預(yù)測熱水器剩余熱水量的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種預(yù)測熱水器剩余熱水量的裝置和方法，適用于電熱水器、熱栗熱水器、太陽能熱水器等帶水箱的熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]熱水器為每家每戶日常生活所必不可少的家用電器之一，實時顯示熱水器水箱內(nèi)剩余熱水量，對用戶在使用時有很大幫助。傳統(tǒng)的熱水器剩余熱水量預(yù)測方法只能對靜置未加熱水箱內(nèi)的熱水剩余量進行預(yù)測，無法在用戶使用熱水過程中或熱水器靜態(tài)加熱時，預(yù)測剩余熱水量。為克服上述缺陷，對預(yù)測熱水器剩余熱水量的裝置和方法進行了研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種預(yù)測熱水器剩余熱水量的方法和裝置，可以在用戶使用熱水器時或熱水器靜態(tài)加熱時，實時準確預(yù)測水箱內(nèi)剩余的熱水量。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種預(yù)測熱水器剩余熱水量的裝置，包括水箱、加熱器、控制器、顯示器，水箱上設(shè)有進水管和出水管，加熱器設(shè)置在水箱內(nèi)，其特征在于將水箱體積沿垂直方向分成若干個子區(qū)域，每個子區(qū)域內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一個溫度傳感器，顯示器、溫度傳感器均與控制器連接，溫度傳感器用于檢測并反饋對應(yīng)子區(qū)域的溫度，顯示器用于顯示剩余熱水量。
[0005]所述的溫度傳感器安裝于水箱內(nèi)壁上。
[0006]所述的水箱中設(shè)有立管，溫度傳感器安裝在立管上。
[0007]所述的溫度傳感器的檢測部位距離水箱側(cè)壁的距離為a，水箱中部最寬處兩側(cè)壁之間的距離為b，a=l/4b?3/4b。
[0008]所述的水箱進水口處溫度傳感器對應(yīng)的體積、加熱器所在處溫度傳感器對應(yīng)的體積小于水箱出口處溫度傳感器對應(yīng)的體積。
[0009]一種預(yù)測熱水器剩余熱水量的方法，其特征在于包括上述的裝置，檢測步驟如下，步驟中的i=l，2，......η):
1)接通電源，預(yù)設(shè)使用溫度，然后進入2);
2)η個溫度傳感器實時檢測N個子區(qū)域的水溫，每隔時間Λ t向控制器輸出一組溫度值T(I)、T⑵、……T(i)……T(n-l)、T(n)，然后進入3);
3)逐一判斷是否T(i)彡預(yù)設(shè)使用溫度，若是則進入4)，若否則輸出“O”信號，然后進入5);
4)逐一計算第i個溫度傳感器對應(yīng)子區(qū)域的熱水量qi，qi等于溫度傳感器i所對應(yīng)子區(qū)域的體積Vi，再計算出總剩余熱水量Q，Q=ql+……+qi+……qn，然后顯示器顯示剩余熱水量，之后進入6);
5)記錄接收“O”信號的數(shù)量，然后判斷該數(shù)量是否等于n，若是則顯示器顯示剩余熱水量為0，之后進入6)，若否則將接收“O”信號的數(shù)量歸零，然后重新進入步驟3); 6)顯示器每隔時間Λ t更新一次剩余熱水量，直至關(guān)機。
[0010]所述的水箱進水管上設(shè)有流量傳感器或流速傳感器，進水管截面積為S，所述的步驟2)中還包括流量傳感器或流速傳感器分別實時監(jiān)控進水流量或進水流速的步驟，步驟
2)進入步驟3)的同時還進入如下步驟:
51:每隔時間Λ t輸出一個流量值qv或一個流速值V，判斷是否qv>0或v>0，如是則直接進入S2，若否則設(shè)定qv=qv0或v=v0, qvO為正常工作情況下進水管的水流量，v0為正常工作情況下進水管的水流速度，然后進入S2 ;
52:計算并顯示剩余熱水可用時間t, t=Q/qv或t=Q/ (v*S)，其中Q為步驟4)中的總剩余熱水量，然后顯示器每隔時間Λ t更新一次剩余熱水使用時長，直至關(guān)機。
[0011]所述的步驟I)中預(yù)設(shè)使用溫度的步驟包括:
判斷用戶是否預(yù)設(shè)使用溫度T，如是則進入2)，若否則預(yù)設(shè)使用溫度為TO，T0=38?45°C，然后進入2)。
[0012]所述的qvO= 3 ?20 L/min，v0=0.25 ?2 m/s。
[0013]所述的Λ t=0.5?60s，步驟5)中，顯示器顯示剩余熱水量為O之后還包括顯示器顯示剩余熱水可用時間t=0的步驟，然后進入6)。
[0014]本發(fā)明同【背景技術(shù)】相比所產(chǎn)生的有益效果:本發(fā)明的裝置采用將水箱體積沿垂直方向分成若干個子區(qū)域，每個子區(qū)域內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一個溫度傳感器，顯示器、溫度傳感器均與控制器電連接，溫度傳感器用于檢測并反饋對應(yīng)子區(qū)域的溫度，顯示器用于顯示剩余熱水量，檢測方法采用接通電源，預(yù)設(shè)使用溫度等步驟的方案，由于每個溫度傳感器對應(yīng)一個子區(qū)域，無論熱水器是靜態(tài)加熱狀態(tài)下或使用狀態(tài)下，均能準確預(yù)測水箱內(nèi)剩余的熱水量。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明流程圖；
圖2為本發(fā)明的一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]參看圖1、圖2、圖3，本實施例的預(yù)測熱水器剩余熱水量的裝置包括水箱、加熱器、控制器、顯示器，所涉及的熱水器水箱是一種電熱水器、熱栗熱水器、太陽能熱水器等用的承壓水箱，包括臥式和立式兩種。水箱上設(shè)有進水管和出水管，加熱器設(shè)置在水箱內(nèi)，將水箱體積沿垂直方向分成N個子區(qū)域，N個子區(qū)域分別對應(yīng)的體積為:V1，V2……Vi……Vn，每個子區(qū)域內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一個溫度傳感器，顯示器、溫度傳感器均與控制器連接，溫度傳感器用于檢測并反饋對應(yīng)子區(qū)域的溫度，顯示器用于顯示剩余熱水量。本實施例中在水箱沿垂直方向布置η個溫度傳感器(η為整數(shù)，范圍為4?50之間)，即N個子區(qū)域分別對應(yīng)η個溫度傳感器，用于實時監(jiān)測熱水器內(nèi)部不同高度水的溫度參數(shù)。
[0017]具體地，所述的溫度傳感器安裝于水箱內(nèi)膽的內(nèi)壁上或者在所述的水箱內(nèi)膽上中設(shè)有立管，溫度傳感器安裝在立管上，立管下部固定在水箱內(nèi)膽的底部，使得溫度傳感器便于固定。
[0018]優(yōu)選地，所述的溫度傳感器的檢測部位距離水箱側(cè)壁的距離為a，水箱中部最寬處兩側(cè)壁之間的的距離為b，a=l/4b?3/4b，采用此結(jié)構(gòu)可以使溫度傳感器的檢測部位位于接近水箱中部的位置，可以更加精確地反應(yīng)對應(yīng)子區(qū)域的溫度。
[0019]優(yōu)選地，由于水箱上部的水溫較高且水溫分布比較均勻，下部水溫較低且分布不太均勻，為了更好預(yù)測熱水器在使用時和靜態(tài)加熱時水箱內(nèi)的剩余熱水量，水箱進水口處溫度傳感器對應(yīng)的體積、加熱器所在處溫度傳感器對應(yīng)的體積小于水箱出口處溫度傳感器對應(yīng)的體積，即在水箱進水口和內(nèi)部熱源附近溫度傳感器沿高度方向布置的密度要高于水箱出口附近溫度傳感器沿高度方向布置的密度。假設(shè)水箱進水口和內(nèi)部熱源附近溫度傳感器對應(yīng)的子區(qū)域的體積為Vxl，水箱出水口處附近溫度傳感器對應(yīng)的體積為Vx2，那么Vx2= (2-5) Vxl0
[0020]一種預(yù)測熱水器剩余熱水量的方法，包括上述的裝置，檢測步驟如下，步驟中的i=l,2,......η):
1)接通電源，預(yù)設(shè)使用溫度，然后進入2);
2)η個溫度傳感器實時檢測N個子區(qū)域的水溫，每隔時間Λ t向控制器輸出一組溫度值T(I)、T⑵、……T(i)……T(n-l)、T(n)，然后進入3)；
3)逐一判斷是否T(i)多預(yù)設(shè)使用溫度，若是則說明此溫度傳感器所在子區(qū)域的水為熱水，此時進入4)，若否則說明此溫度傳感器所在子區(qū)域的水溫沒有達到預(yù)設(shè)要求，不算作熱水，此時，輸出“O ”信號，然后進入5 );
4)逐一計算第i個溫度傳感器對應(yīng)子區(qū)域的熱水量qi，qi等于溫度傳感器i所對應(yīng)子區(qū)域的體積Vi，再計算出總剩余熱水量Q，Q=ql+……+qi+……qn，即將所有檢測到為熱水的區(qū)域的總和算作總熱水量。需要說明的是，本步驟中Q=ql+……+qi+……qn，其中ql、q1、qn僅代表進入本步驟的第1、第1、第η個溫度傳感器對應(yīng)子區(qū)域的體積，然后顯示器顯示剩余熱水量，之后進入6)；
5)記錄接收“O”信號的數(shù)量，