一種電熱水器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電熱水器，所述電熱水器包括加熱裝置和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述加熱裝置的功率，所述電加熱器進一步包括流量傳感器，所述流量傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的水流量；溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的進水溫度；以及計算裝置，所述計算裝置能夠根據(jù)進水溫度和出水溫度差、水流量等參數(shù)來計算加熱裝置的加熱功率。本發(fā)明另外還涉及一種電熱水器的控制方法。
【專利說明】一種電熱水器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電熱水器，特別地，涉及一種智能恒溫即熱式電熱水器。另外，本發(fā)明還涉及一種電熱水器的控制方法。
技術背景
[0002]即熱式電熱水器是一種可以通過電子加熱元器件來快速加熱流水，并且能通過電路控制水溫、流速、功率等，使水溫達到適合人體洗浴的溫度的熱水器。即開即熱，無須等待，通常在數(shù)秒內可以啟動加熱。
[0003]恒溫即熱式電熱水器是指熱水器在進水流量和進水溫度以及電源電壓等有所變化的情況下，仍能保持出水溫度與用戶所設定的溫度基本恒定的電熱水器。
[0004]現(xiàn)有的恒溫式電熱水器的缺點在于，加熱速度慢，穩(wěn)定性差，并且智能化程度低。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一方面在于提供一種電熱水器，所述電熱水器包括加熱裝置和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述加熱裝置的功率，所述電加熱器進一步包括流量傳感器，所述流量傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的水流量；溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的進水溫度；以及計算裝置，所述計算裝置能夠根據(jù)下述公式來計算加熱裝置的加熱功率，
P=CMF/t,
其中，P為所述加熱裝置的加熱功率，C為水的比熱容，M為單位時間內進入所述加熱裝置的水的質量，F(xiàn)為期望的出水溫度與檢測到的進水溫度之差，t為將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度的預設時長；
并將計算結果發(fā)送給所述控制系統(tǒng)以使得所述控制系統(tǒng)能夠控制所述加熱裝置在預設時間內將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度。
[0006]在本發(fā)明中，使用者可以設定希望達到預定溫度的時間，或者也可以采用控制系統(tǒng)默認的時間，然后通過計算裝置根據(jù)水溫差、水流量等參數(shù)，快速計算出達到預定溫度所需的加熱功率。通過這種方案，可實現(xiàn)快速加熱，并且電熱水器的工作過程更加穩(wěn)定。
[0007]在一種實施方式中，所述電熱水器還包括記憶存儲模塊，所述記憶存儲模塊能夠存儲所述加熱裝置的功率曲線，以便于在電熱水器的工作參數(shù)相同的情況下，由控制器根據(jù)存儲的功率曲線直接控制加熱裝置的功率而無需所述計算裝置重新計算，智能化程度更聞。
[0008]在優(yōu)選的實施方式中，所述電熱水器還包括電壓檢測電路，當所述電壓檢測電路檢測到電壓波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率，以確保電熱水器始終在穩(wěn)定的狀態(tài)下運行，不受環(huán)境電壓的影響。
[0009]在一種實施方式中，所述電熱水器還包括漏電保護裝置，所述漏電保護裝置能夠在出現(xiàn)漏電或干燒的情況下自動關閉所述電熱水器，徹底解決漏電或干燒等技術問題。[0010]在一種實施方式中，所述控制系統(tǒng)包括加熱時長設定模塊，所述加熱時長設定模塊用于使用者設定所述預設時長，這樣便于使用者根據(jù)需要調整加熱時間。
[0011]在一種實施方式中，所述加熱裝置包括換熱體、電熱管和外殼，所述換熱體由管材纏繞具有中空內腔的平板形狀制成；所述電熱管包括若干根不同長度功率的電熱管，所述電熱管構成發(fā)熱柵欄板；發(fā)熱柵欄板插入換熱體的中空內腔內，發(fā)熱柵欄板與中空內腔壁之間有間隙；澆鑄的導熱金屬包裹換熱體，導熱金屬將電熱管與電熱管、電熱管與換熱體固定連接在一起，包裹換熱體的導熱金屬構成外殼。
[0012]另外，本發(fā)明還涉及一種電熱水器的控制方法，其包括通過水流量傳感器檢測進入所述加熱裝置的水流量；使用者設定期望的出水溫度；通過所述溫度傳感器檢測進入所述加熱裝置的進水溫度；通過計算裝置根據(jù)下述公式來計算所述加熱裝置的加熱功率，
P=CMF/t,
其中，P為所述加熱裝置的加熱功率，C為水的比熱容，M為單位時間內進入所述加熱裝置的水的質量，F(xiàn)為期望的出水溫度與檢測到的進水溫度之差，t為將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度的預設時長；并將計算結果發(fā)送給所述控制系統(tǒng)以使得所述控制系統(tǒng)能夠控制所述加熱裝置在預設時長內將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度。
[0013]在本發(fā)明中，使用者可以設定希望達到預定溫度的時間，或者也可以采用控制系統(tǒng)默認的時間， 然后通過計算裝置根據(jù)水溫差、水流量等參數(shù)，快速計算出達到預定溫度所需的加熱功率。通過這種方式，可實現(xiàn)快速加熱，并且電熱水器的工作過程更加穩(wěn)定。
[0014]在優(yōu)選的實施方式中，在所述計算裝置計算出所述加熱裝置的加熱功率之后，所述控制器先將所述加熱裝置的功率提升至大于計算出的加熱功率，并保持一定的時長后降低至計算出的加熱功率，這樣能夠實現(xiàn)更加快速的加熱。
[0015]在優(yōu)選的實施方式中，所述預設時長為系統(tǒng)默認的時長，并且所述預設時長為多個；當選擇最小的預設時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)再次選擇較大的預設時長進行計算，直至所計算出的加熱功率小于加熱裝置所允許的最大功率。
[0016]所述預設時長由使用者設定，并且當采用使用者設定的預設時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)提醒使用者重新設定更長的預設時長。
[0017]在另一優(yōu)選的實施方式中，在進水溫度較低或水流過大時，計算出的所需功率大于加熱器所允許的最大功率時，提示使用者水流過大，使用者按提示適當調小水流直至溫度恒定。
[0018]在優(yōu)選的實施方式中，通過所述流量傳感器檢測到水流波動，當所述水流量波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電熱水器的模塊圖。
[0020]圖2a和2b分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電熱水器的加熱裝置的換熱體的不同角度的視圖。
[0021]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電熱水器的加熱裝置的換熱體和電熱管的裝配圖。
[0022]圖4a和4b分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電熱水器的加熱裝置的側視圖和截面圖。
【具體實施方式】
[0023]下文中參考附圖并結合【具體實施方式】，進一步地詳細闡述本發(fā)明電熱水器及其控制方法。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明電熱水器包括加熱裝置和控制裝置，控制裝置用于控制加熱裝置的工作。本發(fā)明電熱水器還包括流量傳感器，流量傳感器用于檢測進入加熱裝置的水流量，也即，單位時間從經加熱裝置的進水口進入加熱裝置的水的體積。在具體的實施方式中，流量傳感器被安裝在加熱裝置的進入口處。
[0025]如圖2所示，在優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明電熱水器的加熱裝置包括換熱體1、電熱管2和外殼3，所述換熱體I由管材纏繞具有中空內腔13的平板形狀制成；所述電熱管2包括若干根不同長度功率的電熱管，所述電熱管2構成發(fā)熱柵欄板22 ;發(fā)熱柵欄板22插入換熱體I的中空內腔13內，發(fā)熱柵欄板22與中空內腔13壁之間有間隙；澆鑄的導熱金屬包裹換熱體1，導熱金屬將電熱管與電熱管、電熱管與換熱體固定連接在一起，包裹換熱體的導熱金屬構成外殼3。在優(yōu)選的實施方式中,外殼3還包括換熱塊31,電熱水器的控制系統(tǒng)安裝在換熱塊31上，可以利用進水的低溫度來降低控制系統(tǒng)的裝置，防止控制系統(tǒng)因高溫而出現(xiàn)老化。
[0026]另外，本發(fā)明電熱水器還包括溫度傳感器和計算裝置，溫度傳感器用于檢測進入加熱裝置的進水溫度，而計算裝置根據(jù)使用者設定的期望的出水溫度與進水溫度之差、流量傳感器檢測的水流量以及使用者希望達到期望的出水溫度所需的時長來計算加熱裝置所需的加熱功率，并且將計算結果發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號，控制加熱裝置的加熱功率，從而能夠迅速地在預設時長內將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度。
[0027]具體地，計算裝置根據(jù)公式P=CMF/t來計算加熱裝置的加熱功率，其中P為所述加熱裝置的加熱功率，C為水的比熱容，M為單位時間內進入所述加熱裝置的水的質量，F(xiàn)為期望的出水溫度與檢測到的進水溫度之差，t為將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度的預設時長。
[0028]關于將水從進水溫度加熱至出水溫度所需的時間，可以通過系統(tǒng)設置的默認時長，例如20秒，也可以由使用者直接設置。
[0029]對于系統(tǒng)設置的默認時長，控制系統(tǒng)中可以設置多個時長，當選擇最小的時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)再次選擇較大的時長進行計算，直至所計算出的加熱功率小于加熱裝置所允許的最大功率，之后控制系統(tǒng)控制加熱裝置進行加熱，從而實現(xiàn)以最快的速度進行加熱。
[0030]對于使用者直接設置的時長，控制系統(tǒng)需要包括相應的加熱時長設定模塊，加熱時長設定模塊用于使用者設定所期望的加熱時長，同時控制系統(tǒng)也要確保加熱裝置的加熱功率小于所允許的最大功率，否則提醒客戶重新設定更長的時長。即，當采用使用者設定的預設時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)提醒使用者重新設定更長的預設時長。[0031]在優(yōu)選的實施方式中，電熱水器還包括記憶存儲模塊，記憶存儲模塊用于存儲加熱裝置的功率曲線，該功率曲線例如是加熱裝置的功率與加熱時間的曲線，以便于在電熱水器的工作參數(shù)相同的情況下，由控制器根據(jù)存儲的功率曲線直接控制加熱裝置的功率而無需所述計算裝置重新計算。例如，在電熱水器第一次工作時，記憶存儲裝置將加熱裝置的工作功率與工作時間的曲線存儲，在使用者第二次使用時，如果控制器判斷檢測到的水流量、溫度差等參數(shù)處于可接受的范圍內時，則控制系統(tǒng)直接調用記憶存儲裝置中存儲的功率曲線，無需計算裝置重新計算。對于相同的使用者，也無需使用者再次重新設置相關參數(shù)，例如期望達到的出水溫度。
[0032]在優(yōu)選的實施方式中，本電熱水器還包括電壓檢測電路，當電壓檢測電路檢測到供電電壓波動超過預設范圍時，計算裝置重新計算加熱裝置的加熱功率，以便于維持電熱水器的工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。
[0033]在另一優(yōu)選的實施方式中，可通過所述流量傳感器檢測到水流波動，當所述水流量波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率。
[0034]在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明電熱水器還包括漏電檢測裝置，漏電保護裝置能夠在出現(xiàn)漏電或干燒的情況下自動關閉所述電熱水器，徹底解決漏電或干燒等技術問題。
[0035]在優(yōu)選的實施方式中，為了更快地將進入加熱裝置的水從進水溫度加熱至期望的出水溫度，計算裝置計算出加熱裝置的加熱功率之后，并將計算結果發(fā)送給控制器，控制器先將加熱裝置的功率提升至大于計算出的加熱功率，并保持預定的時長后降低至計算出的加熱功率。
[0036]另外，在冬天進水溫度較低或水流過大時，計算出的所需功率大于加熱器所允許的最大功率時，提示使用者水流過大，使用者按提示適當調小水流直至溫度恒定。
[0037]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發(fā)明做出的非實質性修改，也均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電熱水器，其包括加熱裝置和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述加熱裝置的功率，其特征在于，所述電熱水器進一步包括 流量傳感器，所述流量傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的水流量； 溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測進入所述加熱裝置的進水溫度；以及 計算裝置，所述計算裝置能夠根據(jù)下述公式來計算加熱裝置的加熱功率，
P=CMF/t, 其中，P為所述加熱裝置的加熱功率，C為水的比熱容，M為單位時間內進入所述加熱裝置的水的質量，F(xiàn)為期望的出水溫度與檢測到的進水溫度之差，t為將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度的預設時長； 并將計算結果發(fā)送給所述控制系統(tǒng)以使得所述控制系統(tǒng)能夠控制所述加熱裝置在預設時長內將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度。
2.根據(jù)權利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述電熱水器還包括記憶存儲模塊，所述記憶存儲模塊能夠存儲所述加熱裝置的功率曲線，以便于在電熱水器的工作參數(shù)相同的情況下，由控制器根據(jù)存儲的功率曲線直接控制加熱裝置的功率而無需所述計算裝置重新計算。
3.根據(jù)權利要求2所述的電熱水器，其特征在于，所述電熱水器還包括電壓檢測電路，當所述電壓檢測電路檢測到電壓波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率。
4.根據(jù)權利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述電熱水器還包括漏電保護裝置，所述漏電保護裝置能夠在出現(xiàn)漏電的情況下自動關閉所述電熱水器。
5.根據(jù)權利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括加熱時長設定模塊，所述加熱時長設定模塊用于使用者設定所述預設時長。
6.根據(jù)權利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱裝置包括換熱體、電熱管和外殼，其中 所述換熱體由管材纏繞具有中空內腔的平板形狀制成； 所述電熱管包括若干根不同長度功率的電熱管，所述電熱管構成發(fā)熱柵欄板；發(fā)熱柵欄板插入換熱體的中空內腔內，發(fā)熱柵欄板與中空內腔壁之間有間隙； 澆鑄的導熱金屬包裹換熱體，導熱金屬將電熱管與電熱管、電熱管與換熱體固定連接在一起，包裹換熱體的導熱金屬構成外殼。
7.一種電加熱器的控制方法，其特征在于，其包括 通過水流量傳感器檢測進入所述加熱裝置的水流量； 使用者設定期望的出水溫度； 通過所述溫度傳感器檢測進入所述加熱裝置的進水溫度； 通過計算裝置根據(jù)下述公式來計算所述加熱裝置的加熱功率，
P=CMF/t, 其中，P為所述加熱裝置的加熱功率，C為水的比熱容，M為單位時間內進入所述加熱裝置的水的質量，F(xiàn)為期望的出水溫度與檢測到的進水溫度之差，t為將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度的預設時長； 并將計算結果發(fā)送給所述控制系統(tǒng)以使得所述控制系統(tǒng)能夠控制所述加熱裝置在預設時長內將水從進水溫度加熱至期望的出水溫度。
8.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，將所述加熱裝置的功率曲線存儲在記憶存儲裝置內，以便于在電熱水器的工作參數(shù)相同的情況下，由控制器根據(jù)存儲的功率曲線直接控制加熱裝置的功率而無需所述計算裝置重新計算。
9.根據(jù)權利要求8所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，通過所述電壓檢測電路檢測到電加熱器的電壓波動，當所述電壓波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率。
10.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，在所述計算裝置計算出所述加熱裝置的加熱功率之后，所述控制器先將所述加熱裝置的功率提升至大于計算出的加熱功率，并保持預定的時長后降低至計算出的加熱功率。
11.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，當所述電加熱器出現(xiàn)漏電時，通過漏電保護裝置使得所述電加熱器停止工作。
12.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，所述預設時長為系統(tǒng)默認的時長，并且所述預設時長為多個； 當選擇最小的預設時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)再次選擇較大的預設時長進行計算，直至所計算出的加熱功率小于加熱裝置所允許的最大功率。
13.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，所述預設時長由使用者設定，并且當采用使用者設定的預設時長進行計算得出的加熱功率大于加熱裝置所允許的最大功率時，控制系統(tǒng)提醒使用者重新設定更長的預設時長。
14.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，在進水溫度較低或水流過大時，計算出的所需功率大于加熱器所允許的最大功率時，提示使用者水流過大，使用者按提示適當調小水流直至溫度恒定。
15.根據(jù)權利要求7所述的電加熱器的控制方法，其特征在于，通過所述流量傳感器檢測到水流波動，當所述水流量波動超過預設范圍時，所述計算裝置重新計算所述加熱裝置的加熱功率。
【文檔編號】F24H9/20GK103925703SQ201410170015
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】蔣德冰, 王洪霞, 吳云飛 申請人:中山市漢功電器有限公司