水温控制方法及装置、热水器、存储介质

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，具体涉及一种水温控制方法及装置、热水器、存储介质。

背景技术

现有的恒温热水器工作时，需要先将水温加热至指定温度后进入恒温阶段。实践中发现，恒温热水器容易在热交换过程中受到控制输出部件的非线性及机械式参量影响，因此在进入恒温阶段之前，存在控温时间较长且超调不稳定的问题，导致用户的沐浴体验感较差。

发明内容

本申请提供一种水温控制方法及装置、热水器、存储介质，其主要目的在于实现稳定的调温效果，有利于热水器快速过渡至恒温阶段。

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种水温控制方法，所述方法包括：

获取为热水器指定的恒温温度，并检测所述热水器的工作状态信息和当前热负荷；根据所述工作状态信息，计算所述热水器将水温加热至所述恒温温度所需的目标热负荷；从多个预设火力段中确定所述当前热负荷对应的目标火力段，每个所述预设火力段表示不同的热负荷取值范围；获取所述目标火力段对应的热负荷转换信息，所述热负荷转换信息表示在所述热水器稳定工作时所述目标火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，所述开度区间表示所述热水器的燃气阀对应的阀开度取值范围；根据所述目标火力段对应的热负荷转换信息，确定所述目标热负荷对应的目标开度区间以及所述目标热负荷在所述目标开度区间中对应的目标阀开度；根据所述目标阀开度控制所述热水器工作，直至所述热水器进入恒温模式。

一些可选的实施方式中，所述获取为热水器指定的恒温温度，并检测所述热水器的工作状态信息和当前热负荷，包括：当热水器满足调温条件时，控制所述热水器进入调温模式；在所述调温模式下，获取为热水器指定的恒温温度，并检测所述热水器的工作状态信息和当前热负荷；其中，所述调温条件包括以下至少一项：为所述热水器指定的恒温温度发生变化；所述热水器工作时的进水流速发生变化。

一些可选的实施方式中，所述根据所述工作状态信息，计算所述热水器将水温加热至所述恒温温度所需的目标热负荷之后，所述方法还包括：获取预设的热负荷变化量；根据所述目标热负荷和所述热负荷变化量，计算热负荷阈值；若所述当前热负荷小于所述热负荷阈值，则维持调温模式；若所述当前热负荷大于或等于所述热负荷阈值，则控制所述热水器进入恒温模式。

一些可选的实施方式中，所述热水器的工作状态信息中包括所述热水器的当前进水流速；所述获取预设的热负荷变化量，包括：获取预设的温度变化量；根据所述进水流速和所述温度变化量的乘积，计算热负荷变化量。

一些可选的实施方式中，所述获取所述目标火力段对应的热负荷转换信息之前，所述方法还包括：获取所述热水器对应的火力段区间，并将所述火力段区间划分为M个预设火力段，M为正整数；获取热水器对应的总开度区间，并将所述总开度区间划分为N个开度区间，N为正整数；针对每个所述预设火力段：采集所述预设火力段对应的样本数据，所述样本数据中包括为所述热水器指定的出水温度、进水流速以及从所述预设火力段中确定的多种参考热负荷；根据所述样本数据和所述N个开度区间控制所述热水器工作，并获得所述热水器在每种参考热负荷下稳定工作时对应的阀开度，以作为所述参考热负荷对应的参考阀开度；根据所有所述参考热负荷以及所述参考热负荷对应的参考阀开度，确定所述预设火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，以作为所述预设火力段对应的热负荷转换信息。

一些可选的实施方式中，所述将所述总开度区间划分为N个开度区间，包括：从所述M个预设火力段中，取热负荷取值范围最大的预设火力段作为参考火力段；根据所述参考火力段，将所述总开度区间划分为N个开度区间，其中，N与M成正比关系。

一些可选的实施方式中，所述根据所述目标火力段对应的热负荷转换信息，确定所述目标热负荷对应的目标开度区间以及所述目标热负荷在所述目标开度区间中对应的目标阀开度，包括：

根据所述目标火力段对应的热负荷转换信息，获取为所述目标火力段划分的N个第一火力段，并从所述N个第一火力段中确定所述目标热负荷对应的第二火力段，再获取所述第二火力段对应的目标开度区间，其中，N为正整数，且每个所述第一火力段对应于不同开度区间；获取所述目标开度区间对应的最大阀开度和最小阀开度，并计算所述最大阀开度和所述最小阀开度之间的阀开度差值；获取所述第二火力段对应的最小热负荷和最大热负荷，并计算所述最大热负荷与所述最小热负荷之间的第一热负荷差值，以及计算所述目标热负荷与所述最小热负荷之间的第二热负荷差值；根据所述阀开度差值、所述第一热负荷差值和所述第二热负荷差值，计算所述目标热负荷在所述目标开度区间中对应的目标阀开度。

为实现上述目的，本申请实施例还提出了一种水温控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取为热水器指定的恒温温度；

检测模块，用于检测所述热水器的工作状态信息和当前热负荷；

计算模块，用于根据所述工作状态信息，计算所述热水器将水温加热至所述恒温温度所需的目标热负荷；

第一确定模块，用于从多个预设火力段中确定所述当前热负荷对应的目标火力段，每个所述预设火力段表示不同的热负荷取值范围；

所述获取模块，还用于获取所述目标火力段对应的热负荷转换信息，所述热负荷转换信息表示在所述热水器稳定工作时所述目标火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，所述开度区间表示所述热水器的燃气阀对应的阀开度取值范围；

第二确定模块，用于根据所述目标火力段对应的热负荷转换信息，确定所述目标热负荷对应的目标开度区间以及所述目标热负荷在所述目标开度区间中对应的目标阀开度；

控制模块，用于根据所述目标阀开度控制所述热水器工作，直至所述热水器进入恒温模式。

为实现上述目的，本申请实施例还提出了一种热水器，所述热水器包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现前述水温控制方法。

为实现上述目的，本申请实施例还提出了一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现前述水温控制方法。

本申请提出的水温控制方法及装置、热水器、存储介质，为不同预设火力段预先测定了相应的热负荷转换信息，能够独立分析热水器稳定工作时不同预设火力段与燃气阀开度区间之间的转换特征，改善了测定热负荷转换信息的精准度。实际应用中，通过检测热水器的当前热负荷，可以从多个预设火力段中确定当前热负荷对应的目标火力段，从而获取目标火力段对应的热负荷转换信息，再根据热水器的工作状态信息，计算热水器将水温加热至恒温温度所需的目标热负荷。基于此，根据目标火力段对应的热负荷转换信息，可以直接匹配出热水器在目标热负荷下稳定工作时的目标阀开度，从而根据目标阀开度控制热水器工作，直至热水器进入恒温模式，既能够实现稳定的调温效果，又能够减少热水器过渡至恒温阶段的整定时间，有利于热水器快速过渡至恒温阶段，优化用户的沐浴体验感。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种水温控制方法的流程图；

图2是本申请实施例中步骤S100的具体流程示意图；

图3是本申请实施例中一种对热水器进行模式控制的具体流程示意图；

图4是本申请实施例中一种热负荷转换信息的图形化示意图；

图5是本申请实施例所应用的一种水温控制装置的结构框图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特有的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本申请提供一种水温控制方法，应用于一种热水器。下面对本申请实施例公开的一种水温控制方法进行具体说明。

如图1所示，图1是本申请实施例提供的一种水温控制方法的流程图，该水温控制方法包括如下步骤S100至S150。

步骤S100：获取为热水器指定的恒温温度，并检测热水器的工作状态信息和当前热负荷。

在本申请实施例中，用户可以通过操作热水器上的调温按钮或通过屏幕输入的方式设定恒温温度，故热水器在开启后会预先读取最新的温度设定结果。工作状态信息可以包括热水器工作时的当前进水温度、当前进水流速和当前出水温度等工作参数，对此不做具体限定。具体的，热水器可以通过设于进水管路的温度传感器和流量传感器分别检测热水器的当前进水温度和当前进水流速，并通过设于出水管路的温度传感器检测热水器的当前出水温度。

在本申请实施例中，热负荷表示燃气在热水器中燃烧时单位时间内所释放的热量，而热水器的当前热负荷是热水器工作时实时测得的热负荷。具体的，当前热负荷Q

一些可选的实施方式中，参阅图2所示，图2是本申请实施例中步骤S100的具体流程示意图，步骤S100可以包括步骤S110至S120。

步骤S101：当热水器满足调温条件时，控制热水器进入调温模式。

步骤S102：在调温模式下，获取为热水器指定的恒温温度，并检测热水器的工作状态信息和当前热负荷。

其中，调温条件可以包括以下至少一项：为热水器指定的恒温温度发生变化；热水器工作时的进水流速发生变化，对此不做具体限定。可以理解，恒温温度和进水流速发生变化均可以引起热负荷变化，故通过步骤S101和S102，热水器会快速响应温度或流速调整操作并进入调温模式，从而动态执行新一轮的水温控制流程，以确保水温控制结果始终符合最新的恒温控制需求。

步骤S110：根据工作状态信息，计算热水器将水温加热至恒温温度所需的目标热负荷。

在本申请实施例中，将工作状态信息代入热负荷计算公式中，即可得到目标热负荷。可选的，热负荷计算公式可以为：

Q

一些可选的实施方式中，参阅图3所示，图3是本申请实施例中一种对热水器进行模式控制的具体流程示意图，步骤S100之后，还可以包括步骤S300至S330。

步骤S300：获取预设的热负荷变化量。

可选的，步骤S300具体可以为：获取预设的温度变化量，从而根据进水流速和温度变化量的乘积，计算热负荷变化量，故热负荷变化量用于指定热水器稳定工作时对应的最大热负荷变化范围。其中，预设的温度变化量可以由人为指定，比如温度变化量为±2℃，温度变化量也可以与恒温温度存在对应关系，不做限定。一种实现方式中，热负荷变化量ΔQ＝L

步骤S310：根据目标热负荷和热负荷变化量，计算热负荷阈值，并执行步骤S320或者步骤S330。

一种实现方式中，步骤S310中计算热负荷阈值的公式具体可以为：热负荷阈值Q

步骤S320：若当前热负荷小于热负荷阈值，则维持调温模式。

步骤S330：若当前热负荷大于或等于热负荷阈值，则控制热水器进入恒温模式。

可以理解，若当前热负荷小于热负荷阈值，说明热水器仍处于升温加热阶段，故需要继续水温控制流程。若当前热负荷大于或等于热负荷阈值，说明热水器达到了稳定工作时对应的热负荷变化范围，则热水器可以触发恒温控制流程。因此，通过监测热负荷变化情况，可以在调温模式和恒温模式之间实现灵活切换，保证热水器的稳定工作条件。

步骤S120：从多个预设火力段中确定当前热负荷对应的目标火力段。

在本申请实施例中，多个预设火力段可以通过人为测试预先确定，每个预设火力段表示不同的热负荷取值范围，而当前热负荷属于目标火力段对应的热负荷取值范围中。一些可选的实施方式中，可以获取热水器对应的火力段区间，并将火力段区间划分为M个预设火力段，M为正整数。其中，火力段区间表示热水器工作时所能实现的热负荷取值范围，比如，若火力段区间为(Q

步骤S130：获取目标火力段对应的热负荷转换信息。

在本申请实施例中，热负荷转换信息表示在热水器稳定工作时目标火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，开度区间表示热水器的燃气阀对应的阀开度取值范围。在热水器的实际应用中，当热水器的燃气阀开启时，燃气可以通过燃气阀进入燃烧器内进行燃烧，实现水温加热效果。当燃气阀的阀开度越大，通过燃气阀的燃气量也越大。基于此，热水器稳定工作时目标火力段中的热负荷取值与燃气阀的阀开度相关，而热水器稳定工作可以表示热水器进入恒温状态。

可见，为不同预设火力段预先测定了相应的热负荷转换信息，能够独立分析热水器稳定工作时不同预设火力段与燃气阀开度区间之间的转换特征，改善了测定热负荷转换信息的精准度。

一些可选的实施方式中，步骤S130之前，还可以包括以下步骤：

获取热水器对应的火力段区间，并将火力段区间划分为M个预设火力段，M为正整数。获取热水器对应的总开度区间，并将总开度区间划分为N个开度区间，N为正整数。其中，总开度区间表示燃气阀所能实现的阀开度总范围[B

基于此，针对每个预设火力段：采集预设火力段对应的样本数据，样本数据中包括为热水器指定的出水温度、进水流速以及从预设火力段中确定的多种参考热负荷。根据样本数据和N个开度区间控制热水器工作，并获得热水器在每种参考热负荷下稳定工作时对应的阀开度，以作为参考热负荷对应的参考阀开度。根据所有参考热负荷以及参考热负荷对应的参考阀开度，确定预设火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，以作为预设火力段对应的热负荷转换信息。

为了方便理解，请参阅图4，图4是本申请实施例中一种热负荷转换信息的图形化示意图。如图4所示，根据每个预设火力段对应的热负荷转换信息，分别可以生成该预设火力段中的热负荷取值与N个开度区间之间的关系曲线，比如预设火力段Q

进一步的，一些可选的实施方式中，将总开度区间划分为N个开度区间，具体可以包括以下步骤：从M个预设火力段中，取热负荷取值范围最大的预设火力段作为参考火力段。根据参考火力段，将总开度区间划分为N个开度区间，其中，N与M成正比关系。一些情况下，为了达到较优的测定精确度，当M≤预设数量(比如M＝1)时，此时预设火力段的数量较少，则热水器对应的热负荷最大值也较小，则N∈[8，10]，预设数量可以根据人为实验确定，不做限定。而当M＞预设数量(比如M＝5)时，预设火力段的数量较多，则在比例阀开度变化量相同的情况下，高热负荷的预设火力段比低热负荷的预设火力段存在更大的热负荷量变化量，故可以根据热负荷取值范围最大的预设火力段划分总开度区间，此时N∈[12，15]。

步骤S140：根据目标火力段对应的热负荷转换信息，确定目标热负荷对应的目标开度区间以及目标热负荷在目标开度区间中对应的目标阀开度。

一些可选的实施方式中，燃烧阀工作于线性区，即每个预设火力段中的热负荷取值与不同开度区间中的阀开度之间满足线性转换关系，步骤S140具体可以包括以下步骤：

首先，根据目标火力段对应的热负荷转换信息，获取为目标火力段划分的N个第一火力段，并从N个第一火力段中确定目标热负荷对应的第二火力段，再获取第二火力段对应的目标开度区间，其中，N为正整数，且每个第一火力段对应于不同开度区间。

仍以图4中的关系曲线P

接着，获取目标开度区间对应的最大阀开度和最小阀开度，并计算最大阀开度和最小阀开度之间的阀开度差值。可以理解，阀开度差值＝最大阀开度-最小阀开度，以图4为例，目标开度区间(B

之后，获取第二火力段对应的最小热负荷和最大热负荷，并计算最大热负荷与最小热负荷之间的第一热负荷差值，以及计算目标热负荷与最小热负荷之间的第二热负荷差值。仍以图4为例，由于第二火力段为(Q

最后，根据阀开度差值、第一热负荷差值、第二热负荷差值和最小阀开度，计算目标热负荷在目标开度区间中对应的目标阀开度。具体的，目标阀开度＝阀开度差值×第二热负荷差值÷第一热负荷差值+最小阀开度。仍以图4为例，目标阀开度B

步骤S150：根据目标阀开度控制热水器工作，直至热水器进入恒温模式。

在本申请实施例中，恒温模式用于表示热水器可以在一定误差范围内以恒温的出水温度工作。一些可选的实施方式中，热水器进入恒温模式之后，可以通过PID调节方式控制热水器以恒定温度和恒定阀开度工作。步骤S150中，控制热水器的燃气阀以目标阀开度工作，而目标阀开度与热水器进入恒温阶段的实际阀开度及整定参数后的PID初值相近，故能够减少热水器转至恒温模式后PID控制的整定周期和震荡缺陷。

可见，实施上述方法实施例，既能够实现稳定的调温效果，又能够减少热水器过渡至恒温阶段的整定时间，有利于热水器快速过渡至恒温阶段，优化用户的沐浴体验感。

本申请实施例还提供一种水温控制装置。请参阅图5，图5是本申请实施例所应用的一种水温控制装置的结构框图。如图5所示，该水温控制装置500包括获取模块510、检测模块520、计算模块530、第一确定模块540、第二确定模块550以及控制模块550，其中：

获取模块510，用于获取为热水器指定的恒温温度。

检测模块520，用于检测热水器的工作状态信息和当前热负荷。

计算模块530，用于根据工作状态信息，计算热水器将水温加热至恒温温度所需的目标热负荷。

第一确定模块540，用于从多个预设火力段中确定当前热负荷对应的目标火力段，每个预设火力段表示不同的热负荷取值范围。

获取模块510，还用于获取目标火力段对应的热负荷转换信息，热负荷转换信息表示在热水器稳定工作时目标火力段中的热负荷取值与不同开度区间之间的转换关系，开度区间表示热水器的燃气阀对应的阀开度取值范围。

第二确定模块550，用于根据目标火力段对应的热负荷转换信息，确定目标热负荷对应的目标开度区间以及目标热负荷在目标开度区间中对应的目标阀开度。

控制模块560，用于根据目标阀开度控制热水器工作，直至热水器进入恒温模式。

需要说明的是，本实施例的具体实现过程可参见上述方法实施例所描述的具体实现过程，亦不再赘述。

本申请实施例还提供了一种热水器，该热水器包括存储器和处理器，存储器上存储有程序，程序被处理器执行时实现上述水温控制方法。

本申请实施例还提供了一种存储介质，用于计算机可读存储，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述水温控制方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。