用于热水器的基于位置的温度限制控制的制作方法

本发明涉及由热水器输送的水的温度控制，特别是基于位置的温度控制。

背景技术：

用于热热水器的典型控制拓扑包括多个控制器，每个控制器位于不同的房间，例如浴室或厨房。这些控制器通常硬连接到热水器，并通过有线命令协议进行通信，以提供预设的水的温度或要求其他特殊功能，如浴缸灌装。因为每个控制器固定在住宅或建筑物中的相应房间，所以可以唯一地识别控制器，并且可以基于控制器的位置设置不同的温度限制。例如，厨房中的控制器将较高的最高水的温度(例如60℃)用于冲洗餐具，而浴室中的控制器将仅允许较低的最高水的温度(例如50℃)以避免或减少烫伤的可能性。

采用诸如远程单元、智能电话或平板电脑之类的无线移动设备代替传统的有线控制器可能产生不安全的情况。例如，用户可以从同样的设备来授权浴室中的较高温度设置，该设备也用于授权较高温度设置(例如60℃)以冲洗厨房中的餐具。

除非出现相反的指示，否则在此对已知现有技术的任何引用并不构成承认在本申请的优先权日期，本发明所涉及领域的技术人员通常已知这样的现有技术。

技术实现要素：

本发明提供一种控制由水加热系统输送的水的温度的方法，包括：

提供通信设备，该通信设备被定位成以便确定何时至少一个移动设备在预先选择的水接入点附近；

响应于确定所述至少一个移动设备在所述预先选择的水接入点附近，使用户能够选择所述水加热系统的温度设置；

在进行选择的情况下，将选择无线传送到与水加热系统通信的接收器。

所选择的温度设置可以包括选择较高温度设置，其中所述水加热系统输出高于较低温度范围的水。

在没有进行选择的情况下，水加热系统可以输出在较低温度范围内的温度的水。

通信设备可以是发射设备，其发射适于由至少一个移动设备检测的信号。

可以通过移动设备检测发射的信号来确定移动设备位于预选的水接入点附近。

来自发射设备的发射信号的范围可以是可调节的，以提供由预选水接入点服务的区域的适当覆盖。

发射的信号可以是：蓝牙信号、蓝牙低功耗(le)信号、红外光束、预定声音频率模式或超声信号。

该方法还可以包括：在确定移动设备位于预先选择的水接入点附近时，移除对移动设备上的温度设置的选择的限制。

在所选择的温度设置中，热水器可以将水加热到预设温度。温度可以由用户预先设置。

在较高温度设置内高于较低温度范围的水的温度是可选择的。

选择较高温度设置的步骤包括用户进行、挑选或确认所述选择。

该方法可以包括认证用户和/或认证移动设备的步骤。

用户和/或移动设备认证的步骤可以在选择温度设置之前或之后发生。

温度设置可以由用户选择和/或由被认证的移动设备自动选择。

用户认证可以包括密码或口令验证、生物识别验证或其组合。

移动设备认证可以包括以下中的一个或更多个：扫描条形码或快速响应(qr)代码，近场通信(nfc)扫描、安置或支撑移动设备在预设位置或连接点。

可以在位于预选水接入点附近的认证设备处执行用户和/或移动设备认证。

用户可以通过在移动设备上进行选择，触发开关，扫描条形码或快速响应(qr)代码，近场通信(nfc)扫描、或者安置或支撑无线设备在预先设置的位置或连接点来选择温度设置。

该方法可以包括在确定移动设备在预选择的水出口附近时记录移动设备的互联网协议(ip)地址，并且验证任何后续通信源自相同的ip地址。

两个或更多个移动设备和接收器可以配对，由此两个或更多个移动设备中的每一个可以使用户能够选择较高的温度设置。

驻留在接收器中的应用程序可以为配对的移动设备中的每一个分配优先级，并确定哪个移动设备具有设置水的温度的优先级。

较高温度设置的选择可以启动会话，在此期间水加热系统输送选择温度的水，并且在会话结束时，水加热系统恢复到输送较低温度的水。

所选温度设置的期满可以如下预先设置：由用户基于使用持续时间，由用户停用触发，由所述移动设备检测到所述信号的丢失，或者其一个或更多个的组合。

可以打开预先选择的水出口以输送选择温度的水，一旦预先选择的水出口关闭就启动计时器并在计时器达到预定时间段之后结束会话。

当在预定时间段期间再次打开预选择的水出口时，仍然可以应用所选择的较高温度设置。

移动设备可以使用以下之一与接收器通信：超高频(uhf)无线电信号、甚高频(vhf)无线电信号、调频(fm)无线电信号、调幅(am)无线电信号、3g,4g或5g协议、常规蓝牙、蓝牙低功耗(ble)、wifia/b/c/g/n，红外(ir)。

水加热系统可适于将热水输送到两个或更多个水出口。

发射设备可以发射可调节范围内的信号。

发射信号可以包括以下中的一个或更多个：蓝牙信号、蓝牙低功耗(le)信号、红外光束、预定声音频率模式或超声信号。

该方法可以进一步包括以下步骤：在确定移动设备位于预先选择的水接入点附近时，移除对移动设备上的较高温度选择的限制。

本发明还提供了一种用于水加热系统的温度控制系统，包括：

信号发射器，其位于预先选择的水出口附近，并且发射在一定范围内的信号，该信号适于被至少一个适于确定其是否接近预选水出口的移动设备检测或识别；

其中，在移动设备的处理器上或与移动设备通信的另一设备上可执行的应用程序适于接收移动设备在预先选择的水出口附近的确定，并且响应于接收到该确定，允许用户为了选择较高的温度设置或较低的温度设置，移动设备将用户选择无线地传送给接收器；

接收器，其向水加热系统输出控制信号，以响应于接收温度设置选择而输送选择温度的水。

可以允许预先选择的水出口输送高于较低温度或较低温度范围的温度的水，并且该应用程序使用户能够选择较低温度设置或较高温度设置。

本发明还提供了一种软件应用产品，当在移动设备中的处理器上执行时，该产品是可操作的以：

当移动设备在信号发射器的范围内时，检测由信号发射器发出的信号，以确定移动设备的位置；

响应于确定移动设备位于预先选择的水接入点附近，允许启动用户界面，该用户界面使用户能够选择由热水器输送到预选水接入点的水的温度设置；和

将用户选择无线地传送给与热水器通信的接收器。

所述用户界面可以使用户能够选择较高的温度设置，其中热水器输送高于较低温度范围的温度的水。

本发明还提供一种热水器，其适于将热水输送到一个或更多个出口，由上述温度控制方法控制。

本发明还提供了一种水加热系统，包括上述的热水器，其具有一个或更多个出口，以向连接到一个或更多个出口的一个或更多个龙头提供加热的水。

热水器可以具有与龙头一样多的出口，来自热水器的热水被输送到龙头。

热水器可具有两个或更多个出口，两个或更多个出口中的至少一个输送到至少一个龙头，其中允许最高水的温度高于较低温度范围，其余一个或更多个出口输送至其中输送温度在较低的温度范围内的至少一个龙头。

剩余的一个或多个出口可以各自配备有回火阀

该出口或每个出口可配备有回火阀。

位于龙头处的回火阀可以设置在所有龙头处，除了其中允许最高水的温度高于较低温度的至少一个龙头之外。

位于龙头处的回火阀可以设置在所有龙头处，除了允许最高水的温度高于较低温度的至少一个龙头中的仅一个龙头之外。

附图说明

现在将仅通过示例参考附图描述本发明的一个或更多个实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明的一方面的基于位置的温度控制系统的示意图；

图2是描绘温度控制系统的事件顺序的流程图；

图3是描绘温度控制系统的替代事件顺序的流程图；

图4是描绘具有温度控制系统的水加热系统的示意图，其中应用程序驻留在移动设备上；

图5是描绘具有温度控制系统的水加热系统的示意图，该温度控制系统包括单独安装的设备；

图6描绘了与移动设备通信的单独安装的设备的示意图；

图7是示出用于较高温度设置的会话发起和结束过程的流程图；

图8是示出能够实现图7中所示的过程的热水器和接收器部件的示意图；

图9描绘了水加热网络，其中具有一个出口的热水器向两个或更多个龙头提供水；

图10描绘了水加热网络，其中热水器具有至少两个出口，一个输送到其中允许水的温度达到较高温度的龙头，另一个输送到其中仅允许水的温度达到较低温度的龙头；

图11描绘了两个水加热网络，每个水加热网络由单独的温度控制系统控制。

具体实施方式

在此所述的基于位置的温度控制可应用于各种热水器系统，例如水加热和存储系统，即包括箱并由燃气、电、热泵或太阳能加热的系统。或者它可以应用于瞬时水加热系统，无论是燃气的还是电的，其不包括存储箱。还可以设想，控制系统可以在制造和安装时应用于水加热系统，或者可以改装到现有的水加热系统和管道网络。对于以下描述，除非另有说明，否则在该实施例中使用燃气瞬时热水器，例如cfgwh(连续流动燃气热水器)。

在一些水接入点，例如浴室或化妆间水槽或淋浴器的龙头，安全预防措施要求使用者可从龙头接近的水不比预定的或预先确定的安全温度阈值(例如50摄氏度)更热，以防止烫伤。低于或等于安全温度阈值的水输送温度在较低温度范围内。该预定或预定温度可以设置为热水器加热水的默认温度。或者，热水器可以具有其自己的默认设置以在特定温度下输送水。在其他位置，例如洗衣房或厨房，有时需要较高的温度设置用于诸如洗涤和漂洗之类的目的，其通常高于安全温度阈值。

图1是实施本发明的基于位置的温度控制系统100的拓扑的一般描绘。基于位置的温度控制系统100允许用户在需要时在一个或更多个位置选择或改变热水器或水加热系统的温度设置。例如，该选择可包括设置比上述较低温度范围较高的温度。在这些位置之外，水的温度设置可以预先设置为预定的安全温度阈值，也在较低温度范围内是由用户可选择的。

温度控制系统100被提供用于热水器10，热水器10将在住宅或建筑物中为其自身的水接入点网络(例如旋塞和龙头提供服务。热水器及其管道连接被认为是水加热系统或水加热网络。在使用多个热水器的一些大型住宅中，每个水加热系统将由其自身的温度控制系统100进行单独控制。

用于单个水加热系统的温度控制系统100允许一个或更多个用户使用他或她的移动设备(例如移动电话)来调节水的温度设置。然而，用户仅能够在某些位置(例如洗衣房中或厨房中的水接入点)将水的温度设置在较高温度范围内(即，高于安全温度阈值)。也就是说，温度控制系统采用基于位置的控制。

温度控制系统100包括通信设备104，该通信设备104将被定位成能够确认在允许较高输送温度的水接入点附近的授权用户的存在。通信设备104适于从移动设备或授权用户接收通信，以便确认用户或移动设备是否在水接入点附近。通信设备可以包括发射信号107的信号发射设备105。发射设备105优选地是信标。信标105是定向发射设备，例如发射一个或更多个定向波束，例如激光或红外波束。或者，发射设备可以发射全向信号。发射的信号可以包括蓝牙、蓝牙低功耗(ble)、无线电、红外波束、预定声音频率模式或超声信号，或适合作为定位信标信号的任何其他信号。信号发射设备105可以包括两个或更多个信标，其从不同的源发送无线信号，允许系统进行三角测量。要求是发射设备105发射或发送可由移动设备110的通信模块132检测和识别的信号107。

在特定实施例中，用户限于选择是否选择较高温度设置。为了减少用户需要提供的输入数，成功的认证将自动导致选择较高的温度设置。或者，系统被设置为使得用户和/或移动设备的认证是单独步骤，其需要在选择温度设置之前或之后完成，以便接收器125发送一命令用于较高温度输出到热水器10。该设置可以是默认设置，或者是可在以后(例如在安装时或由用户在另一时间)选择的可选设置。

图2描绘了导致温度设置被选择并被传送到热水器的过程的流程图。如图2所示，当移动设备被带入由信标的信号范围覆盖的区域(例如，房间)时205，在正常操作下，将检测到信标信号并且由移动设备识别其签名210。一旦识别出信号签名，移动设备上的应用程序就启动214。如前所述，启动214是自动的或由用户触发。可选地，在启动214之前，信号的检测消除了阻止应用程序启动的限制213。在启动应用程序之后，在应用程序内，用户能够选择温度设置215。如上所述，导致选择温度设置的动作可以是用户选择该温度设置内的温度和/或确认要选择特定温度设置，并且附加地或替代地由用户完成认证步骤。在完成温度设置的选择后，应用程序将使传送该选择的信号无线传输到接收器220。接收器又将该控制数据传送到热水器225。然后热水器输出在选择设置内的输送温度下的水230。

图3描绘了略微不同的实施例，其中用户选择和用户/移动设备认证作为单独的数据直接提供给接收器。为了启动温度控制，移动设备被带入由信标的信号范围覆盖的区域305。在正常操作和连接下，移动设备检测并识别信标信号，并且应用程序或程序被自动启动或如果用户选择启动它时则由他或她启动310。应用程序或程序使用户能够确认将特定(例如，较高)的温度设置被使用315，并且使得设备的通信模块将该选择无线地传送到接收器320。或者，如果由制造商或用户预先设置，系统将通过要求认证动作或密钥来确认用户和/或移动设备已经被认证325，然后将认证确认传送给接收器330。一旦接收器得到已经选择了特定的温度设置并且用户和/或移动设备已经被认证的信号，它向热水器控制器提供相应的温度设置命令或控制信号335。即，对于输出所选择的温度设置的水的热水器，接收器需要接收用户对温度设置的选择315，以及用户和/或移动设备的确认被认证330。然后，热水器以适当的输送温度输出水340。

用户的认证可以从移动设备110或从在预先选择的水接入点的区域中的方便位置处提供的单独设备来完成。图4描绘了描绘第一实施例温度控制系统100的通信和部件的示意图，其中认证在移动设备110上完成。移动设备110配备有输入模块130，其向处理器120提供输入。使用输入模块130，用户提供适当的授权密钥或认证密钥，并且该数据作为输入提供给处理器120。一旦应用程序或程序115接收到适当的选择和/或认证数据，它就向接收器125提供无线信号以使热水器10能够输出所选择的温度设置的水。

输入模块130将是以下中的一个或更多个：诸如字母数字键盘/小键盘的键盘/小键盘，诸如指纹传感器的生物识别传感器，用于扫描例如条形码、在儿童无法访问的位置提供的快速响应(qr)码的相机或扫描仪，视网膜图像或用于记录语音命令的麦克风。在一些实施例中，将需要不同验证模式的组合。

在图5所示的变型中，用于输入认证密钥的输入模块或硬件150位于认证设备140上，减少了要求或用户将数据输入到移动设备中。这可能是期望的，因为用户可能正在处理潮湿或脏物品并且可能希望最小化在他们的移动设备上执行所需的步骤的数量。单独的认证设备140将验证所提供的认证密钥，或者在有线或无线通信中向接收器125提供认证密钥。

认证设备140将包括输入硬件或模块150。输入硬件或模块150可以包括以下中的一个或更多个：物理触发器或开关，生物识别扫描仪，例如启用字母数字输入的键盘，其中移动设备将安置的支架，或其中扫描移动设备的近场通信(nfc)扫描仪，或者将扫描由应用程序或程序115提供在移动设备屏幕上的条形码或qr码的条形码或qr码扫描仪。因此，认证设备140将被提供在预先选择的水接入点附近的预设位置或连接点处，优选地在视野之外或不太可能被小儿童接近的位置处。包括在认证设备140中的通信模块155使设备140能够与接收器125和移动设备110通信。认证设备140将包括数据存储介质160，以存储通过其由用户提供的数据将被比较的认证密钥，如果它是验证验证密钥的设备。

在一些实施例中，认证设备140将替换信号发射设备105。通过认证设备140位于水接入点附近，用户在认证设备140上认证他们的移动电话或其他移动设备的动作将确认用户在水接入点附近。

在其他实施例中，将单独地或在组合设备中提供发射设备105和认证设备140二者。

在另一实施例中，提供了可以用作前述认证设备140的单独安装的设备。单独安装的设备将显著地减少或消除用户处理其移动设备的需要。例如，如图6所示，单独安装的设备600将包括通信模块605，其适于使用一个或更多个可用通信协议与移动设备110通信。一旦检测到信标信号，移动设备100就将信标检测传送到单独安装的设备600中的控制器或微控制器610。然后，用户使用输入模块620输入认证密钥，输入模块620包括一个或更多个以上与上述认证设备140相关的输入模式。将输入数据与存储在设备600内的数据存储介质625中或在接收器125内的介质170中的验证密钥进行比较，以认证用户。在验证所提供的认证密钥后，接收器将与热水器控制器通信以输出较高温度的水。

如果用户不需要较高的温度设置，则不执行上述认证步骤。热水器将水加热到默认温度。认证设备140或单独安装的设备600将可选地包括计时器630，其提供从移动设备110验证检测到信标信号的时间开始的时间窗口，其中可以提供认证密钥。

控制器610将可选地使显示器或指示器615向用户指示准备好使用户使用其输入模块620输入认证密钥。显示器可以是，例如，或者一个或更多个灯，例如发光二极管、组合灯和其他类型的显示器。可选地，指示灯将在较高温度设置运行时接通，以用作对用户或住宅内的其他人的视觉警告。作为另一层认证，当移动设备110检测到信标信号时，它将可选地传送其网际协议(ip)地址以便记录在接收器125中的数据存储介质170中，或者如果可用的话，诸如认证设备40的协作的外部设备中。在接收器125接受任何后续数据传输或命令之前，它将验证数据或通信源自记录的ip地址。

当选择温度设置时，热水器控制器将可选地初始有限的时间会话，在此期间热水器将选择温度的水输送到预选的水接入点。在该会话结束时，热水器恢复输送在默认安全温度或先前温度设置的水。附加地或替代地，该会话的到期可以由用户触发或任意地确定-即，通过用户停用，用户请求系统恢复到先前或默认温度设置。这可以通过触发开关，或者按下或触摸单独安装的设备上的键或按钮，或者通过从移动设备110上可执行的应用程序或程序的用户界面进行选择或请求来完成。替代地或另外地，该会话的到期由用水结束确定-即，当用户在预先选择的水接入点处关闭龙头时，或者可以是基于时间的，由此该会话在预定时间窗口之后结束。在提供发射设备105的一些实施例中，可以通过移动设备丢失对信标信号107的检测来附加地或替代地触发期满。

可以可选地基于使用和时间来确定该会话到期。例如，如图7所示，当接收器和/或热水器控制器接收到温度设置选择时，所选择的温度设置被启动705。初始启动计时器直到第一时间段710。如果用户在第一时间段结束之前没有从预先选择的水接入点抽取任何水715，则该会话结束。如果在第一时间段期间用户打开龙头以从预先选择的水接入点抽取水，则计时器停止725。当用户关闭龙头时，计时器重新开始，以测量直到第二时间段730的时间。第二时间段可以与第一时间段相同或不同。如果在第二时间段内没有再次打开龙头，则会话结束735。如果在第二时间段740内再次打开龙头，则计时器将再次重新启动再次直到第一时间段710。会话以这种方式继续，直到用户离开龙头超过第二时间段730的时间段。

在温度控制会话结束之前，温度控制系统或网络将不允许启动另一个温度控制会话。这防止用户从一个位置处的安全温度设置中选择但由于不同位置处的不同用户启动热水器在较高温度下输送水的会话而意外烫伤的情况。

图8描绘了使得能够实现图7中描绘的过程的部件的示例。流量计25嵌入在热水器105中以测量从输送水的热水器出口12到预先选择的水接入点20的水输送的流量。来自流量计12的输出被提供给接收器125，其包括计时器。计时器将其数据提供给控制器129，例如微控制器，其实现上述控制程序。

在上述实施例中，移动设备110、认证设备140或更一般地单独安装的设备600与接收器125之间的通信采用以下之一：超高频(uhf)无线电信号，非常高频率(vhf)无线电信号，调频(fm)无线电信号，调幅(am)无线电信号，3g、4g或5g协议，常规蓝牙，低功耗蓝牙(ble)，wifia/b/c/g/n、红外线(ir)。

图9描绘了水加热网络，其中热水器具有单个出口但适于将水输送到两个或更多个龙头。根据用户在龙头处的要求，将输送的加热的水与来自水主管5的未加热的水混合。至少一个龙头20位于允许较高温度的区域中，例如，在厨房中。另一个(一些)龙头22位于不允许温度设置选择或较高温度水的区域中。然而，当较高温度设置有效时，加热到较高温度的水将可输送到所有龙头20，22。因此在一些实施例中，回火阀32安装在龙头22处或附近以确保水的温度将不高于安全温度。在允许较高温度水的位置中的龙头20也可以通过回火阀30控制，但设置为较高的温度。

如图10所示，替代地，热水器10将具有至少两个出口，一个出口将水输送到其中允许水的温度达到较高温度的龙头20，另一个出口将水输送到其中只允许水的温度达到安全温度的一个或更多个龙头22。在更极端的情况下，热水器10可以具有与龙头一样多的出口。每个龙头可以设置有回火阀30，32。然而，回火阀32至少设置在其中允许温度仅达到安全温度的龙头22处。

如图11所示，在具有例如两个单独厨房的住宅或建筑物中，每个厨房中的管道将优选地是单独的水加热网络的一部分，每个由单独的温度控制系统100控制。

信标和接收器以及输入和/或认证设备可以设置在独立的壳体中，例如具有改装系统的壳体，或者如果需要，可以作为通用电源插座的一部分提供。如果要寻求保护，则需要提供具有信标、接收器、输入和认证设备的通用电源插座的外壳。

无论何处使用，“包含(comprising)”一词应理解为“开放”意义，即“包括(including)”意义，因而不限于其“封闭”意义，即“仅由......组成”的意义。相应的含义应归于它们出现的相应词语“包含(comprise)”，“被包含”和“包含(comprises)”。

应当理解到，在此公开和限定的本发明扩展到文本中所提到的或显而易见的两个或更多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各种替代方面。

尽管已经描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的本质特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，本发明的实施例和示例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，因此对本领域技术人员显而易见的所有修改都旨在包含在其中。