能夠判斷電壓峰谷值進行加熱的儲水式電熱水器及方法專利榮譽

2021年6月24日，《能夠判斷電壓峰谷值進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。 2100433B

• 實施例一

由于夜間一般為用電低峰，此時段內的電價較低，故設置智能夜電模式。由于在低電價時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行加熱的程序。

通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進行檢測，測得電壓——時間關系數據并存儲。連續(xù)采集用戶家一階段(例如10天或1個月)的電壓——時間關系數據，取平均值，總結出哪個時間段是電壓的波峰時段即用電的空閑期，哪個時間段是電壓的波谷時段即用電的高峰期。為了使電壓——時間關系數據能夠更準確，熱水器測得的電壓——時間關系數據每天更新。在該實施例中，此階段設為10天。

通過熱水器的中央處理器根據用戶設定的溫度和膽內實際溫度計算熱水器內需要加熱的溫升并存儲數據；熱水器的中央處理器通過對熱水器功率及溫升的分析，計算處加熱所需的時間，并在低電價時段內的電壓波峰時段即用電的空閑期內啟動熱水器加熱裝置進行加熱。

加熱時，根據所需加熱時間及低電價時段內的電壓波峰時段的時長進行加熱時間的分配，如果所需加熱時間小于一個電壓波峰時段的時長，則熱水器的加熱在一個電壓波峰時段內完成，如果所需加熱時間大于一個電壓波峰時段的時長，則將加熱分配在多個電壓波峰時段內完成。

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

• 實施例二

該實施例為實施實施例一所述方法的裝置，該發(fā)明能夠判斷電壓峰谷值進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，熱水器自動進行電壓峰谷值判斷并擇時加熱。

如圖1所示，電壓檢測裝置利用電壓互感器進行電壓檢測，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關系。

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用在該發(fā)明的電壓檢測裝置中。在其他實施例中，可以通過直流電經過電阻分壓進行檢測，或者通過電壓檢測芯片進行檢測。

《能夠判斷電壓峰谷值進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而得到電壓——時間關系數據并通過存儲裝置存儲，再通過中央處理器利用獲得的數據及熱水器加熱所需的溫升及熱水器功率數據進行計算得到加熱所需時間，指令加熱裝置在電壓波峰時段進行加熱，能夠實現節(jié)約電費、加熱迅速的效果。

1.儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進行加熱的方法，其特征在于：通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進行檢測，測得電壓——時間關系數據并存儲；通過熱水器的中央處理器根據用戶設定的溫度和膽內實際溫度計算熱水器內需要加熱的溫升并存儲數據；通過熱水器的中央處理器計算加熱所需的時間，并在低電價時段內的電壓波峰時段啟動熱水器加熱裝置進行加熱；加熱時，根據所需加熱時間及低電價時段內的電壓波峰時段的時長進行加熱時間的分配，如果所需加熱時間小于一個電壓波峰時段的時長，則熱水器的加熱在一個電壓波峰時段內完成，如果所需加熱時間大于一個電壓波峰時段的時長，則將加熱分配在多個電壓波峰時段內完成。

2.根據權利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進行加熱的方法，其特征在于：采集一定天數的電壓——時間關系數據并進行記錄分析取其均值。

3.根據權利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進行加熱的方法，其特征在于：熱水器測得的電壓——時間關系數據每天更新。

4.根據權利要求1所述的儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進行加熱的方法，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行加熱的程序。

5.能夠判斷電壓峰谷值進行加熱的儲水式電熱水器，應用權利要求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.根據權利要求5所述的能夠判斷電壓峰谷值進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。

《能夠判斷電壓峰谷值進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行加熱的儲水式電熱水器及方法，使用熱水器領域。

圖1是《能夠判斷電壓峰谷值進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行加熱的儲水式電熱水器及方法》要解決的技術問題在于克服2014年4月前已有技術的不足，提供一種能夠判斷電壓峰谷值進行加熱的儲水式電熱水器及方法，能夠自動判斷電壓峰谷值進而擇時加熱。

能夠判斷電壓峰谷值進行加熱的儲水式電熱水器及方法技術方案

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

儲水式電熱水器判斷電壓峰谷值進行加熱的方法，通過熱水器的電壓檢測裝置對入戶電壓進行檢測，測得電壓——時間關系數據并存儲；通過熱水器的中央處理器根據用戶設定的溫度和膽內實際溫度計算熱水器內需要加熱的溫升并存儲數據；通過熱水器的中央處理器計算加熱所需的時間，并在低電價時段內的電壓波峰時段啟動熱水器加熱裝置進行加熱。

進一步的，采集一定天數的電壓——時間關系數據并進行記錄分析取其均值。

進一步的，熱水器測得的電壓——時間關系數據每天更新。

進一步的，加熱時，根據所需加熱時間及低電價時段內的電壓波峰時段的時長進行加熱時間的分配，如果所需加熱時間小于一個電壓波峰時段的時長，則熱水器的加熱在一個電壓波峰時段內完成，如果所需加熱時間大于一個電壓波峰時段的時長，則將加熱分配在多個電壓波峰時段內完成。

進一步的，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行加熱的程序。

能夠判斷電壓峰谷值進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。還包括設置于熱水器上的與中央處理器電連接的智能夜電鍵。

進一步的，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行加熱的方法，通過電壓檢測裝置對入戶電壓進行采樣檢測，并記錄數據，在使用一段時間后形成電壓—時間關系數據，并隨著使用時間推移每日自動更新。從而得知電壓的波峰時段即用電的空閑期，及電壓的波谷時段即用電的高峰期，同時，熱水器的中央處理器根據熱水器膽內實際溫度和用戶設定的溫度，計算出溫升，并根據溫升及得到的電壓——時間關系數據，在電壓的波峰時段即用電的空閑期進行加熱，實現在高電壓下加熱使加熱迅速的效果，實現減輕電網負荷及節(jié)約電費的效果，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行加熱的儲水式電熱水器及方法》能夠判斷電壓峰谷值進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而得到電壓——時間關系數據并通過存儲裝置存儲，再通過中央處理器利用獲得的數據及熱水器加熱所需的溫升及熱水器功率數據進行計算得到加熱所需時間，指令加熱裝置在電壓波峰時段進行加熱，能夠實現節(jié)約電費、加熱迅速的效果。

截至2014年4月，隨著21世紀現代科學技術的高速發(fā)展，人民物質生活水平的日益提高，越來越多的家用電器進入千家萬戶。這些家電給用戶帶來舒適生活的同時也增加了電網的壓力，尤其是在傍晚用電高峰時段，冰箱、彩電、熱水器、微波爐在此時間段有可能同時工作，這不僅增加了用戶家庭的線路負荷，同時對當地的電網壓力也是巨大的考驗。為此中國對部分用電量較大的地區(qū)實施了分時電價措施，即在用電量少時段電價比其他時段便宜。熱水器在物質生活日益提高的今天已經屬于生活必需品，同時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不給本已用電緊張的電網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不具備分時電價加熱功能，極少的帶有分時電價加熱功能的熱水器也是通過手動設定加熱時間進行加熱，類似于預約洗浴模式。例如部分地區(qū)夜間零點至早上六點為低電價時間，這時就需要用戶手動將熱水器的加熱時間設置在此時間段內。同時即使在低電價時間段也不是完全不用電，也存在相對的用電高峰期，這時一般的熱水器無法判斷在低電價時間段內哪一個時刻用電量大從而避開此時刻。

判斷電壓反饋和電流反饋更直觀的方法是根據負載電阻與反饋網絡的連接方式來區(qū)分電壓反饋與電流反饋。將負載電阻與反饋網絡看作雙端網絡（在反饋放大電路中其中一端通常為公共接地端），若負載電阻與反饋網絡并聯(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行采樣，則只能對輸出電流進行采樣，即為電流反饋。

電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓；而電流負反饋則可以穩(wěn)定輸出電流。區(qū)分電壓反饋與電流反饋只有在負載電阻RL變動時才有意義。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)定輸出電壓的同時也必然穩(wěn)定輸出電流，反之亦然，二者效果相同。但是當負載電阻RL改變時，二者的效果則完全不同，電壓負反饋在穩(wěn)定輸出電壓時，輸出電流將更不穩(wěn)定；而電流負反饋在穩(wěn)定輸出電流時，輸出電壓將更不穩(wěn)定。

1．系統(tǒng)的供電電壓允許偏差。國家標準《電能質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）時，按較大的偏差絕對值作為衡量依據。

（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．用電設備端電壓允許偏差。國家標準《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052-95規(guī)定：

（1）電動機允許電壓偏差為額定電壓的±5%。

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

3．其他用電設備當無特殊規(guī)定時允許電壓偏差為額定電壓的±5%。