一种多功能热水器的制作方法

本发明涉及热水器的控制技术领域，特别涉及一种能够错开高峰用电、合理分配电能的多功能热水器。

背景技术：

目前，谷电与高峰负荷之间的峰谷差越来越大，导致电网调峰问题日益突出。长此下去，不仅直接影响电网的安全稳定运行，还会增加发、供电成本，降低供电可靠性，提高用电费用。另一方面，在春秋季节和夜间，大约有40％左右电力资源处于闲置状态，严重影响了电网的安全运行和电力企业的经济效益。而电力不能贮存，电力供应的系统性、随机性及高度可靠性，这是电力区别于其他商品的一个重要特点。

多用低谷电，既可以改善用电质量,稳定供电秩序,降低用电企业的生产成本,又可提高发、供电设备的利用率,减少电网及调峰电厂建设投资的投入。

目前，对于低谷电的时间段，电网有两种方式来通知大家，第一种是通过通知的型式，告知大家某天的某时段为低谷电，比如：从11月1日起至次年3月31日止享受低谷用电优惠；低谷优惠时段为晚23:00至次日早7:00；第二种是到了低谷电时段，电网会给用户家的电表(支持分时计价的智能电表)发一个不同于平时的电平信号，电表收到该信号后，就会采用低谷电电费的计费，比如：该信号平时是高电平的，低谷时段为低电平，电表接收到的是高电平，就采用峰电计费，接收到低电平，就采用谷电计费。

电热水器，基本是现在人们生活所必需用到的家用电器，每天都会用到它，无论洗手、洗澡、洗衣等等。不仅是个人家庭，旅馆、酒店、宾馆、理发店、足疗店、学校宿舍等等商业场所，也离不开热水器的应用。

空气能热水器，是热水器家族中的新成员，也称“空气源热泵热水器”。“空气能热水器”把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质气化，然后通过压缩机压缩后升温增压，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有高效节能的特点，制造相同的热水量，是电热水器的4-6倍，其年平均热效比是电加热的4倍，利用能效高。

不论是电热水器还是空气能热水器，目前在使用热水器的时候，基本都是两种方式：第一、热水器一直处在加热过程中，水温低了或者热水少了，就会马上进行加热；第二、只在使用前进行加热，通常需要预热20分钟至40分钟。

对比这两种方式，第二种方式较为省电一些，但是两种方式均需要在峰电时间段进行加热，而峰电时间段的用电不仅费用高，而且大量用户同时用电还会影响电网运行的安全性，增加电网发、供电成本，增大谷电与高峰负荷之间的峰谷差，因此急需一种多功能热水器，可以充分利用谷电时间段的电力资源以解决上述问题。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种多功能热水器，使得热水器可以在谷电时间段进行自动加热，实现缩小电网峰谷差、减小电网发、供电成本、提高电网运行安全性并节约用户用电费用的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种多功能热水器，所述热水器包括一控制器，连接有信号接收模块，所述热水器还包括定时加热模式和谷电加热模式，其中:

信号接收模块：与智能电表相连并接收智能电表发送的控制信号；

谷电加热模式：根据控制信号控制热水器进行加热；

定时加热模式：在预设的谷电时间内启动热水器并进行加热；

控制器包括一加热模式切换模块，根据用户的选择控制定时加热模式和谷电加热模式的工作。

进一步地，控制信号包括峰电信号和谷电信号；

所述峰电信号为用电高峰时间段智能电表向热水器发送的触发信号；

所述谷电信号为用电低谷时间段智能电表向热水器发送的触发信号。

进一步地，在谷电加热模式中，接收到谷电信号时，控制热水器进行加热，接收到峰电信号时，控制热水器停止加热。

进一步地，所述热水器还包括水流量传感器，用于检测热水器单位时间内的用水量。

进一步地，所述热水器还包括标准加热模式，根据用户设定温度控制热水器加热，使得热水器内水温与用户设定温度一致。

进一步地，在任意加热模式下，当检测到单位时间内用水量达到预设阈值时，控制热水器切换到标准加热模式。

进一步地，所述信号接收模块为一信号接收端口，设置在热水器电脑板上，通过信号线与智能电表相连。

进一步地，所述智能电表为分时计价电表，与电网相连，可接收电网发送的高/低电平信号，并向所述信号接收模块发送与高/低电平信号对应的控制信号。

进一步地，所述控制器还包括设置模块，用于配置不同加热模式中的功能设定。

进一步地，在定时加热模式中，所述设置模块可设置启动热水器进行加热的谷电时间；

在谷电加热模式中，所述设置模块可设置谷电信号由高/低电平触发。

本发明具体实施方式提供的技术方案的有益效果是：

第一、避开高峰用电，充分利用谷电时间段的电力资源，节约了电能，节省了用电费用；

第二、选择定时加热模式可根据实际需求自由设定热水器的加热时间段，既能避开高峰用电又能满足不同用户的需求；

第三、对于支持分时计价的智能电表，还可与智能电表相连，热水器根据接收到的谷电信号峰谷电信号自动启动加热、停止加热，而无需用户再设置，使用更加方便；

第四、支持将定时加热和谷电加热相结合，满足不同用户的使用需求，使得热水器的加热方式更加人性化，提升用户体验。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1是本发明提供的一种多功能热水器的结构示意图；

图2是本发明提供的另一种多功能热水器的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种多功能热水器，该热水器的结构示意图如图1所示，该热水器包括一控制器，连接有信号接收模块，该热水器还包括定时加热模式和谷电加热模式，其中，信号接收模块：与智能电表相连并接收智能电表发送的控制信号；谷电加热模式：根据控制信号控制热水器进行加热；定时加热模式：在预设的谷电时间内启动热水器并进行 加热；控制器包括一加热模式切换模块，根据用户的选择控制定时加热模式和谷电加热模式的工作。

(1)当选择定时加热模式时，定时加热模式启动工作。

进一步，定时加热模式在预设的谷电时间内启动热水器并进行加热，其中，谷电时间可由用户根据实际情况自由设定。具体地，定时加热模式获取当前时刻并判断当前时刻是否在预设的谷电时间内，如果是则启动热水器，并将热水器内的水加热到预设温度后停止加热，然后定期检测热水器内的水温，检测到水温下降时再启动热水器进行加热，直至水温再次达到预设温度，如此将热水器内的水温稳定在预设温度上下，使得在谷电时间内热水器中有足够多的热水，如此充分利用谷电时段的电力资源，并节省用电费用。

优选的，如图2所示，控制器还包括设置模块，用于配置不同加热模式中的功能设定，在定时加热模式中，该设置模块可以设置启动热水器进行加热的谷电时间，用户可在使用热水器之前进入到设置模块中进行设置，相应地，热水器上设有设置键和“+”“-”键以及显示模块，在设置模块中可先选择加热模式，再配置该模式下的功能设置，具体设置方法如下：

在关机状态下，长按“设置”键6s进入到工程模式，然后通过“+”“-”键，选择加热模式选项，显示模块上相应显示与该模式对应的图标“lp”，再按“设置”键确认，此时，再按“+”“-”键切显示模块上的图标，显示模块上相应显示“01”和“02”，“01”代表对定时加热模式进行功能设置，“02”代表对谷电加热模式进行功能设置，可选择“01”，按“set”键保存并退出。

选择“01”保存并退出后，即表示当前可对定时加热模式进行功能设置，此时再对加热模式进行功能设置，设置方法如下：在开机状态下，按“设置”键进入设置模式，按“set”键设置热水器定时启动的谷电时间，显示模块上显示“l1”，且“start”图标点亮，表示现在设置的是谷电时间的开始时间，此时小时位闪烁，此时按“+”、“-”可调节小时，再按“set”键分钟位闪烁，按“+”、“-”可调节分钟，继续按“set”键，“start”图标熄灭，表示开始时间设置完毕，“stop”图标点亮，表示现在设置的是谷电时间的结束时间，其调节时、分的方法同上；设置完一组起止时间后，如果用户还需要在另一个时间段也启动热水器并进行加热，而两组时间段又不连续，此时还可设置第二组起止时间，方法如下：继续按“set”键，显示模块上显示“l2”，且“start”图标点亮，表示现在设置的是第二组起止时间的开始时间，调节时、分的方法同上；继续按“set”键，“start”图标熄灭，表示开始时间设置完毕，“stop”图标点亮，表示现在设置的是第二组起止时间的结束时间，调节时、分的方法同上,最后按“set”键确认 并退出。以上调节过程中，如闪烁6秒无按键操作则确认默认谷电时间段为l1：23:00-07:00，l2：00：00-00:00。其中，如果设定的时间段区间为0，则认为没有启动定时加热模式；优选的，在图标闪烁时，按其他按键无效，不执行其按键功能。

优选的，如果用户没有设置热水器定时启动的谷电时间而直接进入定时加热模式，则热水器自动选择电脑板中的默认时间来执行。

(2)当选择谷电加热模式时，谷电加热模式启动工作，其中，信号接收模块可接收电网发送的控制信号并传递给控制器，与控制器相连的谷电加热模式可根据控制信号控制热水器进行加热。

其中，选用该模式时需要与支持谷电功能的智能电表相连，智能电表与电网相连。

其中，控制信号包括峰电信号和谷电信号,峰电信号为用电高峰时间段智能电表向热水器发送的触发信号；谷电信号为用电低谷时间段智能电表向热水器发送的触发信号；在谷电加热模式中，接收到谷电信号时，控制热水器进行加热，达到预设温度后停止加热，然后定期检测热水器内的水温，检测到水温下降时再启动热水器进行加热，直至水温再次达到预设温度，如此将热水器内的水温稳定在预设温度上下，使得在谷电时间内热水器中有足够多的热水；接收到峰电信号时，直接控制热水器停止加热，优选的，还可控制热水器进入保温模式，该保温模式中的维持的温度可以和谷电加热模式进行加热时的预设温度一致，也可以低于该预设温度。

具体地，信号接收模块为一信号接收端口，设置在热水器电脑板上，通过信号线与智能电表相连，并可接收智能电表发送的控制信号。该智能电表为分时计价电表，即需要对生活用电峰谷电进行分时段计费。

其中，峰谷电是目前在城市居民当中开展试点的一种新电价类别，它将一天24小时划分为两个时间段，通常将早8点至晚22点供14个小时的时间段称为峰段，这一时间段是用户用电较多也较集中的时段，该时段的用电称为峰电，电价较高；将晚22点至次日早8点供10个小时的时间段称为谷段，这一时段用户用电较少，该时段的用电称为谷电，电价较低。

进一步，该智能电表上设置有一信号接收端口和信号输出端口，信号接收端口和电网相连，信号输出端口和热水器的信号接收端口相连。

电网为实现分时计费，在峰电时段和谷电时段向智能电表发送不同电平的信号，智能电表接收到不同电平的信号时执行不同的计费标准，例如，在峰电时段，电网向智能电表发送高电平，智能电表接收到高电平按照峰电的电价来计费，在谷电时段，电网向智能电表发送低电平，智能电表接收到低电平时按照谷电的电价来计费。

更进一步，智能电表的信号输出端口可以向外发送开/关信号给支持谷电功能的电器，根据智能电表信号接收端口接收到的高/低电平，智能电表信号输出端口向外输出相应的开/关信号，例如在峰电时段内，电网向智能电表发送高电平信号，智能电表接收到高电平时信号输出端口一直闭合，与智能电表相连的热水器收到的信号为常闭信号，则认为智能电表输出的开信号(代表与热水器相连通)为峰电信号，用户可在使用前在热水器上设置峰电信号和谷电信号的类型，即设置峰电信号和谷电信号哪个对应常闭信号，哪个对应常开信号，如果将谷电信号设置为常闭信号，则峰电信号对应的即为常开信号，设置完成后，热水器根据用户的设定在接收到常闭信号时即判断为谷电信号，此时控制热水器进行加热，在接收到常开信号时即判断为峰电信号，此时控制热水器停止加热，或者进入保温模式。

不同的电网对峰谷电发送的电平信号不同，电力公司通常会通知使用该电力公司供电的用户，他们发送的低谷电标识是低电平还是高电平，用户得知后，再根据智能电表上对信号输入接口和信号输出接口的说明来设置热水器，优选的，对于控制器中的设置模块，其作用是配置不同加热模式中的功能设定，在谷电加热模式中，该设置模块可设置谷电信号由高/低电平触发，具体设置方法如下：

在关机状态下，长按“设置”键6s进入到工程模式，然后通过“+”“-”键，选择加热模式选项，显示模块上相应显示与该模式对应的图标“lp”，再按“设置”键确认，此时，再按“+”“-”键切显示模块上的图标，显示模块上相应显示“01”和“02”，“01”代表对定时加热模式进行功能设置，“02”代表对谷电加热模式进行功能设置，可选择“02”，按“set”键保存并退出。

选择“02”保存并退出后，即表示当前可对谷电加热模式进行功能设置，此时需要再次进入到工程模式下选择开/关信号作为低谷电标识，具体方法如下：

在关机状态下，按“设置”键6秒，进入工程模式，然后通过“+”“-”键，将显示模块的图标调到“lh”，代表进入市电低谷电开关功能设置，其中，“lh”的功能只在“lp”模式中选择了“02”的方式时才有效，之后可以通过“+”“-”键来切换显示模块闪烁显示的图标“no”和“nc”,其中“no”代表“电力公司的低谷电开关信号为常开信号”，“nc”代表“电力公司的低谷电开关信号为常闭信号”。用户可根据电网在谷电时段发送的高/低电平以及智能电表上指示输入信号与输出信号的对应关系来选择，例如，电力公司在峰电时段向智能电表发送高电平，在谷电时段向智能电表发送低电平，智能电表接收到高电平时输出端口闭合，此时热水器接收到的为常闭信号，智能电表接收到低电平时输出端口打开，此时热水器接收到的为常开信号，按照这一规律，则常开信号即 代表谷电信号，因此用户可在热水器上选择“no”,热水器则将接收到的常开信号认为谷电信号，接收到的常闭信号认为峰电信号，设置完成后，按“set”键确认。

优选的，在本实施例中，热水器还包括混合加热模式，即控制定时加热模式和谷电加热模式同时工作，混合加热模式的具体描述如下：

具体地，用户可在加热模式切换模块中选择混合加热模式，此时定时加热模式和谷电加热模式同时启动工作。用户在使用热水器之前需要按照上述设置方法对定时加热模式和谷电加热模式进行设置，用户设置完成后，热水器自动将用户预设的谷电时间与通过智能电表接收谷电信号的时间段进行叠加，例如，在定时加热模式设置的谷电时间段为晚22点-早4点，而电力公司的谷电信号为晚23点-早6点，则整个谷电时间为晚22点-早6点。

优选的，如图2所示，该热水器还包括水流量传感器，用于检测热水器单位时间内的用水量。其中，水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成，它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给热水器的电脑板，热水器电脑板判断水流量的大小，并根据自身逻辑进行判断，当检测到单位时间内用水量达到预设阈值时，控制热水器切换到标准加热模式。

其中，标准加热模式即热水器保持常开并持续加热到用户设定的水温，达到设定水温后停止加热，加热指示灯灭，检测到水温下降时热水器又开始加热，加热指示灯亮，如此反复,从而将热水器内的水温控制在用户设定的水温上下，以便随时为用户提供足够多的热水。

优选的，不论当前热水器的加热模式为哪一种，也不论当前热水器是在加热、停止加热还是保温状态，在检测到单位时间内用水量达到预设阈值时，都控制热水器切换到标准加热模式，如果检测到单位时间内用水量低于预设阈值时，则在一段时间后(该时间可以是热水器程序预设的，也可以是用户自己预设的)，自动切换到原来的加热模式。

例如，当前热水器处于谷电加热模式，当前时间段是峰电时段，热水器为停止加热状态，此时用户放水洗澡，水流量传感器检测到当前单位时间内用水量达到预设阈值，则自动将热水器的加热模式切换到标准加热模式，热水器启动加热并将水温维持在用户预设的温度上，当用户洗完澡后，水流量传感器检测到当前用水量为0，则在5分钟后将热水器的加热模式切换回谷电加热模式，热水器回到停止加热的状态。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人 员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。