[0001] 本发明涉及制水机制水控制领域，尤其涉及一种基于MUHS控制的净热一体机及水路控制方法。

[0002] 净水机能够为用户提供过滤后的优质水，随着用户对生活品质的高水平追求，需要净水机同时还需要出热水和温水的功能，同时对出水流量也提出了较高的要求。

[0003] 目前市场的净热一体机主要以以下三种类型为主：第一种是HS（High flow Systems），以热罐作为核心部件来储存高温水，提供用户
大流量的高温水用水体验，但存在调节温度档位和持续出水的痛点；
第二种是MUS（Multiple temperature, Uninterrupted Systems），以即热模组作
为核心部件对出水进行高功率加热，但由于用户电功率的要求和进水水温的局限性，存在流量低的痛点；
第三种是MHS（Multiple temperature, High flow Systems），结合前两种方案衍
生出的系统，但仍存在持续出水的局限性和痛点。

[0004] 因此为了综合解决以上的痛点并延续优势，MUHS（Multiple temperature, Uninterrupted, High flow Systems，温度可调的不间断大流量系统）应运而生。

[0005] 以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本发明申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本发明申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

[0031] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0032] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

[0033] 典型的温热水解决方案主要有以下几种：速热模组、换热模组和冷热混水，其中，速热模组为通过如厚膜加热对水进行直接加热，加热温度可以调节，但缺点是无论什么温度，出水的流量在用户使用场景中（2200W限制）受限，均不可能获得较大流量（＞1.5L/min）的体验；换热模组的方案为高温水可以通过输送泵输送至龙头端，中档温水通过换热器，
对高温水以低温水作为冷却介质进行换热获得温水，但痛点在于换热器在目前净水行业的应用仍不成熟，成本较高；且大流量的设计与换热器的尺寸有关，占地较大比较笨拙；当然也存在换热效果好的有机制冷剂，但无法满足连续取水和换热的目的，所以用户体验仍存在问题；
冷热混水的应用较全面的解决了以上问题，但大流量出水需要水箱，如果水箱用
完则面临断水的现象或者取不到用户想要的温度出水。

[0034] 在本发明的一个实施例中，提供了一种自动混水且不断水的水路控制方法，既能提供大流量体验，又能不间断地提供用户期望温度的水，如图1所示，水路控制方法包括以下步骤：预先在供水源与出水开关的进水端之间设置相互并联的第一水路、第二水路和第
三水路，其中所述第一水路上设有储液容器，所述储液容器内设有第一加热装置；所述第三水路上设有第一泵和第二加热装置；
接收制水指令，其包括目标出水温度（用T0表示）；
控制所述供水源输出一定流量（用Qsum表示）的水；
若所述目标出水温度大于所述第一水路的实际出水温度（用T1表示），或者两温度
的差值在预设的容差范围内（比如2℃），则控制所述第一水路导通，且控制所述第二水路、第三水路关断；
若所述第一水路的实时出水温度T1减去所述目标出水温度T0的差值超出所述容差
范围，则控制所述第一水路、第二水路、第三水路均导通，且根据所述目标出水温度的高低调节所述第一泵的输出功率以控制所述第一水路、第二水路和第三水路的流量；以及
获取所述出水开关的进水端处的混合水的温度，并根据所述混合水的温度控制所
述第二加热装置的启动或关闭。

[0035] 上述水路控制方法可应用在净水机上，也可以应用在不具备水质净化的热水机上。

[0036] 下面以应用于净水机的MUHS（Multiple temperature, Uninterrupted, High flow Systems，温度可调的不间断大流量系统）为例对整个控制方案进行说明，净水机的水路结构不同会使得上述水路控制方法中的具体控制策略稍有区别。
实施例1

[0037] 参见图2，供水源的出水口之前的水路包括：连接外部水源的进水阀450、增压泵410、过滤模块420，经过滤模块420净化的水的供水流量假定为Qsum，供水源的出水口可以设有TDS传感器440，用于检测纯水的水质；净水机还具有纯水回流管路500，可以进行纯水冲洗，减少陈水的产生，如图2所示，纯水回流管路500上设有回流阀510和逆止阀520。系统通过TDS传感器440探测出水口处的TDS值，如超过阈值，则先启动纯水回流（打开回流阀510）后再打开第一水路100，保证第一水路100上的储液容器120内的水更安全，且减少了储液容器120内部结垢的速率。既延长了储液容器120的使用寿命，也杜绝了用户喝到白色固体等不好的用户体验。

[0038] 供水流量Qsum取决于过滤模块的滤芯，如设计成800G反渗透膜，则出水流量可以达到2L/min。

[0039] 三条并联的水路分别具有不同的功能：第一水路100上设有第一阀110及配置有第一加热装置的储液容器120，所述第二水路200上设有第二阀210，所述第三水路上设有负压阀310、第一泵320和第二加热装置330，其中，第一水路100基于储液容器120可以大流量提供温度较高的水，第二水路200和第三水路300都可以提供常温水（其温度取决于环境温度，第二水路200和第三水路300合起来称常温水路），区别在于，第二水路200的流量比第三水路300大，具体可以通过加大第二水路、第三水路的管径差，即使管径相同，第三水路300上设有负压阀310也会使得流量减小；另一区别在于第三水路300上的第二加热装置330可控地启动而使第三水路300的出水温度提高。

[0040] 由于图2中第一水路100上的储液容器120的出水口高于其进水口，即本实施例中在制水过程中储液容器120始终保持水充盈的状态，换而言之，本实施例中第一水路100、第二水路200、第三水路300的流量之和为Qsum；当启动第一泵320时，部分水流流入第二水路
200和第三水路300，这两个水路的流量之和取决于第一泵320的动力输出：控制所述第一泵
320的输出功率越小，则所述第一水路的流量越大、所述第二水路和第三水路的流量总和越小；控制所述第一泵320的输出功率越大，则所述第一水路的流量越小、所述第二水路和第三水路的流量总和越大。

[0041] 本实施例要实现的是大流量不断水地提供用户设定的期望温度的水，如图2所示，第一水路的实际出水温度T1可以定义为所述储液容器120内的液体温度，其可以通过在储液容器内加装温度传感器来实现实时温度检测。

[0042] 当目标出水温度T0超出或者比较接近于第一水路的实际出水温度T1，比如储液容器120内的液体温度为95℃，T0在93℃以上，则不需要打开常温水水路（即关闭第二阀和第一泵），打开第一阀110，此时最大制水流量为Qsum，可以为用户快速提供温度较高的水。

[0043] 比如储液容器120内的液体温度为95℃，T0在45℃，这种情况下自动混水，即控制第一阀110、第二阀210、第一泵320均打开，并调节第一泵320的输出功率以实现第一水路、常温水路按照相应地流量流通，以实现在大流量、不断水的前提下实现混合水的温度满足或接近目标出水温度T0。若出现混合水温度与T0有大的偏差的情况，还可以控制所述第二加热装置启动或关闭来实现补偿。

[0044] 所述第一泵有动力下限和动力上限，因此，在启动第一泵的情况下，常温水路（第二水路和第三水路）的流量具有下限和上限，对应地，通过Qsum减去该下限即得到第一水路的上限（定义为第一流量上限值Q1—up），通过Qsum减去常温水路的上限即得到第一水路的下限（定义为第一流量下限值Q1—lower），常温水路（第二水路和第三水路）的流量下限定义为第二流量下限值Q2—lower，常温水路（第二水路和第三水路）的流量上限定义为第二流量上限值Q2—up。

[0045] 具体地，为第一泵320设置低负载模式、中负载模式和高负载模式，若第一泵320以低负载模式运行，则第二水路200和第三水路300以极限小流量（即Q2—lower）流通，相对应，在Qsum大致为恒定值的情况下，此时第一水路100以极限大流量（即Q1—up）流通；反之第一泵320以高负载模式运行，则第二水路200和第三水路300以极限大流量（即Q2—up）流通，相对应，第一水路100以极限小流量（即Q1—lower）流通。

[0046] 预定义一个范围，以表征目标出水温度T0与第一水路的实际出水温度T1、第二水路的实时出水温度T2的接近程度，具体表征：若超出该范围则表明目标出水温度T0接近T1、T2中的一者，若在该范围内则表明T0既不接近T1，也不接近T2。相应地，在这个范围内，各个水路均不以流量上/下限值来流通，即第一水路100以介于Q1—lower与Q1—up之间的流量流通，常温水路（第二水路200和第三水路300）以介于Q2—lower与Q2—up之间的流量流通。

[0047] 反之，超出这个范围，分为两种情况：要么控制所述第一水路运行在所述第一流量下限值Q1—lower、控制所述第二水路和第三水路的流量总和为所述第二流量上限值Q2—up，要么控制所述第一水路运行在所述第一流量上限值Q1—up、控制所述第二水路和第三水路的流量总和为所述第二流量下限值Q2—lower。

[0048] 根据这样一个范围的表征含义，确定是否在所述预设的范围内可以有很多实施例：
第一种实施方式为：预设第一阈值和第二阈值；
计算所述第一水路的实时出水温度与目标出水温度的温度偏差或温度偏差比例，
记作k1，计算所述目标出水温度与第二水路的实时出水温度的温度偏差或温度偏差比例，记作k2；
若k1小于所述第一阈值（说明目标出水温度T0与第一水路的实际出水温度T1相差
不多），则控制所述第一阀运行在所述第一流量上限值Q1—up、控制所述第二阀运行在所述第二流量下限值Q2—lower，即控制第一泵320以所述低负载模式运行；
若k2小于所述第二阈值（说明目标出水温度T0与常温水路的水温T2相差不多），则
控制所述第一阀运行在所述第一流量下限值Q1—lower、控制所述第二阀运行在所述第二流量上限值Q2—up，即控制第一泵320以所述高负载模式运行。由于第三水路300会因开启第二加热装置而使水温提高，因此这里可以将常温水路的水温T2定义为第二水路200内的水温，其可以通过在第二水路200内加装温度传感器，也可以将温度传感器设置在过滤模块420的出口处。

[0049] 第二种确定是否在所述预设的范围内的实施方式为：以所述目标出水温度为基准，计算所述第一水路的实时出水温度、第二水路的实
时出水温度的温度偏差比例；具体地，通过以下公式计算所述温度偏差比例N：N=(T1‑T0)/(T0‑T2)，其中，T0为目标出水温度，T1为第一水路的实时出水温度，T2为第二水路的实时出水温度。

[0050] 根据所述第一流量下限值Q1—lower和第二流量上限值Q2—up设置所述预设的范围的上限Nmax，及根据所述第一流量上限值和第二流量下限值设置所述预设的范围的下限Nmin；或者，根据所述第一流量上限值Q1—up和第二流量下限值Q2—lower设置所述预设的范围的上限Nmax，及根据所述第一流量下限值和第二流量上限值设置所述预设的范围的下限Nmin；比如，通过以下公式计算所述预设的范围的上限Nmax：Nmax=Q2—up/Q1—lower，通过以下公式计算所述预设的范围的下限Nmin：Nmin=Q2—lower/Q1—up，
若所述温度偏差比例介于所述预设的范围的下限与上限之间，则确定为在所述预
设的范围内，否则确定为超出所述预设的范围；具体地，若所述偏差比例N小于所述下限Nmin，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为下限值Q2—lower，且控制所述第一水路的流量为上限值Q1—up，即控制第一泵320以所述低负载模式运行；若所述偏差比例N大于所述上限Nmax，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为上限值Q2—up，且控制所述第一水路的流量为下限值Q1—lower，即控制第一泵320以所述高负载模式运行。

[0051] 在此第二种方式中温度偏差比例N、范围的下限Nmin、范围的上限Nmax的计算公式仅为举例，任何以此为原型做出简单变型来计算参数值的实施例，都应当属于落入本发明要求保护的范围，比如基于上述的预定义这样一个范围的表征含义，可以将上述计算公式简单调整为其对应倒数的方式，同样可以实现本发明的技术方案。

[0052] 上文介绍了在超出所述预设的范围的情况下，对第一水路、常温水路作极限流量控制的运行策略；下面就未超出所述预设的范围的情况下，具体的水路流量控制策略作出实施例性的说明：以第二种确定是否在所述预设的范围内的实施方式为例，参见图4，即在温度偏差
比例N介于所述下限Nmin与上限Nmax之间的情况下，进一步判断是否满足偏差比例N小于或等于Q2—up/Q1—up，若满足，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为N×Qsum/(N+1)，及控制所述第一水路的流量为Qsum/(N+1)，其中，Qsum为所述过滤模块输出的供水流量值，即控制第一泵320以所述中负载模式运行（中负载模式预先按此设置）；
若不满足，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为上限值Q2—up，且控制所
述第一水路的流量为下限值Q1—lower，即控制第一泵320以所述高负载模式运行。

[0053] 在混水出水过程中，可选地，通过以下方式控制所述第二加热装置启动或关闭：若所述目标出水温度T0减去出水开关430的进水端处的混合水的温度Tout的差值
大于第三阈值，则控制所述第二加热装置330启动，否则控制所述第二加热装置330关闭。

[0054] 还可选地，若所述出水开关430的进水端处的混合水的温度Tout减去所述目标出水温度T0的差值大于第四阈值，则控制所述第一阀110关断，且控制所述第二加热装置330启动。

[0055] 上述的出水开关430的进水端处的混合水的温度Tout可以通过设置在所述出水开关的进水端处的温度传感器来检测得到；也可以通过混合水温度公式计算得到：
Tout=[(T1×Q1—cur)+(T2×Q2—cur)]/(Q1—cur+Q2—cur)，其中，Tout为所述出水开关的进水端处的混合水的温度，T1为第一水路的实时出水温度（来自设置在储水容器120内的温度传感器的检测结果），T2为第二水路的实时出水温度（来自设置在第二水路200上或过滤模块420出水口处的温度传感器的检测结果），Q1—cur为所述第一水路的当前流量，Q2—cur为所述第二水路和第三水路的当前流量总和，Q1—cur、Q2—cur为控制策略中的确定值。
实施例2

[0056] 参见图3，与实施例的净水机的水路结构相比，存在两点区别：本实施例中的储液容器120的出水口低于其进水口；其次，第一水路100上还设有第二泵130，所述第二泵130设置在储液容器120的出水侧。

[0057] 由于第一水路100上设置有第二泵130，第二泵130同第一泵320一样具有动力下限和动力上限，因此，在启动第二泵130的情况下，第一水路的流量具有下限（定义为第一流量下限值Q1—lower）和上限（定义为第一流量上限值Q1—up），所述第一流量下限值和第一流量上限值均与所述第二泵的性能参数相关；同实施例1，常温水路（第二水路和第三水路）的流量下限定义为第二流量下限值
Q2—lower，常温水路（第二水路和第三水路）的流量上限定义为第二流量上限值Q2—up，Q2—lower与Q2—up均与所述第一泵320的性能参数相关。

[0058] 换而言之，在选定第二泵130之后，Q1—lower和Q1—up被确定，在选定第一泵320之后，Q2—lower和Q2—up被确定。

[0059] 在动力下限与动力上限之间调节第一泵、第二泵的输出功率可以调节水路的流量大小：控制第二泵130的输出功率越大，则第一水路100的流量越大；控制第二泵130的输出功率越小，则第一水路100的流量越小；控制第一泵320的输出功率越大，则第二水路200和第三水路300的流量总和越大；
控制所述第一泵320的输出功率越小，则第二水路200和第三水路300的流量总和越小。

[0060] 由于储液容器120的出水口低于其进水口，因此储液容器120中完全有可能出现液面升降的情况，当三个水路的流量之和大于Qsum，则储液容器120中液位下降，反之上升。本实施例中如采用800G反渗透膜的过滤模块，可提供2L/min以上的大流量体验。

[0061] 本实施例中基于相同于实施例1的预定义一个范围的表征含义，可以以相同的实施方式确定是否在所述预设的范围内，若超出所述预设的范围，水路流量控制策略与实施例相同。即当目标出水温度T0与第一水路的实际出水温度T1相差不多，则控制第二泵130运行在高负载模式，以使第一水路的流量为Q1—up，且控制第一泵320运行在低负载模式，以使第二水路和第三水路的流量之和为Q2—lower；
反之，当目标出水温度T0与常温水路的水温T2相差不多，则控制第二泵130运行在
低负载模式，以使第一水路的流量为Q1—lower，且控制第一泵320运行在高负载模式，以使第二水路和第三水路的流量之和为Q2—up。

[0062] 若未超出所述预设的范围，具体的水路流量控制策略如图5所示：即在温度偏差比例N介于所述下限Nmin与上限Nmax之间的情况下，进一步判断是否
满足偏差比例N小于或等于Q2—up/Q1—up，若满足，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为Q1—up×N，及控制所述第一水路的流量为Q1—up，即控制第二泵130以高负载模式运行，并控制第一泵320以中负载模式运行（其中负载模式预先按此设置）；
若不满足，则控制所述第二水路和第三水路的流量总和为上限值Q2—up，且控制所
述第一水路的流量为Q2—up/N，即控制第一泵320以所述高负载模式运行，并控制第二泵130以中负载模式运行（其中负载模式预先按此设置）。

[0063] 除了相同于实施例1中在混水出水过程中，根据出水开关430的进水端处的混合水的温度Tout与目标出水温度T0的关系来控制所述第二加热装置启动或关闭以外，在实施例2中还有根据储液容器120的液面来对第二加热装置330、第一阀110、第二泵130进行控制，以此实现不断水且不干烧的出水效果：若所述储液容器120内的液面低于预设的第一液位，则控制所述第二泵130或所述第一阀110关闭，且控制所述第二加热装置330启动，并根据所述第二加热装置330的运行功率调节所述第一泵320的输出功率，直至所述液面超过预设的第二液位则控制所述第一阀110和第二泵130均打开，其中，所述第二液位高于第一液位；若所述储液容器内的液面低于预设的第三液位（介于第一液位与第二液位），则控
制所述第二泵130的输出功率降低以缓解液面下降的速度，且控制所述第二加热装置330启动。

[0064] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0065] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。