CN104776604B - 电热水器的防干烧控制方法和电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电热水器防干烧控制方法，该控制方法包括以下步骤：获取温升速率阈值；检测电热水器的内胆温度，并根据内胆温度计算温升速率；根据温升速率和温升速率阈值判断电热水器是否发生干烧；如果电热水器发生干烧，则控制电热水器停止加热；如果电热水器未发生干烧，则根据温升速率更新温升速率阈值。本发明的电热水器防干烧控制方法，可以防止电热水器在无水状态下长时间干烧，可以避免干烧的误判。本发明还公开了一种采用上述控制方法的电热水器。

Description

电热水器的防干烧控制方法和电热水器

技术领域

本发明属于电器技术领域，尤其涉及一种电热水器的防干烧控制方法，以及采用该方法的电热水器。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对热水的使用要求也越来越多，例如，要求热水量大、使用过程的舒适性(不会出现忽冷忽热)等。应用户对使用的追求，电热水器近几年保持快速发展。延长电热水器的使用寿命，成为令消费者满意的一个重要指标。加热器作为电热水器的一个关键部件，其寿命直接影响到电热水器的寿命，而影响加热器的寿命最为重要的因素就是干烧(即无水状态下工作)，因而如何确保内胆在没水的状态下不工作，是避免加热器干烧首要条件。

目前，电热水器中防止加热器干烧基本上是利用温度传感器来进行判定，例如，连续一段时间内检测到温度上升的速率大于某个阈值(固定值)，则视为干烧。但是，持续一定时间段内温度上升的速率(△T/t)与系统预设值相比，此预设值是固定不变的，而温度上升的速率，受温度传感器的安装位置影响比较突出，如温度传感安装的离加热器近些，开始起动加热时温度上升的速率较快，因而发生误判的机率较大。

另外，温度上升的速率与系统的容积、加热的功率、加热管的长度等都有关系；而且随着使用时间的延长，加热器结垢等都会影响温度上升的速率，但一直采用与固定的预设值作为比较判断条件，同样会发生误判。举例说明，如预设值为2℃/M，在电热水器的使用初期时，当发生干烧时，温度上升的速率可能大于2℃/M(预设值)。但随着使用时间的加长(加热管表面结垢)，及各种因素(如容量、功率、电压)等条件的影响，当发生干烧时，其温度上升的速率可能会小于2℃/M，但实际上已经发生了干烧。但是因为没满足系统的预设值，所以不会切断加热器电源。这是十分危险的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电热水器防干烧的控制方法，该控制方法可以防止电热水器在无水状态下长时间干烧，可以避免干烧的误判。

本发明另一目的在于提出一种采用上述控制方法的电热水器。

为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出一种电热水器防干烧控制方法，该控制方法包括以下步骤；获取温升速率阈值；检测所述电热水器的内胆温度，并根据所述内胆温度计算温升速率；根据所述温升速率和所述温升速率阈值判断所述电热水器是否发生干烧；如果所述电热水器发生干烧，则控制电热水器停止加热；如果所述电热水器未发生干烧，则根据所述温升速率更新所述温升速率阈值。

根据本发明实施例的电热水器防干烧控制方法，通过将温升速率与不断更新的温升速率阈值进行比较，与现有技术中的固定阈值比较相比，更加准确，可以避免误报，进而当判断电热水器发生干烧时，则控制电热水器停止加热，从而可以保证电热水器不会在无水状态下工作，避免干烧，另外，在发生干烧时，易产生一定的气体异味，从而不但提高电热水器的使用寿命，也确保安全、良好的用水水质。

进一步地，检测所述电热水器的内胆温度，并根据所述水温计算温升速率具体包括：检测所述电热水器内胆的多点温度，并根据多点的温度计算平均温值；以及根据所述平均温值计算所述温升速率。

进一步地，根据所述温升速率和所述温升速率阈值判断所述电热水器是否发生干烧具体包括：判断所述温升速率是否连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值；如果是，则判断所述电热水器发生干烧；如果否，则判断所述电热水器未发生干烧。

另外，所述控制方法还包括：当所述电热水器发生干烧时，控制所述电热水器进行报警提示。

进一步地，根据所述温升速率更新所述温升速率阈值具体包括：将当前所述温升速率的四倍值作为所述温升速率阈值，并将更新之后的所述温升速率阈值进行保存。

进一步地，在判断所述电热水器未发生干烧之后，所述控制方法还包括：判断所述电热水器的运行时间是否小于预设时间；如果所述运行时间小于所述预设时间，则不更新所述温升速率阈值；如果所述运行时间大于或等于所述预设时间，则更新所述温升速率阈值。

为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种电热水器，该电热水器包括：内胆和加热器，所述加热器用于对所述内胆内的水进行加热；温度传感器，所述温度传感器用于检测所述内胆的温度；控制器，所述控制器获取温升速率阈值，根据所述内胆的温度计算当前温升速率，根据所述温升速率和温升速率阈值判断是否发生干烧，并在发生干烧时，控制所述加热器停止加热，以及在所述电热水器未发生干烧，根据所述温升速率更新所述温升速率阈值。

根据本发明实施例的电热水器，通过将内胆的温升速率与不断更新的温升速率阈值进行比较，与现有技术中的固定阈值比较相比，更加准确，可以避免误报，进而当判断电热水器发生干烧时，则切断加热器电源，从而可以保证加热器不会在无水状态下工作，避免加热器干烧，从而可以提高电热水器的使用寿命，另外，在发生干烧时，易产生一定的气体异味，也确保安全、良好的用水水质。

进一步地，所述温度传感器为多个，用于检测所述内胆内多点的温度，所述控制器还用于根据所述内胆内多点的温度计算平均温值，并根据所述平均温值计算所述温升速率。

具体地，所述控制器还用于判断所述温升速率是否连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值，并在所述温升速率连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值时，判断发生干烧，否则，判断未发生干烧。

另外，所述电热水器还包括：报警器，所述控制器判断所述电热水器发生干烧时控制所述报警器进行报警提示。

具体地，所述控制器还用于将当前所述温升速率的四倍值作为所述温升速率阈值，并将更新之后的所述温升速率阈值进行保存。

进一步地，所述控制器还用于记录所述电热水器的运行时间，在判断所述电热水器未发生干烧之后，进一步判断所述电热水器的运行时间是否小于预设时间，在所述运行时间小于所述预设时间时，不更新所述温升速率阈值，以及在所述运行时间大于或等于所述预设时间时，更新所述温升速率阈值。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的电热水器防干烧控制方法的流程图；

图2是根据本发明的一个具体实施例的电热水器防干烧控制方法的流程图；

图3是根据本发明的另一个具体实施例的电热水器防干烧控制方法发的流程图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的电热水器的示意图。

附图标记：

电热水器100，

内胆10、加热器20、温度传感器30、控制器40、测温管50。

具体实施方式

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。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电热水器及其防干烧控制方法。

首先对本发明实施例的电热水器防干烧控制方法进行说明。图1为根据本发明的一个实施例的电热水器防干烧控制方法的流程图。

如图1所示，该电热水器防干烧控制方法包括以下步骤：

S1，获取温升速率阈值。

具体地，在电热水器上电之后，系统读取温升速率阈值，其中，在初次上电时，可以读取预设的温升速率阈值，预设的温升速率阈值根据电热水器不同的容量以及功率确定。

S2，检测电热水器内胆的温度，并根据内胆温度计算温升速率。

例如，每个预设时间例如30秒检测一次内胆的温度，并计算温度上升的速率。

在本发明的实施例中，为了水温的检测准确，可以设置多个温度传感器，检测电热水器内胆内多点的温度，并根据多点的温度计算平均温值，进而将不同点的平均温值作为温度的基准值，并计算温升速率。

S3，根据温升速率和温升速率阈值判断电热水器是否发生干烧。

具体地，判断温升速率是否连续预设次数大于或等于温升速率阈值，如果是，则判断电热水器发生干烧；如果否，则判断电热水器未发生干烧。例如，将温升速率与温升速率阈值进行比较，如果连续三次检测出温升速率大于或等于温升速率阈值，则视为发生干烧，则进入步骤S4，否则，如果温升速率小于温升速率阈值，则视为未发生干烧，则进入步骤S5。

S4，如果电热水器发生干烧，则控制电热水器停止加热。

另外，当电热水器发生干烧时，控制电热水器的加热器切断电源并控制电热水器进行报警提示，例如进行升官报警提示。

S5，如果电热水器未发生干烧，则根据温升速率更新温升速率阈值。

具体地，如果温升速率小于初始温升阈值，则将当前温升速率的四倍值作为温升速率阈值，并将更新之后的温升速率阈值进行保存，以在下一次判断循环时获取。

其中，对于为何将温升阈值更新为当前温升速率的四倍值，举例说明，根据能量守恒定律可知：能量满足公式，Q＝CM(T1-T2)，其中，Q为能量，C为比热容，M为质量，T1和T2表示温度，两者的差值为温度变化，如果按照电热水器的加热管的功率为1000W(瓦)，内胆的容量为15升来计算，同时考虑到加热效率，设1分钟可以将水升高0.5℃.因为水的比热容为4200J/KG.℃(焦/千克.摄氏度)，而空气的比热容为1004J/KG.℃。可以理解的是，在电热水器为发生干烧时，内胆内为水，而发生干烧时，内胆处于无水状态，充满空气，也就是说，在电热水器发生干烧时，内胆内温度上升的速率是水的四倍值。

作为具体实施例，如图2所示，上述控制方法包括：

S10，根据容量不同选择预设的温升速率阈值S。

S20，每隔30秒检测一次内胆温度Ti。

S30，计算内胆温升速率，即计算Ti与Ti-1的差，其中，Ti为i时刻内胆的温度，Ti-1为i-1时刻内胆的温度。

S40，判断温升速率是否大于或等于温升速率阈值达到三次。

如果是，则进入步骤S50，否则进入步骤S60。

S50，判断电热水器发生干烧，则不启动加热器。

S60，将当前温升速率的四倍值S’作为温升速率阈值并保存在电热水器的记忆芯片中。

概括地说，本发明实施例的电热水器防干烧控制方法，在内胆的温升速率持续大于或等温升速率阈值时，判断为发生干烧，则控制电热水器停止加热，从而可以避免电热水器处于无水状态时加热而造成损坏，其中，根据电热水器的实际加热效果以及使用的条件和环境，自动更新温升速率阈值，与现有技术中固定值相比，更加准确，避免误判。

另外，为了延长电热水器记忆芯片的寿命，在判断电热水器未发生干烧之后，上述控制方法进一步包括：判断电热水器的运行时间是否小于预设时间,如果运行时间小于预设时间，则不更新温升速率阈值；如果运行时间大于或等于预设时间，则更新温升速率阈值。

例如，上电时，电热水器读取更新之后的温升速率阈值，然后每30秒检测一次内胆的温度，并计算温升速率，并比较温升速率与温升速率阈值的大小，当连续三次检测出温升速率大于等于温升速率阈值时，则视为出现干烧，系统切断电源，并进行声光报警提示等。如果内胆温升速率小于预设温升阈值，则进一步判断电热水器的工作时间是否大于或等于24小时，如果工作时间大于或等于24小时，即电热水器已经工作了一天多，则对温升速率阈值进行更新，即将当前温升速率的四倍值作为最新的温升速率阈值，并将此阈值保存在记忆芯片内，如果共组时间小于24小时，即工作没有超过一天，则温升速率阈值不进行更新，从而可以延长记忆芯片的寿命，另外因为加热器的结垢并不是一天时间完成的，温升速率阈值每天更新一次即可。

作为另一个具体实施例，如图3所示，上述控制方法包括以下步骤：

S100，读取更新之后的温升速率阈值S’。

S200，每隔30秒检测一次内胆温度Ti。

S300，计算Ti与Ti-1的差即获得温升速率。

S400，判断温升速率是否连续三次大于或等于温升速率阈值S’。

如果是，则进入步骤S500，否则进入步骤S600。

S500，判断电热水器发生干烧，控制加热器不启动。

S600，判断电热水器的运行时间是否大于或等于24小时。

如果是，则进入步骤S700，否则，返回步骤S200。

S700，将当前温升速率的四倍值作为最新的温升速率阈值，并保存在记忆芯片中，并返回步骤S100。

可以看出，本发明实施例的电热水器防干烧控制方法，通过将温升速率与不断更新的温升速率阈值进行比较，与现有技术中的固定阈值比较相比，更加准确，可以避免误报，进而当判断电热水器发生干烧时，则控制电热水器停止加热，从而可以保证电热水器不会在无水状态下工作，避免干烧，另外，在发生干烧时，易产生一定的气体异味，从而不但提高电热水器的使用寿命，也确保安全、良好的用水水质。

为实现上述实施例，本发明另一方面实施例提出一种电热水器。

图4为根据本发明的一个实施例的电热水器的示意图，如图4所示，该电热水器100包括内胆10和加热器20、温度传感器30和控制器40.

其中，加热器20用于对内胆10内的水进行加热；温度传感器30用于检测内胆10的温度；控制器40获取温升速率阈值，根据内胆10的温度计算当前温升速率，根据温升速率和温升速率阈值判断是否发生干烧，并在发生干烧时，控制加热器20停止加热，以及在电热水器100未发生干烧，根据温升速率更新温升速率阈值。

具体地，如图4所示，加热器20设置于内胆10内，温度传感器30可以设置与测温管50内。电控部件包括控制器40、温度检测输入、按键输入、加热器20以及显示器等，温度检测输入电路接收温度传感器30的温度信号，控制器40对检测各输入信号并对检测到的信号进行相应的处理以及控制。

本发明实施例的电热水器100无论何时，当检测到加热器20进行干烧时，则控制加热器20立即切断电源，以保证电热水器100加热不工作在高烧状态下，进一步地，电热水器100还包括报警器，控制器40判断电热水器100发生干烧时控制报警器进行报警提示。

为了检测水温的准确，在本发明的实施例中，温度传感器30可以为多个，检测内胆20内多点的温度，控制器40根据内胆10内多点的温度计算平均温值，并根据平均温值计算温升速率。

其中，控制器40判断温升速率是否连续预设次数例如三次大于或等于温升速率阈值，并在温升速率连续预设次数大于或等于温升速率阈值时，判断发生干烧，否则，判断未发生干烧。在发生干烧时，控制加热器20切断电源，并进行报警提示，在未发生干烧时，则对温升速率阈值进行更新。

具体地，控制器40将当前温升速率的四倍值作为温升速率阈值，并将更新之后的温升速率阈值进行保存，以在下一次判断循环时获取。

其中，对于为何将初始温升阈值更新为当前温升速率的四倍值，举例说明，根据能量守恒定律可知：能量满足公式，Q＝CM(T1-T2)，其中，Q为能量，C为比热容，M为质量，T1和T2表示温度，两者的差值为温度变化，如果按照电热水器的加热管的功率为1000W(瓦)，内胆的容量为15升来计算，同时考虑到加热效率，设1分钟可以将水升高0.5℃.因为水的比热容为4200J/KG.℃(焦/千克.摄氏度)，而空气的比热容为1004J/KG.℃。可以理解的是，在电热水器为发生干烧时，内胆内为水，而发生干烧时，内胆处于无水状态，充满空气，也就是说，在电热水器发生干烧时，内胆内温度上升的速率是水的四倍值。

另外，为了延长电热水器100记忆芯片的寿命，控制器40还用于记录电热水器100的运行时间，在判断电热水器100未发生干烧之后，进一步判断电热水器100的运行时间是否小于预设时间例如24小时，在运行时间小于预设时间时，不更新温升速率阈值，在运行时间大于或等于预设时间时，更新温升速率阈值。

例如，上电时，控制器40读取更新之后的温升速率阈值，然后每30秒检测一次内胆10的温度，并计算温升速率，并比较温升速率与温升速率阈值的大小，当连续三次检测出温升速率大于等于温升速率阈值时，则视为出现干烧，切断加热器20的电源，并进行声光报警提示等。如果内胆10的温升速率小于预设温升阈值，则进一步判断电热水器100的运行时间是否大于或等于24小时，如果运行时间大于或等于24小时，即电热水器100已经工作了一天多，则对温升速率阈值进行更新，即将当前温升速率的四倍值作为最新的温升速率阈值，并将此阈值保存在记忆芯片内，如果运行时间小于24小时，即工作没有超过一天，则温升速率阈值不进行更新，从而可以延长记忆芯片的寿命，另外，因为加热器20的结垢并不是一天时间完成的，温升速率阈值每天更新一次即可。

根据本发明实施例的电热水器，通过将内胆的温升速率与不断更新的温升速率阈值进行比较，与现有技术中的固定阈值比较相比，更加准确，可以避免误报，进而当判断电热水器发生干烧时，则切断加热器电源，从而可以保证加热器不会在无水状态下工作，避免加热器干烧，从而可以提高电热水器的使用寿命，另外，在发生干烧时，易产生一定的气体异味，也确保安全、良好的用水水质。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。

Claims (10)

1.一种电热水器防干烧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取温升速率阈值；

检测所述电热水器的内胆温度，并根据所述内胆温度计算温升速率；

根据所述温升速率和所述温升速率阈值判断所述电热水器是否发生干烧；

如果所述电热水器发生干烧，则控制电热水器停止加热；

如果所述电热水器未发生干烧，则根据所述温升速率更新所述温升速率阈值，

其中，根据所述温升速率更新所述温升速率阈值具体包括：

将当前所述温升速率的四倍值作为所述温升速率阈值，并将更新之后的所述温升速率阈值进行保存。

2.如权利要求1所述的电热水器防干烧控制方法，其特征在于，检测所述电热水器的内胆温度，并根据所述内胆温度计算温升速率具体包括：

检测所述电热水器内胆的多点温度，并根据多点的温度计算平均温值；以及

根据所述平均温值计算所述温升速率。

3.如权利要求1所述的电热水器防干烧控制方法，其特征在于，根据所述温升速率和所述温升速率阈值判断所述电热水器是否发生干烧具体包括：

判断所述温升速率是否连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值；

如果是，则判断所述电热水器发生干烧；

如果否，则判断所述电热水器未发生干烧。

4.如权利要求2所述的电热水器防干烧控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述电热水器发生干烧时，控制所述电热水器进行报警提示。

5.如权利要求3所述的电热水器防干烧控制方法，其特征在于，在判断所述电热水器未发生干烧之后，所述控制方法还包括：

判断所述电热水器的运行时间是否小于预设时间；

如果所述运行时间小于所述预设时间，则不更新所述温升速率阈值；

如果所述运行时间大于或等于所述预设时间，则更新所述温升速率阈值。

6.一种电热水器，其特征在于，包括：

内胆和加热器，所述加热器用于对所述内胆内的水进行加热；

温度传感器，所述温度传感器用于检测所述内胆的温度；

控制器，所述控制器获取温升速率阈值，根据所述内胆的温度计算当前温升速率，根据所述温升速率和温升速率阈值判断是否发生干烧，并在发生干烧时，控制所述加热器停止加热，以及在所述电热水器未发生干烧，根据所述温升速率更新所述温升速率阈值，其中，所述控制器还用于将当前所述温升速率的四倍值作为所述温升速率阈值，并将更新之后的所述温升速率阈值进行保存。

7.如权利要求6所述的电热水器，其特征在于，所述温度传感器为多个，用于检测所述内胆内多点的温度，所述控制器还用于根据所述内胆内多点的温度计算平均温值，并根据所述平均温值计算所述温升速率。

8.如权利要求6所述的电热水器，其特征在于，所述控制器还用于判断所述温升速率是否连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值，并在所述温升速率连续预设次数大于或等于所述温升速率阈值时，判断发生干烧，否则，判断未发生干烧。

9.如权利要求8所述的电热水器，其特征在于，所述电热水器还包括：

报警器，所述控制器判断所述电热水器发生干烧时控制所述报警器进行报警提示。

10.如权利要求8所述的电热水器，其特征在于，所述控制器还用于记录所述电热水器的运行时间，在判断所述电热水器未发生干烧之后，进一步判断所述电热水器的运行时间是否小于预设时间，在所述运行时间小于所述预设时间时，不更新所述温升速率阈值，以及在所述运行时间大于或等于所述预设时间时，更新所述温升速率阈值。