專利名稱：儲水式電熱水器及其加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電熱水器(electric water heater)，并且特別是涉及一種儲水 式電熱水器(electric storage water heater)及其力口熱方法。
背景技術(shù)：
目前較為常見的電熱水器大致上可區(qū)分為即熱式電熱水器與儲水式電熱水器兩 種。其中，即熱式電熱水器通常不具有儲存熱水的功能，并且其所提供的熱水溫度較容易隨 著水流量的增加而降低，而儲水式電熱水器則可通過其儲水槽(tank)來儲存熱水。因此， 相比之下，儲水式電熱水器可提供溫度較為穩(wěn)定的熱水。值得注意的是，儲水式電熱水器的儲水量會受限于儲水槽的容量。因此，當(dāng)環(huán)境溫 度較低時(如寒流來襲時)，儲存于儲水槽中的熱水量可能會不敷使用。
舉例來說，當(dāng)環(huán)境溫度較高時，使用者只需在冷水中添加少量的熱水即可獲得適 當(dāng)溫度的使用水。然而，當(dāng)環(huán)境溫度較低時，使用者就必須在冷水中添加大量的熱水才能獲 得適當(dāng)溫度的使用水。因此，使用者必須事先手動調(diào)高儲水式電熱水器的預(yù)設(shè)溫度，以減少 熱水的使用量，進而避免熱水量不足。換句話說，現(xiàn)有技術(shù)中的儲水式電熱水器在使用上較 為不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種儲水式電熱水器，其控制模塊可根據(jù)環(huán)境溫 度自動調(diào)整儲存于控制模塊中的預(yù)設(shè)溫度和臨界溫度。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種儲水式電熱水器的加熱方法，以根據(jù)環(huán)境 溫度自動調(diào)整儲存于控制模塊中的預(yù)設(shè)溫度和臨界溫度。本發(fā)明提供一種用來加熱工作流體(working fluid)的儲水式電熱水器，其包括 第一儲水槽、第一加熱單元以及控制模塊。第一儲水槽用來容納工作流體。第一加熱單元 配置于第一儲水槽中。控制模塊配置于第一儲水槽外，并且電性連接于第一加熱單元?？?制模塊適于根據(jù)第一儲水槽外的環(huán)境溫度自動調(diào)整儲存于控制模塊中的預(yù)設(shè)溫度和低于 預(yù)設(shè)溫度的臨界溫度。當(dāng)容納于第一儲水槽中的工作流體的第一溫度低于或等于臨界溫度 時，控制模塊啟動第一加熱單元，以加熱工作流體。當(dāng)?shù)谝粶囟雀哂诨虻扔陬A(yù)設(shè)溫度時，控 制模塊關(guān)閉第一加熱單元。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的第一加熱單元為電加熱管或熱泵(heat pump)。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括第二加熱單元。第二加 熱單元配置于第一儲水槽中，并且電性連接于控制模塊?？刂颇K適于同時啟動第一加熱 單元與第二加熱單元，以加熱工作流體，并適于同時關(guān)閉第一加熱單元與第二加熱單元。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的第二加熱單元為電加熱管或熱泵。 在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括溫度感測單元。溫度感 測單元配置于第一儲水槽中，并且電性連接于控制模塊，用來感測第一溫度。
在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括溫度感測單元。溫度感 測單元配置于第一儲水槽外，并且電性連接于控制模塊，用來感測環(huán)境溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的控制模塊具有溫度設(shè)定單元，用來設(shè)定預(yù)設(shè)溫 度和臨界溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的控制模塊還具有計時單元。計時單元適于與溫 度設(shè)定單元配合，以在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度和臨界溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括第二儲水槽，并且第二 儲水槽具有電性連接于控制模塊的泵浦。第二儲水槽配置于第一儲水槽外，并經(jīng)由泵浦連 通至第一儲水槽。當(dāng)容納于第二儲水槽中的工作流體的第二溫度低于或等于臨界溫度時， 控制模塊啟動泵浦，以驅(qū)動工作流體由第二儲水槽流向第一儲水槽。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括溫度感測單元。溫度感 測單元配置于第二儲水槽中，并且電性連接于控制模塊，用來感測第二溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括太陽能加熱單元，并且 太陽能加熱單元具有電性連接于控制模塊的泵浦。太陽能加熱單元配置于第一儲水槽外， 并經(jīng)由泵浦連通至第一儲水槽與太陽能加熱單元之間。當(dāng)容納于太陽能加熱單元中的工作 流體的第三溫度高于或等于預(yù)設(shè)溫度時，控制模塊啟動泵浦，以驅(qū)動工作流體由太陽能加 熱單元流向第一儲水槽。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括溫度感測單元。溫度感 測單元配置于太陽能加熱單元中，并且電性連接于控制模塊，用來感測第三溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器還包括液位感測單元。液位感 測單元配置于第一儲水槽中，并且電性連接于控制模塊，用來感測容納于第一儲水槽中的 工作流體的液位高度。當(dāng)液位高度低于或等于臨界高度時，控制模塊關(guān)閉第一加熱單元。本發(fā)明還提供一種儲水式電熱水器的加熱 方法，其包括下列步驟。首先，感測容納 于第一儲水槽中的工作流體的第一溫度和第一儲水槽外的環(huán)境溫度。然后，根據(jù)環(huán)境溫度 自動調(diào)整儲存于控制模塊中的預(yù)設(shè)溫度和低于預(yù)設(shè)溫度的臨界溫度。之后，判斷第一溫度 是否低于或等于臨界溫度。若第一溫度低于或等于臨界溫度，則控制模塊啟動第一加熱單 元，以加熱工作流體。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在控制模塊啟動第 一加熱單元之后，還包括判斷第一溫度是否高于或等于預(yù)設(shè)溫度的步驟。其中，若第一溫度 高于或等于預(yù)設(shè)溫度，則控制模塊關(guān)閉第一加熱單元。在本發(fā)明的一個實施例中，若上述的第一溫度高于或等于上述的臨界溫度，則控 制模塊不啟動第一加熱單元。在本發(fā)明的一個實施例中，自動調(diào)整上述的預(yù)設(shè)溫度與上述的臨界溫度的公式為 Ts' =Ts+(25_Ta)。其中，Ts為調(diào)整前的預(yù)設(shè)溫度或臨界溫度，而Ts’為調(diào)整后的預(yù)設(shè)溫 度或臨界溫度，并且Ta為環(huán)境溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫 度與臨界溫度之前，還包括下列步驟。啟動控制模塊的一個溫度設(shè)定單元，并切換第二加熱 單元至可啟動狀態(tài)。其中，溫度設(shè)定單元可用來設(shè)定預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，而第二加熱單元 則可用來加熱工作流體。
在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在判斷第一溫度是否低于或等于臨界溫度之前，還包括下列步驟停止自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，啟動控 制模塊的溫度設(shè)定單元，并且切換第二加熱單元至可選用狀態(tài)。其中，溫度設(shè)定單元可用來 設(shè)定預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，而第二加熱單元則可用來加熱工作流體。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在切換第二加熱單 元至可選用狀態(tài)之后，還包括判斷容納于第二儲水槽中的工作流體的第二溫度是否低于或 等于臨界溫度的步驟。其中，若第二溫度低于或等于臨界溫度，則控制模塊啟動第二儲水槽 的一泵浦，以驅(qū)動工作流體由第二儲水槽流向第一儲水槽。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在判斷第一溫度是 否低于或等于臨界溫度之前，還包括下列步驟。停止自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，啟動控 制模塊的溫度設(shè)定單元和計時單元，并且切換第二加熱單元至可啟動狀態(tài)。其中，計時單元 可與溫度設(shè)定單元配合，以在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，而第二加熱 單元則可用來加熱工作流體。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在切換第二加熱單 元至可選用狀態(tài)之后，還包括判斷容納于第二儲水槽中的工作流體的一第二溫度是否低于 或等于臨界溫度的步驟。其中，若第二溫度低于或等于臨界溫度，則控制模塊啟動第二儲水 槽的泵浦，以驅(qū)動工作流體由第二儲水槽流向第一儲水槽。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在切換第二加熱單 元至可選用狀態(tài)之后，還包括判斷容納于太陽能加熱單元中的工作流體的第三溫度是否高 于或等于預(yù)設(shè)溫度的步驟。其中，若第三溫度高于或等于預(yù)設(shè)溫度，則控制模塊啟動太陽能 加熱單元的泵浦，以驅(qū)動工作流體由太陽能加熱單元流向第一儲水槽。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的儲水式電熱水器的加熱方法在控制模塊啟動第 一加熱單元之后，還包括感測容納于第一儲水槽中的工作流體的液位高度的步驟。其中，若 液位高度低于或等于臨界高度時，控制模塊關(guān)閉第一加熱單元?；谏鲜?，本發(fā)明的儲水式電熱水器可根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整儲存于控制模塊中 的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度。因此，使用者可不需要隨著天氣變化事先手動調(diào)高儲水式電熱水 器的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合附圖， 作詳細(xì)說明如下。


圖1示出本發(fā)明一個實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出圖1中的儲水式電熱水器的一種加熱方法的流程圖。圖3A示出本發(fā)明另一實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3B示出本發(fā)明又一實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4示出本發(fā)明一個實施例的一種預(yù)設(shè)于圖3中的控制模塊的控制模式的方塊 圖。圖5A示出在圖4中的自動模式下的加熱方法的流程圖。圖5B示出在圖4中的恒溫模式下的加熱方法的流程圖。
圖5C示出在圖4中的定時定溫模式下的加熱方法的流程圖。圖5D示出在圖4中的擴充循環(huán)模式下的加熱方法的流程圖。圖5E示出在圖4中的太陽能補助模式下的加熱方法的流程圖。主要組件符號說明100a、100b、IOOc 儲水式電熱水器110、160:儲水槽I2OaU2Ob 加熱單元130 控制模塊132 溫度設(shè)定單元134 計時單元140a、140b、140c、140d 溫度感測單元150:液位感測單元170 太陽能加熱單元162、172:泵浦
具體實施例方式圖1示出本發(fā)明一個實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖1，儲水式電熱水器IOOa包括第一儲水槽110、第一加熱單元120a以及控制模塊130。第一儲水 槽110可用來容納工作流體。此外，第一加熱單元120a例如是電加熱管或熱泵，其配置于 第一儲水槽110中，并可用來加熱容納于第一儲水槽110中的工作流體。另外，控制模塊130配置于第一儲水槽110外，并且電性連接于第一加熱單元 120a。而且，控制模塊130可根據(jù)第一儲水槽110外的環(huán)境溫度Ta，將儲存于控制模塊130 中的預(yù)設(shè)溫度Tsl和低于預(yù)設(shè)溫度Tsl的臨界溫度Ts2分別自動調(diào)整至預(yù)設(shè)溫度Tsl’和 臨界溫度Ts2’。然后，在判斷容納于第一儲水槽110中的工作流體的第一溫度Tl與預(yù)設(shè)溫 度Tsl’及臨界溫度Ts2’之間的相對關(guān)系后，控制模塊130會再通過第一加熱單元120a加 熱工作流體。換句話說，工作流體的第一溫度Tl大致上會被保持于預(yù)設(shè)溫度Tsl’與臨界 溫度Ts2’之間。以下將舉一個實施例說明控制模塊130通過第一加熱單元120a來加熱工 作流體的方法。圖2示出圖1中的儲水式電熱水器的一種加熱方法的流程圖。請參考圖1與圖2， 在此實施例中，儲水式電熱水器IOOa還可包括兩個電性連接于控制模塊130的溫度感測單 元140a，140b，其中溫度感測單元140a配置于第一儲水槽110中，而溫度感測單元140b則 配置于第一儲水槽110外。因此，儲水式電熱水器IOOa可通過溫度感測單元140a，140b分 別感測第一溫度Tl與環(huán)境溫度Ta(SlOO)。之后，控制模塊130會根據(jù)溫度感測單元140b所感測到的環(huán)境溫度Ta自動將預(yù) 設(shè)溫度Tsl調(diào)整至Tsl’，并自動將臨界溫度Ts2調(diào)整至Ts2’(S110)。然后，控制模塊130 會判斷第一溫度Tl是否低于或等于臨界溫度Ts2’ (S120)。若控制模塊130判斷第一溫度 Tl高于或等于臨界溫度Ts2’，則不啟動第一加熱單元120a(S130)。然而，若控制模塊130 判斷第一溫度Tl低于或等于臨界溫度Ts2’，則啟動第一加熱單元120a，以加熱工作流體 (S140)。
之后，控制模塊130會再判斷第一溫度Tl是否高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’ (S150)。 若控制模塊130判斷第一溫度Tl仍低于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’，則持續(xù)通過第一加熱單元 120a加熱工作流體(S160)，并持續(xù)判斷第一溫度Tl是否高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl，(S150)。 若控制模塊130判斷第一溫度Tl已高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’，則關(guān)閉第一加熱單元120a， 以在停止加熱工作流體(S170)。之后，溫度感測單元140a，140b會持續(xù)感測第一溫度Tl與 環(huán)境溫度Ta (S100)，并且控制模塊130會重復(fù)進行步驟(S110 S170)。因此，工作流體的 第一溫度Tl大致上會被保持于預(yù)設(shè)溫度Tsl’與臨界溫度Ts2’之間。舉例來說，控制模塊130可事先將預(yù)設(shè)溫度Tsl設(shè)定為55°C，并將臨界溫度Ts2設(shè) 定為50°C。另外，控制模塊130還可事先將用來自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度和臨界溫度的公式設(shè)定 為Ts，=Ts+(25_Ta)，其中Ts為調(diào)整前的預(yù)設(shè)溫度Tsl或臨界溫度Ts2，而Ts’為調(diào)整后 的預(yù)設(shè)溫度Tsl’或臨界溫度Ts2’，并且Ta為環(huán)境溫度。因此，若溫度感測單元140b所感測到的環(huán)境溫度Ta為35°C，則根據(jù)上述公式可得 知，預(yù)設(shè)溫度Tsl，會等于45°C，而臨界溫度Ts2則會等于40°C。此時，工作流體的第一溫 度Tl大致上會被保持在40°C 45°C之間。相同的，若溫度感測單元140b所感測到的環(huán)境 溫度Ta為15°C，則預(yù)設(shè)溫度Tsl’會等于65°C，而臨界溫度Ts2則會等于60°C。此時，工作 流體的第一溫度Tl則大致上會被保持在60°C 65°C之間。換句話說，控制模塊130會自動根據(jù)環(huán)境溫度Ta分別將預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度 Ts2調(diào)整至預(yù)設(shè)溫度Tsl’和臨界溫度Ts2’。因此，當(dāng)環(huán)境溫度Ta較低時，控制模塊130會 自動調(diào)高第一溫度Tl，以令使用者可不必手動調(diào)高儲水式電熱水器IOOa的預(yù)設(shè)溫度Tsl和 臨界溫度Ts2。因此，儲水式電熱水器100a在使用上會較為便利。另外，當(dāng)環(huán)境溫度Ta較 高時，控制模塊130也會自動調(diào)低第一溫度Tl，以減少第一加熱單元120a加熱工作流體的 時間。因此，儲水式電熱水器IOOa會較為節(jié)省能源。除此之外，在此實施例中，儲水式電熱水器IOOa還可包括液位感測單元150。液 位感測單元150配置于第一儲水槽110中，電性連接于控制模塊130，并且可用來感測容納 于第一儲水槽110中的工作流體的液位高度。當(dāng)液位高度低于或等于臨界高度時，控制模 塊130會關(guān)閉第一加熱單元120a，以避免第一加熱單元120a因溫度過高而損壞或危及使用 者。另外，在關(guān)閉第一加熱單元120a后，控制模塊130還可開啟進水口(未示出)補充工 作流體，以提高第一儲水槽110中的工作流體的液位高度。圖3A示出本發(fā)明另一實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖3A， 相對于圖1中所示出的儲水式電熱水器100a，圖3A中所示出的儲水式電熱水器IOOb還可 包括第二加熱單元120b、另外兩個溫度感測單元140c，140d、第二儲水槽160以及太陽能加 熱單元170。此外，第二儲水槽160具有泵浦162，而太陽能加熱單元170具有泵浦172，并 且控制模塊130電性連接于第二加熱單元120b、溫度感測單元140c，140d與泵浦162，172。第二加熱單元120b例如是電加熱管或熱泵，并且其與第一加熱單元120a—并配 置于第一儲水槽110中?？刂颇K130可同時啟動第一加熱單元120a與第二加熱單元 120b,以加熱工作流體，并可同時關(guān)閉第一加熱單元120a與第二加熱單元120b，以停止加 熱工作流體。因此，相對于圖1中所示出的儲水式電熱水器100a，圖3A中所示出的儲水式 電熱水器IOOb可更快速地加熱工作流體。另外，第二儲水槽160配置于第一儲水槽110外，并通過其泵浦162連通至第一儲水槽110。而且，溫度感測單元140c配置于第二儲水槽160中，并可用來感測容納于第二 儲水槽160中的工作流體的第二溫度T2。而且，當(dāng)?shù)诙囟萒2低于或等于臨界溫度Ts2’ 時，控制模塊130會啟動泵浦162，以驅(qū)動工作流體由第二儲水槽160流向第一儲水槽110。因此，相對于圖1中所示出的儲水式電熱水器100a，圖3A中所示出的儲水式電熱 水器IOOb可通過第二儲水槽160容納更多的工作流體。而且，容納于第二儲水槽160中的 工作流體的第二溫度T2大致上可被保持于臨界溫度Ts2’之上。此外，太陽能加熱單元170配置于第一儲水槽110外，并通過其泵浦172連通至第 一儲水槽110。而且，溫度感測單元140d配置于太陽能加熱單元170中，并可用來感測容納 于太陽能加熱單元170中的工作流體的第三溫度T3。而且，當(dāng)?shù)谌郎囟萒3高于或等于預(yù)設(shè) 溫度Tsl’時，控制模塊130會啟動泵浦172，以驅(qū)動工作流體由太陽能加熱單元170流向第 一儲水槽110。因此，相對于圖1中所示出的儲水式電熱水器100a，圖3A中所示出的儲水式電熱 水器IOOb不僅可通過第一加熱單元120a和第二加熱單元120b加熱工作流體，也可通過太 陽能加熱單元170加熱工作流體。換句話說，在日照充足的情況下，儲水式電熱水器IOOb 不僅可更快速地加熱工作流體，也可通過太陽能加熱工作流體來節(jié)省能源。另外，與圖1中所示出的實施例相同，儲水式電熱水器IOOb也可包括有液位感測 單元150，以避免第一加熱單元120a因溫度過高而損壞或危及使用者。值得注意的是，在此 實施例中，若第一加熱單元120a與第二加熱單元120b皆已被啟動以加熱工作流體，則控制 模塊130會一并關(guān)閉第一加熱單元120a與第二加熱單元120b。除此之外，控制模塊130還可具有溫度設(shè)定單元132和計時單元134。溫度設(shè)定單 元132可用來設(shè)定預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2，以令使用者可根據(jù)其使用需求來設(shè)定預(yù)設(shè) 溫度Tsl與臨界溫度Ts2。另外，計時單元134則可用來與溫度設(shè)定單元132配合，以令使 用者可在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2。換句話說，在白天環(huán)境溫度Ta較高時，使用者可設(shè)定較低的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界 溫度Ts2，以節(jié)省能源。此時，使用者更可關(guān)閉第二加熱單元120b，并啟動太陽能加熱單元 170來取代第二加熱單元120b，以進一步節(jié)省能源。另外，在夜晚環(huán)境溫度Ta較低時，使用 者也可設(shè)定較高的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2，以提高工作流體的第一溫度Tl。除此之 夕卜，使用者還可啟動第二儲水槽160，以使儲水式電熱水器IOOb可容納更多的工作流體。圖3B示出本發(fā)明又一實施例的一種儲水式電熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖3B， 相對于圖3A中所示出的儲水式電熱水器100b，圖3B中所示出的儲水式電熱水器IOOc并不 包括溫度感測單元140d、太陽能加熱單元170以及泵浦172。換句話說，相對于儲水式電熱 水器100b，儲水式電熱水器IOOc仍可通過啟動第二儲水槽160來容納更多的工作流體，但 卻無法通過太陽能加熱單元170來加熱工作流體。圖4示出本發(fā)明一個實施例的一種預(yù)設(shè)于圖3A中的控制模塊的控制模式的方塊 圖。值得注意的是，圖1中所示出的儲水式電熱水器IOOa僅能通過第一加熱單元120a來 加熱工作流體。然而，請參考圖3與圖4，圖3中所示出的儲水式電熱水器IOOb可再增加第 二加熱單元120b、第二儲水槽160與太陽能加熱單元170至少其中之一來加熱工作流體。 因此，控制模塊130中可預(yù)設(shè)有更多種加熱工作流體的控制模式。如圖4所示，此實施例中的控制模塊130可內(nèi)設(shè)有省電模式Ml、自動模式M2、恒溫模式M3、定時定溫模式M4、擴充循環(huán)模式M5與太陽能補助模式M6等六種控制模式，并且其 原始設(shè)定可預(yù)設(shè)為自動模式M2。使用者可根據(jù)其使用需求通過控制模塊130選擇上述六種 控制模式其中之一。值得注意的是，在省電模式Ml下，僅第一加熱單元120a預(yù)設(shè)為可啟動狀態(tài)，而第 二加熱單元120b、溫度設(shè)定單元132、計時單元134、第二儲水槽160與太陽能加熱單元170 皆預(yù)設(shè)為不可啟動狀態(tài)。因此，控制模塊130僅能通過第一加熱單元120a來加熱工作流體。 換句話說，省電模式Ml下的加熱方法與在圖2中示出的加熱方法近似，在此不再贅述。也 因此，以下僅舉多個實施例分別說明其它五種模式的加熱方法。圖5A示出圖4中的自動模式下的加熱方法的流程圖。請參考圖3A與圖5A，在 自動模式M2下，第二加熱單元120b預(yù)設(shè)為可啟動狀態(tài)，并且溫度設(shè)定單元132會被啟動 (S200)，而計時單元134、第二儲水槽160與太陽能加熱單元170則皆預(yù)設(shè)為不可啟動狀態(tài)。 因此，在自動模式M2下，使用者可根據(jù)其使用需求通過溫度設(shè)定單元132設(shè)定預(yù)設(shè)溫度Tsl 與臨界溫度Ts2(S202)。在溫度感測單元140a，140b分別感測到第一溫度Tl和環(huán)境溫度Ta(S210)后，控 制模塊130會根據(jù)環(huán)境溫度Ta自動將使用者所設(shè)定的預(yù)設(shè)溫度Tsl調(diào)整至Tsl’，并自動將 臨界溫度Ts2調(diào)整至Ts2’ (S220)。然后，控制模塊130會判斷第一溫度Tl是否低于或等 于臨界溫度Ts2’(S230)。若控制模塊130判斷第一溫度Tl高于或等于臨界溫度Ts2’，則 不啟動第一加熱單元120a與第二加熱單元120b (S240)。然而，若控制模塊130判斷第一溫 度Tl低于或等于臨界溫度Ts2’，則啟動第一加熱單元120a與第二加熱單元120b，以加熱 工作流體(S250)。之后，控制模塊130會再判斷第一溫度Tl是否高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’ (S260)。 若控制模塊130判斷第一溫度Tl仍低于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’，則持續(xù)通過第一加熱單元 120a和第二加熱單元120b加熱工作流體(S270)，并持續(xù)判斷第一溫度Tl是否高于或等 于預(yù)設(shè)溫度Tsl，(S260)。然而，若控制模塊130判斷第一溫度Tl已高于或等于預(yù)設(shè)溫度 Tsl',則關(guān)閉第一加熱單元120a和第二加熱單元120b，以停止加熱工作流體(S280)。然后， 控制模塊130會重復(fù)進行步驟(S220 S280)。因此，工作流體的第一溫度Tl大致上會被 保持在預(yù)設(shè)溫度Tsl’與臨界溫度Ts2’之間?；谏鲜?，相對于省電模式M1，在自動模式M2下，使用者可根據(jù)其使用需求設(shè)定 預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度Ts2。而且，當(dāng)?shù)谝粶囟萒l低于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl’時，控制模 塊130會一并啟動第一加熱單元120a和第二加熱單元120b，以更快速地加熱工作流體。圖5B示出圖4中的恒溫模式下的加熱方法的流程圖。請參考圖3A與圖5B，在恒 溫模式M3下，第二加熱單元120b和第二儲水槽160預(yù)設(shè)為可選用狀態(tài)，而控制模塊130預(yù) 設(shè)為不根據(jù)環(huán)境溫度Ta自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度Ts2，并且溫度設(shè)定單元132會 被啟動(S300)。另外，計時單元134與太陽能加熱單元170則皆預(yù)設(shè)為不可啟動狀態(tài)。因 此，在恒溫模式M3下，使用者也可根據(jù)其使用需求通過溫度設(shè)定單元132設(shè)定預(yù)設(shè)溫度Tsl 和臨界溫度Ts2(S302)。換句話說，相對于自動模式M2，在恒溫模式M3下，控制模塊130不會根據(jù)環(huán)境溫 度Ta自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2。因此，在溫度感測單元140a感測到第一溫度 Tl (S310)后，控制模塊130會判斷第一溫度Tl是否介于使用者所設(shè)定的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2之間，以決定是否加熱工作流體。此時，若第二加熱單元120b被切換至不可啟動狀態(tài)，則步驟(S320 S370)會與在圖2中示出的步驟(S120 S170)近似。然而，若第二加熱單元120b被切換至可啟動狀 態(tài)，則步驟(S320 S370)會與在圖5A中示出的步驟(S230 S280)近似。因此，在此不 再對步驟(S320 S370)進行詳述?；谏鲜觯鄬τ谧詣幽Ｊ組2，在恒溫模式M3下，工作流體的第一溫度Tl大致上 會被保持在使用者所設(shè)定的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2之間。而且，使用者可根據(jù)其使 用需求選擇性地將第二加熱單元120b切換至可啟動狀態(tài)，以更快速地加熱工作流體。值得注意的是，在恒溫模式M3下，第二儲水槽160預(yù)設(shè)為可選用狀態(tài)。因此，使用 者還可根據(jù)其使用需求選用第二儲水槽160，以進行擴充循環(huán)模式M5。擴充循環(huán)模式M5的 加熱方法請參考詳述于后的實施例。圖5C示出在圖4中的定時定溫模式下的加熱方法的流程圖。請參考圖3A與圖5C， 在定時定溫模式M4下，第二加熱單元120b、第二儲水槽160與太陽能加熱單元170預(yù)設(shè)為 可選用狀態(tài)，而控制模塊130則預(yù)設(shè)為不根據(jù)環(huán)境溫度Ta自動調(diào)整預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫 度Ts2，并且溫度設(shè)定單元132和計時單元134會被啟動(S400)。換句話說，相對于恒溫模式M3，在定時定溫模式M4下，使用者可通過設(shè)定溫度設(shè) 定單元132和計時單元134，以根據(jù)其使用需求在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度Tsl和 臨界溫度Ts2(S402)。因此，在溫度感測單元140a感測到第一溫度Tl (S410)后，控制模塊 130會判斷第一溫度Tl是否介于目前時段中所設(shè)定的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2之間， 以決定是否加熱工作流體。舉例來說，使用者可先通過計時單元134將一天中的24小時區(qū)隔為白天時段(環(huán) 境溫度Ta較高)與夜晚時段(環(huán)境溫度Ta較低)。然后，使用者可再通過溫度設(shè)定單元 132在白天時段中設(shè)定較低的預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度Ts2，并可在夜晚時段中設(shè)定較高的 預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度Ts2。如此一來，控制模塊130即會自動在不同的時段中讀取不同 的預(yù)設(shè)溫度Tsl和臨界溫度Ts2。此時，若第二加熱單元120b被切換至不可啟動狀態(tài)，則步驟(S420 S470)會與 在圖2中示出的步驟(S120 S170)近似。然而，若第二加熱單元120b被切換至可啟動狀 態(tài)，則步驟(S420 S470)會與在圖5A中示出的步驟(S230 S280)近似。因此，在此不 再對步驟(S420 S470)進行詳述。基于上述，相較于恒溫模式M3，在定時定溫模式M4下，工作流體的第一溫度Tl可 根據(jù)使用者的使用需求而在不同的時段中被保持在不同的預(yù)設(shè)溫度Tsl與臨界溫度Ts2之 間。值得注意的是，在定時定溫模式M4下，第二儲水槽160與太陽能加熱單元170也 預(yù)設(shè)為可選用狀態(tài)。因此，使用者還可根據(jù)其使用需求選用第二儲水槽160，以進行擴充循 環(huán)模式M5，或是選用太陽能加熱單元170，以進行太陽能補助模式M6。擴充循環(huán)模式M5與 太陽能補助模式M6的加熱方法請參考詳述于后的實施例。圖5D示出圖4中的擴充循環(huán)模式下的加熱方法的流程圖。請參考圖3A與圖5D， 擴充循環(huán)模式M5為一種補助加熱模式，并且其可與恒溫模式M3或定時定溫模式M4同時進 行。在擴充循環(huán)模式M5下，泵浦162處于可啟動狀態(tài)，并且控制模塊130會根據(jù)容納于第二儲水槽160中的工作流體的第二溫度T2決定是否啟動泵浦162，以驅(qū)動工作流體由第二 儲水槽160流向第一儲水槽110。更詳細(xì)而言，在溫度感測單元140c感測到第二溫度T2 (S500)后，控制模塊130會 判斷第二溫度T2是否低于或等于臨界溫度Ts2 (S510)。若控制模塊130判斷第二溫度T2 高于或等于臨界溫度Ts2，則不啟動泵浦162(S520)。然而，若控制模塊130判斷第二溫度 T2低于或等于臨界溫度Ts2，則啟動泵浦162，以驅(qū)動工作流體由第二儲水槽160流向第一 儲水槽110(S530)。然后，溫度感測單元140c會持續(xù)感測第二溫度T2 (S500)，并且控制模 塊130會重復(fù)進行步驟(S510 S530)。因此，工作流體的第二溫度T2大致上會被保持在 臨界溫度Ts2之上?；谏鲜?，恒溫模式M3或定時定溫模式M4配合擴充循環(huán)模式M5同時進行時，儲 水式電熱水器IOOb可通過第二儲水槽160容納更多的工作流體。而且，容納于第二儲水槽 160中的工作流體的第二溫度T2大致上可被保持在臨界溫度Ts2之上。圖5E示出在圖4中的太陽能補助模式下的加熱方法的流程圖。請參考圖3A與圖 5E，太陽能補助模式M6也為一種補助加熱模式，并且其可與定時定溫模式M4同時進行。在 太陽能補助模式M6下，泵浦172處于可啟動狀態(tài)，并且控制模塊130會根據(jù)容納于太陽能 加熱單元170中的工作流體的第三溫度T3決定是否啟動泵浦172，以驅(qū)動工作流體由太陽 能加熱單元170流向第一儲水槽110。更詳細(xì)而言，在溫度感測單元140d感測到第三溫度T3(S600)后，控制模塊130會 判斷第三溫度T3是否高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl (S610)。若控制模塊130判斷第三溫度T3 低于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl，則不啟動泵浦172(S620)。然而，若控制模塊130判斷第三溫度 T3高于或等于預(yù)設(shè)溫度Tsl，則啟動泵浦172，以驅(qū)動工作流體由太陽能加熱單元170流向 第一儲水槽110 (S630)。然后，溫度感測單元140d會持續(xù)感測第三溫度T3 (S600)，并且控 制模塊130會重復(fù)進行步驟(S610 S630)。因此，儲水式電熱水器IOOb不僅可通過第一 加熱單元120a和第二加熱單元120b加熱工作流體，也可通過太陽能加熱單元170加熱工 作流體?；谏鲜?，定時定溫模式M4配合太陽能補助模式M6同時進行時，儲水式電熱水器 IOOb不僅可通過第一加熱單元120a與第二加熱單元120b加熱工作流體，還可通過太陽能 加熱單元170加熱工作流體。換句話說，在日照充足的情況下，儲水式電熱水器IOOb不僅 可更快速地加熱工作流體，也可通過太陽能加熱工作流體來節(jié)省能源。綜合上述，本發(fā)明的儲水式電熱水器及其加熱方法可具有至少下列幾項優(yōu)點1.當(dāng)環(huán)境溫度較低時，控制模塊可根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)高預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度， 因此儲水式電熱水器使用上會較為便利。2.當(dāng)環(huán)境溫度較高時，控制模塊可自動調(diào)低預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度，以減少加熱單 元加熱工作流體的時間，因此儲水式電熱水器會較為節(jié)省能源。3.當(dāng)液位高度低于或等于臨界高度時，控制模塊會關(guān)閉加熱單元，以避免加熱單元因溫度過高而損壞或危及使用者。4.控制模塊可同時啟動多個加熱單元加熱工作流體，以提高加熱速率。5.儲水式電熱水器可通過第二儲水槽容納更多的工作流體。6.在日照充足的情況下，儲水式電熱水器可通過太陽能加熱單元加熱工作流體，因此儲水式電熱水器不僅可更快速地加熱工作流體，也可通過太陽能加熱工作流體來節(jié)省能源。7.控制模塊至少可內(nèi)設(shè)有省電模式、自動模式、恒溫模式、定時定溫模式、擴充循 環(huán)模式與太陽能補助模式等六種控制模式。8.啟動溫度設(shè)定單元后，使用者可根據(jù)其使用需求設(shè)定預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度。9.啟動溫度設(shè)定單元與計時單元后，使用者可根據(jù)其使用需求在不同的時段中設(shè) 定不同的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度。雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，然而其并非用來限定本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做些許的變動與修改。因此，本發(fā)明的保護范圍 應(yīng)視后附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種儲水式電熱水器，用來加熱一工作流體，所述儲水式電熱水器包括一第一儲水槽，其用來容納所述工作流體；一第一加熱單元，其配置于所述第一儲水槽中；以及一控制模塊，其配置于所述第一儲水槽外，并且電性連接于所述第一加熱單元，其中所述控制模塊適于根據(jù)所述第一儲水槽外的一環(huán)境溫度自動調(diào)整儲存于所述控制模塊中的一預(yù)設(shè)溫度和一低于所述預(yù)設(shè)溫度的臨界溫度，當(dāng)容納于所述第一儲水槽中的所述工作流體的一第一溫度低于或等于所述臨界溫度時，所述控制模塊啟動所述第一加熱單元，以加熱所述工作流體，而當(dāng)所述第一溫度高于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時，所述控制模塊關(guān)閉所述第一加熱單元。
2.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，其中所述第一加熱單元是電加熱管或熱泵。
3.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一第二加熱單元，其中所述第二加熱 單元配置于所述第一儲水槽中，并且電性連接于所述控制模塊，并且所述控制模塊適于同 時啟動所述第一加熱單元與所述第二加熱單元，以加熱所述工作流體，并且適于同時關(guān)閉 所述第一加熱單元與所述第二加熱單元。
4.如權(quán)利要求3所述的儲水式電熱水器，其中所述第二加熱單元是電加熱管或熱泵。
5.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一溫度感測單元，其中所述溫度感測 單元配置于所述第一儲水槽中，并且電性連接于所述控制模塊，用來感測所述第一溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一溫度感測單元，其中所述溫度感測 單元配置于所述第一儲水槽外，并且電性連接于所述控制模塊，用來感測所述環(huán)境溫度。
7.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，其中所述控制模塊具有一溫度設(shè)定單元，用 來設(shè)定所述預(yù)設(shè)溫度與所述臨界溫度。
8.如權(quán)利要求7所述的儲水式電熱水器，其中所述控制模塊還具有一計時單元，所述 計時單元適于與所述溫度設(shè)定單元配合，以在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫 度。
9.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一第二儲水槽，并且所述第二儲水槽 具有一電性連接于所述控制模塊的泵浦，其中所述第二儲水槽配置于所述第一儲水槽外， 并通過所述泵浦連通至所述第一儲水槽，當(dāng)容納于所述第二儲水槽中的所述工作流體的一 第二溫度低于或等于所述臨界溫度時，所述控制模塊啟動所述泵浦，以驅(qū)動所述工作流體 由所述第二儲水槽流向所述第一儲水槽。
10.如權(quán)利要求9所述的儲水式電熱水器，還包括一溫度感測單元，其中所述溫度感測 單元配置于所述第二儲水槽中，并且電性連接于所述控制模塊，用來感測所述第二溫度。
11.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一太陽能加熱單元，并且所述太陽能 加熱單元具有一電性連接于所述控制模塊的泵浦，其中所述太陽能加熱單元配置于所述第 一儲水槽外，并通過所述泵浦連通至所述第一儲水槽，當(dāng)容納于所述太陽能加熱單元中的 所述工作流體的一第三溫度高于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時，所述控制模塊啟動所述泵浦，以 驅(qū)動所述工作流體由所述太陽能加熱單元流向所述第一儲水槽。
12.如權(quán)利要求11所述的儲水式電熱水器，還包括一溫度感測單元，其中所述溫度感 測單元配置于所述太陽能加熱單元中，并且電性連接于所述控制模塊，用來感測所述第三 溫度。
13.如權(quán)利要求1所述的儲水式電熱水器，還包括一液位感測單元，其中所述液位感測 單元配置于所述第一儲水槽中，并且電性連接于所述控制模塊，用來感測容納于所述第一 儲水槽中的所述工作流體的一液位高度，當(dāng)所述液位高度低于或等于一臨界高度時，所述 控制模塊關(guān)閉所述第一加熱單元。
14.一種儲水式電熱水器的加熱方法，包括 感測容納于一第一儲水槽中的一工作流體的一第一溫度和所述第一儲水槽外的一環(huán) 境溫度；根據(jù)所述環(huán)境溫度，自動調(diào)整儲存于一控制模塊中的一預(yù)設(shè)溫度和一低于所述預(yù)設(shè)溫 度的臨界溫度；以及判斷所述第一溫度是否低于或等于所述臨界溫度，若所述第一溫度低于或等于所述臨 界溫度，則所述控制模塊啟動一第一加熱單元，以加熱所述工作流體。
15.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在所述控制模塊啟動所述 第一加熱單元之后，還包括下列步驟判斷所述第一溫度是否高于或等于所述預(yù)設(shè)溫度，若所述第一溫度高于或等于所述預(yù) 設(shè)溫度，則所述控制模塊關(guān)閉所述第一加熱單元。
16.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中若所述第一溫度高于或等 于所述臨界溫度，則所述控制模塊不啟動所述第一加熱單元。
17.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中自動調(diào)整所述預(yù)設(shè)溫度與 所述臨界溫度的公式為Ts，= Ts+(25-Ta)，其中，Ts為調(diào)整前的所述預(yù)設(shè)溫度或所述臨界溫度， Ts'為調(diào)整后的所述預(yù)設(shè)溫度或所述臨界溫度，以及 Ta為所述環(huán)境溫度。
18.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在自動調(diào)整所述預(yù)設(shè)溫度 與所述臨界溫度之前，還包括下列步驟啟動所述控制模塊的一溫度設(shè)定單元，以使所述溫度設(shè)定單元適于設(shè)定所述預(yù)設(shè)溫度 與所述臨界溫度；以及切換一第二加熱單元至一可啟動狀態(tài)，以使所述第二加熱單元適于加熱所述工作流體。
19.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在判斷所述第一溫度是否 低于或等于所述臨界溫度之前，還包括下列步驟停止自動調(diào)整所述預(yù)設(shè)溫度與所述臨界溫度；啟動所述控制模塊的一溫度設(shè)定單元，以使所述溫度設(shè)定單元適于設(shè)定所述預(yù)設(shè)溫度 與所述臨界溫度；以及切換一第二加熱單元至一可選用狀態(tài)，以使所述第二加熱單元適于加熱所述工作流體。
20.如權(quán)利要求19所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在切換所述第二加熱單元 至所述可選用狀態(tài)之后，還包括下列步驟判斷容納于一第二儲水槽中的所述工作流體的一第二溫度是否低于或等于所述臨界溫度，若所述第二溫度低于或等于所述臨界溫度，則所述控制模塊啟動所述第二儲水槽的 一泵浦，以驅(qū)動所述工作流體由所述第二儲水槽流向所述第一儲水槽。
21.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在判斷所述第一溫度是否 低于或等于所述臨界溫度之前，還包括下列步驟停止自動調(diào)整所述預(yù)設(shè)溫度與所述臨界溫度；啟動所述控制模塊的一溫度設(shè)定單元和一計時單元，其中所述計時單元適于與所述溫 度設(shè)定單元配合，以在不同的時段中設(shè)定不同的預(yù)設(shè)溫度與臨界溫度；以及切換一第二加熱單元至一可選用狀態(tài)，以使所述第二加熱單元適于加熱所述工作流體。
22.如權(quán)利要求21所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在切換所述第二加熱單元 至所述可選用狀態(tài)之后，還包括下列步驟判斷容納于一第二儲水槽中的所述工作流體的一第二溫度是否低于或等于所述臨界 溫度，若所述第二溫度低于或等于所述臨界溫度，則所述控制模塊啟動所述第二儲水槽的 一泵浦，以驅(qū)動所述工作流體由所述第二儲水槽流向所述第一儲水槽。
23.如權(quán)利要求21所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在切換所述第二加熱單元 至所述可選用狀態(tài)之后，還包括下列步驟判斷容納于一太陽能加熱單元中的所述工作流體的一第三溫度是否高于或等于所述 預(yù)設(shè)溫度，若所述第三溫度高于或等于所述預(yù)設(shè)溫度，則所述控制模塊啟動所述太陽能加 熱單元的一泵浦，以驅(qū)動所述工作流體由所述太陽能加熱單元流向所述第一儲水槽。
24.如權(quán)利要求14所述的儲水式電熱水器的加熱方法，其中在所述控制模塊啟動所述 第一加熱單元之后，還包括下列步驟感測容納于所述第一儲水槽中的所述工作流體的一液位高度，若所述液位高度低于或 等于一臨界高度時，所述控制模塊關(guān)閉所述第一加熱單元。
全文摘要
一種用來加熱工作流體的儲水式電熱水器及其加熱方法，其中儲水式電熱水器包括用來容納工作流體的儲水槽、配置于儲水槽中的加熱單元以及配置于儲水槽外的控制模塊。控制模塊電性連接于加熱單元，并適于根據(jù)儲水槽外的環(huán)境溫度自動調(diào)整儲存于控制模塊中的預(yù)設(shè)溫度以及低于預(yù)設(shè)溫度的臨界溫度。當(dāng)容納于儲水槽中的工作流體的溫度低于或等于臨界溫度時，控制模塊啟動加熱單元，以加熱工作流體。當(dāng)工作流體的溫度高于或等于預(yù)設(shè)溫度時，控制模塊關(guān)閉加熱單元。
文檔編號F24H1/20GK101813370SQ20091000656
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者蘇家宏 申請人:善騰太陽能源股份有限公司