通讯模块，用于连接移动终端，以便对所述饮水机进行远程控制和/或状态查看，例如远程设置目标出水温度、实时查看冷水温度和/或热水温度，等等。

本发明的饮水机可称得上是真正意义上的智能饮水机，能够根据用户所设定的目标出水温度，实时智能地控制出水温度，甚至控制出水的总量，省去了用户接开水后的漫长等待时间，解决了用户自己混合冷、热水的不确定性和温度不受控，满足了用户对所需水温精确稳定控制的要求，控制过程具有实时性、主动性，且正因为主动控制，使得出水温度比较稳定；避免了反馈温度调节的滞后和易出现水忽冷忽热现象，大大提升了饮水机的智能化程度和用户体验效果。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。