燃气热水器高温水加热控制方法及燃气热水器与流程

1.本发明属于制热水设备技术领域，具体地说，涉及一种燃气热水器高温水加热控制方法及燃气热水器。


背景技术：

2.燃气热水器又称燃气热水炉，是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。
3.燃气热水器所制热水多用作洗浴或者洗漱等生活用水，大多用户在使用燃气热水器洗浴时选择常用温度42度左右，但用户在日常生活中偶尔会用到高温水，比如60度左右的水，用来泡脚养生，或者用高温水泡床单被罩等不易清洗的衣物，还可以实现高温杀菌功能。然而普通的燃气热水器在这块应用方面不是很方便，需要用户每次都单独去设定高温水温度60度左右，用完后还要记得再把温度降回到洗浴的常用温度42度左右，这样来回切换比较麻烦，如果忘记降低设定温度，还会发生高温烫伤的风险，严重威胁用户健康安全。即使用户记得切换回到42度左右，因为热水管路中依然存在一段高温水，若短时间内再次用水依然会有烫伤风险。
4.基于此，如何提出一种燃气热水器高温水加热控制方法，保障用户安全的同时，满足用户用燃气获得高温水的需求。
5.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术中通过燃气热水器获取高温水存在安全隐患以及多种不便的技术问题，提出了一种燃气热水器高温水加热控制方法，可以解决上述问题。
7.为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
8.一种燃气热水器高温水加热控制方法，包括：
9.获取出水管中的冷水量l0以及冷水温度t0；
10.获取设定的高温水温度t1以及高温水量l1；
11.根据出水管中的冷水量l0、冷水温度t0、高温水温度t1以及高温水量l1 计算加热温度t2；
12.控制燃气热水器燃烧，使得出水温度为加热温度t2。
13.进一步的，获取出水管中的冷水量l0的方法为：
14.获取燃气热水器点火制热到用水端出热水所需要的时间t1；
15.获取水流量m；
16.l0＝t1*m。
17.进一步的，计算加热温度t2的步骤中，满足将水量为l1-l0、温度为t2 的水与水量为l0、温度为t0的水混合，得到温度为t1、总水量为l1的高温水。
18.进一步的，计算加热温度t2的步骤中，加热温度t2的计算公式为：
19.t2＝l1*(t1-t0)/(l1-l0) t0。
20.进一步的，还包括对加热温度t2进行修正的步骤，使得修正后的加热温度 t2’大于t2,控制燃气热水器燃烧步骤中，使得出水温度为t2’。
21.进一步的，修正后的加热温度t2’的计算公式为：
22.t2’＝l1*(t1-t0)/(l1-l0-m*δt) t0，其中，δt为燃气热水器点火制热到用水端出热水所需要的时间的修正值。
23.进一步的，还包括计算排出体积为l1的水所用的时间t2的步骤：
24.t2＝l1/m；
25.出水阀开启时间t2之后关闭。
26.进一步的，控制燃气热水器燃烧步骤中，还包括至少提前t1关闭燃烧的步骤，也即在关闭燃烧之后继续保持出水至少t1时长，然后关闭出水阀。
27.进一步的，所述燃气热水器高温水加热控制方法由按键触发，对触发信号执行完毕之后，燃气热水器返回常规加热模式。
28.本发明同时提出了一种燃气热水器，包括热水器主体、控制装置以及出水阀，还包括高温水控制按键，当高温水控制按键触发时，按照前面任一条所述的燃气热水器高温水加热控制方法执行控制。
29.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
30.本发明的燃气热水器高温水加热控制方法，可以有燃气热水器对用户需求的高温水进行定量加热，以满足用户的高温水需求。由于进行定量加热，可以防止更多的高温水在用户不需要的情况下流出，避免用户烫伤风险。
31.结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明提出的燃气热水器的一种实施例的结构示意图；
34.图2是图1中燃气热水器的高温水控制按键的示意图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
38.实施例一
39.燃气热水器是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气热水器所制热水多用作洗浴或者洗漱等生活用水，大多用户在使用燃气热水器洗浴时选择常用温度42度左右，该温度的水可直接接触用户皮肤被用户所用。但用户在日常生活中偶尔会用到高温水，比如60度左右的水，用来泡脚养生，或者用高温水泡床单被罩等不易清洗的衣物，还可以实现高温杀菌功能。燃气热水器的设置温度即出水温度，目前用户通过常规的洗浴水温设置按键设定高温水温度，用完后还要记得再把温度降回到洗浴的常用温度42度左右。这样来回切换比较麻烦，如果忘记降低设定温度，还会发生高温烫伤的风险。
40.基于此，本实施例提出了一种燃气热水器高温水加热控制方法，本控制方法所采用的热水器如图1所示，包括热水器主体，该热水器主体包括燃烧器20、换热器21、控制装置70、进水管50、冷水管10、热水管60和风机等部件，用水终端设置有出水阀30。
41.进水管50的其中一路与换热器21的进水端连接，燃烧器20能够燃烧燃气以对换热器21中流动的水进行加热。进水管50则与用户家中的自来水管90 连接以引入冷水，热水管60则与用户家中的用水终端(热水龙头)连接以输出热水，风机用于引风将燃烧产生的气体通过风道排放。
42.自来水管90中设置有水阀40。自来水管90通过冷水管10为用水终端，提供冷水输出。
43.其中，控制装置70包括处理器、存储器、以及存储在存储器上的可被处理器执行的燃气热水器的控制程序，由控制装置控制出水阀、风机的工作状态，以及控制燃气热水器的点火状态。
44.本实施例的燃气热水器高温水加热控制方法，包括：
45.获取出水管中的冷水量l0以及冷水温度t0；
46.获取设定的高温水温度t1以及高温水量l1；
47.根据出水管中的冷水量l0、冷水温度t0、高温水温度t1以及高温水量l1 计算加热温度t2；
48.控制燃气热水器燃烧，使得出水温度为加热温度t2。
49.本实施例的燃气热水器高温水加热与常规的洗浴用水加热为两个相互独立的控制逻辑，默认模式为洗浴用水加热，高温水加热需要用户专门触发才得以开启，且触发开启单次有效，执行完本次高温水加热之后即自动恢复至常规的洗浴水温设置模式，无需专门用户单独切换，防止用户忘记切换导致下次开启时继续执行高温水加热导致烫伤的问题。
50.燃气热水器为即热式热水器，用户设置高温水加热模式时，一般是将热水接到特定容器里使用。而换热器21与用水终端之间的一段管路中的水是冷水，为了避免该段冷水浪费，本方案中高温水加热控制方法中，通过加热温度t2 不直接等于用户需求的高温水温度t1进行加热，而是将水管中的冷水考虑进来，通过获取冷水量l0、冷水温度t0、用户需求的高温水温度t1以及高温水量l1，计算出应该将水加热的加热温度t2，使得按照加热温度t2进行加热，与水管中冷水混合后的温度和水量，既能够满足用户的需求的高温水温度t1 以及高温水量l1。计算总的原则应当遵循能量守恒定律，因此，一般情况下计算出的加热温度t2会大于用户设定的高温水温度t1，才得以温度为t2的水与温度为t0的水混合后得到温度为t1的水。
51.l1为用户设定的所需要的高温水水量，可以接受用户每次设定，当用户未设定时，系统中存储有默认值，调取该默认值即可。
52.高温水温度t1可以接受用户每次设定，当用户未设定时，系统中存储有默认值，调取该默认值即可。
53.本方案充分利用了冷水管路里的冷水，避免浪费，节约水资源。
54.作为一个优选的实施例，本实施例中获取出水管中的冷水量l0的方法为：
55.获取燃气热水器点火制热到用水端出热水所需要的时间t1；
56.获取水流量m；
57.l0＝t1*m。
58.用户首次安装时，需要售后安装人员测出用水端从燃气热水器开机到出热水所需要的时间，并录入控制器，记为t1。
59.用户家水流量可通过设置流量传感器自动读取，记为m,单位l/min，读取后发送至控制装置70，由控制装置70计算出水管中的冷水量l0。
60.控制装置70在计算加热温度t2的步骤中，应当满足将水量为l1-l0、温度为t2的水与水量为l0、温度为t0的水混合，得到温度为t1、总水量为l1 的高温水。
61.优选的，计算加热温度t2的步骤中，加热温度t2的计算公式为：
62.t2＝l1*(t1-t0)/(l1-l0) t0。
63.其中，l1*(t1-t0)表示将用户总需求体积为l1的水加热从冷水温度t0提升到用户需求的高温水温度t1所需要的总能量，(l1-l0)表示水管中的冷水体积。
64.为防止出现水温过高而出现的一些意外，t2可以限制到最高70度。
65.作为一个优选的实施例，为水管中留存的冷水留出一定的余量，防止最终混水温度达不到用户需求的高温水温度t1。本实施例中还包括对加热温度t2 进行修正的步骤，使得修正后的加热温度t2’大于t2,控制燃气热水器燃烧步骤中，使得出水温度为t2’。
66.本实施例中修正后的加热温度t2’的计算公式为：
67.t2’＝l1*(t1-t0)/(l1-l0-m*δt) t0。
68.其中，δt为燃气热水器点火制热到用水端出热水所需要的时间的修正值，预存在系统中，计算需用时调用即可。
69.修正加热温度之后，控制燃气热水器燃烧，使得出水温度为t2’。
70.出水阀为电控阀，可受控制装置70的控制，在排放够用户设定的高温水量 l1时自动关闭。
71.为了能够精准的确定燃气热水器的加热水时间，还包括计算排出体积为l1 的水所用的时间t2的步骤：
72.t2＝l1/m；
73.出水阀开启时间t2之后关闭。
74.出水阀开启时燃烧器即点火制热，从出水阀开启时进行计时，总的放水时间为t2。
75.为了防止关火后，若用户在短时间内再次开启水龙头，而水管中存的水温度尚未冷却到安全温度，仍是高温水，因此仍存在烫伤风险。为了解决上述问题，控制器会提前关火，燃烧器不再制热，此时冷水通过换热器，将管道中留存的热水顶出。
76.本实施例中，控制燃气热水器燃烧步骤中，包括至少提前t1关闭燃烧的步骤，也即在关闭燃烧之后继续保持出水至少t1时长，然后关闭出水阀。
77.也即，在点火制热开启时计时，最长燃烧t2-t1时长之后，即关闭燃烧。出水阀持续开启，直至满足开启时间t2之后开闭，此时管道中的高温水可以全部排出，避免存在短时间内再次开启的话用户被管道中留存的高温水烫伤的风险。
78.本实施例中控制装置70控制燃气热水器提前关火的时间记为t3， t3＝t1 δt，δt为预留的修正值，δt大于0。
79.当出水阀为电动阀时，控制装置70可直接控制电动阀开启或者关闭，当没有电动阀时，可通过报警装置进行报警提示关水。
80.燃气热水器高温水加热控制方法由按键触发，对触发信号执行完毕之后，燃气热水器返回常规加热模式，避免烫伤风险。
81.本实施例中δt可以设定3s-10s，确保热水管路中高温水充分顶出，防止烫伤。
82.如下为一个具体的实施例：
83.录入的用户家出热水时间t1＝30s，热水器水流量＝6l/min，设定高温水水量l1＝15l,设定高温水水温t1＝60℃，自来水温度t0＝20℃，δt＝5s。
84.出水温度t2计算值如下：
85.t2＝15*(60-20)/(15-6*(30 5)/60) 20＝68，单位为℃。
86.注水所用时间t2计算如下：
87.t2＝15/6*60＝150，单位为s。
88.提前关火的时间t3计算如下：
89.t3＝30 5＝35，单位为s。
90.根据以上计算，为得到15l的60度高温水，热水器按照如下程序工作：
91.热水器启动，按照68度的出水温度燃烧，在125s(150-35＝125)时关火，在150s时关水或者报警提示关水。
92.实施例二
93.本发明同时提出了一种燃气热水器，包括热水器主体、控制装置以及出水阀，还包括高温水控制按键，当高温水控制按键触发时，执行燃气热水器高温水加热控制方法执行控制。
94.如图1所示，该热水器主体包括燃烧器20、换热器21、控制装置70、进水管50、冷水管10、热水管60和风机等部件，用水终端设置有出水阀30。
95.进水管50的其中一路与换热器21的进水端连接，燃烧器20能够燃烧燃气以对换热
器21中流动的水进行加热。进水管50则与用户家中的自来水管90 连接以引入冷水，热水管60则与用户家中的用水终端(热水龙头)连接以输出热水，风机用于引风将燃烧产生的气体通过风道排放。
96.自来水管90中设置有水阀40。自来水管90通过冷水管10为用水终端，提供冷水输出。
97.其中，控制装置70包括处理器、存储器、以及存储在存储器上的可被处理器执行的燃气热水器的控制程序，由控制装置控制出水阀、风机的工作状态，以及控制燃气热水器的点火状态。
98.本燃气热水器执行高温水加热控制方法，包括：
99.获取出水管中的冷水量l0以及冷水温度t0；
100.获取设定的高温水温度t1以及高温水量l1；
101.根据出水管中的冷水量l0、冷水温度t0、高温水温度t1以及高温水量l1 计算加热温度t2；
102.控制燃气热水器燃烧，使得出水温度为加热温度t2。
103.其中，获取出水管中的冷水量l0的方法为：
104.获取燃气热水器点火制热到用水端出热水所需要的时间t1；
105.获取水流量m；
106.l0＝t1*m。
107.为了检测水流量，还包括设置在进水管50中的流量传感器。
108.为了检测冷水温度，还包括设置在进水管50或者自来水管90中的温度传感器。
109.本实施例的燃气热水器高温水加热与常规的洗浴用水加热为两个相互独立的控制逻辑，默认模式为洗浴用水加热，高温水加热需要用户专门触发才得以开启，且触发开启单次有效，执行完本次高温水加热之后即自动恢复至常规的洗浴水温设置模式，无需专门用户单独切换，防止用户忘记切换导致下次开启时继续执行高温水加热导致烫伤的问题。
110.如图2所示，为高温水控制按键10，可通过高温水控制按键10设定高温水水温t1以及设定高温水水量l1。
111.高温水水温t1和高温水水量l1可以接受用户每次设定，当用户未设定时，系统中存储有默认值，调取该默认值即可。
112.本实施例燃气热水器的高温水加热控制逻辑具体可参见实施例一中所记载，在此不做赘述。
113.本实施例的燃气热水器，可以有燃气热水器对用户需求的高温水进行定量加热，以满足用户的高温水需求。由于进行定量加热，可以防止更多的高温水在用户不需要的情况下流出，避免用户烫伤风险。
114.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。