热水器及其控制方法与流程

1.本发明涉及生活用水装置技术领域，特别是涉及一种热水器及其控制方法。


背景技术：

2.微气泡是指直径大致为1μm-100μm的气泡，微气泡水洗浴具有洗净、保湿、杀菌等效果。微气泡水的形成方法有很多种，一种方法是先在溶气罐中将空气溶于水中，制成溶气水，然后将溶气水通过释气头来将溶于水的气泡释放出来，形成微气泡水。目前的热水器主要是通过加压溶气式产生微气泡水。但现有的溶气罐是通过气泵补气，占用较大的体积且成本高，用户控制不方便。同时目前的热水器在设置溶气罐后，只能出微气泡水，出水类型单一，影响用户使用体验。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是要提供一种补气结构简单的热水器。
4.本发明一个进一步的目的是要提供一种能方便实现出水类型切换的热水器。
5.特别地，本发明提供了一种热水器，包括：
6.加热装置，用于对水进行加热；
7.出水管，用于自加热装置中引出水；
8.气液混合腔，形成或连接于出水管，水和气体在气液混合腔内混合形成溶气水；
9.通断阀，设置于出水管上，且通断阀位于气液混合腔的上游；
10.水泵，设置于通断阀的下游；和
11.进气管，设置成接入气液混合腔或者接入处于气液混合腔上游且处于通断阀下游的部件，用于向气液混合腔内充入气体。
12.可选地，热水器还包括：释气装置，设置与出水管的出口端相连，用于对溶气水进行释气以形成微气泡水。
13.可选地，热水器还包括：传感器，设置于出水管上；其中
14.传感器为流量传感器，用于检测出水管中的水流量；或者
15.传感器为压力传感器，用于检测出水管中的压力。
16.可选地，进气管上设置有进气阀，进气阀为单向阀和/或电磁阀。
17.可选地，出水管至少部分区段限定有气液混合腔，其中气液混合腔的截面积大于出水管的进口的截面积；或者
18.热水器还包括：水气混合装置，其罐体内限定有气液混合腔，水气混合装置设置于出水管上或者出水管下游的管路上。
19.可选地，热水器还包括：入水管，用于向加热装置中引入水，其中入水管的入口端与冷水管路相连；其中
20.热水器还包括：带有第一单向阀的回水管，设置于出水管的最远用水段与入水管之间；或者
21.热水器还包括：带有第二单向阀的连接管路，设置于出水管的最远用水段和冷水管路的最远用水段之间。
22.本发明还提供一种前述的热水器的控制方法，出水管的出口端连接有对溶气水进行释气以形成微气泡水的释气装置，方法包括：
23.接收到供应微气泡水指令；
24.控制通断阀关闭，水泵运行，进气管的气路打开，以向气液混合腔内充入气体同时排出水；
25.当完成充气，控制通断阀开启，水泵运行或不运行，进气管的气路关闭，以在气液混合腔内形成溶气水，热水器实现供应微气泡水。
26.可选地，判断是否完成充气的步骤包括：
27.判断通断阀关闭后，出水管的出口端流出水的时间是否大于等于第一预设走水时长阈值，若是，确定已完成充气；或者
28.判断通断阀关闭后，出水管的出口端流出的水量是否大于等于第一预设走水量阈值，若是，确定已完成充气。
29.可选地，热水器实现供应微气泡水之后，还包括：
30.当气液混合腔内的气体不足，重新控制通断阀关闭，水泵运行，进气管的气路打开，以向气液混合腔内充入气体。
31.可选地，判断气液混合腔内的气体是否不足的步骤包括：
32.判断通断阀开启后，出水管的出口端流出水的时间是否大于等于第二预设走水时长阈值，若是，确定气液混合腔内的气体不足；或者
33.判断通断阀开启后，出水管的出口端流出的水量是否大于等于第二预设走水量阈值，若是，确定气液混合腔内的气体不足；或者
34.判断气液混合腔内的水位高度是否大于等于预设水位高度阈值，若是，确定气液混合腔内的气体不足。
35.可选地，接收到供应微气泡水指令的步骤之后，还包括：
36.检测出水管内的水流量或者压力是否发生变化；
37.当检测到出水管内的水流量或者压力发生变化，控制通断阀关闭，水泵运行，进气管的气路打开，以向气液混合腔内充入气体同时排出水。
38.可选地，方法包括：
39.接收到供应普通水指令；
40.控制通断阀打开，水泵运行或不运行，进气管的气路关闭，热水器实现供应普通水。
41.本发明的热水器通过设置成包括加热装置、出水管、气液混合腔，并在出水管上设置通断阀，且使通断阀位于气液混合腔的上游，在通断阀的下游设置水泵，将进气管接入气液混合腔或者接入处于气液混合腔上游且处于通断阀下游的部件，使得可以通过控制通断阀、水泵、进气管的气路的开关来实现对气液混合腔的补气，补气结构简单，无需设置气泵，占据体积小，且容易配置，成本低；同时，通过控制通断阀、水泵、进气管的气路的开关可以控制该热水器供应普通水或者供应微气泡水，使得热水器的出水类型可调，提升用户使用体验。
42.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
43.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
44.图1是根据本发明一个实施例的热水器的结构示意图。
45.图2是根据本发明另一个实施例的热水器的结构示意图。
46.图3是根据本发明又一个实施例的热水器的结构示意图。
47.图4是根据本发明又一个实施例的热水器的结构示意图。
48.图5是根据本发明又一个实施例的热水器的结构示意图。
49.图6是图1所示的热水器的具有气液混合腔的出水管的剖视示意图。
50.图7是图1所示的热水器的水气混合装置的剖视示意图。
51.图8是图1所示的热水器的部件组成示意图。
52.图9是图1所示的热水器的控制方法的流程示意图。
53.图10是图1所示的热水器的控制方法的详细流程示意图。
54.图11是图1所示的热水器的控制方法的详细流程示意图。
具体实施方式
55.图1是根据本发明一个实施例的热水器300的结构示意图。图2是根据本发明另一个实施例的热水器300的结构示意图。图3是根据本发明又一个实施例的热水器300的结构示意图。图4是根据本发明又一个实施例的热水器300的结构示意图。图5是根据本发明又一个实施例的热水器300的结构示意图。
56.本发明实施例提供一种热水器300，包括：加热装置、出水管303、气液混合腔110、通断阀501、水泵502和进气管503。加热装置用于对水进行加热。出水管303用于自加热装置中引出水。气液混合腔110形成或连接于出水管303，水和气体在气液混合腔110内混合形成溶气水。通断阀501设置于出水管303上，且通断阀501位于气液混合腔110的上游。水泵502设置于通断阀501的下游。进气管503设置成接入气液混合腔110或者接入处于气液混合腔110上游且处于通断阀501下游的部件，用于向气液混合腔110内充入气体。本发明实施例的热水器300通过设置成包括加热装置、出水管303、气液混合腔110，并在出水管303上设置通断阀501，且使通断阀501位于气液混合腔110的上游，在通断阀501的下游设置水泵502，将进气管503接入气液混合腔110或者接入处于气液混合腔110上游且处于通断阀501下游的部件，使得可以通过控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路的开关来实现对气液混合腔110的补气，补气结构简单，占据体积小，且容易配置，成本低；同时，通过控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路的开关可以控制该热水器300供应普通水或者供应微气泡水，使得热水器300的出水类型可调，提升用户使用体验。
57.本发明实施例的热水器300可以是电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、热泵热水器等等。本发明实施例的热水器300还包括入水管302，用于向加热装置中引入水。如图1、
图4和图5所示，本发明实施例的热水器300为电热水器300，加热装置包括：内胆301和加热件304，内胆301用于容纳水，加热件304用于对内胆301内的水进行加热。如图2和图3所示，本发明实施例的热水器300为燃气热水器300，加热装置包括外壳306、换热器307和燃烧器308，换热器307的一端与入水管302相连，另一端与出水管303相连；燃烧器308用于对换热器307中的水进行加热。
58.如图1所示，本发明实施例的热水器300还包括：释气装置401，设置与出水管303的出口端相连，用于对溶气水进行释气以形成微气泡水。在气液混合腔110内形成的溶气水需要经过释气装置401进行释气处理才可形成更佳的微气泡水。释气装置401主要包括本体以及在本体内部均匀间隔开设的多个微气泡水通道(图中未示出)。微气泡水通道的最小流道截面积小于释气装置401上游水路的最小流道截面积，且微气泡水通道的流道截面积沿水流方向逐渐增大。通过将微气泡水通道的最小流道截面积小于释气装置401上游水路的最小流道截面积，可以有效地将溶气水中的气泡释放，得到微气泡水。通过将微气泡水通道的流道截面积设置成沿水流方向逐渐增大，可以有效释放气泡，同时使得微气泡水通道的结构简单，容易配置。释气装置401可以集成在花洒400上或者集成在水龙头上。
59.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300的出水管303至少部分区段限定有气液混合腔110，其中气液混合腔110的截面积大于出水管303的进口的截面积。通过将出水管303至少部分区段限定出气液混合腔110，气液混合腔110的截面积大于出水管303的进口的截面积，进而可以直接在出水管303内提供水和气体的混合空间，增加了出水管303的功能；将该出水管303应用于热水器300时，对热水器300的整体体积几乎无影响，且不会增加水路接头，也就不会增加漏水风险。出水管303可以是部分区段限定有气液混合腔110，如图6所示；也可以是几乎全部区段限定有气液混合腔110。考虑到通断阀501、水泵502等的设置，优选出水管303的部分区段限定有气液混合腔110，通断阀501、水泵502等可以设置在出水管303的未限定有气液混合腔110的区段。
60.如图7所示，在另一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：水气混合装置200，其罐体201内限定有气液混合腔110，水气混合装置200设置于出水管303上或者出水管303下游的管路上。水气混合装置200可以是对接到出水管303中，即水气混合装置200的上下游管路均为出水管303，如图1所示。水气混合装置200也可以是设置在出水管303的下游。
61.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300的水泵502设置于气液混合腔110的下游，进气管503接入气液混合腔110或者接入处于气液混合腔110上游的出水管303。如图1所示，水泵502设置于气液混合腔110的下游，进气管503接入气液混合腔110，进气管503也可以是接入通断阀501和水气混合装置200之间的出水管303。
62.在另一些实施例中，本发明实施例的热水器300的水泵502设置于气液混合腔110的上游，进气管503接入水泵502的入水口或者接入气液混合腔110或者接入处于气液混合腔110上游且处于通断阀501下游的出水管303。如图4所示，水泵502设置于气液混合腔110的上游，进气管503利用三通管或三通阀等来接入处于气液混合腔110上游且处于通断阀501下游的出水管303。如图5所示，水泵502设置于气液混合腔110的上游，进气管503接入水泵502的入水口。
63.由于有的用水部件601到热水器300之间的管路较长，在用水处打开热水后需要等上一两分钟将冷水放掉后才能使用热水，特别是在冬季，不仅浪费水资源，而且给用户带来
不便。针对此问题本发明实施例还提供一种零冷水热水器300，以进一步提升用户使用体验。
64.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：入水管302和带有第一单向阀551的回水管505。入水管302用于向加热装置中引入水，其中入水管302的入口端与冷水管路600相连。带有第一单向阀551的回水管505设置于出水管303的最远用水段与入水管302之间。冷水管路600也即自来水进水管。在图2所示的热水器300中，出水管303的出口端对接有释气装置401和多个用水部件601，冷水管路600的出口端对接有入水管302、释气装置401和多个用水部件601，带有第一单向阀551的回水管505设置于出水管303的最远用水段与入水管302之间。加热时，水泵502运行，水从回水管505进入入水管302，加热装置对水进行加热，热水从出水管303中流出，直至循环水水温达到设定水温，停止工作。
65.在另一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：入水管302和带有第二单向阀561的连接管路506。入水管302用于向加热装置中引入水，其中入水管302的入口端与冷水管路600相连。带有第二单向阀561的连接管路506设置于出水管303的最远用水段和冷水管路600的最远用水段之间。在图3所示的热水器300中，出水管303的出口端对接有释气装置401和多个用水部件601，冷水管路600的出口端对接有入水管302、释气装置401和多个用水部件601，带有第二单向阀561的连接管路506设置于出水管303的最远用水段和冷水管路600的最远用水段之间。加热时，水泵502运行，水从冷水管路600进入入水管302，加热装置对水进行加热，热水从出水管303中流出，通过连接管路506流至冷水管路600中，直至循环水水温达到设定水温，停止工作。
66.以图1所示的热水器300为例，对本发明实施例的热水器300的控制方法进行详述。图1的热水器300中，出水管303与带有释气装置401的花洒400经管路相连通。图8是图1所示的热水器300的部件组成示意图。图9是图1所示的热水器300的控制方法的流程示意图。图10是图1所示的热水器300的控制方法的详细流程示意图。图11是图1所示的热水器300的控制方法的详细流程示意图。
67.如图9所示，本发明实施例的热水器300的控制方法包括以下步骤：
68.s102：接收到供应微气泡水指令；
69.s104：控制通断阀501关闭，水泵502运行，进气管503的气路打开，以向气液混合腔110内充入气体同时排出水；
70.s106：当完成充气，控制通断阀501开启，水泵502运行或不运行，进气管503的气路关闭，以在气液混合腔110内形成溶气水，热水器300实现供应微气泡水。
71.本发明实施例的热水器300的控制方法提出在接收到供应微气泡水指令后，控制通断阀501关闭，水泵502运行，进气管503的气路打开，以向气液混合腔110内充入气体同时排出水，在充气完成后再控制通断阀501开启使水进入气液混合腔110内，这种先充气再进水的控制模式使得进入气液混合腔110的水均能够充分和气液混合腔110内的气体混合形成溶气效果更好的溶气水，进而使得热水器300供应的微气泡水的效果更佳。同时，本发明实施例的热水器300的控制方法的控制逻辑简单，能快速完成控制。本发明实施例的热水器300的控制装置800可包括处理器801和存储器802，存储器802内存储有机器可执行程序820，并且机器可执行程序820被处理器801执行时用于实现前述的热水器300的控制方法。
72.本发明实施例的热水器300的进气管503上设置有进气阀530，进气阀530为单向阀
和/或电磁阀。步骤s104中，若进气阀530为单向阀，进气管503的气路打开是由于水泵502的运行，通断阀501至水泵502之间的压力小于大气压，使得空气从进气阀530进入到达气液混合腔110内，同时气液混合腔110内的液体被排出；若进气阀530为电磁阀或者为单向阀和电磁阀，进气管503的气路打开是将电磁阀打开，同时由于水泵502的运行，通断阀501至水泵502之间的压力小于大气压，使得空气从进气阀530进入到达气液混合腔110内，同时气液混合腔110内的液体被排出。
73.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300的控制方法中，判断是否完成充气的步骤包括：
74.判断通断阀501关闭后，出水管303的出口端流出水的时间是否大于等于第一预设走水时长阈值，若是，确定已完成充气；或者
75.判断通断阀501关闭后，出水管303的出口端流出的水量是否大于等于第一预设走水量阈值，若是，确定已完成充气。
76.如图8所示，在一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：走水时间检测装置901，用于检测出水管303的出口端流出水的时间。控制装置800与走水时间检测装置901相连，用于基于走水时间检测装置901测得的时间来控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路的开关。通断阀501关闭后，出水管303的出口端流出水的时间也即通断阀501关闭后水泵502的运行时长。在另一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：走水量检测装置902，用于检测出水管303的出口端流出的水量。控制装置800与走水量检测装置902相连，用于基于走水量检测装置902测得的水量来控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路的开关。通断阀501关闭后，流出出水管303的出口端的水量也即通断阀501关闭后流经水泵502的水量。可以理解，上述的方法中也可以是满足多个判断条件的组合才确认已完成充气，但考虑控制逻辑简单以及部件布置简化和成本，优选仅设置一个判断条件。
77.步骤s106中，当完成充气，通断阀501开启，水进入出水管303及气液混合腔110中，与气体混合来生成溶气水。此时，可以控制水泵502运行或不运行。当控制水泵502停止运行，为常规模式。当控制水泵502继续运行，为增压模式，可增加溶气效果。若进气阀530为单向阀，由于管路中的水压大于大气压，气体无法通过进气阀530进入气液混合腔110，实现停止进气；若进气阀530为电磁阀或者为单向阀和电磁阀，则控制电磁阀关闭来停止进气。
78.步骤s106进行一段时间后，气液混合腔110内的气体被消耗掉，因此需要再次排水补气。本发明实施例的热水器300的控制方法，在热水器300实现供应微气泡水之后，还包括：当气液混合腔110内的气体不足，重新控制通断阀501关闭，水泵502运行，进气管503的气路打开，以向气液混合腔110内充入气体。
79.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300的控制方法中，判断气液混合腔110内的气体是否不足的步骤包括：
80.判断通断阀501开启后，出水管303的出口端流出水的时间是否大于等于第二预设走水时长阈值，若是，确定气液混合腔110内的气体不足；或者
81.判断通断阀501开启后，出水管303的出口端流出的水量是否大于等于第二预设走水量阈值，若是，确定气液混合腔110内的气体不足；或者
82.判断气液混合腔110内的水位高度是否大于等于预设水位高度阈值，若是，确定气液混合腔110内的气体不足。
时，语音识别装置701接收并识别出用户发出的语音信息为“提供微气泡水”，对应出控制指令为“供应微气泡水指令”，控制装置800控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路动作，实现供应微气泡水。
94.该热水器300的控制方法的一个示例如图10所示，包括以下步骤：
95.s202：接收并识别用户发出的语音信息。
96.s204：基于语音信息生成控制指令。
97.s206：当控制指令为供应普通水指令，控制通断阀501打开，水泵502运行，进气管503的气路关闭，花洒400出普通水。
98.s208：当控制指令为供应微气泡水指令，流量传感器541检测出水管303内的水流量是否发生变化；若是，执行步骤s210。
99.s210：控制通断阀501关闭，水泵502运行，进气管503的气路打开，以向气液混合腔110内充入气体同时排出水。步骤s210进行一段时间后执行步骤s212，或者也可以实时执行步骤s212。
100.s212：判断气液混合腔110是否完成充气；若是，执行步骤s214。
101.s214：控制通断阀501开启，水泵502运行，进气管503的气路关闭，以在气液混合腔110内形成溶气水，花洒400出微气泡水。步骤s214进行一段时间后执行步骤s216，或者也可以实时执行步骤s216。
102.s216：判断气液混合腔110内的气体是否不足；若是，返回执行步骤s210。
103.在一些实施例中，本发明实施例的热水器300还包括：动作识别装置702，用于采集并识别用户的动作信息。控制装置800与动作识别装置702相连，配置成基于动作信息生成控制指令来控制各部件动作；其中控制指令包括供应普通水指令和供应微气泡水指令。
104.动作识别装置702例如可以为雷达传感器。用户的动作信息可以是例如正反方向画圈、左右手画圈等等。在控制装置800中可以预存有动作信息和控制指令的对应关系。且多个动作信息可以对应同一个控制指令。例如设定“顺时针画圈”、“右手画圈”均对应“供应普通水指令”，“逆时针画圈”、“左手画圈”均对应“供应微气泡水指令”。动作识别装置702可以是安装在内胆301的前壁或侧壁外。由此，当用户面向热水器300顺时针画圈时，动作识别装置702接收并识别出用户发出的动作信息为“顺时针画圈”，对应出控制指令为“供应普通水指令”，控制装置800控制通断阀501打开，水泵502运行或不运行，进气管503的气路关闭，实现供应普通水。当用户面向热水器300逆时针画圈时，动作识别装置702接收并识别出用户发出的动作信息为“逆时针画圈”，对应出控制指令为“供应微气泡水指令”，控制装置800控制通断阀501、水泵502、进气管503的气路动作，实现供应微气泡水。
105.该热水器300的控制方法的一个示例如图11所示，包括以下步骤：
106.s302：接收并识别用户发出的动作信息；
107.s304：基于动作信息生成控制指令；
108.s306：当控制指令为供应普通水指令，控制通断阀501打开，水泵502不运行，进气管503的气路关闭，花洒400出普通水。
109.s308：当控制指令为供应微气泡水指令，压力传感器542检测出水管303内的压力是否发生变化；若是，执行步骤s310。
110.s310：控制通断阀501关闭，水泵502运行，进气管503的气路打开，以向气液混合腔
110内充入气体同时排出水。步骤s310进行一段时间后执行步骤s312，或者也可以实时执行步骤s312。
111.s312：判断出水管303的出口端流出的水量是否大于等于第一预设走水量阈值；若是，执行步骤s314。
112.s314：控制通断阀501开启，水泵502不运行，进气管503的气路关闭，以在气液混合腔110内形成溶气水，花洒400出微气泡水。步骤s314进行一段时间后执行步骤s316，或者也可以实时执行步骤s316。
113.s316：判断出水管303的出口端流出的水量是否大于等于第二预设走水量阈值；若是，返回执行步骤s310。
114.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。