[發明專利]自學習式節能電開水器群組系統及其控制方法

無效

• 申請號: 201310440108.8
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103808013A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 林宇;尚妍梅
• 申請（專利權）人: 林宇;尚妍梅
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種自學習式節能電開水器群組系統，具體涉及一種自學習用戶飲水習慣來制定電開水器加熱方案的方法，防止千滾水和混合水，不但能節約水資源及電資源而且能保護人的健康。

背景技術

現今，大多數校園，公共場所普及了自動加水、加熱的電開水器，它的出現確實給人們帶來了極大的飲水方便，但在使用過程中，在不同場合使用的電開水器遵循著同一套工作原理一即若水溫低于某個溫度，則加熱；若水量低于某個數值，則進水。這造成在用水高峰期供水不足，較少用戶用水或沒有用戶用水時電開水器仍在不斷地給水加熱，這不僅造成了能源的極大浪費，同時也造成了“千滾水”、“混合水”等飲用水不衛生的狀態。

發明內容

為了改善上述公共場所電開水器的缺陷，本發明的目的在于提供一種自學習式節能電開水器群組系統，電開水器通過自學習用戶一天的用水規律，根據自學習匹配算法制定區域內電開水器的加熱方案，使得高峰期能連續供水，空閑期按用水量需求進行飲用水加熱，并且將開水和需加熱水分別存儲在保溫箱和加熱箱里，杜絕“千滾水”和“混合水”。

本發明采取的技術方案為：一種自學習式節能電開水器群組系統，包括2臺以上的自學習式節能電開水器，這些電開水器位于同一小區或同一大樓等公共場合，通過無線通訊單元構成一個群組系統，系統通過傳感器采集用戶取水規律和電開水器狀態，控制單元進行自學習匹配算法制定符合用戶取水習慣的飲水加熱方案，控制電開水器加熱裝置對飲用水的加熱，電開水器的狀態顯示在顯示單元上。

為了實現上述目的，本發明的自學習式節能電開水器裝置，包括電開水器機身、信息采集單元、無線通訊單元、自學習式控制單元和顯示單元；信息采集單元、顯示單元和無線通訊單元通過數據總線連接至自學習式控制單元，自學習式控制單元通過繼電器與電開水器的加熱系統相連。

信息采集單元包括一個數字溫度傳感器、一個數字水位傳感器和一組按壓觸控開關，溫度傳感器放置于電開水器加熱水箱的側面，用于采集加熱水的水溫；水位傳感器放置于電開水器保溫水箱的側面，用于采集保溫水箱的熱水水位；一組按壓觸控開關放置于電開水器出水管上面，用于采集用戶取水的時段和頻率。

無線通訊單元采用APC200A-43模塊，與自學習式控制器相連接，用于每隔一設定時間搜索區域內其他電開水器并相互交換各自電開水器的狀態數據。

自學習式控制器包括主控器、數據存儲、功率放大、繼電器；所述的主控器，用于信號處理以及發送控制信號；所述的數據存儲用于存儲電開水器群組的數據；所述的功率放大用于放大主控器輸出信號進而控制電子繼電器；所述的繼電器用于控制電開水器加熱裝置。

顯示模塊包括顯示屏和指示燈，用于實時顯示電開水器的水量和預計開水時間以及所接收到的其他電開水器的工作狀態。

本發明的群組電開水器自學習加熱方法，包括如下步驟。

a.信息采集單元采集信號，存儲用戶用水數據

(a)記錄按壓觸控開關被觸控的時間和次數；

(b)記錄水位傳感器各采樣時間段的水位。

b.自學習算法匹配用水習慣

(a)自學習控制器根據記錄的數據，計算用戶取水頻率和用量情況

a)用水頻率f=n1／t，其中n1為時間段t內的開關觸控次數；

b)用水速度q=n2*Q／t，其中n2為時間段t內的水位傳感器激活次數，Q為電開水器保溫水箱的總容量；

(b)計算一天中用水的高峰期、空閑期和無用水期

a)當f>=10次／小時或者q>=90L／h時，t為高峰期；

b)當f=0時，t為無用水期；

c)其他時段為空閑期；

(c)統計各個用水時段的用水量情況

根據(b)計算出的用水時段，統計出每個用水時段的平均用水量和平均用水速度；

(d)群組間相互通訊，統計區域性用水情況

將空閑期各電開水器的用水情況通過無線傳輸進行相互通訊，統計區域用水情況。

c.制定加熱方案

(a)高峰期不間斷供水

a)在高峰期前一刻加熱好一箱熱水并在保溫箱內保溫；

b)計算一箱熱水被用完所需要的時間t1=Q／v1(其中Q為保溫水箱的總容量，v1為高峰期平均用水速度)；

c)計算加熱好一箱水所需的時間t2=C*Q*ΔT／P(其中C為水的比熱容，ΔT為從冷水到開水的溫差，P為加熱功率)；

d)在一箱熱水被用完的前t2時刻開始注水加熱，保證用戶能夠不間斷地用水；