热水器及其控制方法、计算机可读存储介质与流程

本发明涉及电器技术领域，特别是涉及一种热水器及其控制方法、计算机可读存储介质。

背景技术：

目前市面上常用的热水器一般为燃气热水器，该种热水器主要采用天然气作为燃料来加热自来水。然而天然气燃烧后会产生一氧化碳、二氧化氮等有毒气体，若这些有毒气体发生泄漏的话，轻则会导致人中毒，重则可使人死亡。

现有的技术主要采用气体泄漏报警器来解决上述问题，一旦有毒气体发生泄漏，便会报警。但是上述气体泄漏报警器可能会产生故障而无法报警，也就起不到提醒的作用，存在安全隐患，无法保障用户的人身安全。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的热水器所配置的气体泄漏报警器由于故障而无法保障用户人身安全的问题，提供一种热水器及其控制方法、计算机可读存储介质。

一种热水器，包括：壳体，设置于所述壳体内的换热模块、电加热模块、工质储箱和控制模块，以及冷水管线、热水管线、第一温度传感器和设置在所述热水管线上的控制阀；

所述换热模块的管程进口与所述工质储箱的出液口连通，管程出口与所述工质储箱的进液口连通，壳程进口与所述冷水管线的出水口连通，壳程出口与所述热水管线的进水口连通；

所述电加热模块用于对流入至所述换热模块的管程之前的工质进行加热；

所述第一温度传感器和所述控制阀均与所述控制模块电连接，所述第一温度传感器用于实时获取并发送经所述换热模块换热后的冷水温度，所述控制模块用于基于所述换热后的冷水温度控制所述控制阀的开与关。

在其中一个实施例中，所述控制模块与所述电加热模块电连接，所述控制模块还用于获取开关指令，并基于所述开关指令控制所述电加热模块是否通电。

在其中一个实施例中，所述热水器还包括：第二温度传感器和与所述第二温度传感器电连接的显示模块，所述第二温度传感器用于获取并发送经所述电加热模块加热后的工质温度，所述显示模块用于显示所述加热后的工质温度；

所述控制模块还用于获取调节指令，并基于所述调节指令调节向所述电加热模块通入的电流大小。

在其中一个实施例中，所述电加热模块的进液口通过第一管线与所述工质储箱的出液口连通，所述电加热模块的出液口通过第二管线与所述换热模块的管程进口连通。

在其中一个实施例中，所述电加热模块包括：螺旋盘管和与所述控制模块电连接的线圈；

所述螺旋盘管的进液口通过所述第一管线与所述工质储箱的出液口连通，所述螺旋盘管的出液口通过所述第二管线与所述换热模块的管程进口连通；

所述线圈可通电产生交变电场，以加热所述螺旋盘管。

在其中一个实施例中，所述线圈以螺旋状的方式贴合在所述螺旋盘管的外壁上，且所述线圈的中轴线与所述螺旋盘管的中轴线相平行。

在其中一个实施例中，所述换热模块包括：水箱和设置于所述水箱内的换热管，其中所述水箱的内壁与所述换热管之间的间隙构成所述壳程，所述换热管的内腔构成所述管程；

其中，所述换热管包括：顺次连通的竖直段、波浪段和水平段，所述竖直段与所述工质储箱的出液口连通，所述水平段与所述工质储箱的进液口连通。

在其中一个实施例中，所述水箱的顶壁上安装有排气阀，所述排气阀用于当所述水箱内的气压大于压力阈值时自动向外排气。

在其中一个实施例中，所述水箱的底壁上分别设置有压力表和泄压阀，且所述压力表与所述泄压阀均凸出至所述水箱的外部。

在其中一个实施例中，所述工质储箱的出液口处设置有与所述控制模块电连接的抽水泵。

一种上述任一项所述的热水器的控制方法，所述控制方法包括：

利用电加热模块，加热工质储箱内的工质或从所述工质储箱流出的工质；

利用换热模块，将流入自身管程内并经所述电加热模块加热后的工质与由冷水管线流入至自身壳程中的冷水进行换热，以加热所述冷水；

其中，在换热过程中，利用第一温度传感器实时获取并发送经所述换热模块换热后的冷水温度，并利用控制模块基于所述换热后的冷水温度控制控制阀的开与关，以使经热水管线流出的热水温度符合要求。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括：

利用所述控制模块，获取开关指令并基于所述开关指令控制所述电加热模块是否通电。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括：

利用第二温度传感器，实时获取并传送经所述电加热模块加热后的工质温度；

利用显示模块，显示所述加热后的工质温度；

利用所示控制模块，获取调节指令并基于所述调节指令调节向所述电加热模块通入的电流大小。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的控制方法的步骤。

上述所述的热水器及其控制方法、计算机可读存储介质，电加热模块用于加热工质，加热后的工质通过换热模块与通过冷水管线流入的冷水进行换热，且在换热过程中，第一温度传感器实时获取换热后的冷水温度并发送至控制模块，控制模块基于换热后的冷水温度控制控制阀的开与关，以使由热水管线流出的热水温度符合要求。可见，如上所述的热水器，通过电加热模块与换热模块的配合可实现对冷水的加热，无需利用天然气的燃烧来加热冷水，这样可以避免热水器在使用过程中排出一氧化碳、二氧化氮等有毒气体，从而也就对用户的人身安全起到保障。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的热水器的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的酒精、水的加热时间与加热温度之间的关系示意图；

图3为本发明一实施例提供的安装有冷水管线和热水管线的换热模块的结构示意图。

其中，附图中的标号说明如下：

100-壳体；

110-第一按钮；

120-第二按钮；

200-换热模块；

200a-管程；

200b-壳程；

210-水箱；

220-换热管；

221-竖直段；

222-波浪段；

223-水平段；

300-电加热模块；

310-螺旋盘管；

320-线圈；

400-工质储箱；

500-控制模块；

610-冷水管线；

620-热水管线；

630-第一管线；

640-第二管线；

710-第一温度传感器；

720-第二温度传感器；

730-压力表；

810-控制阀；

820-排气阀；

830-泄压阀；

900-显示模块；

1000-抽水泵。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的热水器的结构示意图，本发明一实施例提供了的热水器，包括：壳体100，设置于壳体100内的换热模块200、电加热模块300、工质储箱400和控制模块500，以及冷水管线610、热水管线620、第一温度传感器710和设置在热水管线620上的控制阀810；换热模块200的管程进口与工质储箱400的出液口连通，管程出口与工质储箱400的进液口连通，壳程进口与冷水管线610的出水口连通，壳程出口与热水管线620的进水口连通；电加热模块300用于对流入至换热模块200的管程200a之前的工质进行加热；第一温度传感器710和控制阀810均与控制模块500电连接，第一温度传感器710用于实时获取并发送经换热模块200换热后的冷水温度，控制模块500用于基于换热后的冷水温度控制控制阀810的开与关。

作为一种示例，壳体100可以为空心的立方体、圆柱体等结构。

作为一种示例，工质储箱400内所储存的工质可以为水、酒精或其他可流动的液体。其中，从图2中可以看出，当对相同质量的水和酒精加热时，在80℃之前，酒精的升温速率大于水的升温速率。对此，考虑到用水点通常用于洗浴，洗浴用水的水温一般在40℃左右，为了节省用户的等待热水时间，可在工质储箱400内优先储存酒精。需要说明的是，热水器中任一两个相互连通的部件均通过管线连通，当酒精在流经管线的过程中，管线由于是密封的而不会混入空气，如此可以避免酒精在高温条件下遇空气而发生爆炸。

作为一种示例，控制模块500可以为plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)。

作为一种示例，控制阀810可以为电磁阀。

下面就如上所述的热水器的工作过程给予描述：

应用时，先将热水器的冷水管线610与外部水源(例如自来水)连通，以及将热水器的热水管线620与用水点(例如淋浴头)连通。

当用水点需要预设温度(例如40℃)的热水时，利用电加热模块300加热工质储箱400内的工质或由工质储箱400流出的工质。经电加热模块300加热后的工质通过换热模块200的管程进口流入至换热模块200的管程200a内与通过冷水管线610流入至换热模块200的壳程200b内的冷水热交换，经换热模块200换热后的工质经换热模块200的管程出口流回至工质储箱400中。与此同时，第一温度传感器710实时获取换热模块200的壳程200b内的水温(即换热后的冷水温度)或流经热水管线620上的水温(即换热后的冷水温度)，将换热后的冷水温度发送至控制模块500，控制模块500基于换热后的冷水温度控制控制阀810的开与关，以使由热水管线620流出的热水温度符合要求，具体为，当换热后的冷水温度等于或大于温度阈值(即上述所述的40℃)，控制模块500打开控制阀810，以使换热模块200的壳程200a内的热水(即换热后的冷水)由热水管线620流向至用水点，以供用户使用；而当换热后的冷水温度小于温度阈值(即上述所述的40℃)，控制模块500继续关闭控制阀810，以延长换热模块200的壳程200a内的冷水的换热时间，避免不符合用户需求的热水流出。另外，需要说明的是，由于用水点的温度通常在40℃左右，那么在控制模块500与控制阀810的配合下，可避免热水管线620的出水温度过高，进而能够有效减少热水管线620或壳程200a中水垢的生成，防止水垢堆积使得换热效率降低。

如上所述的热水器，电加热模块300用于加热工质，加热后的工质通过换热模块200与通过冷水管线610流入的冷水进行换热，且在换热过程中，第一温度传感器710实时获取换热后的冷水温度并发送至控制模块500，控制模块500基于换热后的冷水温度控制控制阀810的开与关，以使由热水管线620流出的热水温度符合要求。可见，如上所述的热水器，通过电加热模块300与换热模块200的配合可实现对冷水的加热，无需利用天然气的燃烧来加热冷水，这样可以避免热水器在使用过程中排出一氧化碳、二氧化氮等有毒气体，从而也就对用户的人身安全起到保障。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，控制模块500与电加热模块300电连接，控制模块500还用于获取开关指令，并基于开关指令控制电加热模块300是否通电。如此，不仅可以便于控制电加热模块300的开与关，而且也可避免用户直接将电加热模块300与外部电源(例如市电)电连接或断开，进而可以防止由于漏电而导致的安全隐患。

其中，关于控制模块500获取开关指令的方式，本发明实施例给出两种示例：

第(1)种示例，控制模块500上设置有无线信号接收单元，无线信号接收单元用于接收终端所发送的开关指令。用户可以利用终端对电加热模块300的开与关进行远距离控制，提高用户体验。其中，终端可以为手机、平板电脑等移动终端。

第(2)种示例，如图1所示，壳体100上设置有与控制模块500电连接的第一按钮110，控制模块500用于获取第一按钮110上的按压操作，当检测到第一按钮110上的按压操作后，获取开关指令。可选地，第一按钮110的数目可以设置为两个，其中一个第一按钮110上的按压操作用于指示控制模块500向电加热模块300通电以打开电加热模块300，另外一个第一按钮110上的按压操作用于指示控制模块500停止向电加热模块300通电以关闭电加热模块300。当然了，如图1所示，第一按钮110的数目也可以设置为一个，也就是说，用于指示打开电加热模块300的按压操作和用于指示关闭电加热模块300的按压操作是施加到同一个按钮上的且是轮流施加的，那么可以理解的是，若控制模块500目前所检测到的按压操作用于指示打开电加热模块300，那么下一个按压操作便默认为用于指示关闭电加热模块300。

在实际应用中，用户可以根据自己的需求选择第(1)种示例或(2)种示例或两种示例相结合的方式来实现控制模块500获取开关指令。

进一步地，如图1所示，在本发明的一些实施例中，热水器还包括：第二温度传感器720和与第二温度传感器720电连接的显示模块900，第二温度传感器720用于获取并发送经电加热模块300加热后的工质温度，显示模块900用于显示加热后的工质温度；控制模块500还用于获取调节指令，并基于调节指令调节向电加热模块300通入的电流大小。第二温度传感器720把经电加热模块300加热后的工质温度显示在显示模块900上，供用户查看并依此调节流经控制模块500的电流大小，以调控对工质的加热温度，进而可以调节对冷水的加热温度。

可选地，显示模块900为液晶显示器。

可选地，如图1所示，壳体100上设置有与控制模块500电连接的第二按钮120，控制模块500用于获取第二按钮120上的按压操作，当检测到第二按钮120上的按压操作后，获取调节指令。具体地，第二按钮120的数目可以设置为两个，其中一个第二按钮120上的按压操作用于指示控制模块500增大向电加热模块300通入的电流大小，另外一个第二按钮120上的按压操作用于指示控制模块500减小向电加热模块300通入的电流大小。其中，可以连续多次按压同一个第二按钮120，以连续增大或减小控制模块500向电加热模块300通入的电流大小。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，电加热模块300的进液口通过第一管线630与工质储箱400的出液口连通，电加热模块300的出液口通过第二管线640与换热模块200的管程进口连通。如此，无需将电加热模块300安装在工质储箱400上，可以减小加热后的工质在流入换热模块200的管程进口之前的热量损失。

可选地，第一管线630与工质储箱400的出液口、电加热模块300的进液口之间以及第二管线640与换热模块200的管程进口、电加热模块300的出液口之间均可采用螺纹连接或法兰连接，便于各个部件的拆装。

进一步地，如图1所示，在本发明的一些实施例中，电加热模块300包括：螺旋盘管310和与控制模块500电连接的线圈320；螺旋盘管310的进液口通过第一管线630与工质储箱400的出液口连通，螺旋盘管310的出液口通过第二管线640与换热模块200的管程进口连通；线圈320可通电产生交变电场，以加热螺旋盘管310。螺旋盘管310可增大工质流经电加热模块300的路径，以有效对工质进行加热。

具体到本发明的一些实施例中，如图1所示，线圈320以螺旋状的方式贴合在螺旋盘管310的外壁上，且线圈320的中轴线与螺旋盘管310的中轴线相平行。如此可以减少线圈320的长度。其中，线圈320可以粘接在螺旋盘管310上或采用卡箍进行固定。当然了，线圈320也可沿螺旋盘管310的中轴线缠绕在螺旋盘管310的外壁上。

如图1及图3所示，在本发明的一些实施例中，换热模块200包括：水箱210和设置于水箱210内的换热管220，其中水箱210的内壁与换热管220之间的间隙构成壳程200b，换热管220的内腔构成管程200a；换热管220包括：顺次连通的竖直段221、波浪段222和水平段223，竖直段221与工质储箱400的出液口连通，水平段223与工质储箱400的进液口连通。波浪段222可以延长加热后的工质流经换热模块200的管程200a的时间，可有效与壳程200b内的冷水进行换热。

作为一种示例，竖直段221通过第二管线640与工质储箱400的出液口连通。

可选地，如图3所示，换热管220的竖直段221的自由端口凸出至水箱210的外部并与第一管线630螺纹连接或法兰连接。同样地，换热管220的水平段223的自由端口凸出至水箱210的外部并与工质储箱400的进液口螺纹连接或法兰连接。另外，竖直段221的自由端口与水箱210的壁之间以及水平段223的自由端口与水箱210的壁之间均设置有密封件(例如密封橡胶圈)，以避免壳程200b中的水泄漏。

可选地，如图3所示，第一温度传感器710安装在水箱210的底壁上。

进一步地，如图3所示，水箱210的顶壁上安装有排气阀820，排气阀820用于当水箱210内的气压大于压力阈值时自动向外排气。如此，可以避免水箱210内的水由于加热产生水蒸汽而导致水箱210内的压力过大，保证热水器的使用安全性。

可选地，排气阀820可以为机械式排气阀或与控制模块500电性连接的电磁阀。当排气阀820为电磁阀时，水箱210的顶壁上还安装有与控制模块500电连接的压力传感器；压力传感器用于实时获取并发送水箱210内的气压，控制模块500基于该气压控排气阀820的开与关。

进一步地，如图3所示，水箱210的底壁上分别设置有压力表730和泄压阀830，且压力表730与泄压阀830均凸出至水箱210的外部。当水箱210内的水压过大时，用户可根据压力表730上所显示的水压，判断水箱210内的水压是否在安全范围内，若不在的话，就需要打开泄压阀830，以排放水箱210中的水，直至水箱210内的水压在安全范围内。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，工质储箱400的出液口处设置有与控制模块500电连接的抽水泵1000。抽水泵1000可以向工质提供流动的动力，以保证工质在工质储箱400、换热模块200的管程之间循环流动。

本发明的另一实施例提供了一种上述所述的热水器的控制方法，该控制方法包括：

利用电加热模块300，加热工质储箱400内的工质或从工质储箱400流出的工质；

利用换热模块200，将流入自身管程200a内并经电加热模块300加热后的工质与由冷水管线610流入至自身壳程200b中的冷水进行换热，以加热冷水；

其中，在换热过程中，利用第一温度传感器710实时获取并发送经换热模块200换热后的冷水温度，并利用控制模块500基于换热后的冷水温度控制控制阀810的开与关，以使经热水管线620流出的热水温度符合要求。

如上所述的热水器的控制方法，利用电加热模块300加热工质，加热后的工质通过换热模块200与通过冷水管线610流入的冷水进行换热，且在换热过程中，第一温度传感器710实时获取换热后的冷水温度并发送至控制模块500，控制模块500基于换热后的冷水温度控制控制阀810的开与关，以使由热水管线620流出的热水温度符合要求。可见，如上所述的热水器的控制方法，通过电加热模块300与换热模块200的配合可实现对冷水的加热，无需利用天然气的燃烧来加热冷水，这样可以避免热水器在使用过程中排出一氧化碳、二氧化氮等有毒气体，从而也就对用户的人身安全起到保障。

在本发明的一些实施例中，该控制方法还包括：利用控制模块500获取开关指令，并基于开关指令控制电加热模块300是否通电。如此，不仅可以便于控制电加热模块300的开与关，而且也可避免用户直接将电加热模块300与外部电源(例如市电)电连接或断开，进而可以防止由于漏电而导致的安全隐患。

进一步地，在本发明的一些实施例中，该控制方法还包括：

利用第二温度传感器720，实时获取并传送经电加热模块300加热后的工质温度；

利用显示模块900，显示工质温度；

利用控制模块500，获取调节指令并基于调节指令调节向电加热模块300通入的电流大小。第二温度传感器720把经电加热模块300加热后的工质温度显示在显示模块900上，供用户查看并依此调节流经控制模块500的电流大小，以调控对工质的加热温度。

本发明的另一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的控制方法的步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。