一種根據峰谷電加熱的熱水器的製作方法

2023-07-31 10:27:11 2

本發明涉及熱水器的控制技術領域，特別涉及一種能夠錯開高峰用電、合理分配電能，即根據峰谷電加熱的熱水器。

背景技術：

目前，谷電與高峰負荷之間的峰谷差越來越大，導致電網調峰問題日益突出。長此下去，不僅直接影響電網的安全穩定運行，還會增加發、供電成本，降低供電可靠性，提高用電費用。另一方面，在春秋季節和夜間，大約有40％左右電力資源處於閒置狀態，嚴重影響了電網的安全運行和電力企業的經濟效益。而電力不能貯存，電力供應的系統性、隨機性及高度可靠性，這是電力區別於其他商品的一個重要特點。

多用低谷電，既可以改善用電質量,穩定供電秩序,降低用電企業的生產成本,又可提高發、供電設備的利用率,減少電網及調峰電廠建設投資的投入。

目前，對於低谷電的時間段，電網有兩種方式來通知大家，第一種是通過通知的型式，告知大家某天的某時段為低谷電，比如：從11月1日起至次年3月31日止享受低谷用電優惠；低谷優惠時段為晚23:00至次日早7:00；第二種是到了低谷電時段，電網會給用戶家的電錶(支持分時計價的智能電錶)發一個不同於平時的電平信號，電錶收到該信號後，就會採用低谷電電費的計費，比如：該信號平時是高電平的，低谷時段為低電平，電錶接收到的是高電平，就採用峰電計費，接收到低電平，就採用谷電計費。

電熱水器，基本是現在人們生活所必需用到的家用電器，每天都會用到它，無論洗手、洗澡、洗衣等等。不僅是個人家庭，旅館、酒店、賓館、理髮店、足療店、學校宿舍等等商業場所，也離不開熱水器的應用。

空氣能熱水器，是熱水器家族中的新成員，也稱「空氣源熱泵熱水器」。「空氣能熱水器」把空氣中的低溫熱量吸收進來，經過氟介質氣化，然後通過壓縮機壓縮後升溫增壓，再通過換熱器轉化給水加熱，壓縮後的高溫熱能以此來加熱水溫。空氣能熱水器具有高效節能的特點，製造相同的熱水量，是電熱水器的4-6倍，其年平均熱效比是電加熱的4倍，利用能效高。

不論是電熱水器還是空氣能熱水器，目前在使用熱水器的時候，基本都是兩種方式：第一、熱水器一直處在加熱過程中，水溫低了或者熱水少了，就會馬上進行加熱；第二、只在使用前進行加熱，通常需要預熱20分鐘至40分鐘。

對比這兩種方式，第二種方式較為省電一些，但是兩種方式均需要在峰電時間段進行加熱，而峰電時間段的用電不僅費用高，而且大量用戶同時用電還會影響電網運行的安全性，增加電網發、供電成本，增大谷電與高峰負荷之間的峰谷差，因此急需一種根據峰谷電加熱的熱水器，可以充分利用谷電時間段的電力資源以解決上述問題。

有鑑於此特提出本發明。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種根據峰谷電加熱的熱水器，使得熱水器可以在谷電時間段進行自動加熱，實現縮小電網峰谷差、減小電網發、供電成本、提高電網運行安全性並節約用戶用電費用的目的。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

提供一種根據峰谷電加熱的熱水器，所述熱水器包括一控制器，連接有信號接收模塊，與智能電錶相連並接收智能電錶發送的控制信號,所述熱水器還包括谷電加熱模式，根據控制信號控制熱水器進行加熱。

進一步地，控制信號包括峰電信號和谷電信號；

所述峰電信號為用電尖峰時間段智能電錶向熱水器發送的觸發信號；

所述谷電信號為用電低谷時間段智能電錶向熱水器發送的觸發信號。

進一步地，在谷電加熱模式中，接收到谷電信號時，控制熱水器進行加熱，接收到峰電信號時，控制熱水器停止加熱。

進一步地，所述信號接收模塊為一信號接收埠，設置在熱水器電腦板上，通過信號線與智能電錶相連。

進一步地，所述智能電錶為分時計價電錶，與電網相連，可接收電網發送的高/低電平信號，並向所述信號接收模塊發送與高/低電平信號對應的控制信號。

進一步地，所述熱水器還包括水流量傳感器，用於檢測熱水器單位時間內的用水量。

進一步地，所述熱水器還包括標準加熱模式，根據用戶設定溫度控制熱水器加熱，使得熱水器內水溫與用戶設定溫度一致；

在任意加熱模式下，當檢測到單位時間內用水量達到預設閾值時，控制熱水器切換到標準加熱模式。

進一步地，所述控制器還包括設置模塊，用於配置不同加熱模式中的功能設定；

在谷電加熱模式中，所述設置模塊可設置谷電信號由高/低電平觸發。

進一步地，所述熱水器還包括定時加熱模式，在預設的谷電時間內啟動熱水器並進行加熱。

進一步地，所述控制器還包括一加熱模式切換模塊，根據用戶的選擇控制定時加熱模式和谷電加熱模式的工作。

本發明具體實施方式提供的技術方案的有益效果是：

第一、避開高峰用電，充分利用谷電時間段的電力資源，節約了電能，節省了用電費用；

第二、利用支持分時計價的智能電錶，並且與智能電錶相連，熱水器根據接收到的谷電信號峰谷電信號自動啟動加熱、停止加熱，而無需用戶再設置，使用更加方便；

第三、選擇定時加熱模式可根據實際需求自由設定熱水器的加熱時間段，既能避開高峰用電又能滿足不同用戶的需求；

第四、支持將定時加熱和谷電加熱相結合，滿足不同用戶的使用需求，使得熱水器的加熱方式更加人性化，提升用戶體驗。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明具體實施方式中的技術方案，下面將對具體實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的一種根據峰谷電加熱的熱水器的結構示意圖；

圖2是本發明提供的另一種根據峰谷電加熱的熱水器的結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種根據峰谷電加熱的熱水器，該熱水器的結構示意圖如圖1所示，該熱水器包括一控制器，連接有信號接收模塊，與智能電錶相連並接收智能電錶發送的控制信號,該熱水器還包括谷電加熱模式，根據控制信號控制熱水器進行加熱。

優選的，如圖2所示，該熱水器還包括定時加熱模式，在預設的谷電時間內啟動熱水器並進行加熱；控制器包括加熱模式切換模塊，根據用戶的選擇控制定時加熱模式和谷電加熱模式的工作。

(1)當選擇定時加熱模式時，定時加熱模式啟動工作。

進一步，定時加熱模式在預設的谷電時間內啟動熱水器並進行加熱，其中，谷電時間可由用戶根據實際情況自由設定。具體地，定時加熱模式獲取當前時刻並判斷當前時刻是否在預設的谷電時間內，如果是則啟動熱水器，並將熱水器內的水加熱到預設溫度後停止加熱，然後定期檢測熱水器內的水溫，檢測到水溫下降時再啟動熱水器進行加熱，直至水溫再次達到預設溫度，如此將熱水器內的水溫穩定在預設溫度上下，使得在谷電時間內熱水器中有足夠多的熱水，如此充分利用谷電時段的電力資源，並節省用電費用。

優選的，如圖2所示，控制器還包括設置模塊，用於配置不同加熱模式中的功能設定，在定時加熱模式中，該設置模塊可以設置啟動熱水器進行加熱的谷電時間，用戶可在使用熱水器之前進入到設置模塊中進行設置，相應地，熱水器上設有設置鍵和「+」「-」鍵以及顯示模塊，在設置模塊中可先選擇加熱模式，再配置該模式下的功能設置，具體設置方法如下：

在關機狀態下，長按「設置」鍵6s進入到工程模式，然後通過「+」「-」鍵，選擇加熱模式選項，顯示模塊上相應顯示與該模式對應的圖標「lp」，再按「設置」鍵確認，此時，再按「+」「-」鍵切顯示模塊上的圖標，顯示模塊上相應顯示「01」和「02」，「01」代表對定時加熱模式進行功能設置，「02」代表對谷電加熱模式進行功能設置，可選擇「01」，按「set」鍵保存並退出。

選擇「01」保存並退出後，即表示當前可對定時加熱模式進行功能設置，此時再對加熱模式進行功能設置，設置方法如下：在開機狀態下，按「設置」鍵進入設置模式，按「set」鍵設置熱水器定時啟動的谷電時間，顯示模塊上顯示「l1」，且「start」圖標點亮，表示現在設置的是谷電時間的開始時間，此時小時位閃爍，此時按「+」、「-」可調節小時，再按「set」鍵分鐘位閃爍，按「+」、「-」可調節分鐘，繼續按「set」鍵，「start」圖標熄滅，表示開始時間設置完畢，「stop」圖標點亮，表示現在設置的是谷電時間的結束時間，其調節時、分的方法同上；設置完一組起止時間後，如果用戶還需要在另一個時間段也啟動熱水器並進行加熱，而兩組時間段又不連續，此時還可設置第二組起止時間，方法如下：繼續按「set」鍵，顯示模塊上顯示「l2」，且「start」圖標點亮，表示現在設置的是第二組起止時間的開始時間，調節時、分的方法同上；繼續按「set」鍵，「start」圖標熄滅，表示開始時間設置完畢，「stop」圖標點亮，表示現在設置的是第二組起止時間的結束時間，調節時、分的方法同上,最後按「set」鍵確認並退出。以上調節過程中，如閃爍6秒無按鍵操作則確認默認谷電時間段為l1：23:00-07:00，l2：00：00-00:00。其中，如果設定的時間段區間為0，則認為沒有啟 動定時加熱模式；優選的，在圖標閃爍時，按其他按鍵無效，不執行其按鍵功能。

優選的，如果用戶沒有設置熱水器定時啟動的谷電時間而直接進入定時加熱模式，則熱水器自動選擇電腦板中的默認時間來執行。

(2)當選擇谷電加熱模式時，谷電加熱模式啟動工作，其中，信號接收模塊可接收電網發送的控制信號並傳遞給控制器，與控制器相連的谷電加熱模式可根據控制信號控制熱水器進行加熱。

其中，選用該模式時需要與支持谷電功能的智能電錶相連，智能電錶與電網相連。

其中，控制信號包括峰電信號和谷電信號,峰電信號為用電尖峰時間段智能電錶向熱水器發送的觸發信號；谷電信號為用電低谷時間段智能電錶向熱水器發送的觸發信號；在谷電加熱模式中，當接收到谷電信號時，控制熱水器進行加熱，達到預設溫度後停止加熱，然後定期檢測熱水器內的水溫，檢測到水溫下降時再啟動熱水器進行加熱，直至水溫再次達到預設溫度，如此將熱水器內的水溫穩定在預設溫度上下，使得在谷電時間內熱水器中有足夠多的熱水；接收到峰電信號時，直接控制熱水器停止加熱，優選的，還可控制熱水器進入保溫模式，該保溫模式中的維持的溫度可以和谷電加熱模式進行加熱時的預設溫度一致，也可以低於該預設溫度。

具體地，信號接收模塊為一信號接收埠，設置在熱水器電腦板上，通過信號線與智能電錶相連，並可接收智能電錶發送的控制信號。該智能電錶為分時計價電錶，即需要對生活用電峰谷電進行分時段計費。

其中，峰谷電是目前在城市居民當中開展試點的一種新電價類別，它將一天24小時劃分為兩個時間段，通常將早8點至晚22點供14個小時的時間段稱為峰段，這一時間段是用戶用電較多也較集中的時段，該時段的用電稱為峰電，電價較高；將晚22點至次日早8點供10個小時的時間段稱為谷段，這一時段用戶用電較少，該時段的用電稱為谷電，電價較低。

進一步，該智能電錶上設置有一信號接收埠和信號輸出埠，信號接收埠和電網相連，信號輸出埠和熱水器的信號接收埠相連。

電網為實現分時計費，在峰電時段和谷電時段向智能電錶發送不同電平的信號，智能電錶接收到不同電平的信號時執行不同的計費標準，例如，在峰電時段，電網向智能電錶發送高電平，智能電錶接收到高電平按照峰電的電價來計費，在谷電時段，電網向智能電錶發送低電平，智能電錶接收到低電平時按照谷電的電價來計費。

更進一步，智能電錶的信號輸出埠可以向外發送開/關信號給支持谷電功能的電器，根據智能電錶信號接收埠接收到的高/低電平，智能電錶信號輸出埠向外輸出 相應的開/關信號，例如在峰電時段內，電網向智能電錶發送高電平信號，智能電錶接收到高電平時信號輸出埠一直閉合，與智能電錶相連的熱水器收到的信號為常閉信號，則認為智能電錶輸出的開信號(代表與熱水器相連通)為峰電信號，用戶可在使用前在熱水器上設置峰電信號和谷電信號的類型，即設置峰電信號和谷電信號哪個對應常閉信號，哪個對應常開信號，如果將谷電信號設置為常閉信號，則峰電信號對應的即為常開信號，設置完成後，熱水器根據用戶的設定在接收到常閉信號時即判斷為谷電信號，此時控制熱水器進行加熱，在接收到常開信號時即判斷為峰電信號，此時控制熱水器停止加熱，或者進入保溫模式。

不同的電網對峰谷電發送的電平信號不同，電力公司通常會通知使用該電力公司供電的用戶，他們發送的低谷電標識是低電平還是高電平，用戶得知後，再根據智能電錶上對信號輸入接口和信號輸出接口的說明來設置熱水器，優選的，對於控制器中的設置模塊，其作用是配置不同加熱模式中的功能設定，在谷電加熱模式中，該設置模塊可設置谷電信號由高/低電平觸發，具體設置方法如下：

在關機狀態下，長按「設置」鍵6s進入到工程模式，然後通過「+」「-」鍵，選擇加熱模式選項，顯示模塊上相應顯示與該模式對應的圖標「lp」，再按「設置」鍵確認，此時，再按「+」「-」鍵切顯示模塊上的圖標，顯示模塊上相應顯示「01」和「02」，「01」代表對定時加熱模式進行功能設置，「02」代表對谷電加熱模式進行功能設置，可選擇「02」，按「set」鍵保存並退出。

選擇「02」保存並退出後，即表示當前可對谷電加熱模式進行功能設置，此時需要再次進入到工程模式下選擇開/關信號作為低谷電標識，具體方法如下：

在關機狀態下，按「設置」鍵6秒，進入工程模式，然後通過「+」「-」鍵，將顯示模塊的圖標調到「lh」，代表進入市電低谷電開關功能設置，其中，「lh」的功能只在「lp」模式中選擇了「02」的方式時才有效，之後可以通過「+」「-」鍵來切換顯示模塊閃爍顯示的圖標「no」和「nc」,其中「no」代表「電力公司的低谷電開關信號為常開信號」，「nc」代表「電力公司的低谷電開關信號為常閉信號」。用戶可根據電網在谷電時段發送的高/低電平以及智能電錶上指示輸入信號與輸出信號的對應關係來選擇，例如，電力公司在峰電時段向智能電錶發送高電平，在谷電時段向智能電錶發送低電平，智能電錶接收到高電平時輸出埠閉合，此時熱水器接收到的為常閉信號，智能電錶接收到低電平時輸出埠打開，此時熱水器接收到的為常開信號，按照這一規律，則常開信號即代表谷電信號，因此用戶可在熱水器上選擇「no」,熱水器則將接收到的常開信號認為谷電信號，接收到的常閉信號認為峰電信號，設置完成後，按「set」鍵確認。

優選的，在本實施例中，熱水器還包括混合加熱模式，即控制定時加熱模式和谷電加熱模式同時工作，混合加熱模式的具體描述如下：

具體地，用戶可在加熱模式切換模塊中選擇混合加熱模式，此時定時加熱模式和谷電加熱模式同時啟動工作。用戶在使用熱水器之前需要按照上述設置方法對定時加熱模式和谷電加熱模式進行設置，用戶設置完成後，熱水器自動將用戶預設的谷電時間與通過智能電錶接收谷電信號的時間段進行疊加，例如，在定時加熱模式設置的谷電時間段為晚22點-早4點，而電力公司的谷電信號為晚23點-早6點，則整個谷電時間為晚22點-早6點。

優選的，如圖2所示，該熱水器還包括水流量傳感器，用於檢測熱水器單位時間內的用水量。其中，水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉子組件、穩流組件和霍爾元件組成，它裝在熱水器的進水端用於測量進水流量。當水流過轉子組件時，磁性轉子轉動，並且轉速隨著流量成線性變化。霍爾元件輸出相應的脈衝信號反饋給熱水器的電腦板，熱水器電腦板判斷水流量的大小，並根據自身邏輯進行判斷，當檢測到單位時間內用水量達到預設閾值時，控制熱水器切換到標準加熱模式。

其中，標準加熱模式即熱水器保持常開並持續加熱到用戶設定的水溫，達到設定水溫後停止加熱，加熱指示燈滅，檢測到水溫下降時熱水器又開始加熱，加熱指示燈亮，如此反覆,從而將熱水器內的水溫控制在用戶設定的水溫上下，以便隨時為用戶提供足夠多的熱水。

優選的，不論當前熱水器的加熱模式為哪一種，也不論當前熱水器是在加熱、停止加熱還是保溫狀態，在檢測到單位時間內用水量達到預設閾值時，都控制熱水器切換到標準加熱模式，如果檢測到單位時間內用水量低於預設閾值時，則在一段時間後(該時間可以是熱水器程序預設的，也可以是用戶自己預設的)，自動切換到原來的加熱模式。

例如，當前熱水器處於谷電加熱模式，當前時間段是峰電時段，熱水器為停止加熱狀態，此時用戶放水洗澡，水流量傳感器檢測到當前單位時間內用水量達到預設閾值，則自動將熱水器的加熱模式切換到標準加熱模式，熱水器啟動加熱並將水溫維持在用戶預設的溫度上，當用戶洗完澡後，水流量傳感器檢測到當前用水量為0，則在5分鐘後將熱水器的加熱模式切換回谷電加熱模式，熱水器回到停止加熱的狀態。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專利的技術人員在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述提示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實 質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明方案的範圍內。