一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置及方法与流程

1.本发明涉及一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置及方法，属于智能控制技术领域。


背景技术：

2.现有的热水器在设定好温度后，将热水输送到花洒或者水龙头的过程中，管路中间的冷水需要排出掉后才能进行使用，而且在使用过程中若有其他用水终端开启，会导致流到花洒或者水龙头的热水温度突然升高或降低，严重影响用户对热水器的使用体验，而且由于热水管和冷水管的水温会随着季节变化、热水器功率及其他因素等的影响而不断变化，因此不同情况下热水器扳手角度所代表的温度会随着外界条件的变化而变化，而使用者所需的淋浴水温相对固定，因此有必要设计一种用于节能热水器温度调节的智能控制装置及方法，解决对管路中间的冷水以及低于设定温度阈值变化范围的水流回收到热水器中进行再利用，同时能感应扳手的拧转角度的进水温度与设定温度进行智能联动调整，实现流到花洒或者水龙头的热水温度始终在设定温度的阈值变化范围内。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决上述技术问题，提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置及方法。
4.本发明具体采用如下技术方案：一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置，包括：
5.热水器，所述热水器上设置有输出热水的输出端和输入冷水的输入端，所述热水器的输出端处设置有第一温度传感器；
6.三通扳手件，所述三通扳手件包括三通接头、转动配合连接入所述三通接头的扳手；所述热水器的输出端通过热水管与所述三通接头相连通，所述三通接头外连通冷水管，所述三通接头与所述冷水管之间设置有第二温度传感器；
7.电磁阀，所述电磁阀与所述三通扳手件相连通，所述电磁阀与所述三通扳手件之间设置有第三温度传感器；所述电磁阀通过回流管路与所述热水器的输入端相连通；
8.淋浴头，所述淋浴头的输入端与所述电磁阀相连通；
9.温度显示器，用于显示所述第三温度传感器的温度tr、所述淋浴头的预设出水温度tw；
10.处理单元，所述处理单元分别获取所述第一温度传感器的温度t1、所述第二温度传感器的温度t2、所述第三温度传感器的温度tr、所述淋浴头的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器检测的温度tr大于等于所述淋浴头的预设出水温度tw时，所述处理单元发出给水信号给所述电磁阀，所述电磁阀接通与所述淋浴头的连通，进而向所述淋浴头给水；若第三温度传感器检测的温度tr超出设定变化阈值，所述处理单元发出停止给水信号给所述电磁阀，所述电磁阀断开与所述淋浴头的连通，接通回流管路，将水回流给所述热水
器。
11.作为一种较佳的实施例，所述三通扳手件还包括与所述扳手固定连接的上极片、与所述上极片相配合的下极片，所述扳手旋转角度α带动所述上极片同向旋转角度α，进而使所述上极片与所述下极片之间的两极片正对面积s
α
发生变化。
12.作为一种较佳的实施例，所述上极片与所述下极片构成电容器，所述电容器的电容c的大小随所述上极片与所述下极片之间的两极片正对面积s
α
发生变化而变化。
13.作为一种较佳的实施例，所述电磁阀的内部设置有电磁铁，所述电磁铁接收所述处理单元发出的给水信号后带电，带动所述电磁阀顺时针旋转90
°
接通与所述淋浴头；所述电磁铁接收所述处理单元发出的停止给水信号后断电，所述电磁阀逆时针旋转90
°
断开与所述淋浴头的连通。
14.作为一种较佳的实施例，所述扳手旋转角度α带动三通接头控制所述热水管与所述冷水管的进水比例m，m＝q
热
/q
冷
，q
热
为热水管的进水流量，q
冷
为冷水管的进水流量；所述处理单元分别获取所述第一温度传感器的温度t1、所述第二温度传感器的温度t2，所述处理单元分别获取所述热水管的进水流量q
热
与所述冷水管的进水流量q
冷
，计算所述扳手旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1 m)；同时处理单元传输给所述温度显示器进行预设出水温度tw的动态调整。
15.本发明还提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制方法，包括如下步骤：
16.步骤ss1：将热水器、三通扳手件、电磁阀、淋浴头连接好，将第一温度传感器安装在热水器的输出端处，将第二温度传感器安装在三通接头与冷水管之间，将第三温度传感器安装在电磁阀与三通扳手件之间；
17.步骤ss2：处理单元分别获取第一温度传感器的温度t1、第二温度传感器的温度t2、第三温度传感器的温度tr、所述淋浴头的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器检测的温度tr大于等于淋浴头的预设出水温度tw时，则转入步骤ss3；若第三温度传感器检测的温度tr超出设定变化阈值，则转入步骤ss4；
18.步骤ss3：处理单元发出给水信号给电磁阀，电磁阀接通与淋浴头的连通，进而向淋浴头给水；
19.步骤ss4：处理单元发出停止给水信号给电磁阀，电磁阀断开与淋浴头的连通，接通回流管路，将水回流给热水器。
20.作为一种较佳的实施例，所述三通扳手件还包括与所述扳手固定连接的上极片、与所述上极片相配合的下极片，所述扳手旋转角度α带动所述上极片同向旋转角度α，进而使所述上极片与所述下极片之间的两极片正对面积s
α
发生变化。
21.作为一种较佳的实施例，所述上极片与所述下极片构成电容器，所述电容器的电容c的大小随所述上极片与所述下极片之间的两极片正对面积s
α
发生变化而变化。
22.作为一种较佳的实施例，所述电磁阀的内部设置有电磁铁，所述电磁铁接收所述处理单元发出的给水信号后带电，带动所述电磁阀顺时针旋转90
°
接通与所述淋浴头；所述电磁铁接收所述处理单元发出的停止给水信号后断电，所述电磁阀逆时针旋转90
°
断开与所述淋浴头的连通。
23.作为一种较佳的实施例，所述扳手旋转角度α带动三通接头控制所述热水管与所述冷水管的进水比例m，m＝q
热
/q
冷
，q
热
为热水管的进水流量，q
冷
为冷水管的进水流量；所述处
理单元分别获取所述第一温度传感器的温度t1、所述第二温度传感器的温度t2，所述处理单元分别获取所述热水管的进水流量q
热
与所述冷水管的进水流量q
冷
，计算所述扳手旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1 m)，同时处理单元传输给所述温度显示器进行预设出水温度tw的动态调整。
24.本发明所达到的有益效果：本发明针对如何解决对管路中间的冷水以及低于设定温度阈值变化范围的水流回收到热水器中进行再利用，同时能感应扳手的拧转角度的进水温度与设定温度进行智能联动调整，实现流到花洒或者水龙头的热水温度始终在设定温度的阈值变化范围内的技术需求，提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置及方法，通过热水器、包含扳手的三通扳手件、电磁阀与淋浴头进行连通，处理单元采集第一温度传感器的温度t1、第二温度传感器的温度t2、第三温度传感器的温度tr、淋浴头的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器检测的温度tr大于等于淋浴头的预设出水温度tw时，处理单元发出给水信号给电磁阀，电磁阀接通与淋浴头的连通，进而向淋浴头给水；若第三温度传感器检测的温度tr超出设定变化阈值，处理单元发出停止给水信号给电磁阀，电磁阀断开与淋浴头的连通，接通回流管路，将水回流给热水器；同时处理单元分别获取热水管的进水流量q
热
与冷水管的进水流量q
冷
，计算扳手旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1 m)，同时处理单元传输给所述温度显示器进行预设出水温度tw的动态调整，从整体上解决了对管路中间的冷水以及低于设定温度阈值变化范围的水流回收到热水器中进行再利用，同时能感应扳手的拧转角度的进水温度与设定温度进行智能联动调整，实现流到花洒或者水龙头的热水温度始终在设定温度的阈值变化范围内的技术需求。
附图说明
25.图1是本发明的优选实施例的拓扑结构示意图；
26.图2是本发明的扳手角度α与两极片正对面积s之间的关联示意图；
27.图3是本发明的扳手角度α与两极片正对面积s之间的函数关系示意图。
28.图4是本发明的一种用于节水热水器温度调节的智能控制方法的流程图。
29.图中标记的含义：1-热水器，2-回流管路，3-第一温度传感器，4-第二温度传感器，5-第三温度传感器，6-电磁阀，7-扳手，8-淋浴头，9-电磁铁，10-上极片，11-下极片，12-热水管，13-冷水管，14-三通接头，15-温度显示器。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
31.实施例1：如图1所示，本发明提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置，包括：
32.热水器1，热水器1上设置有输出热水的输出端和输入冷水的输入端，热水器1的输出端处设置有第一温度传感器3；
33.三通扳手件，三通扳手件包括三通接头14、转动配合连接入三通接头14的扳手7；热水器1的输出端通过热水管13与三通接头14相连通，三通接头14外连通冷水管12，三通接头14与冷水管12之间设置有第二温度传感器4，
34.电磁阀6，电磁阀6与三通扳手件相连通，电磁阀6与三通扳手件之间设置有第三温度传感器5；电磁阀6通过回流管路2与热水器1的输入端相连通；
35.淋浴头8，淋浴头8的输入端与电磁阀6相连通；
36.温度显示器15，用于显示第三温度传感器5的温度tr、淋浴头8的预设出水温度tw；
37.处理单元，处理单元分别获取第一温度传感器3的温度t1、第二温度传感器4的温度t2、第三温度传感器5的温度tr、淋浴头8的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器5检测的温度tr大于等于淋浴头8的预设出水温度tw时，处理单元发出给水信号给电磁阀6，电磁阀6接通与淋浴头8的连通，进而向淋浴头8给水；若第三温度传感器5检测的温度tr超出设定变化阈值，处理单元发出停止给水信号给电磁阀6，电磁阀6断开与淋浴头8的连通，接通回流管路2，将水回流给热水器1。该设定变化阈值可以为tr＞tw 2或tr＜t
w-2摄氏度。
38.作为一种较佳的实施例，三通扳手件还包括与扳手7固定连接的上极片10、与上极片10相配合的下极片11，扳手7旋转角度α带动上极片10同向旋转角度α，进而使上极片10与下极片11之间的两极片正对面积s
α
发生变化。
39.作为一种较佳的实施例，上极片10与下极片11构成电容器，电容器的电容c的大小随上极片10与下极片11之间的两极片正对面积s
α
发生变化而变化。如图2和图3所示，上极片10与下极片11之间的两极片正对面积s
α
发生变化的电容c的计算公式如下：
40.c＝εs/4πkd
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式1)
41.其中，ε：介质介电电常数(相对介电常数)；δ：真空中的绝对介电常数＝8.86
×
f/mk：静电力常量,k＝8.9880
×
10,单位:nm/c(牛顿
·
米2/库仑2)；π：3.1415926
……
；s：上极片与下极片的正对面积；d：两极板间垂直距离。
42.当扳手角度向右侧最大(θ)时，两极片正对面积s
θ
最小，则监测得到的电容值最小；同理可知，当扳手角度向左侧最大(-θ)时，两极片正对面积s-θ
最大，则监测得到的电容值最大。
43.根据公式1可知，两极片间的电容c仅与正对面积s相关，由此可建立电容c与角度α的线性关系，即可以根据监测电容大小判断扳手角度α和s
α
。
44.同时，扳手角度反映了冷水管与热水管的进水比例m(m＝q
热
/q
冷
)，即可根据第一温度传感器3及第二温度传感器4来计算热水器扳手的角度相对应的出水温度：tw(即消费者洗浴时想要的温度)＝(t1
·
m t2)/(1 m),从而消费者可以旋转扳手角度来调节洗浴时想要的温度。
45.作为一种较佳的实施例，电磁阀6的内部设置有电磁铁9，电磁铁9接收处理单元发出的给水信号后带电，带动电磁阀6顺时针旋转90
°
接通与淋浴头8；电磁铁9接收处理单元发出的停止给水信号后断电，电磁阀6逆时针旋转90
°
断开与淋浴头8的连通。
46.作为一种较佳的实施例，扳手7旋转角度α带动三通接头14控制热水管12与冷水管13的进水比例m，m＝q
热
/q
冷
，q
热
为热水管的进水流量，q
冷
为冷水管的进水流量；处理单元分别获取第一温度传感器3的温度t1、第二温度传感器4的温度t2，处理单元分别获取热水管12的进水流量q
热
与冷水管13的进水流量q
冷
，计算扳手7旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1 m)，同时处理单元传输给温度显示器15进行预设出水温度tw的动态调整。
47.本发明的工作原理在于：本发明针对如何解决对管路中间的冷水以及低于设定温度阈值变化范围的水流回收到热水器中进行再利用，同时能感应扳手的拧转角度的进水温
度与设定温度进行智能联动调整，实现流到花洒或者水龙头的热水温度始终在设定温度的阈值变化范围内的技术需求，提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制装置及方法，通过热水器1、包含扳手7的三通扳手件、电磁阀6与淋浴头8进行连通，处理单元采集第一温度传感器3的温度t1、第二温度传感器4的温度t2、第三温度传感器5的温度tr、淋浴头8的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器5检测的温度tr大于等于淋浴头8的预设出水温度tw时，处理单元发出给水信号给电磁阀6，电磁阀6接通与淋浴头8的连通，进而向淋浴头8给水；若第三温度传感器5检测的温度tr超出设定变化阈值，处理单元发出停止给水信号给电磁阀6，电磁阀6断开与淋浴头8的连通，接通回流管路2，将水回流给热水器1；同时处理单元分别获取热水管12的进水流量q
热
与冷水管13的进水流量q
冷
，计算扳手7旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1 m)，同时处理单元传输给温度显示器15进行预设出水温度tw的动态调整，从整体上解决了对管路中间的冷水以及低于设定温度阈值变化范围的水流回收到热水器中进行再利用，同时能感应扳手的拧转角度的进水温度与设定温度进行智能联动调整，实现流到花洒或者水龙头的热水温度始终在设定温度的阈值变化范围内的技术需求。
48.实施例2：如图4所示，本发明还提出一种用于节水热水器温度调节的智能控制方法，包括如下步骤：
49.步骤ss1：将热水器1、三通扳手件、电磁阀6、淋浴头8连接好，将第一温度传感器3安装在热水器1的输出端处，将第二温度传感器4安装在三通接头14与冷水管12之间，将第三温度传感器5安装在电磁阀6与三通扳手件之间；
50.步骤ss2：处理单元分别获取第一温度传感器3的温度t1、第二温度传感器4的温度t2、第三温度传感器5的温度tr、淋浴头8的预设出水温度tw进行处理，若第三温度传感器5检测的温度tr大于等于淋浴头8的预设出水温度tw时，则转入步骤ss3；若第三温度传感器5检测的温度tr超出设定变化阈值，则转入步骤ss4；
51.步骤ss3：处理单元发出给水信号给电磁阀6，电磁阀6接通与淋浴头8的连通，进而向淋浴头8给水；
52.步骤ss4：处理单元发出停止给水信号给电磁阀6，电磁阀6断开与淋浴头8的连通，接通回流管路2，将水回流给热水器1。
53.可选的，三通扳手件还包括与扳手7固定连接的上极片10、与上极片10相配合的下极片11，扳手7旋转角度α带动上极片10同向旋转角度α，进而使上极片10与下极片11之间的两极片正对面积s
α
发生变化。
54.可选的，上极片10与下极片11构成电容器，电容器的电容c的大小随上极片10与下极片11之间的两极片正对面积s
α
发生变化而变化。
55.可选的，电磁阀6的内部设置有电磁铁9，电磁铁9接收处理单元发出的给水信号后带电，带动电磁阀6顺时针旋转90
°
接通与淋浴头8；电磁铁9接收处理单元发出的停止给水信号后断电，电磁阀6逆时针旋转90
°
断开与淋浴头8的连通。
56.可选的，扳手7旋转角度α带动三通接头14控制热水管12与冷水管13的进水比例m，m＝q
热
/q
冷
，q
热
为热水管的进水流量，q
冷
为冷水管的进水流量；处理单元分别获取第一温度传感器3的温度t1、第二温度传感器4的温度t2，处理单元分别获取热水管12的进水流量q
热
与冷水管13的进水流量q
冷
，计算扳手7旋转角度α相对应的出水温度为tw＝(t1
·
m t2)/(1
m)，同时处理单元传输给温度显示器15进行预设出水温度tw的动态调整。
57.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
58.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
59.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。