一种热水器及其节能控制装置和方法与流程

1.本发明涉及热泵节能领域，尤其涉及一种热水器及其节能控制装置和方法。


背景技术：

2.现有热水器根据使用者所设定的水温自动进行加热运转，并能够在水温下降一定温度后(使用热水导致水温降低或因储水箱自然散热导致水箱中水温降低)重新启动加热运转，以保证水温始终维持在较高温度。
3.热水器在实际工作过程中存在如问题：
4.使用者长时间未使用热水，储水箱中热水因自然散热而导致水温降低，水温降低至一定温度后热泵机组会自动启动加热运转以维持水温在使用者预设的使用温度；机组频繁启动保温加热运转但热水实际使用量较少或无使用量，出现能源浪费的现象。


技术实现要素：

5.为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种热水器及其节能控制装置和方法，该控制方法通过收集实际使用情况，将热水器运转状态直观的呈现给使用者，并向使用者提供参数设定建议，优化使用体验的同时尽可能降低能源消耗。
6.为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
7.本发明的有益效果为：
8.一种热水器节能控制方法，包括加热装置和储水箱，所述储水箱用于储存热水并能够对热水进行保温，所述加热装置用于对储水箱内的水进行加热；
9.以储水箱内水温达到设定温度ts开始统计时间，当储水箱内水温为ts-a并且所述加热装置进入工作状态以对储水箱内的水进行加热时，停止统计时间，并且将该过程记为一个时间周期t；
10.采集n(n为大于等于3的自然数)个时间周期所对应的总时长∑tn，以及n个时间周期内实际热水的总使用量∑rsn；
11.其中，当∑tn＜b时，判定热水器处于高负荷用水状态；则向使用者提供提高设定温度ts的建议；
12.当b≤∑tn＜d时，判定热水器处于中负荷用水状态；则不向使用者提供建议；
13.当∑tn≥d时，判定热水器处于低负荷用水状态；此时，若∑rsn＜c，则向使用者发出降低设定温度ts或停机的运转建议；若∑rsn≥c，则不向使用者提供建议。
14.作为优选，阈值b≤12h，阈值d≥24h。
15.作为优选，所述储水箱的容量为v，阈值c≤0.5v。
16.作为优选，阈值a≥5℃。
17.作为优选，停止统计时间后，能够记录该时间周期t的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存；
18.当上一个时间周期t内的时间信息被储存后，能够重新开始统计下一个时间周期t
的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存。
19.作为优选，停止统计时间后，能够记录该时间周期t的热水使用量rs并将该时间周期t内的热水使用量rs信息储存；
20.当上一个时间周期t内的热水使用量rs信息被储存后，能够重新开始统计下一个时间周期t的热水使用量rs并将该时间周期t内的热水使用量rs信息储存。
21.作为优选，使用者可根据提供的建议选择是否更改热水器设定参数；并且不管使用者是否更改热水器设定参数，机组将以使用者最后一次设定的参数信息进行运转。
22.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的热水器节能控制方法。
23.一种储水箱节能控制装置，采用如上所述的热水器节能控制方法，还包括：
24.计时模块，用于记录该时间周期t的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存；
25.水流量检测模块，安装在储水箱的出水口处，用于获取储水箱的热水使用量rs；
26.水温检测模块，安装在储水箱内，用于获取储水箱内的温度参数；
27.第一控制模块，根据所获取的时间信息、热水使用量rs和温度参数，决定是否向使用者提供建议。
28.一种热水器，包括如上所述的储水箱节能控制装置，还包括热泵模块、冷媒-水换热器、储水箱、冷媒管道、冷媒管道和控制机构。
29.所述储水箱上布置有冷水进口管、热水出口管、水流量检测模块、水温检测模块。
30.所述热泵模块能够从空气中吸收热量，并通过第一冷媒管道和第二冷媒管道，将热量输送至冷媒-水换热器；
31.所述冷媒-水换热器能够将高温冷媒所携带的热量传递给水；
32.所述储水箱能够储存热水，并对热水进行保温；
33.所述冷水进口管与储水箱相连通并能够向储水箱中补充未经加热处理的水；
34.所述热水出口管与储水箱相连通并能够将储水箱中经过加热处理的热水输送至储水箱外部；
35.所述水流量检测模块检测通过热水出口管的水流量，并能够将所检测到的水流量信息传递至控制机构；
36.所述水温检测模块，其能够检测储水箱中或热水出口管的热水温度，其数量至少为个，并能够将所检测到的水温信息传递至控制机构。
37.本发明的有益效果为：通过收集实际使用情况，将热水器运转状态直观的呈现给使用者，并向使用者提供参数设定建议，优化使用体验的同时尽可能降低能源消耗。
附图说明
38.图1是本发明热水器的示意图；
39.图2是本发明的逻辑控制图。
40.其中，1、热泵模块；2、冷媒-水换热器；3、储水箱；4、第一冷媒管道；5、第二冷媒管道；6、控制机构；31、冷水进口管；32、热水出口管；33、水流量检测模块；34、水温检测模块。
具体实施方式
41.下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.实施例一：
47.一种热水器节能控制方法，包括加热装置和储水箱3，所述加热装置用于对储水箱3内的水进行加热；
48.以储水箱3内水温达到设定温度ts开始统计时间，当储水箱3内水温为ts-a并且所述加热装置进入工作状态以对储水箱3内的水进行加热时，停止统计时间，并且将该过程记为一个时间周期t；
49.采集n(n为大于等于3的自然数)个时间周期所对应的总时长∑tn，以及n个时间周期内实际热水的总使用量∑rsn；
50.其中，当∑tn＜b时，判定热水器处于高负荷用水状态；在此情况下，储水箱3内实际水温低，热水出水量虽大，但所提供的热能较小，无法满足高负荷热水使用要求，导致加热装置频繁进入工作状态，此时可向使用者提供提高热水设定温度ts以满足使用负荷的建议，使用者可根据热水器提供的建议修改设定参数，提升使用舒适性；
51.当b≤∑tn＜d时，判定热水器处于中负荷用水状态；在此情况下，所设定的参数基本满足使用者的使用需求，则不向使用者提供建议；
52.当∑tn≥d时，判定热水器处于低负荷用水状态；此时，若∑rsn＜c，在此情况下，
使用者长期未使用热水或热水使用量少，储水箱3内的热量主要部分均向四周扩散，造成能量的损失，因此向使用者发出降低设定温度ts或停机的运转建议；
53.若∑rsn≥c，在此情况下，所设定的参数基本满足使用者的使用需求，则不向使用者提供建议。
54.这样，通过收集实际使用情况，将热水器运转状态直观的呈现给使用者，并向使用者提供参数设定建议，优化使用体验的同时尽可能降低能源消耗。
55.在本发明实施例中，阈值b≤12h，优选b＝12h，阈值d≥24h，优选d＝24h；这样，符合使用者的常规使用情况，进而能够发出更合适的建议。
56.在本发明实施例中，所述储水箱3的容量为v，阈值c≤0.5v，以储水箱3的容量为500l为例，阈值c≤250l，优选阈值c＝200l。
57.在本发明实施例中，阈值a≥5℃。
58.在本发明实施例中，停止统计时间后，能够记录该时间周期t的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存；
59.当上一个时间周期t内的时间信息被储存后，能够重新开始统计下一个时间周期t的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存。
60.在本发明实施例中，停止统计时间后，能够记录该时间周期t的热水使用量rs并将该时间周期t内的热水使用量rs信息储存；
61.当上一个时间周期t内的热水使用量rs信息被储存后，能够重新开始统计下一个时间周期t的热水使用量rs并将该时间周期t内的热水使用量rs信息储存。
62.在本发明实施例中，使用者可根据提供的建议选择是否更改热水器设定参数；并且不管使用者是否更改热水器设定参数，机组将以使用者最后一次设定的参数信息进行运转。
63.一种储水箱3节能控制装置，采用如上所述的热水器节能控制方法，还包括：
64.计时模块，用于记录该时间周期t的开始时间、结束时间以及时间间隔并将该时间周期t内的时间信息储存；
65.水流量检测模块33，安装在储水箱3的出水口处，用于获取储水箱3的热水使用量rs；
66.水温检测模块34，安装在储水箱3内，用于获取储水箱3内的温度参数；
67.第一控制模块，根据所获取的时间信息、热水使用量rs和温度参数，决定是否向使用者提供建议。
68.一种热水器，包括如上所述的储水箱3节能控制装置，还包括热泵模块1、冷媒-水换热器2、储水箱3、冷媒管道、冷媒管道和控制机构6。
69.如图1所示，所述储水箱3上布置有冷水进口管31、热水出口管32、水流量检测模块33、水温检测模块34。
70.所述热泵模块1能够从空气中吸收热量，并通过第一冷媒管道4和第二冷媒管道5，将热量输送至冷媒-水换热器2；
71.所述冷媒-水换热器2能够将高温冷媒所携带的热量传递给水；
72.所述储水箱3能够储存热水，并对热水进行保温；
73.所述冷水进口管31与储水箱3相连通并能够向储水箱3中补充未经加热处理的水；
74.所述热水出口管32与储水箱3相连通并能够将储水箱3中经过加热处理的热水输送至储水箱3外部；
75.所述水流量检测模块33检测通过热水出口管32的水流量，并能够将所检测到的水流量信息传递至控制机构6；
76.所述水温检测模块34，其能够检测储水箱3中或热水出口管32的热水温度，其数量至少为1个，并能够将所检测到的水温信息传递至控制机构6。
77.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的热水器节能控制方法。
78.其中，其具体程序执行步骤如下：
79.如图2所示，在s0步骤开始执行程序，然后进入到步骤s1；
80.在步骤s1，热水器接收使用者最后一次所设定运转参数信息，然后进入到步骤s2；
81.在步骤s2，热水器对tn(n＝1,2,3)及rsn(n＝1,2,3)数据进行清零，然后进入到步骤s3；
82.在步骤s3中将统计序数n设定为1，然后进入步骤s4；
83.在步骤s4中开始统计热水使用量rsn，然后进步骤s6；
84.在步骤s6中，对储水箱3中实际水温t是否达到设定温度ts进行判断，若t≥ts则进入步骤s8，否则进入步骤s7；
85.在步骤s7中，启动热泵模块1对储水箱3中储存的水进行加热，然后进入步骤s5；
86.在步骤s5中，热水器对是否收到停机信息进行判定，若收到停机信息，
87.则进入步骤s12，否则进入步骤s4；
88.在步骤s8中，对储水箱3中实际水温t是否大于设定温度ts进行判断，若t＞ts则进入步骤s9，否则进入步骤s10；
89.在步骤s9中，热水器对是否收到停机信息进行判定，若收到停机信息，则进入步骤s12，否则进入步骤s8；
90.在步骤s10中，热水开始统计时间tn，然后进入步骤s11；
91.在步骤s11中，热水器对是否收到停机信息进行判定，若收到停机信息，则进入步骤s12，否则进入步骤s13；
92.在步骤s13中，对储水箱3中实际水温t是否小于等于设定温度ts与预设阈值a(如阈值a为5℃)的差值进行判断，若t≤ts-a则进入步骤s14，否则进入步骤s10；
93.在步骤s14中，储存tn、rsn数据，然后进入步骤s15；在步骤s15中，对统计序数n是否达到3进行判断，若n＝3则进入步骤s17，否则进入步骤s16；
94.在步骤s16中，对统计序数n进行 1处理，然后进入步骤s7；
95.在步骤s17中，对tn(n＝1,2,3)的和∑tn是否达到预设阈值b(如阈值b为24小时)进行判断，若∑tn≥b则进入步骤s19，否则进入步骤s18；
96.在步骤s18中，对tn(n＝1,2,3)的和∑tn是否小于预设阈值d(如阈值d为12小时)进行判断，若∑tn＜d则进入步骤s20，否则进入步骤s2；
97.在步骤s19中,对热水总使用量∑rsn是否为0进行判断，若∑rsn＝0则进入步骤s20，否则进入步骤s21；
98.在步骤s20中，热水器向使用者提供设定参数调整建议；
99.在步骤s21中，对热水总使用量∑rsn是否达到预设阈值c(如阈值c根据储水箱33的实际容量进行设置，如水箱容量为500l，阈值c设定为200l)进行判断，若∑rsn＜c则进入步骤s20，否则进入步骤s2；
100.在步骤s12中，对热水器进行停机处理，然后进入步骤s22；在步骤s22中结束程序。
101.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
102.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。