能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法專利背景

截至2014年4月，隨著21世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的日益提高，越來越多的家用電器進(jìn)入千家萬戶。這些家電給用戶帶來舒適生活的同時(shí)也增加了電網(wǎng)的壓力，尤其是在傍晚用電高峰時(shí)段，冰箱、彩電、熱水器、微波爐在此時(shí)間段有可能同時(shí)工作，這不僅增加了用戶家庭的線路負(fù)荷，同時(shí)對當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)壓力也是巨大的考驗(yàn)。為此中國對部分用電量較大的地區(qū)實(shí)施了分時(shí)電價(jià)措施，即在用電量少時(shí)段電價(jià)比其他時(shí)段便宜。熱水器在物質(zhì)生活日益提高的今天已經(jīng)屬于生活必需品，同時(shí)也是家用電器中的用電大戶。如何做到既能滿足用戶的熱水使用需求同時(shí)不給本已用電緊張的電網(wǎng)增加額外的壓力是電熱水器急需解決的問題。

市面上的熱水器絕大多數(shù)不具備分時(shí)電價(jià)加熱功能，極少的帶有分時(shí)電價(jià)加熱功能的熱水器也是通過手動(dòng)設(shè)定加熱時(shí)間進(jìn)行加熱，類似于預(yù)約洗浴模式。例如部分地區(qū)夜間零點(diǎn)至早上六點(diǎn)為低電價(jià)時(shí)間，這時(shí)就需要用戶手動(dòng)將熱水器的加熱時(shí)間設(shè)置在此時(shí)間段內(nèi)。同時(shí)即使在低電價(jià)時(shí)間段也不是完全不用電，也存在相對的用電高峰期，這時(shí)一般的熱水器無法判斷在低電價(jià)時(shí)間段內(nèi)哪一個(gè)時(shí)刻用電量大從而避開此時(shí)刻。

能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法專利目的

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》要解決的技術(shù)問題在于克服2014年4月前已有技術(shù)的不足，提供一種能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法，能夠自動(dòng)判斷電壓峰谷值進(jìn)而擇時(shí)加熱。

能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法技術(shù)方案

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進(jìn)行檢測，測得電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并存儲；通過熱水器的中央處理器根據(jù)用戶設(shè)定的溫度和膽內(nèi)實(shí)際溫度計(jì)算熱水器內(nèi)需要加熱的溫升并存儲數(shù)據(jù)；通過熱水器的中央處理器計(jì)算加熱所需的時(shí)間，并在低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段啟動(dòng)熱水器加熱裝置進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的，采集一定天數(shù)的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄分析取其均值。

進(jìn)一步的，熱水器測得的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)每天更新。

進(jìn)一步的，加熱時(shí)，根據(jù)所需加熱時(shí)間及低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段的時(shí)長進(jìn)行加熱時(shí)間的分配，如果所需加熱時(shí)間小于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則熱水器的加熱在一個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成，如果所需加熱時(shí)間大于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則將加熱分配在多個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成。

進(jìn)一步的，用戶選擇智能夜電模式后，熱水器的中央處理器執(zhí)行判斷電壓峰谷值并指令加熱裝置進(jìn)行加熱的程序。

能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器，包括電壓檢測裝置、存儲裝置、中央處理器和加熱裝置，電壓檢測裝置與存儲裝置電連接，存儲裝置、加熱裝置與中央處理器電連接。還包括設(shè)置于熱水器上的與中央處理器電連接的智能夜電鍵。

進(jìn)一步的，電壓檢測裝置為包括電壓互感器、電橋及濾波電路的降壓、整流、濾波電路。

能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法改善效果

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》提供的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，通過電壓檢測裝置對入戶電壓進(jìn)行采樣檢測，并記錄數(shù)據(jù)，在使用一段時(shí)間后形成電壓—時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)，并隨著使用時(shí)間推移每日自動(dòng)更新。從而得知電壓的波峰時(shí)段即用電的空閑期，及電壓的波谷時(shí)段即用電的高峰期，同時(shí)，熱水器的中央處理器根據(jù)熱水器膽內(nèi)實(shí)際溫度和用戶設(shè)定的溫度，計(jì)算出溫升，并根據(jù)溫升及得到的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)，在電壓的波峰時(shí)段即用電的空閑期進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)在高電壓下加熱使加熱迅速的效果，實(shí)現(xiàn)減輕電網(wǎng)負(fù)荷及節(jié)約電費(fèi)的效果，且能防止熱水器長期在低電壓下工作帶來的故障隱患。

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器，電壓檢測裝置能檢測入戶電壓并進(jìn)而得到電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并通過存儲裝置存儲，再通過中央處理器利用獲得的數(shù)據(jù)及熱水器加熱所需的溫升及熱水器功率數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到加熱所需時(shí)間，指令加熱裝置在電壓波峰時(shí)段進(jìn)行加熱，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約電費(fèi)、加熱迅速的效果。

圖1是《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》提供的電熱水器的電壓檢測裝置電路圖。

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》涉及一種熱水器及加熱方法，尤其是能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法，使用熱水器領(lǐng)域。

1.儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，其特征在于：通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進(jìn)行檢測，測得電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并存儲；通過熱水器的中央處理器根據(jù)用戶設(shè)定的溫度和膽內(nèi)實(shí)際溫度計(jì)算熱水器內(nèi)需要加熱的溫升并存儲數(shù)據(jù)；通過熱水器的中央處理器計(jì)算加熱所需的時(shí)間，并在低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段啟動(dòng)熱水器加熱裝置進(jìn)行加熱；加熱時(shí)，根據(jù)所需加熱時(shí)間及低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段的時(shí)長進(jìn)行加熱時(shí)間的分配，如果所需加熱時(shí)間小于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則熱水器的加熱在一個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成，如果所需加熱時(shí)間大于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則將加熱分配在多個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，其特征在于：采集一定天數(shù)的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄分析取其均值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，其特征在于：熱水器測得的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)每天更新。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，其特征在于：用戶選擇智能夜電模式后，熱水器的中央處理器執(zhí)行判斷電壓峰谷值并指令加熱裝置進(jìn)行加熱的程序。

5.能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器，應(yīng)用權(quán)利要求1至4任一所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，其特征在于：包括電壓檢測裝置、存儲裝置、中央處理器和加熱裝置，電壓檢測裝置與存儲裝置電連接，存儲裝置、加熱裝置與中央處理器電連接，還包括設(shè)置于熱水器上的與中央處理器電連接的智能夜電鍵。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器，其特征在于：電壓檢測裝置為包括電壓互感器、電橋及濾波電路的降壓、整流、濾波電路。

• 實(shí)施例一

由于夜間一般為用電低峰，此時(shí)段內(nèi)的電價(jià)較低，故設(shè)置智能夜電模式。由于在低電價(jià)時(shí)間段也不是完全不用電，也存在相對的用電高峰期和用電低峰，因此，需要對入戶電壓進(jìn)行檢測。

用戶選擇智能夜電模式后，熱水器的中央處理器執(zhí)行判斷電壓峰谷值并指令加熱裝置進(jìn)行加熱的程序。

通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進(jìn)行檢測，測得電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并存儲。連續(xù)采集用戶家一階段(例如10天或1個(gè)月)的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)，取平均值，總結(jié)出哪個(gè)時(shí)間段是電壓的波峰時(shí)段即用電的空閑期，哪個(gè)時(shí)間段是電壓的波谷時(shí)段即用電的高峰期。為了使電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)能夠更準(zhǔn)確，熱水器測得的電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)每天更新。在該實(shí)施例中，此階段設(shè)為10天。

通過熱水器的中央處理器根據(jù)用戶設(shè)定的溫度和膽內(nèi)實(shí)際溫度計(jì)算熱水器內(nèi)需要加熱的溫升并存儲數(shù)據(jù)；熱水器的中央處理器通過對熱水器功率及溫升的分析，計(jì)算處加熱所需的時(shí)間，并在低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段即用電的空閑期內(nèi)啟動(dòng)熱水器加熱裝置進(jìn)行加熱。

加熱時(shí)，根據(jù)所需加熱時(shí)間及低電價(jià)時(shí)段內(nèi)的電壓波峰時(shí)段的時(shí)長進(jìn)行加熱時(shí)間的分配，如果所需加熱時(shí)間小于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則熱水器的加熱在一個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成，如果所需加熱時(shí)間大于一個(gè)電壓波峰時(shí)段的時(shí)長，則將加熱分配在多個(gè)電壓波峰時(shí)段內(nèi)完成。

該發(fā)明儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的方法，通過電壓檢測裝置對入戶電壓進(jìn)行采樣檢測，并記錄數(shù)據(jù)，在使用一段時(shí)間后形成電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)，并隨著使用時(shí)間推移每日自動(dòng)更新。從而得知電壓的波峰時(shí)段即用電的空閑期，及電壓的波谷時(shí)段即用電的高峰期，同時(shí)，熱水器的中央處理器根據(jù)熱水器膽內(nèi)實(shí)際溫度和用戶設(shè)定的溫度，計(jì)算出溫升，并根據(jù)溫升及得到的電壓—時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)，在電壓的波峰時(shí)段即用電的空閑期進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)在高電壓下加熱使加熱迅速的效果，實(shí)現(xiàn)減輕電網(wǎng)負(fù)荷及節(jié)約電費(fèi)的效果，且能防止熱水器長期在低電壓下工作帶來的故障隱患。

• 實(shí)施例二

該實(shí)施例為實(shí)施實(shí)施例一所述方法的裝置，該發(fā)明能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器，包括電壓檢測裝置、存儲裝置、中央處理器、加熱裝置及智能夜電鍵，電壓檢測裝置與存儲裝置電連接，存儲裝置、加熱裝置與中央處理器電連接。設(shè)置于熱水器上的與中央處理器電連接的智能夜電鍵。電壓檢測裝置為包括電壓互感器、電橋及濾波電路的降壓、整流、濾波電路。

用戶通過智能夜電鍵選擇智能夜電功能，熱水器自動(dòng)進(jìn)行電壓峰谷值判斷并擇時(shí)加熱。

如圖1所示，電壓檢測裝置利用電壓互感器進(jìn)行電壓檢測，輸入電壓通過電壓互感器輸出一交流低電壓，經(jīng)橋式整流、R5、R6、E2濾波后輸出一直流電平，該電平與輸入電壓成一定函數(shù)關(guān)系。

可以理解的是，所有具有電壓檢測功能的電路或者芯片都可以應(yīng)用在該發(fā)明的電壓檢測裝置中。在其他實(shí)施例中，可以通過直流電經(jīng)過電阻分壓進(jìn)行檢測，或者通過電壓檢測芯片進(jìn)行檢測。

《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》提供的電熱水器，電壓檢測裝置能檢測入戶電壓并進(jìn)而得到電壓——時(shí)間關(guān)系數(shù)據(jù)并通過存儲裝置存儲，再通過中央處理器利用獲得的數(shù)據(jù)及熱水器加熱所需的溫升及熱水器功率數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到加熱所需時(shí)間，指令加熱裝置在電壓波峰時(shí)段進(jìn)行加熱，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約電費(fèi)、加熱迅速的效果。

2021年6月24日，《能夠判斷電壓峰谷值進(jìn)行加熱的儲水式電熱水器及方法》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

判斷電壓反饋和電流反饋更直觀的方法是根據(jù)負(fù)載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)的連接方式來區(qū)分電壓反饋與電流反饋。將負(fù)載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)看作雙端網(wǎng)絡(luò)（在反饋放大電路中其中一端通常為公共接地端），若負(fù)載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，則反饋量對輸出電壓采樣，為電壓反饋。否則，反饋量無法直接對輸出電壓進(jìn)行采樣，則只能對輸出電流進(jìn)行采樣，即為電流反饋。

電壓負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電壓；而電流負(fù)反饋則可以穩(wěn)定輸出電流。區(qū)分電壓反饋與電流反饋只有在負(fù)載電阻RL變動(dòng)時(shí)才有意義。如果RL固定不變，因輸出電壓與輸出電流成正比，所以，在穩(wěn)定輸出電壓的同時(shí)也必然穩(wěn)定輸出電流，反之亦然，二者效果相同。但是當(dāng)負(fù)載電阻RL改變時(shí)，二者的效果則完全不同，電壓負(fù)反饋在穩(wěn)定輸出電壓時(shí)，輸出電流將更不穩(wěn)定；而電流負(fù)反饋在穩(wěn)定輸出電流時(shí)，輸出電壓將更不穩(wěn)定。

1．系統(tǒng)的供電電壓允許偏差。國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》GB 12325-2008規(guī)定：

（1）35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%。若供電電壓上下偏差同號（均為正或負(fù)）時(shí)，按較大的偏差絕對值作為衡量依據(jù)。

（2）10kV及以下供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%。

（3）0.22kV單相供電電壓允許偏差為 7%、-10%。

2．用電設(shè)備端電壓允許偏差。國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95規(guī)定：

（1）電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差為額定電壓的±5%。

（2）照明時(shí)，允許電壓偏差在一般工作場所為額定電壓的±5%；對于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時(shí)，可為額定電壓的 5%、－10%：應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為額定電壓的 5%、－10%。

3．其他用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)允許電壓偏差為額定電壓的±5%。