一种热水器及其控制方法与流程

1.本发明涉及热水器技术领域，特别涉及一种热水器及其控制方法。


背景技术：

2.现有的热水器主要包括：燃气热水装置、太阳能热水器、空气能热泵热水器和电热水器等。其中电热水器是以电作为能源进行加热的热水器。大部分电热水器都采用储水式加热，其主要包括：储水内胆、用于防止内胆腐蚀的阳极棒、用于对内胆中的水进行加热的电加热元件以及其他配套的设备。受用户的卫生间尺寸、安装环境影响，常用的电热水器内胆的容积一般不超过100l。例如，市场上在售的较普遍的家用电热水器是容量为60l的电热水器。这种电热水器持续供应热水的时长有限，用户普遍反映热水不够用。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种热水器及热水器的控制方法，其能够解决无法持续提供大量热水的问题。
4.本说明书第一方面提供一种热水器，包括：用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件；用于容纳相变材料的第二内胆；用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件；设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器，所述热交换器具有用于进水的进口和用于出水的出口；所述热交换器的进口与所述供水管路相连通，所述第一内胆的出水口用于连通温控阀；所述热水器还包括能与所述热交换器的出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置。
5.在一些实施例中，所述水路切换装置至少具有第一状态和第二状态；所述水路切换装置处于第一状态时，所述热交换器的出口与所述第一内胆的进水口连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；所述水路切换装置处于第二状态时，所述热交换器的出口与所述温控阀连通，以使从所述热交换器流出的水能至少部分流向所述温控阀。
6.在一些实施例中，所述热水器还包括用于获取所述热交换器出口流出的水的温度的温度检测件；当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于所述第一状态；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于所述第二状态。
7.在一些实施例中，所述水路切换装置包括用于和所述供水管路相连通的第一接口、用于和所述热交换器的出口相连通的第二接口、用于和所述第一内胆的进水口相连通的第三接口以及用于和温控阀相连通的第四接口；当所述水路切换装置处于第一状态时，所述第二接口和所述第三接口相连通，所述第一接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述水路切换装置处于第二状态时，所述第一接口和所述第三接口相连通，所述第二接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流向所述温控阀，并且从所述热交换器流出的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。
8.在一些实施例中，所述水路切换装置包括四通阀，或者，所述水路切换装置包括多个电磁阀和管路的组合。
9.在一些实施例中，所述水路切换装置包括用于和所述热交换器的出口相连通的第一连通口、用于和所述第一内胆的进水口相连通第二连通口、用于与温控阀相连通的第三连通口；当所述水路切换装置处于第一状态时，所述第一连通口和所述第二连通口相连通，所述第一连通口和所述第三连通口不连通，以使从所述热交换器中流出的水流入所述第一内胆中；当所述水路切换装置处于第二状态时，所述第一连通口同时和所述第二连通口、所述第三连通口相连通，以使从所述热交换器流出的水一部分流入所述第一内胆中，另一部分流向所述温控阀，并流向所述温控阀的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。
10.在一些实施例中，所述水路切换装置包括三通阀，或者所述水路切换装置包括多个电磁阀和管路的组合。
11.在一些实施例中，所述温控阀位于所述第一内胆的出水口的下游，并且位于所述水路切换装置的下游，所述温控阀设置在所述热水器壳体的内部或者外部。
12.在一些实施例中，所述第一加热元件、所述第二加热元件均为电加热元件，所述第一加热元件设置在所述第一内胆的中下部，所述第二加热元件设置在所述第二内胆的中下部。
13.在一些实施例中，所述热水器还包括用于获取所述第一内胆中水温的第一温度探头组件；用于获取所述第二内胆中相变材料温度的第二温度探头组件，与所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件电连接的控制器，所述控制器根据所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件检测到的温度信息控制所述第一加热元件和第二加热元件的工作状态。
14.本说明书第二方面提供一种热水器的控制方法，所述热水器包括：用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件；用于容纳相变材料的第二内胆；用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件；设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器，所述热交换器具有用于进水的进口和用于出水的出口，能与所述热交换器出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置，所述水路切换装置至少具有第一状态和第二状态；所述水路切换装置处于第一状态时，所述热交换器的出口与所述第一内胆的进水口连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；所述水路切换装置处于第二状态时，所述热交换器的出口与所述温控阀连通，以使从所述热交换器流出的水能至少部分流向所述温控阀；所述控制方法包括：在满足预设条件的情况下，控制所述水路切换装置处于第一状态或第二状态。
15.在一些实施例中，所述热水器还包括用于获取所述热交换器的出口流出的水的温度的温度检测件；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态。
16.在一些实施例中，所述水路切换装置包括用于和供水管路相连通的第一接口、用于和所述热交换器出口相连通的第二接口、用于和所述第一内胆的进水口相连通的第三接口和用于与所述温控阀相连通的第四接口；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到
的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态，所述第二接口和所述第三接口相连通，所述第一接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态，所述第一接口和所述第三接口相连通，所述第二接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流向所述温控阀，并且从所述热交换器流出的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。
17.在一些实施例中，所述水路切换装置包括用于和所述热交换器出口相连通的第一连通口、用于和所述第一内胆的进水口相连通第二连通口，用于与所述温控阀相连通的第三连通口；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态，所述第一连通口和所述第二连通口相连通，所述第一连通口和所述第三连通口不连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态，所述第一连通口同时和所述第二连通口、所述第三连通口相连通，以使从所述热交换器流出的水一部分流入所述第一内胆中，另一部分流向所述温控阀，并且流向所述温控阀的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。
18.本说明书所提供的热水器，包括用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件、用于容纳相变材料的第二内胆、用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件、设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器、所述热交换器的进口与所述供水管路相连通，以及能与所述热交换器的出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置，所述第一内胆的出水口用于连通温控阀。本说明书通过水路切换装置可以使得热水器在多种水路连接状态之间进行切换，从而在热水器开始放水的不同时期切换至不同的水路连接方式，可以提高热水器持续供应的满足用户用水温度需求的热水量。
19.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
20.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
21.图1至图7示出了一种水路切换装置的多个状态示意图；
22.图8至图10示出了另一种水路切换装置的多个状态示意图；
23.图11为电热水器在放水过程中放水时间和热水温度、进水温度和混水温度的变化曲线图；
24.图12为图11中电热水器在40度后关闭电源进行放水时放水时间和温度的变化曲线图；
25.以上附图的附图标记：10-第一内胆；101-第一内胆的进水口；102-第一内胆的出水口；20-第二内胆；22-热交换器；221-热交换器的进口；222-热交换器的出口；30-温控阀；40-水路切换装置。
具体实施方式
26.结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。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。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.如图1至图10所示，本说明书提供一种热水器，包括用于储水的第一内胆10、用于对第一内胆10中的水进行加热的第一加热元件、用于容纳相变材料的第二内胆20、用于对第二内胆20中的相变材料进行加热的第二加热元件、设置在第二内胆20中用于和相变材料进行换热的热交换器22，热交换器22具有用于进水的进口221和用于出水的出口222。热交换器22的进口221与供水管路相连通，第一内胆10的出水口102用于连通温控阀30。热水器还包括能与热交换器22的出口222、第一内胆10的进水口101、温控阀30连通的水路切换装置40。
29.第二内胆20具有用于填充相变材料的腔体，构成该腔体的壳体中21所示。相变材料是指随温度变化而改变形态并提供潜热的物质。本说明书中所述的相变材料是指单位体积所能够储存的热量高于水的物质，不包括水。通过将热水器中的一部分空间采用相变材料储存热量，能够使得热水器在体积不变的情况下预先储存更多的热量，从而使得热水器为用户提供热水量更大、提供热水的时间更长。
30.在图1至图10中，不同样式的线条示出了水温的变化状况。a表示供水管路供给的水，b表示热交换器22的出口222流出的水，c表示第一内胆10的出口102所流出的水，d表示用水管路中的水。与水路切换装置40相连的实线表示水不流通。
31.虽然在图1至图10中热交换器22的一半管路中流通冷水a，另一半管路中流通相变换热水b，这一图示内容只是用于表示冷水a在热交换器b中流通的过程中温度会逐渐升高，图2至图4并不表示对热交换器22中各部分的管道所流通的水的温度进行限定。
32.水路切换装置40“能与热交换器22的出口222、第一内胆10的进水口101、温控阀30连通”是指，在水路切换装置40的某个状态下，水路切换装置40与热交换器22的出口22、第
一内胆10的进水口101、温控阀30连通，在水路切换装置40的其他状态下，水路切换装置40可能与热交换器22的出口22、第一内胆10的进水口101、温控阀30中的至少一者不连通。
33.在一些实施例中，水路切换装置40至少具有第一状态和第二状态。
34.水路切换装置40处于第一状态时，热交换器22的出口222与第一内胆10的进水口101连通，以使从热交换器22流出的水流入第一内胆10中。例如，在图1和图2，以及图8中，热交换器22的出口222与第一内胆10的进水口连通，使得从热交换器22流出的水全部流入第一内胆10中。
35.水路切换装置40处于第二状态时，热交换器22的出口222与温控阀30连通，以使热交换器22流出的水能至少部分流向温控阀30。
[0036]“热交换器22流出的水能至少部分流向温控阀30”可以是热交换器22流出的水全部流向温控阀30；或者，热交换器22流出的水的一部分流向温控阀30，而另一部分(可以是除了上述“一部分”之外的剩余部分的全部，也可以是除了上述“一部分”之外的剩余部分的部分)不流向温控阀30。
[0037]
例如，在图3和图4，以及图9中，热交换器22的出口222与温控阀30连通，并且热交换器22流出的水全部流向温控阀30。
[0038]
再例如，在图5和图10中，热交换器22的出口222既与温控阀30连通，又与第一内胆10的进水口101连通，使得热交换器22流出的水一部分流向温控阀30，而另一部分流向第一内胆10。
[0039]
在一些实施例中，水路切换装置40还可以包括第三状态。水路切换装置40处于第三状态时，热交换器22的出口222与温控阀30不连通，并且热交换器22的出口222与第一内胆10的进口101也不连通。例如，图6和图7示出了水路切换装置40处于第三状态的示意图。也即，水路切换装置40处于第三状态时，热水器不采用热交换器22的出水为用户提供热水。
[0040]
在一些实施例中，可以根据水路切换装置40在各状态下的工作时长来判断是否切换至其他状态。例如，在水路切换以状态a工作的时长达到预定时长时，控制水路切换装置切换至其他状态。从一个状态切换至哪一状态可以是预先确定好的。
[0041]
在一些实施例中，热水器还包括用于获取热交换器22出口流出的水的温度的温度检测件。相应地，热水器还可以根据温度检测件检测到的水温来确定是否切换至其他状态，以及切换至哪个状态。
[0042]
具体地，可以设置为：当温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，水路切换装置40处于第一状态；当温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，水路切换装置40处于第二状态。
[0043]
在一些实施例中，对于一部分的状态，是否切换至其他状态可以根据工作时长来判断；对于另一部分的状态，是否切换至其他状态可以根据温度检测件所检测到的水温来判断。此外，对于一部分状态，还可以结合工作时长以及温度检测件所检测到的温度来判断是否切换至其他状态。
[0044]
水路切换装置40可以具有三个连通口，也可以具有四个连通口，当然也可以具有五个及五个以上的连通口。
[0045]
下面以水路切换装置40具有四个连通口为例来说明本说明书所提供的热水器。
[0046]
如图1至图7所示，水路切换装置40包括用于和供水管路连通的第一接口41、用于
和热交换器22的出口相连通的第二接口42、用于和第一内胆10的进水口101相连通的第三接口43以及用于和温控阀30相连通的第四接口44。例如，水路切换装置40可以为四通阀，或者水路切换装置40也可以为多个电磁阀和管路的组合。
[0047]
如图1所示，当水路切换装置40处于第一状态时，第二接口42和第三接口43相连通，第一接口41和第四接口44相连通，以使从热交换器22流出的水流入第一内胆10中。当然除了图1，图2也示出了水路切换装置40处于第一状态时的示意图。
[0048]
水路切换装置40处于第一状态时，可以控制第一内胆10中的第一加热元件开始加热，那么热交换器22流出的水流入到第一内胆10中会被进一步加热使得温度升高。由此可见，水路切换装置40处于第一状态时，第一内胆10与热交换器22形成串联结构，并且水路切换装置40的第一状态尤其适用于第二内胆20中相变材料所储存的余热较少不足以将供给管路提供的水加热至用户的用水温度需求。
[0049]
需要注意的是，图1和图2的区别在于，图1中与水路切换装置40的第一接口41相连接的管路中的水是流通至第四接口44的，而在图2中与水路切换装置40的第一接口41相连接的管路中的水是不流通至任意接口的。
[0050]
如图3所示，当水路切换装置40处于第二状态时，第一接口41和第三接口43相连通，第二接口42和第四接口44相连通，以使从热交换器22流出的水流向温控阀30，并且从热交换器22流出的水与从第一内胆10流出的水在温控阀30处混合后流向用水终端。当然除了图3，图4也示出了水路切换装置40处于第一状态时的示意图。
[0051]
如图3所示，水路切换装置40处于第二状态时，热交换器22流出的水不经过第一内胆10而直接流向温控阀30，同时供水管路中的水还会流向第一内胆10，并在第一内胆10中加热后流向温控阀30。也即，在水路切换装置40处于第二状态时，流出热交换器22的水路形成并联结构的水路。与上述串联结构相比，第一内胆10分担了热交换器22的部分流量而使得热交换器22的流量降低、流速减小，从而延长了热交换器22中水的换热时长，提高了热交换器22的出口222所流出的水的温度。由此可见，水路切换装置40的第一状态尤其适用于热水器开始放水的中后期，即采用热交换器22的出水为用户提供热水的过程中，相变材料的所储存的热量逐渐减少，热交换器22的出水温度从远高于最佳用水温度逐渐降低至最佳用水温度附近，出水温度快无法满足用户的用水温度需求。
[0052]
下面以水路切换装置40具有三个连通口为例来说明本说明书所提供的热水器。
[0053]
如图8至图10所示，水路切换装置40包括用于和热交换器22的出口相连通的第一连通口45、用于和第一内胆10的进水口101相连通的第二连通口46、用于和温控阀30相连通的第三连通口47。例如，水路切换装置40可以为三通阀，或者水路切换装置40可以为多个电磁阀和管路的组合。
[0054]
如图8所示，当水路切换装置40处于第一状态时，第一连通口45和第二连通口46相连通，第一连通口45和第三连通口47不连通，以使从热交换器22中流出的水流入第一内胆10中。
[0055]
水路切换装置40处于第一状态时，可以控制第一内胆10中的第一加热元件开始加热，那么热交换器22流出的水流入到第一内胆10中会被进一步加热使得温度升高。由此可见，水路切换装置40处于第一状态时，第一内胆10与热交换器22形成串联结构，并且水路切换装置40的第一状态尤其适用于第二内胆20中相变材料所储存的余热较少不足以将供给
管路提供的水加热至用户的用水温度需求。
[0056]
如图10所示，当水路切换装置40处于第二状态时，第一连通口45同时和第二连通口46、第三连通口47相连通，以使热交换器22流出的水一部分流入第一内胆10中，另一部分流向温控阀30，并且流向温控阀30的水与从第一内胆10流出的水在温控阀处混合后流向用水终端。当然除了图10，图9也示出了水路切换装置40处于第二状态时的示意图。
[0057]
上述温控阀30位于第一内胆10的出水口103的下游，并且位于水路切换装置40的下游。
[0058]
温控阀40可以设置在热水器的壳体内部，作为热水器的一部分，例如，可以是设置在热水器壳体内部自动调节水温的恒温阀。而在另一些实施例中，温控阀40也可以设置在热水器壳体的外部，作为与热水器配合使用的装置，例如，温控阀40可以是淋浴房、洗手池内的温度调节装置。
[0059]
在一些实施例中，第一加热元件可以设置在第一内胆10的中下部，用于对第一内胆10中所储存的水进行加热。该第一加热元件可以是电加热元件，也可以是空气能热泵加热元件、相变材料加热元件。
[0060]
优选地，第一加热元件为电加热棒。电加热棒具有体积小、结构简单、加热效率高的特点，能够在占用第一内胆10体积较小的情况下实现大功率加热，从而保证热水器的热水出水时间更长。
[0061]
在一些实施例中，用于对第二内胆20中的相变材料进行加热的第二加热元件，可以是电加热元件，也可以是空气能热泵加热元件、相变材料加热元件。可以根据第二加热元件的结构，将第二加热元件设置在第二内胆20中的任意位置。
[0062]
优选地，第二加热元件可以是电加热棒。电加热棒具有体积小、结构简单的特点，对于第二内胆20的体积占用量较少，能够留出更多空间用于填充相变材料。由于热量是向上扩散的，作为第二加热元件的电加热棒可以设置在第二内胆20的中下部，以提高加热效率。
[0063]
第二加热元件可以是沿直线延伸的。热交换器22可以包括多根连通的换热管，这些换热管与第二加热元件基本平行设置。
[0064]
其中，第一加热元件设置在第一内胆10的中下部，第二加热元件设置在第二内胆20的中下部，可以提升加热效率，缩短用户等待用水的时长。
[0065]
以第一内胆10为例，在第一加热元件对第一内胆10中的水进行加热的过程中，内胆中的水温在沿着高度方向上会进行分层。具体的，沿着高度方向上，自上而下温度逐渐递减，即温度较高的水位于第一内胆10的上部，温度较低的水位于第一内胆10的下部，当该第一加热元件10位于温度较低的中下部区域时，能及时对这部分水进行加热，从而使得整胆水的平均水温高效地接近目标水温。
[0066]
进一步的，第一加热元件的功率至少为3kw，第二加热元件的功率至少为3kw。当该第一加热元件和第二加热元件的功率均为至少3kw的大功率时，启动第一加热元件或第二加热元件能够进一步高效地提升加热效率，缩短用户等待用水的时长。后续结合第一内胆10和热交换器22出水的控制，能够大幅提升热水器的热水量，甚至可以达到第一内胆10无限出水的效果。
[0067]
在一个实施方式中，所述热水器还可以包括用于获取所述第一内胆10中水温的第
一温度探头组件；用于获取所述第二内胆20中相变材料温度的第二温度探头组件，与所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件电连接的控制器，所述控制器根据所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件检测到的温度信息控制所述第一加热元件和第二加热元件的工作状态。
[0068]
在本实施方式中，该第一内胆10中可以设置有第一温度探头组件，该第一温度探头组件用于获取第一内胆10中水温。具体的，该第一温度探头组件可以包括第一温度探头和第二温度探头。第一温度探头和第二温度探头可以沿着高度方向间隔设置在第一内胆10中。通过第一温度探头和第二温度探头获取的温度数据，控制器可以确定当前第一内胆10中的水温情况，从而控制第一加热元件的工作状态。该第一加热元件的工作状态主要包括启动加热或停止加热。
[0069]
该第二内胆20中可以设置有第二温度探头组件，该第二温度探头组件用于获取第二内胆20中相变材料的温度。具体的，该第二温度探头组件可以包括第三温度探头和第四温度探头。第三温度探头和第四温度探头可以沿着高度方向间隔设置在第二内胆20中。通过第三温度探头和第四温度探头获取的温度数据，控制器可以确定当前第二内胆20中相变材料的温度情况，从而控制第二加热元件的工作状态。该第二加热元件的工作状态主要包括启动加热或停止加热。
[0070]
控制器可以根据第一温度探头组件检测到的温度信息控制第一加热元件的工作状态，根据第二温度探头组件检测到的温度信息控制第二加热元件的工作状态。
[0071]
控制器也可以结合第一温度探头组件、第二温度探头组件分别检测到的温度信息控制第一加热元件的工作状态，结合第一温度探头组件、第二温度探头组件分别检测到的温度信息控制第二加热元件的工作状态。
[0072]
本说明书中，“控制第一加热元件的工作状态”是指控制第一加热元件在什么情况下启动加热状态、在什么情况下结束加热状态，“控制第二加热元件的工作状态”是指控制第二加热元件在什么情况下启动加热状态、在什么情况下结束加热状态。
[0073]
例如，在某一个应用场景下，在所述第一内胆10的水温和第二内胆20中的相变材料的温度均加热至预设温度后，第一加热元件和第二加热元件均处于停止加热状态。后续，如果接收到用户用水信号，则利用探头组件持续进行温度检测。若所述第二温度探头检测到水温降低第一预设温度差，可以启动所述第二加热元件进行加热；若所述第一温度探头检测到水温降低第二预设温度差，可以启动所述第一加热元件进行加热。
[0074]
本说明书所提供的热水器，包括用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件、用于容纳相变材料的第二内胆、用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件、设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器、所述热交换器的进口与所述供水管路相连通，以及能与所述热交换器的出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置，所述第一内胆的出水口用于连通温控阀。本说明书通过水路切换装置可以使得热水器在多种水路连接状态之间进行切换，从而在热水器开始放水的不同时期切换至不同的水路连接方式，可以提高热水器持续供应的满足用户用水温度需求的热水量。
[0075]
本说明书提供一种热水器的控制方法，可以用于上述热水器。其中，水路切换装置40至少具有第一状态和第二状态。当水路切换装置40处于第一状态时，热交换器22的出口
222与第一内胆10的进水口10连通，以使热交换器22流出的水流入第一内胆10中。当水路切换装置40处于第二状态时，热交换器22的出口222与温控阀30连通，以使从热交换器22流出的水能至少部分流向温控阀30。
[0076]
该热水器的控制方法包括：在满足预设条件的情况下，控制水路切换装置40处于第一状态或第二状态。
[0077]
在一些实施例中，可以根据水路切换装置40在各状态下的工作时长来判断是否切换至其他状态。例如，在水路切换装置以某一状态工作的时长达到预定时长时，控制水路切换装置切换至其他状态。从一个状态切换至哪一状态可以是预先确定好的。
[0078]
在一些实施例中，热水器还包括用于获取热交换器22出口流出的水的温度的温度检测件。相应地，热水器还可以根据温度检测件检测到的水温来确定是否切换至其他状态，以及切换至哪个状态。
[0079]
具体地，可以设置为：当温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，水路切换装置40处于第一状态；当温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，水路切换装置40处于第二状态。
[0080]
在一些实施例中，对于一部分的状态，是否切换至其他状态可以根据工作时长来判断；对于另一部分的状态，是否切换至其他状态可以根据温度检测件所检测到的水温来判断。此外，对于一部分状态，还可以结合工作时长以及温度检测件所检测到的温度来判断是否切换至其他状态。
[0081]
以上述具有四个连通口的水路切换装置40为例，本说明书所提供的热水器的控制方法可以包括：当温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，水路切换装置40处于第一状态，如图1所示，此时水路切换装置40的第二接口42和第三接口43相连通，第一接口41和第四接口44相连通，以使从热交换器22中流出的水流入第一内胆10中；当温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，水路切换装置40处于第二状态，如图3所示，此时水路切换装置40的第一接口41和第三接口43相连通，第二接口42和第四接口44相连通，以使从热交换器22流出的水流向温控阀30，并且从热交换器22流出的水与从第一内胆10流出的水在温控阀30处混合后流向用水终端。
[0082]
在本实施方式中，该控制方法主要基于设置有四个接口的水路切换装置40的热水器为例进行举例说明。设置有四个接口的水路切换装置40可以参照上述热水器的实施方式的具体描述，本技术在此不再对其展开详述。
[0083]
当利用温度检测件检测到热交换器22出口32流出的水温大于或等于第一预设温度时，表示当前热交换器22的出水温度相对较高，此时，可以将该热交换器22的出水作为第一内胆10的进水供入第一内胆10中(如图1所示，水路切换装置40的第二接口42和第三接口43相连通，第一接口41和第四接口44相连通)，保证第一内胆10的进水温度。其中，该第一预设温度可以为一个小于用户设定的出水温度且高于供水管路进水温度的数值，例如，当用户设定的恒定出水温度为40℃时，该第一预设温度可以为25℃。当然，该第一预设温度还可以根据预设设定的出水温度、环境温度等的不同而作调整，本技术在此并不做具体的限定。
[0084]
当利用温度检测件检测到该热交换器22出口32流出的水温小于第一预设温度时，表示当前热交换器22的出水温度已经显著降低，该第二内胆20中相变材料存储的能量大部分已经被利用，此时可以将水路切换装置40由第一状态切换为第二状态(如图3所示，此时
水路切换装置40的第一接口41和第三接口43相连通，第二接口42和第四接口44相连通)，将该热交换器22的出水直接流向温控阀4，作为混水使用，从而提升混水温度，进一步利用第二内胆20中相变材料存储的剩余能量，同时能延长第一内胆10的加热时长，使得热水器所能持续供应的热水量显著得到提升。
[0085]
以上述具有三个连通口的水路切换装置40为例，本说明书所提供的热水器的控制方法可以包括：当温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，水路切换装置40处于第一状态，如图8所示，此时水路切换装置40的第一连通口45和第二连通口46相连通，第一连通口45与第三连通口47不连通，以使从热交换器22流出的水流入第一内胆10中；当温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，水路切换装置40处于第二状态，如图10所示，此时水路切换装置40的第一连通口45同时和第二连通口46、第三连通口47相连通，以使热交换器22流出的水一部分流入第一内胆10中，另一部分流向温控阀30，并且流向温控阀30的水与从第一内胆10流出的水在温控阀30处混合后流向用水终端。
[0086]
在本实施方式中，该控制方法主要基于设置有三个连通口的水路切换装置40的热水器为例进行举例说明。设置有三个连通口的水路切换装置40可以参照上述热水器的实施方式的具体描述，本技术在此不再对其展开详述。
[0087]
当利用温度检测件检测到热交换器22出口32流出的水温大于或等于第一预设温度时，表示当前热交换器22的出水温度相对较高，此时，可以将该热交换器22的出水作为第一内胆10的进水供入第一内胆10中(如图8所示，此时水路切换装置40的第一连通口45和第二连通口46相连通，第一连通口45与第三连通口47不连通)，保证第一内胆10的进水温度。其中，该第一预设温度可以为一个小于用户设定的出水温度且高于供水管路进水温度的数值，例如，当用户设定的恒定出水温度为40℃时，该第一预设温度可以为25℃。当然，该第一预设温度还可以根据预设设定的出水温度、环境温度等的不同而作调整，本技术在此并不做具体的限定。
[0088]
当利用温度检测件检测到该热交换器22出口32流出的水温小于第一预设温度时，表示当前热交换器22的出水温度已经显著降低，该第二内胆20中相变材料存储的能量大部分已经被利用，此时可以将水路切换装置40由第一状态切换为第二状态(如图10所示，此时水路切换装置40的第一连通口45同时和第二连通口46、第三连通口47相连通)，将该热交换器22的部分出水直接流向温控阀4，作为混水使用，从而提升混水温度，进一步利用第二内胆20中相变材料存储的剩余能量，同时能延长第一内的加热时长，使得热水器所能持续供应的热水量显著得到提升。
[0089]
需要说明的是，当该水路切换装置40为流量可调的三通阀结构时，例如为psg阀时，该水路切换装置40处于第二状态下时，其第一连通口45与第二连通口46、第三连通口47的连通面积可以根据该热交换器22的出水温度进行适应性调节，从而最大限定地利用第二内胆20中相变材料存储的剩余能量。
[0090]
请结合参阅图11和图12，本技术的发明人发现：现有的电热水器，若以7l/min的流量，10℃进水，用户设定出水温度为40℃的条件下，进行持续放水，到最后箭头所指向的区域为电热水器还可以放出的能量，但是这部分能量却无法被用户使用。图12中的能量也即热量。
[0091]
本发明通过将设置有相变材料的第二内胆20与用于容纳水的第一内胆10进行组
合，构成了相变+水箱混动系统，能够充分利用相变材料低于40度以下15％-20％的能量，对比同容积的电热水器，能够将热水量提升75％以上；并且，本技术相对于纯相变的整机而言，其成本能够降低至少30％。另外，由于设置有相变材料的第二内胆20无需安装阳极棒，可以仅在第一内胆10上安装电子阳极，从而能够保证该热水器的内胆具有较长的使用寿命。
[0092]
本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
[0093]
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
[0094]
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
[0095]
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
[0096]
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
[0097]
以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：
1.一种热水器，其特征在于，包括：用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件；用于容纳相变材料的第二内胆；用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件；设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器，所述热交换器具有用于进水的进口和用于出水的出口；所述热交换器的进口与供水管路相连通，所述第一内胆的出水口用于连通温控阀；所述热水器还包括能与所述热交换器的出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置。2.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述水路切换装置至少具有第一状态和第二状态；所述水路切换装置处于第一状态时，所述热交换器的出口与所述第一内胆的进水口连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；所述水路切换装置处于第二状态时，所述热交换器的出口与所述温控阀连通，以使从所述热交换器流出的水能至少部分流向所述温控阀。3.如权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述热水器还包括用于获取所述热交换器出口流出的水的温度的温度检测件；当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于所述第一状态；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于所述第二状态。4.如权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述水路切换装置包括用于和所述供水管路相连通的第一接口、用于和所述热交换器的出口相连通的第二接口、用于和所述第一内胆的进水口相连通的第三接口以及用于和温控阀相连通的第四接口；当所述水路切换装置处于第一状态时，所述第二接口和所述第三接口相连通，所述第一接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述水路切换装置处于第二状态时，所述第一接口和所述第三接口相连通，所述第二接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流向所述温控阀，并且从所述热交换器流出的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。5.如权利要求4所述的热水器，其特征在于，所述水路切换装置包括四通阀，或者，所述水路切换装置包括多个电磁阀和管路的组合。6.如权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述水路切换装置包括用于和所述热交换器的出口相连通的第一连通口、用于和所述第一内胆的进水口相连通第二连通口、用于与温控阀相连通的第三连通口；当所述水路切换装置处于第一状态时，所述第一连通口和所述第二连通口相连通，所述第一连通口和所述第三连通口不连通，以使从所述热交换器中流出的水流入所述第一内胆中；当所述水路切换装置处于第二状态时，所述第一连通口同时和所述第二连通口、所述
第三连通口相连通，以使从所述热交换器流出的水一部分流入所述第一内胆中，另一部分流向所述温控阀，并且流向所述温控阀的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。7.如权利要求6所述的热水器，其特征在于，所述水路切换装置包括三通阀，或者所述水路切换装置包括多个电磁阀和管路的组合。8.如权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述温控阀位于所述第一内胆的出水口的下游，并且位于所述水路切换装置的下游，所述温控阀设置在所述热水器壳体的内部或者外部。9.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述第一加热元件、所述第二加热元件均为电加热元件，所述第一加热元件设置在所述第一内胆的中下部，所述第二加热元件设置在所述第二内胆的中下部。10.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述热水器还包括用于获取所述第一内胆中水温的第一温度探头组件；用于获取所述第二内胆中相变材料温度的第二温度探头组件，与所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件电连接的控制器，所述控制器根据所述第一温度探头组件、所述第二温度探头组件检测到的温度信息控制所述第一加热元件和第二加热元件的工作状态。11.一种热水器的控制方法，其特征在于，所述热水器包括：用于储水的第一内胆；用于对所述第一内胆中的水进行加热的第一加热元件；用于容纳相变材料的第二内胆；用于对所述第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件；设置在所述第二内胆中用于和所述相变材料进行换热的热交换器，所述热交换器具有用于进水的进口和用于出水的出口，能与所述热交换器出口、所述第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置，所述水路切换装置至少具有第一状态和第二状态；所述水路切换装置处于第一状态时，所述热交换器的出口与所述第一内胆的进水口连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；所述水路切换装置处于第二状态时，所述热交换器的出口与所述温控阀连通，以使从所述热交换器流出的水能至少部分流向所述温控阀；所述控制方法包括：在满足预设条件的情况下，控制所述水路切换装置处于第一状态或第二状态。12.如权利要求11所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述热水器还包括用于获取所述热交换器的出口流出的水的温度的温度检测件；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态。13.如权利要求12所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述水路切换装置包括用于和供水管路相连通的第一接口、用于和所述热交换器出口相连通的第二接口、用于和所述第一内胆的进水口相连通的第三接口和用于与所述温控阀
相连通的第四接口；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态，所述第二接口和所述第三接口相连通，所述第一接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态，所述第一接口和所述第三接口相连通，所述第二接口和所述第四接口相连通，以使从所述热交换器流出的水流向所述温控阀，并且从所述热交换器流出的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。14.如权利要求12所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述水路切换装置包括用于和所述热交换器出口相连通的第一连通口、用于和所述第一内胆的进水口相连通第二连通口，用于与所述温控阀相连通的第三连通口；所述控制方法包括：当所述温度检测件检测到的水温大于或等于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第一状态，所述第一连通口和所述第二连通口相连通，所述第一连通口和所述第三连通口不连通，以使从所述热交换器流出的水流入所述第一内胆中；当所述温度检测件检测到的水温小于第一预设温度时，所述水路切换装置处于第二状态，所述第一连通口同时和所述第二连通口、所述第三连通口相连通，以使从所述热交换器流出的水一部分流入所述第一内胆中，另一部分流向所述温控阀，并且流向所述温控阀的水与从所述第一内胆流出的水在所述温控阀处混合后流向用水终端。

技术总结
本发明公开了一种热水器及其控制方法，其中热水器包括：用于储水的第一内胆；用于对第一内胆中的水进行加热的第一加热元件；用于容纳相变材料的第二内胆；用于对第二内胆中的相变材料进行加热的第二加热元件；设置在第二内胆中用于和相变材料进行换热的热交换器；热交换器的进口与供水管路相连通，第一内胆的出水口用于连通温控阀；热水器还包括能与热交换器的出口、第一内胆的进水口、温控阀连通的水路切换装置。本方案通过水路切换装置可以使得热水器在多种水路连接状态之间进行切换，从而在热水器开始放水的不同时期切换至不同的水路连接方式，可以提高热水器持续供应的满足用户用水温度需求的热水量。用水温度需求的热水量。用水温度需求的热水量。


技术研发人员：李水清 王华 姚振虎
受保护的技术使用者：艾欧史密斯（中国）热水器有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/14