加热装置、电热水器及控制方法

技术领域

本申请涉及家用电器技术领域，特别是涉及一种加热装置、电热水器及控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，热水器的使用也越来越广泛。其中电热水器对于安装条件要求不高，只需要通电就可使用，更被用户广泛使用。

具体地，加热装置是电热水器的核心器件，干烧会极大影响电热水器的使用寿命，并且干烧容易使加热装置爆管，导致加热装置漏电，引发安全事故。现有电热水器的防干烧功能主要是在电热水器内额外加装测温管，在测温管内安装有感温装置，一旦发生干烧，加热管的热量会通过空气传递给测温管，再由测温管传递给感温装置，由感温装置控制断电。此种方式，感温装置在工作温度感知上存在延时，仍然不能避免加热装置因工作温度过高而爆管，从而引发安全事故。

发明内容

本申请针对因干烧等引起加热装置工作温度过高而爆管所引起的安全问题，提出了一种加热装置、电热水器及控制方法，该加热装置、电热水器及控制方法具有能够避免加热装置因工作温度过高而爆管的技术效果。

一种加热装置，包括：

导热板，具有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔贯通所述导热板，所述第二安装孔用于安装感温装置；及

发热管，穿设于所述第一安装孔，且与所述第一安装孔紧密连接。

在其中一个实施例中，所述发热管具有加热端和接电端，所述接电端紧密连接于所述第一安装孔，所述加热端背离所述导热板延伸。

在其中一个实施例中，还包括插管，所述插管紧密插接于所述第二安装孔，所述插管用于安装所述感温装置。

在其中一个实施例中，所述第二安装孔贯通所述导热板，所述插管的轴向两端均穿设所述第二安装孔，所述插管的轴向两端中的其中一端为开口端，其中另一端为封闭端，所述开口端被构造为位于电热水器的水箱之外，所述封闭端被构造为位于所述水箱内。

在其中一个实施例中，还包括绝缘座，所述导热板安装于所述绝缘座，所述发热管穿透所述绝缘座，所述绝缘座上具有与所述第二安装孔连通的第一通孔。

在其中一个实施例中，所述绝缘座上设置有密封圈。

在其中一个实施例中，所述第一安装孔的轴向和所述第二安装孔的轴向平行布置。

另外，本申请实施例中还提供了一种电热水器，包括水箱、感温装置及安装于所述水箱上的如上述任一实施例所述的加热装置，所述感温装置设于所述第二安装孔内。

在其中一个实施例中，所述感温装置为温控器，所述温控器控制所述发热管与电源的通断。

在其中一个实施例中，还包括控制器，所述感温装置为感温包，所述感温包与所述控制器电连接，所述控制器根据所述感温包的检测值控制所述发热管与电源的通断。

另外，本申请还提供了一种电热水器的控制方法，所述控制方法包括：

实时获取感温包的检测值，所述感温包用于检测所述电热水器内加热装置的工作温度；

当所述检测值达到工作温度阈值时，切断所述加热装置与电源。

在其中一个实施例中，在所述实时获取感温包的检测值的步骤之后，还包括：

计算所述检测值的升温速率；

根据所述升温速率判断所述加热装置的结垢程度。

在其中一个实施例中，所述根据所述升温速率判断所述加热装置的结垢程度的步骤，包括：

当所述升温速率未超过第一速率阈值时，判断出所述加热装置的结垢程度为未结垢；

当所述升温速率超过所述第一速率阈值且未超过第二速率阈值时，判断出所述加热装置的结垢程度为轻度结垢；

当所述升温速率超过所述第二速率阈值且未超过第三速率阈值时，判断出所述加热装置的结垢程度为中度结垢；

当所述升温速率超过所述第三速率阈值且未超过第四速率阈值时，判断出所述加热装置的结垢程度为重度结垢；

其中，所述第一速率阈值、所述第二速率阈值、所述第三速率阈值和所述第四速率阈值依次递增。

在其中一个实施例中，在所述计算所述检测值的升温速率的步骤之后，还包括:

当所述升温速率超过第五速率阈值时，切断所述加热装置与电源。

上述加热装置，在实际作业时，发热管的工作温度可以通过导热板实时传递至感温装置，以使感温装置能够及时检测到发热管的工作温度。当加热装置干烧或者结垢等引起加热装置工作温度过高时，感温装置可及时检测到发热管工作温度异常，以便于及时切断发热管与电源的连接。与现有技术相比，通过设置导热板实时将发热管的工作温度传递至感温装置，能够使得感温装置及时感知到发热管的实际工作温度，以便于及时切断发热管与电源的连接，从而避免发热管长时间高温工作时爆管引起的发热管漏电，进而避免了安全事故的发生。

附图说明

图1为本申请一实施例中的加热装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例中的加热装置的结构示意图。

附图标记说明：

加热装置10；发热管11；加热端111；接电端112；导热板12；插管13；

插片14；绝缘座15；。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“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。

在本申请中，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申请中的具体含义。

在本申请中，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。

本申请实施例中提供的加热装置，应用于热水设备，热水设备可以为电热水器，也可以为其他需要用于加热的设备。本申请并不对加热装置的使用场景作限制。下列以电热水器为例对加热装置的有益效果进行说明。

请参阅图1及图2，本申请一实施例中提供了一种加热装置10，包括导热板12、发热管11和插管13。导热板12具有第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔贯通导热板12，发热管11穿设于第一安装孔内并与第一安装孔紧密连接，第二安装孔用于安装感温装置。

上述加热装置10，在实际作业时，发热管11的工作温度可以通过导热板12实时传递至感温装置，以使感温装置能够及时检测到发热管11的工作温度。当加热装置10干烧或者结垢等引起加热装置10工作温度过高时，感温装置可及时检测到发热管11工作温度异常，以便于及时切断发热管11与电源的连接。

与现有技术相比，通过设置导热板12实时将发热管11的工作温度传递至感温装置，能够使得感温装置及时感知到发热管11的实际工作温度，以便于及时切断发热管11与电源的连接，从而避免发热管11长时间高温工作时爆管引起的发热管11漏电，进而避免了安全事故的发生。

在一些实施例中，发热管11具有加热端111和接电端112，发热管11的接电端112紧密连接于第一安装孔，发热管11的加热端111背离导热板12延伸。在实际使用时，导热板12连接于发热管11的接电端112且安装于水箱上，发热管11的加热端111向导热板12的外部延伸，以插入水中加热水，而导热板12可以不直接与水接触。如此，导热板12可以不受到水温的影响而直接测得发热管11的工作温度，有助于感温装置准确测得发热管11的工作温度。当然，也不排除导热板12置于水中的方案的可行性。

需要说明的是，发热管11整个部位均能够发热，而不限于加热端111。

进一步地，参见图1和图2，加热装置10还包括插片14，发热管11包括管本体和设于管本体内的发热丝，插片14插接于管本体的接电端112，且与发热丝电性连接，插片14用于与电源连接以向发热丝供电。

在实际作业时，插片14可以接入供电线路，供电线路通过继电器与电源连接，继电器通断时能够控制插片14得电或者断电，当插片14得电时能够向发热丝供电，以使得发热丝发热。发热的发热丝能够使得管本体的工作温度升高，使得管本体能够加热水。

可以理解地，插片14为导电材料制成，例如为铜片。

在一些实施例中，参见图1和图2，加热装置10还包括插管13，插管13紧密插接于第二安装孔，用于安装感温装置。

在实际作业时，导热板12能够将发热管11的工作温度实时传递至插管13，感温装置通过感应插管13的工作温度来检测到发热管11的工作温度。此时通过插管13安装感温装置，相对直接将感温装置安装于第二安装孔内，便于保证感温装置位置安装准确。

具体到实施例中，第二安装孔贯通导热板12，插管13的轴向两端均穿设第二安装孔，插管13的轴向两端中的其中一端为开口端，其中另一端为封闭端，开口端被构造为位于电热水器的水箱之外，封闭端被构造为位于水箱内。具体地，当加热装置10包括下述绝缘座15时，封闭端为远离绝缘座15的一端，开口端为靠近绝缘座15的一端。

在实际使用时，感温装置从插管13的开口端置于插管13内，且插管13的开口端能够供感温装置的线路经过，此时开口端位于水箱之外，可以不考虑进水问题。插管13的封闭端位于水箱内，可以避免水(如水蒸气)进入到插管13后破坏感温装置。

其中，可以在插管13的封闭端设置封闭塞，封闭塞能够打开或关闭封闭端。在安装感温装置时，可以通过打开封闭塞来观察感温装置的安装情况，保证安装到位，在安装完毕后将封闭塞安装于封闭端，以实现封闭效果，避免水的进入。

其中，发热管11的数量可以为一个或者多个，插管13的数量也可以为一个或者多个，对应地，第一安装孔和第二安装孔的数量为多个，且分别与加热装置10和插管13一一对应。当插管13的数量为多个时，可安装多个感温装置，可以根据多个感温装置检测值的平均值来判断发热管11的实际工作温度，如此发热管11的工作温度测量更加准确。

具体到实施例中，发热管11呈U型，U型发热管11的两端均为接电端112，U型加热装置10的折弯处为加热端111。插管13可以布置于U型发热管11之间，或者布置于U型发热管11之外。

可以理解地，插管13和导热板12均为导热材料制成。优选地，插管13和导热板12均采用高导热的金属材料制成，例如铜合金。当然，插管13和导热板12也可以采用其他高导热材料制成，例如高导热陶瓷材料。具体在此不进行限制。

在一些实施例中，参见图1和图2，加热装置10还包括绝缘座15，导热板12安装于绝缘座15，发热管11穿透绝缘座15，绝缘座15上具有于第二安装孔连通的第一通孔。在实际作业时，通过加热装置10通过绝缘座15安装于电热水器的水箱上，绝缘座15由绝缘材料制成，可以防止发热丝漏电引起安全事故，同时，发热管11穿透绝缘座15及第一通孔与第二安装孔连通，可以在安装好绝缘座15之后安装发热管11和感温装置的线路，方便接线。

可以理解地，绝缘座15上还具有与第一安装孔连通的第二通孔，插管13的开口端通过第一通孔穿透绝缘座15，发热管11的接电端112通过第二通孔穿透绝缘座15。

其中，绝缘座15可以由塑料(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等)、云母、浸渍纤维等制作而成。

具体到实施例中，绝缘座15连接于导热板12的一侧，且发热管11的加热端111位于导热板12的背离绝缘座15的一侧。此时，仅在导热板12的一侧设置绝缘座15，能够减少绝缘座15用材。当然，在其他实施例中，也可以将绝缘座15设置呈包裹于导热板12。

进一步地，绝缘座15上设置有密封圈。在实际安装时，密封圈连接于绝缘座15与水箱的连接处，用于有效防止绝缘座15与水箱的连接处漏水。

在一些实施例中，参见图1和图2，第一安装孔的轴向和第二安装孔的轴向平行布置。此时，发热管11与插管13平行布置，使得感温装置和发热管11可以从一个方向上进行接线(接电线或信号线)，如此方便加热装置10的安装使用。

当然，也不排除第一安装孔的轴向和第二安装孔的轴向相交布置时方案可行性。

本申请实施例中提供的加热装置10，通过设置导热板12实时将发热管11的工作温度传递至感温装置，能够使得感温装置及时感知到发热管11的实际工作温度，以便于及时切断发热管11与电源的连接，从而避免发热管11长时间高温工作时爆管引起的发热管11漏电，进而避免了安全事故的发生。

另外，本申请实施例中还提供了一种电热水器，包括水箱、感温装置及安装于水箱上的上述任一实施例中提供的加热装置10，感温装置设于插管13内。

上述电热水器，在实际作业时，在实际作业时，发热管11的工作温度可以通过导热板12实时传递至感温装置，以使感温装置能够及时检测到发热管11的工作温度。当加热装置10干烧或者结垢等引起加热装置10工作温度过高时，感温装置可及时检测到发热管11工作温度异常，以便于及时切断发热管11与电源的连接。与现有技术相比，通过设置导热板12实时将发热管11的工作温度传递至感温装置，能够使得感温装置及时感知到发热管11的实际工作温度，以便于及时切断发热管11与电源的连接，从而避免发热管11长时间高温工作时爆管引起的发热管11漏电，进而避免了安全事故的发生。

可选地，感温装置为温控器，温控器控制发热管11与电源的通断。在实际作业时，温控器作为一种物理开关，具有接通发热管11与电源的连接开关，当发热管11的工作温度达到温控器的设定值时，温控器内的介质膨胀，以此来切换温控器内的连接开关。需要说明的是，由于温控器仅是一种物理开关，因此无法根据其实时获取到发热管11的具体工作温度值。

优选地，电热水器还包括控制器，感温装置为感温包，感温包与控制器电连接，控制器根据感温包的检测值控制发热管11与电源的通断。

在实际作业时，由感温包检测发热管11的工作温度后，将检测值发送控制器，控制器根据检测值来判断发热管11的工作温度是否达到工作温度阈值，当达到工作温度阈值时，则控制连接发热管11与电源的继电器断电，以切断发热管11与电源，当检测值小于工作温度阈值时，则控制继电器通电，以接通发热管11与电源。

此时，控制器可以实时获取到发热管11的工作温度变化。

进一步地，控制器还能够根据检测值的升温速率来判断加热装置10的结垢程度。具体地，当检测值的升温速率不超过第一速率阈值T1时，表明加热装置10内的发热丝未结垢，当检测值的升温速率大于T1且不超过第二速率阈值T2时，表明发热丝轻微结垢，当检测值的升温速率大于T2且不超过第三速率阈值T3时，表明发热丝中度结垢，当检测值的升温速率大于T3且小于第四速率阈值T4时，则表明发热丝重度结垢。当发热丝结垢时，发热丝本身的工作温度很高，但是热量无法有效传递出去，使得水被加热的时间延长，如此会使得发热丝长期处于高温状态，加热装置10容易爆管而引起安全事故，而且也不节能。而通过感温包的检测值来实时获取发热管11的工作温度，可以判断发热丝的结垢程度，进而避免发热丝因结垢严重而造成加热装置10损坏。

可以理解地，T1、T2、T3和T4的大小是逐渐递增的。

进一步地，控制器还用于在检测值的升温速率超过第五速率阈值时，切断加热装置10与电源。此时，根据加热装置10的升温速率来控制加热装置10与电源的通断，当加热装置10的升温速率异常时，及时切断加热装置10与电源。如此，可以在升温速率异常但工作温度未达到工作温度阈值时发现加热装置10处于不正常的加热状态，防范于未然。

其中，第五速率阈值可以为第三速率阈值或第四速率阈值，或者其他数值，具体不限。

进一步地，控制器还能够用于向用户提供发热丝的结垢程度的信息，以便于用户及时更换加热装置10。可以在发现升温速率异常时告知用户发热丝的结构程度，也可以在结构程度达到告知用户的标准(如结垢程度在中度结垢及以上)时告知用户发热丝的结垢程度。

可以理解地，电热水器还包括上述加热装置10的其他有益效果，在此不赘述。

另外，本申请一实施例还提供了一种电热水器的控制方法，该控制方法包括：

S1、实时获取感温包的检测值，感温包用于检测电热水器内加热装置10的工作温度；

S2、当检测值达到工作温度阈值时，切断加热装置10与电源，及根据检测值的升温速率判断加热装置10的结垢程度。

本实施例中，控制方法的执行主体可以为电热水器的控制器，控制器与感温包电性连接，并能够控制加热装置10与电源之间的通断。在加热装置10工作发热时，发热管11的工作温度可以通过导热板12实时传递至感温包，以使感温包能够及时检测到发热管11的工作温度，进而使得控制器实时获取感温包的检测值，并监测感温包的检测值与温度阈值之间的关系。当感温包的检测值小于温度阈值时，说明发热管11尚处于正常的加热状态。当感温包的检测值达到温度阈值时，说明加热装置10温度异常，可以会出现干烧或者不正常发热(如结垢引起)，则控制器控制加热装置10与电源之间的连接切断。示例地，控制器与控制加热装置10与电源通断的继电器电性连接，控制器控制继电器通电时加热装置10与电源连接，控制器控制继电器断电时加热装置10与电源断开。如此，当加热装置10的工作温度异常时，控制器能够及时切断从而避免加热装置10与电源之间的连接，避免加热装置10长时间高温工作时爆管引起的加热装置10漏电，进而避免了安全事故的发生。

其中，电热水器包括感温包、水箱和安装于水箱上的上述任一实施例中提供的加热装置10，感温包置于加热装置10的第二安装孔内。如此，感温包能够及时检测到加热装置10的工作温度，以便于在加热装置10的工作温度异常时，控制器能够即使切换加热装置10与电源。具体地，当第二安装孔内设有插管13时，感温包置于插管13内。

在一些实施例中，该电热水器的控制方法，在步骤S1之后还包括步骤：

S3、计算检测值的升温速率；

S4、根据升温速率判断加热装置10的结垢程度。

在本实施例中，当发热丝结垢时，发热丝本身的工作温度很高，但是热量无法有效传递出去，使得水被加热的时间延长，如此会使得发热丝长期处于高温状态，加热装置10容易爆管而引起安全事故，而且也不节能。而此时通过感温包的检测值的升温速率判断出加热装置10的结垢程度，有助于避免后续因加热装置10结垢严重使加热装置10温度过高所造成的爆管问题，可以防范于未然。

具体到实施例中，步骤S4包括：

S41、当所述升温速率未超过第一速率阈值时，判断出所述加热装置10的结垢程度为未结垢；

S42、当所述升温速率超过所述第一速率阈值且未超过第二速率阈值时，判断出所述加热装置10的结垢程度为轻度结垢；

S43、当所述升温速率超过所述第二速率阈值且未超过第三速率阈值时，判断出所述加热装置10的结垢程度为中度结垢；

S44、当所述升温速率超过所述第三速率阈值且未超过第四速率阈值时，判断出所述加热装置10的结垢程度为重度结垢；

其中，所述第一速率阈值、所述第二速率阈值、所述第三速率阈值和所述第四速率阈值依次递增。

在本实施例中，当检测值的升温速率不超过第一速率阈值T1时，表明加热装置10内的发热丝未结垢，当检测值的升温速率大于T1且不超过第二速率阈值T2时，表明加热装置10的发热丝轻微结垢，当检测值的升温速率大于T2且不超过第三速率阈值T3时，表明加热装置10的发热丝中度结垢，当检测值的升温速率大于T3且小于第四速率阈值T4时，则表明加热装置10的发热丝重度结垢。如此，可以根据实际的升温速率与各个速率阈值的比较来判断加热装置10的结构程度。

在一些实施例中，步骤S3之后，还包括步骤S5：

S5、当升温速率超过第五速率阈值时，切断加热装置(10)与电源。在本实施例中，控制器还根据加热装置10的升温速率来控制加热装置10与电源的通断。当加热装置10的升温速率异常时，控制器能够及时切断加热装置10与电源。如此，可以在升温速率异常但工作温度未达到工作温度阈值时发现加热装置10处于不正常的加热状态，防范于未然。

其中，第五速率阈值可以为第三速率阈值或第四速率阈值，或者其他数值，具体不限。

进一步地，在步骤S4之后还包括S6：向用户提供发热丝的结垢程度的信息。如此，用户可以及时了解发热丝的结垢程度，以便于用户及时更换加热装置10。具体地，当加热装置10为重度结垢时，控制器提醒用户更换加热装置10，以避免加热装置10不正常工作爆管而造成安全事故。另外，还可在步骤S5之后执行步骤S6，即在发现升温速率异常的同时，向用户提供加热装置10的结垢程度的信息，以告知用户切换电源的原因。

可选地，控制器以第一时长为单位计算检测值的升温速率。例如，控制器每五分钟计算检测值的升温速率。此外，还可以每隔第二时长计算检测值的升温速率，例如，控制器每隔四分钟计算检测值的升温速率，以减少控制器的计算次数，降低控制器的硬件成本。

可以理解地，控制器包括处理器和存储器，且存储器存储有计算机程序，处理器在运行该计算机程度时执行上述实施例中的控制方法。

本申请实施例中提供的电热水器的控制方法，通过感温包测量加热装置10的工作温度，当加热装置10的工作温度异常时(包括干烧引起的温度异常或者结垢的引起温度异常)，能够自动切换加热装置10与电源，并能够自动判断加热装置10的结垢程度，以提醒用户及时更换加热装置10。与现有技术相比，能够有效避免加热装置10因温度过高爆管而引起的安全事故。

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