對(duì)熱水器的容器中水的加熱進(jìn)行管理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱水的設(shè)備，亦被稱作熱水器。本發(fā)明具體地涉及一種旨在預(yù)防熱水器中可能的水的不足。
【背景技術(shù)】
[0002]熱水器是為了不同的家用或工業(yè)需求而加熱水的設(shè)備。術(shù)語(yǔ)熱水器是指具有至少一個(gè)作為加熱存儲(chǔ)的熱水的主體的容器的、儲(chǔ)蓄水的設(shè)備，該容器通常被稱作鍋爐。水被引入將在其中加熱的存儲(chǔ)容器中。此外，本發(fā)明涉及一種加熱儲(chǔ)蓄的水的電熱水器。這樣的容器的容量的多少根據(jù)被分配的儲(chǔ)蓄用的設(shè)備的需要而定，例如與盥洗間的水龍頭相連，與淋浴相連，和/或與浴缸相連等。
[0003]以已知的方式，電熱水器通常具有伸入作為加熱主體的容器中、從而能夠加熱該容器容納的水的一種加熱設(shè)備。熱水器的容器中的水如果沒(méi)有被混合則會(huì)自然地分層:熱水在上面，冷水在下面。
[0004]傳感器或探測(cè)器以已知的方式監(jiān)測(cè)加熱主體中的水溫，所述探測(cè)器伸入容器中并且優(yōu)選地位于靠近加熱水的設(shè)備的位置。該探測(cè)器不能離該加熱水的設(shè)備太近，如果太近，該探測(cè)器將會(huì)檢測(cè)到加熱設(shè)備的溫度而不是被加熱的水的溫度。該用于測(cè)量水溫的探測(cè)器的不便之處在于，其沒(méi)有被配置用于有效且特別是快速地感知加熱設(shè)備的過(guò)熱狀態(tài);所述設(shè)備有可能會(huì)繼續(xù)加熱直到造成其不可挽回的損壞，在這種損壞的情況下，該設(shè)備不能和水一起有效地進(jìn)行熱量交換。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于包括電阻形式的加熱設(shè)備的熱水器而言更加明顯。事實(shí)上，已知電阻具有特別小的與水交換的表面面積，而需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)加熱水。這樣，就使得特別難以精細(xì)地且有反應(yīng)能力地檢測(cè)到加熱設(shè)備的過(guò)熱狀態(tài)。通常太遲才檢測(cè)到過(guò)熱狀態(tài)，從而導(dǎo)致對(duì)熱水器和加熱設(shè)備的不可逆轉(zhuǎn)的損失。
[0005]從而，加熱設(shè)備的過(guò)熱狀態(tài)是重大且已知的問(wèn)題，可以由缺少加熱主體的熱量交換造成，可以由缺乏灌洗造成，或可以由過(guò)多的水垢造成。
[0006]本發(fā)明能夠全部或至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。本發(fā)明的根本方案在于提出一種管理加熱的方法，其通過(guò)檢測(cè)熱水器的容器中水的可能的不足從而避免加熱設(shè)備的過(guò)熱狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，本發(fā)明提出了一種對(duì)熱水器的容器中水的加熱進(jìn)行管理的方法，該方法包括對(duì)容器中水電加熱的加熱設(shè)備，其特征在于，所述方法包括:當(dāng)加熱水的階段啟動(dòng)時(shí)，由所述加熱設(shè)備激活加熱，確定容器中溫度隨時(shí)間變化率；以及根據(jù)溫度隨時(shí)間的變化率，確定容器的至少一個(gè)充水狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的方法還優(yōu)選地提出在所述加熱階段期間:在預(yù)定的時(shí)間間隔期間，定期地確定容器中溫度隨時(shí)間的變化率，當(dāng)檢測(cè)到大于某預(yù)定值的正的隨時(shí)間變化率時(shí)，確定容器(2)的水為充水不足狀態(tài)，以及在確定了充水不足狀態(tài)后停止所述加熱。
[0009]本發(fā)明還涉及一種用于熱水器的容器中水的加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電加熱水的加熱設(shè)備和被配置用于控制所述加熱設(shè)備的激活和停用的加熱管理設(shè)備，其特征在于所述加熱管理設(shè)備包括至少一個(gè)適于測(cè)量所述容器中溫度的溫度測(cè)量傳感器，還包括被配置用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)任一前述特征所述的方法的裝置。
[0010]由根據(jù)本發(fā)明的熱水器的水的加熱方法和系統(tǒng)帶來(lái)的技術(shù)效果在于通過(guò)檢測(cè)可能造成熱水器功能故障的、熱水器的容器中水的不足水平，從而防止可能出現(xiàn)的熱水器中的過(guò)熱的危險(xiǎn)。本發(fā)明還提出了一種實(shí)施相對(duì)簡(jiǎn)單、并且價(jià)格低廉的檢測(cè)方法，能夠在當(dāng)加熱設(shè)備過(guò)熱時(shí)避免維修費(fèi)用甚至更換熱水器的費(fèi)用，而維修和替換的費(fèi)用一般較高。
[0011]有利地，問(wèn)題的檢測(cè)，特別是充水不足狀態(tài)的檢測(cè)是發(fā)生在設(shè)備的略微加熱之后，從而不會(huì)有實(shí)質(zhì)損害發(fā)生的可能的危險(xiǎn)。特別有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠檢測(cè)到容器中水的不足，不但可以在開(kāi)始時(shí)實(shí)施，還可以在加熱期間實(shí)施，容器中缺水可以發(fā)生在任何時(shí)刻，因此對(duì)于持續(xù)有效的保護(hù)是有利的。
【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明的其它目標(biāo)、目的及特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)由后續(xù)的附圖示出的實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明更好地突顯出來(lái)，所述附圖中:
[0013]圖1示出熱水器的橫截面，該熱水器包括用于容納一定容積的水和加熱設(shè)備的容器；
[OOM]圖2示出套的橫截面，該套內(nèi)部有加熱元件；
[0015]圖3示出套的內(nèi)部的橫截面；
[0016]圖4是用于被容納在套內(nèi)部的支承件的視圖；
[0017]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的方法的不同步驟有關(guān)時(shí)間和溫度的變量的示意圖。
[0018]給出的附圖只起到示例的作用而非為了限定本發(fā)明。附圖構(gòu)成了原理的示意圖，旨在方便理解本發(fā)明而并不一定是實(shí)際應(yīng)用的比例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在開(kāi)始詳細(xì)描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】之前，先在以下列出可以組合或替換使用的以下可選特征:
[0020]-有利地，確定至少一個(gè)充水狀態(tài)包括當(dāng)檢測(cè)到大于某預(yù)定值的正的隨時(shí)間變化率時(shí)，確定充水不足狀態(tài)。
[0021 ]-優(yōu)選地，當(dāng)確定充水不足狀態(tài)之后，禁止繼續(xù)加熱或禁止重新開(kāi)始加熱。
[0022]-有利地，保持所述禁止直到確定水充足狀態(tài)。
[0023]-特別有利地，在禁止期間進(jìn)行溫度隨時(shí)間變化率的第二確定，對(duì)容器的充水狀態(tài)的第二確定包括當(dāng)檢測(cè)到小于某預(yù)定值的負(fù)的隨時(shí)間變化率時(shí)確定水充足狀態(tài)。
[0024]-優(yōu)選地，確定至少一個(gè)充水狀態(tài)包括當(dāng)檢測(cè)到小于某預(yù)定值的正的隨時(shí)間變化率時(shí)，確定水充足狀態(tài)。
[0025]-優(yōu)選地，一旦確定水充足狀態(tài)，就啟動(dòng)所述加熱階段。
[0026]-特別有利地，確定至少一個(gè)充水狀態(tài)包括當(dāng)檢測(cè)到正的隨時(shí)間變化率小于某預(yù)定值至少超過(guò)10%、且優(yōu)選小于該預(yù)定值至少25%時(shí)，確定為水垢的狀態(tài)。
[0027]-有利地，在加熱階段期間，在預(yù)定的時(shí)間間隔期間定期地確定容器中溫度隨時(shí)間的變化率，一旦確定大于某預(yù)定值的正的隨時(shí)間變化率，確定容器的水的充水不足狀態(tài)，以及在確定充水不足狀態(tài)之后停止加熱。
[0028]-優(yōu)選地，通過(guò)計(jì)算激活加熱時(shí)測(cè)得的溫度和預(yù)定時(shí)長(zhǎng)之后溫度之間的差與該預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的比值確定隨時(shí)間的變化率。
[0029]-所述預(yù)定時(shí)長(zhǎng)優(yōu)選為2分鐘至4分鐘。
[0030]-優(yōu)選地，以小于1500千瓦的功率進(jìn)行加熱。該值根據(jù)容器的特性特別是其容積而變化。
[0031 ]-有利地，在確定至少一個(gè)充水狀態(tài)之前停止加熱。
[0032]-特別有利地，加熱設(shè)備包括至少一個(gè)電感和至少一個(gè)負(fù)載，所述電感被配置用于在負(fù)載中產(chǎn)生感應(yīng)電流。該技術(shù)可以換到其它加熱系統(tǒng)，特別是電阻的加熱系統(tǒng)。感應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)一方面在于容易控制功率，并且，另一方面在于具有與高性能處理系統(tǒng)(微控制器)相連的電子溫度傳感器，所述處理系統(tǒng)用于精確地實(shí)現(xiàn)加熱以及加熱期間溫度的測(cè)量。
[0033]-優(yōu)選地，加熱設(shè)備包括至少一個(gè)電感和至少一個(gè)負(fù)載，所述電感被配置用于在該負(fù)載中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[0034]-所述熱水器優(yōu)選地包括適于容納水的容器，以及根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。
[0035]-有利地，所述容器由外罩和位于該外罩的內(nèi)腔中的套的壁限定，所述加熱設(shè)備至少部分伸入所述套中。
[0036]-優(yōu)選地，所述負(fù)載至少部分由密封的套的壁形成，且其中所述電感被容納在所述套中。
[0037]圖1至圖4描述熱水器的示例，其包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的電加熱水的設(shè)備以及配置用于啟動(dòng)加熱設(shè)備的激活、控制和停用的加熱管理設(shè)備。
[0038]圖1示出熱水器I的橫截面。熱水器I包括用于容納一定容積的水的容器2和加熱設(shè)備。該容器2具有例如大于10升優(yōu)選大于20升的容積。該容器2由外罩3和伸入該外罩3的內(nèi)腔中的套5的壁4限定出。該容器包括開(kāi)口7，優(yōu)選為活門形式，用于插入加熱元件，該加熱元件能夠被插入一個(gè)套中，該套自身能經(jīng)由開(kāi)口7被插入。該容器2在其縱向一端包括兩個(gè)孔口:要被加熱的水的入口6a和加熱了的水的出口6b。
[0039]加熱設(shè)備包括至少一個(gè)容納在套5中的電感10，以及由套5的壁4的至少一部分構(gòu)成的至少一個(gè)負(fù)載。該電感10有利之處在于其是非直接的發(fā)熱。通過(guò)感應(yīng)發(fā)熱的原理具有多種優(yōu)點(diǎn)。感應(yīng)需要磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在導(dǎo)電部件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該導(dǎo)電部件被稱作為負(fù)載，并且因此在該負(fù)載中產(chǎn)生加熱。該電感10有利地位于支承件9上。特別有利地，支承件9簡(jiǎn)化了繞線階段(phase de bobinage)，其同時(shí)起到實(shí)現(xiàn)電感10和將其保持在熱水器I中的作用。這就使得能夠避免為確保機(jī)械一致性(即例如通過(guò)熱粘合)、固化電感線圈時(shí)較長(zhǎng)和費(fèi)用較高的階段。該支承件9固定安裝在套5中。優(yōu)選地，支承件9只通過(guò)位于開(kāi)口7側(cè)的單個(gè)端部相對(duì)套5被固定;所述開(kāi)口 7穿過(guò)熱水器I的外罩3位于熱水器I的縱向端部之一處。
[0040]優(yōu)選地，容器2和/或套5和/或電感10為圓柱形。根據(jù)另一種實(shí)施方式，套5和電感10為長(zhǎng)方體形狀。在后一種情況下，容器2特別有利地為長(zhǎng)方體形狀，從而在使用時(shí)可以節(jié)省空間。
[0041]熱水器還包括加熱管理設(shè)備，該加熱管理設(shè)備包括至少一個(gè)副套8，用于監(jiān)測(cè)容器2內(nèi)部