具有罐子状况监控特征的存储型热水器的利记博彩app

专利名称：具有罐子状况监控特征的存储型热水器的利记博彩app
技术领域：
本专利申请要求在2007年8月28体提交的美国临时专利申请第60/968，424号 的权益，其整体通过引用被包含在此。
本发明涉及具有加电的阳极的存储型热水器和使用所述加电的阳极来评估储水 罐的状况的方法。
背景技术：
加电的阳极已经被用于热水器业中，以防止在储水罐中暴露的钢铁被腐蚀。在这 样的系统中，通常使用诸如钼或者钛这样的金属来构造阳极，并且阳极延伸到在储水罐所 容纳的水中。然后，通过阳极来施加电流，以防止暴露的钢铁氧化或者腐蚀。在一些这样的 系统中，充分地保护暴露的钢铁所需要的电流量特别依赖于罐衬里的质量和材料和在罐中 水的导电性。在至少一种系统中，当罐子的内衬里破损并且更多的钢铁变得暴露于水时，调 整所施加的电流。

发明内容
当内衬里磨损时，用于保护储水罐的暴露的钢铁所需要的电流量增大。但是，由于 实际限制，通过阳极施加的电流量可能小于保护水罐所需要的值。这可能导致储水罐内衬 里的损坏。虽然加电的阳极能够延迟储水罐的故障，但最终金属将被腐蚀，并且储水罐将开 始泄露。一个实施例提供了一种储存型热水器，其包括储水罐、加电的阳极和控制器。所述 储水罐由金属和耦接到所述金属的内衬里构成。所述加电的阳极至少部分地被布置在所述 储水罐中。所述控制器被配置用来测量所述加电的阳极的第一参数，并且根据所述第一参 数来调整所述加电的阳极的电流。所述控制器也被配置用来测量所述加电的阳极的第二参 数，并且当所述第二参数超过阈值时产生信号。在一些实施例中，所述第二参数指示所述储 水罐的金属的暴露程度。在一些实施例中，所述阈值是指示所述储水罐的金属的如下暴露程度的值，即在 这样的暴露程度下，所述加电的阳极不再充分地防止所述储水罐的金属被腐蚀。在一些实 施例中，所述阈值是指示所述储水罐的预测故障的值。在一些实施例中，根据所述储水罐的 类型来调整所述阈值。在一些实施例中，根据在所述储水罐中存储的水的类型或者水的来 源来调整所述阈值。在一些实施例中，所述控制器被配置为根据所述加电的阳极的被测量参数来计算 直到所述储水罐故障的估计的时间剩余。在一些实施例中，所述控制器被配置为在所述储 水罐故障之前从所述储水罐排水。一些实施例提供了一种储存型热水器，其包括储水罐、加电的阳极和控制器。所述 控制器被配置为根据储水罐的类型和其中存储的水的类型来确定用于预测储水罐的故障 的阈值。所述控制器也被配置为测量加电的阳极电流，并计算直到储水罐的故障的估计的时间剩余。一些实施例提供了一种用于预测在储存型热水器中的储水罐的故障的方法。根据储水罐的类型和其中存储的水的类型来确定用于预测储水罐的故障的阈值。测量加电的阳 极相对于储水罐的电势，并且调整加电的阳极的电流，直到所测量的电势接近目标电势。当 所测量的、被施加到加电的阳极的电流超过所述阈值时，产生信号。通过考虑详细说明和附图，本发明的其他方面变得清楚。


图1是具体实施本发明的热水器的部分展示图。图2是能够用在图1的热水器中的电极的侧视图。图3是能够控制图2的电极的控制器的电示意图。图4是能够通过图3中所示的控制电路来执行的子例程的流程图，其中，通过控制 电路来调整电极电势。图5是能够通过图3中所示的控制电路来执行的子例程的流程图，其中，所述控制 电路根据阈值来评估储水罐的状况。图6是能够通过图3中所示的控制电路来执行的子例程的流程图，其中，所述控制 电路计算所述阈值的值。图7是能够通过图3中所示的控制电路来执行的子例程的流程图，其中，所述控制 电路根据双阈值来评估储水罐的状况。图8是示出包括图1的热水器的通信网络的方框图。图9是在图7中所示的通信网络中能够通过图3中所示的控制电路来执行的子例 程的流程图。
具体实施例方式在详细解释本发明的任何实施例之前，应当明白，本发明在其应用上不限于下面 的说明中给出或在下面的附图中图解的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其他实 施例，并且能够以不同的方式被实施或者执行。而且，应当明白，在此使用的特定术语用于 说明的目的，并且应当不被看作限定性的。在此的“包括”、“包含”或者“具有”及其变化形 式的使用意味着涵盖其后列出的项目及其等同物以及另外的项目。术语“安装”、“连接”、 “支撑”和“耦接”被广义地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。而且，“连 接”和“耦接”不限于物理或者机械连接或者耦接，并且可以包括电子连接或者耦接，不论是 直接地还是间接地。对于本领域内技术人员显而易见的是，能够利用由处理器或者类似装置执行的软 件来实现所述的模块和逻辑结构中的一些，或者使用多个部件以硬件来实现所述的模块和 逻辑结构中的一些，所述多个部件包括例如专用集成电路(“ASIC”)。诸如“处理器”、“滤 波器”和“控制器”的术语可以包括或者指的是硬件和/或软件。因此，权利要求应当不限 于具体示例或术语，或者不限于任何具体硬件或软件实现方式或者软件或硬件的组合。图1图解了热水器100，包括封闭的水罐105、围绕水罐105的外壳110和在水罐 105和外壳110之间的环状空间填充的泡沫绝热材料115。典型的储存罐105由含铁金属构成，并且内衬了像玻璃那样的搪瓷，以防止金属被腐蚀。尽管如此，所述保护衬里可能具 有缺陷，或者不可避免地可能未完全地覆盖含铁金属内部。在这些情况下，可能作为在所储 存的水中溶解固体的结果产生电解质腐蚀槽，导致暴露的含铁金属的腐蚀和热水器100的 使用寿命的减少。进水管线或者汲取管120和出水管线125进入水罐105的顶部。进水管线120具 有进水开口 130，用于向水罐105加冷水，并且出水管线125具有出水孔135，用于从储水罐 105排出热水。热水器100也包括电阻加热元件140，其附接到储水罐105，并且延伸到储水 罐105内部以加热水。加热元件140通常包括内部高电阻加热元件线，其被适当的绝缘材 料围绕，并且被封闭在金属套中。通常从控制电路供应加热元件140的电源。虽然示出了 具有元件140的热水器100，但是本发明可以用于诸如煤气热水器这样的其他热水器类型 和其他热水器元件设计。也可以预见，本发明或者本发明的方面可以用于其他液体储存装 置中。电极组件145附接到热水器100，并且延伸到罐105中，以向所述罐提供腐蚀保护。在图2中示出了能够用于热水器的示例电极组件145。参见图2，电极组件145包括电极导 线150和连接器组件155。电极导线150包括钛，并且具有第一部分160和第二部分165，第 一部分被涂敷金属氧化物材料，所述第二部分165未被涂敷金属氧化物材料。在电极组件 145的制造期间，在电极导线150的一部分上布置了防护管170，其包括PEX(交联聚乙烯) 或者聚砜。电极导线150然后被弯曲两次(例如以两个45度角度)以将防护管就位。接 近罐子顶部的电极导线150的小部分175被暴露到罐，以允许氢气从防护管出来。在其他 结构中，电极组件145不包括防护管170。连接器组件155包括短管180，其具有线状物，所 述线状物通过与开口 190(图1)的线状物配合而将电极杆组件紧固到水罐105的顶部。本 领域技术人员已知的其他连接器组件可以用于将电极组件145紧固到罐105。所述连接器 组件也包括连接器195，用于将电极导线150电连接到控制电路(下述)。将电极组件145 电连接到控制电路导致电极组件145变为加电的阳极。电极导线150与罐105电隔离，以 允许在电极导线150和罐105上产生电势。其他电极组件设计可以用于本发明。在图3中示出了用于控制电极组件145的控制电路200的一种结构的电子示意 图。所述控制电路包括微控制器U2。在控制电路200的一种结构中使用的示例微控制器 U2是硅实验室微控制器型号8051F310。如下更详细所述，微控制器U2从多个传感器接收 信号或者输入，分析所述输入，并且产生输出来控制电极组件145。另外，微控制器U2可以 接收其他输入(例如来自用户的输入)，并且可以产生输出来控制其他装置(例如加热元件 140)。微控制器包括处理器和存储器。存储器包括一个或多个具有指令的模块。所述处 理器获得、解译和执行所述指令以控制包括电极组件145的热水器100。虽然将微处理器 U2描述为具有处理器和存储器，但是可以使用包括多种集成电路(例如专用集成电路)和 分立装置的其他装置来实现本发明，这对于本领域内的普通技术人员是显然的。微控制器U2在P0. 1输出脉宽调制(PWM)信号。一般而言，PWM信号控制被施加 到电极导线150的电压。100%的占空比导致向电极导线150施加全电压，0%的占空比导 致不向电极导线150施加电压。并且在0%和100%之间的占空比将导致在0和全电压之 间的对应比被施加到电极导线150。
PWM信号被施加到低通滤波器和放大器，其由电阻器R2、R3和R4 构成；电容器C3 ； 以及，运算放大器U3-C。所述低通滤波器将PWM信号转换为与PWM信号成比例的模拟电压。 所述模拟电压被提供到缓冲器和限流器，所述缓冲器和限流器由运算放大器U3-D、电阻器 R12和R19以及晶体管Q1和Q3构成。所述缓冲器和限流器在微控制器U2和电极组件145 之间提供缓冲器，并且限制被施加到电极导线150的电流以防止累积氢气。电阻器R7、电 感L1和电容器C5作为滤波器，用于防止瞬变现象和振荡。滤波器的结果是被施加到电极 组件145的电压，电极组件145电连接到C0N1。如下所述，从电极组件145定期去除驱动电压。微控制器通过控制被施加到驱动 器的信号来使驱动电压无效，所述驱动器由电阻器R5和晶体管Q2构成。更具体地，将微控 制器U2的引脚P0. 3拉低导致晶体管Q1截止，这有效地将所施加的电压从驱动电极组件 145去除。因此，微控制器U2、低通滤波器和放大器、缓冲器和限流器、滤波器和驱动器作为 可变电压电源，可控制地向电极组件145施加电压，产生加电的阳极。其他替代电路设计也 可用于可控制地向电极组件145提供电压。连接C0N2提供连接，允许电极返回电流测量。特别是电阻器R15提供了感测电阻 器，产生与在罐的电流相关的信号。运算放大器U3-B和电阻器R13和R14提供了放大器， 该放大器在引脚P1.1向微控制器U2提供放大的信号。因此电阻器R15和所述放大器形成 电流传感器。但是，其他电流传感器可以替代刚才所述的传感器。而且，在一些结构中，类 似的电流传感器被配置来监控在C0N1 (即在阳极)的电流。在去除了所述电压的情况下，在电极145的电势降低到从电极145相对于罐105 的开路或者“自然电势”偏离但是成比例的电势。与自然电势成比例的电压被施加到滤波 器，所述滤波器由电阻器R6和电容器C4构成。被滤波的信号被施加到运算放大器U3-A，其 作为电压跟随器。运算放大器U3-A的输出被施加到限压器(电阻器R17和齐纳二极管D3) 和分压器(电阻器R18和R20)。输出是与电极组件145的自然电势相关的信号，其在引脚 P1.0被施加到微控制器U2。因此，刚刚所述的滤波器、电压跟随器、限压器和分压器形成电 压传感器。但是，可以使用其他的电压传感器来替代所公开的电压传感器。控制电路200控制被施加到电极导线150的电压，由此控制通过加电的阳极的电 流。如下所述，控制电路200也测量罐保护电平，适应于变化的水导电性状况，并且适应于 在高导电水中的电极电势漂移。另外，当电极组件145的控制电路200与加热元件140的 控制电路组合或者通信时，结果产生的控制电路可以利用所述交互来提供热水器的另外的 控制。图4提供了一种用于控制电极组件145的方法。在进行到图4之前，应当明白，所 公开的步骤的顺序可以不同。而且，可以向控制序列增加另外的步骤，并且可以不需要所有 的所述步骤。在正常操作期间，从控制电路200向电极组件145施加电压。周期地(例如 每100毫秒)，中断出现，并且控制电路进入在图4中所示的控制环。参见图4，控制电路200禁用向电极组件145施加的电压(块220)。在禁用所述电 压后，控制电路200执行诸如250微秒的延迟(块225)，并且确定电极电势(块230)。控 制电路200执行延迟来允许电极组件145释放到其开路。微控制器U1然后从电压传感器 获取这个电势。控制电路200然后将电压重新施加到电极组件145 (块240)。在块240，控 制电路200确定是否电极电势大于目标电势。如果电极电势大于目标电势，则控制电路进行到块245 ；否则，控制进行到块250。在块245，控制电路200确定是否所施加的电压在最小值。如果所施加的电压最 小，则控制电路200进行到块255 ；否则，控制电路200进行到块260。在块260，控制电路 降低所施加的电压。在块250，控制电路200确定是否所施加的电压在最大值。如果所施加的电压最 大，则控制电路200进行到块255 ；否则，控制电路进行到265。在块265，控制电路200提 高所施加的电压。通过分别在块260或者265降低或者提高所施加的电压，则控制电路200 可以间接地调整电极电势。提高所施加的电压将导致提高由电极测量的罐电势，降低所施 加的电压将降低由电极测量的罐电势。因此，控制电路200可以调整电极的开路电势，直到 其达到目标电势。而且，当热水器100的特性改变时，控制电路200可以调整被施加到电极 的电压，以使得所述电极的开路电势等于目标点电势。在块255，控制电路获取电极电流。更具体地，微控制器U1从电流传感器接收表示 感测的电流的信号。在块270，控制电路确定水的导电性状态。例如，所述导电性状态可以 是水的高导电或者水的低导电。为了确定导电性状态(高或者低)，微控制器U1将所施加 的电流除以增加的电压，增加的电压等于所施加的电压减去开路电势。如果结果小于经验 上设置的值，则控制电路200确定导电状态低，并且将目标电势设置为第一值；否则，控制 电路将目标电势设置为第二值，所述第二值指示高导电状态(块275)。控制电路200可以 在每次中断期间重复地执行导电性测试(如图4中所示)，以比电极电压的设置更大的间隔 周期地执行导电性测试，或者仅仅在启动序列期间执行导电性测试。另外，当仅仅示出了两 个设定点时，想象可以使用多个设定点。也可以想象可以使用其他方法来确定水的导电性 状态。例如，被施加的电流除以所施加的电压的比率可以用于确定导电性状态。除了建立设定点之外，控制电路200还可以使用获取的电流来确定是否热水器 100在干烧(dry-fire)状态。术语“干烧”指的是未储存适量水的热水器的起动。在干烧 状态中的热水器的加热元件(例如电阻加热元件或者煤气灶)的启动可能导致对于热水器 的损害。例如，如果水未适当地围绕电阻加热元件140，则当向加热元件140施加电压时，所 述电阻加热元件可能在少于1分钟内被烧坏。因此，有益的是，如果热水器100在干烧状态 中，则降低启动加热元件140的概率。如果所获取的电流小于最小值(例如实质上为0)，则 假定热水器100没有存储适量的水，并且控制电路200防止加热元件140的起动。也可以 想象，可以使用用于确定干烧状态的其他方法。例如，可以按下述方式来设计控制电路200: 在干烧状态下，电极电势将大致等于所施加的电压。当储存罐105 (图1)老化时，内部搪瓷衬里变差，并且更多的含铁金属暴露到在储 存罐105中存储的水。当暴露的金属表面面积的量增大时，加电的阳极电流的幅度也必须 被提高以便充分地保护暴露的含铁金属。但是，可以限制能被安全地施加到系统的最大电 流量。例如，电流可以使得水离子化，这在密封的罐中产生过量的氢气，并且通过这个反应 产生的水合氢离子可以使得加热的水具有讨厌的味道。而且，向水施加的过量的电流会产 生对于使用加热的水的那些人们电击的风险。因此，当内衬里变差时，热水器将达到其中加 电的阳极不再能够充分地保护在储存罐105中的暴露的金属的点。储存罐105最后将腐蚀， 并且开始泄露。如上所述，控制电路200 (图3)被配置来监控电极145 (图1)相对于罐的电势，并且监控在罐或者在电极145的电流。使用来自这些测量的数据，控制电路能够评估由加电 的阳极提供的保护。特别地，控制电路200检测何时加电的阳极不再足以防止罐被腐蚀，并 且估计直到储存罐故障的剩余时间。控制器也可以被配置来根据这个信息来进行自适应的 行为，例如开始从储存罐排水，或者向维修专家发送信号。图5图解了用于确定何时加电的阳极不再能够充分地保护储存罐105(图1)的一 种方法。在块501，控制电路200测量加电的阳极电流。在一些结构中，这被测量为在加电 的阳极或者通过加电的阳极的电流。在一些结构中，这被测量为从加电的阳极提供的在罐 处的电流。在任何一种情况下，向微控制器U2返回值，其指示用于保护储存罐105的金属 所需要的电流。在块503，将这个值与阈值相比较。这个阈值指示储存罐105(图1)的状态，诸如 在罐中的暴露金属的量，其使得加电的阳极不足以防止腐蚀。或者，在一些结构中，这个阈 值指示引起在水中的不期望的或者危险的状况的电流水平。如果所述值小于所述阈值，则 热水器继续工作，并且定期地重复图5的子例程。但是，如果所述值大于所述阈值，则控制 电路200指示储存罐需要维修或者更换(块505)。不同类型的水对于不同类型的金属不同地反应。因此，适用的阈值可能根据储存 罐的类型和其中存储的水的类型而不同。图6图解了根据感测的状况来设置块503(图5) 的阈值的一种方法。在块601，控制电路接收阈值初始化命令。可以在最初消费者使用热 水器时或者在诸如通过用户输入装置接收到命令的其他状况时自动地启动这个命令。在块 603，测量加电的阳极电流，并且控制电路200接收用于表示用于保护储存罐所需要的电流 量的值。在块605，根据在初始化命令时的测量电流来计算阈值。这计算可以包括例如将测 量值乘以预定值。在使用同一通用控制器来用于多个不同的储水罐的一些结构中，块503的阈值被 设置得足够低，以使得在使用通用控制器的任何储存罐故障并且开始泄露之前超过所述阈 值。在替代结构中，通用控制器接收储水罐类型和水类型来作为输入，并且根据这些变量来 选择阈值。在一些这样的结构中，通用控制器包括存储器，其存储可能阈值的列表。如上所 述，控制电路200包括用于评估水的导电性的电路。同样，诸如控制电路200这样的通用控 制器可以部分地根据所观察的水的导电性来设置阈值。其他结构包括如下的电路，即，该电 路被配置来评估诸如PH这样的水的特性，并且部分地根据所观察到的特性来设置阈值。在一些结构中，控制电路200被配置来监控两个阈值，每个指示不同的参数。在图 7的图示中，例如，使用第一阈值来编程控制电路200，第一阈值被设置得足够低，以使得在 储存罐故障并且开始泄露之前超过阈值，而不论其中存储的水的类型如何。第二阈值大于 第一阈值，并且使用在图6中图解的方法计算第二阈值。在块701，控制电路200测量加电的阳极电流，并且接收用于指示用于保护储存罐 的金属所需要的电流的值。在块703，将所述值与第一阈值相比较。如果未超过第一阈值， 则热水器继续正常工作，并且周期地重复在图7的方法。但是，如果超过第一阈值，控制电 路200发出警告(块705)。在这个示例中，第二参数与第一参数相同(块707)。在块709， 将所述值与第二、更高的阈值相比较。如果未超过所述第二阈值，则热水器继续工作，同时 发出第一警告。但是，如果超过第二阈值，则控制电路200发出最后的警告(块711)，用于 指示强调需要维修或者更换储水罐。
在其他结构中，第二阈值可以基于与第一阈值不同的参数。如上所述，可以根据安 全和舒适考虑来有效地限制加电的阳极的最大电流。在这个示例中，将第一阈值设置为加 电的阳极的最大期望的输出电流。因为加电的阳极的电流未响应于另外的暴露的金属表面 面积而增大超过这个最大电流，因此罐相对于加电的阳极的测量电势将增大，并且将不像 图4中那样被调整。因此，第二阈值基于用于指示储水罐正在腐蚀的测量电势。在这个示例中，在块701测量加电的阳极的电流。如果所测量的电流在块603未 超过第一阈值，则热水器继续正常工作，并且周期地重复在图7中图解的子例程。但是，如 果超过第一阈值，则控制电路200 (图3)指示第一警告(块705)，并且测量罐相对于加电的 阳极的电势(块707)。如果在块609未超过第二阈值，则热水器在指示第一警告的同时继 续工作，并且周期地重复图7的子例程。但是，如果超过第二阈值，则控制电路200确定罐 正在腐蚀，并且加电的阳极的电流将不再被提高以防止这种腐蚀。在块711指示最后的警告。这种双阈值系统允许依赖于所观察的罐劣化的紧急性的多个保护级。例如，当在 块703超过第一阈值时，可以向用户显示警告(块705)。在这一点，罐示出耗损的标志，但 是罐故障不是紧急的。在水罐故障和开始泄露之前，用户有时间来维修或者更换水罐。但 是，根据设置第二阈值的位置，当在块709超过第二阈值时，罐故障的电势是重要问题。除 了在块711显示最后的警告之外，热水器100(图1)可以被配置来开始安全地从储存罐排 水，并且防止将从故障的储存罐导致的水损害。在这种类型的双阈值系统中，第一警告(块 705)向用户提供了在自动将储存罐排水之前维修或者更换储存罐的机会(块711)。但是， 诸如在图5中图解的单阈值系统也可以被配置来当超过所述阈值时开始储存罐的排水。在一些结构中，控制电路200(图3)被配置来将测量的参数与直到储存罐的故障 的估计的时间剩余相关联。在一些结构中，根据测量的加电的阳极的电流来计算估计的时 间剩余。在一些结构中，估计的时间剩余是从所述阈值被超过时开始的设定持续计时。在 一些结构中，在超过加电的阳极的最大电流后，根据罐相对于加电的阳极的测量电势计算 估计的时间剩余。在一些结构中，根据通过通信接口从储存罐故障数据库接收的值来确定估计的时 间剩余和阈值。图8图解了包括热水器100的通信网络的一种结构。热水器100通过因特 网803连接到远程计算机系统801。计算机系统801也连接到不同的其他热水器单元，诸如 805、807、809和811。在这样的结构中，控制电路200被配置来向计算机系统801发送操作 数据，并且从计算机系统801接收数据。图9图解了热水器100如何与计算机系统801交互的示例。在块901，热水器100 与远程计算机系统801建立连接。这可以是通过如图8中所示的因特网或者通过诸如电话 线这样的另外的通信接口。在块903，热水器100向远程数据库发送罐信息。这个信息可 以包括唯一的热水器标识符、储存罐的型号、操作的持续时间和所测量的水的导电性。在块 905，热水器100根据罐信息从远程计算机系统801来接收阈值。在块907，控制电路200测量加电的阳极的电流。如果在块909未超过阈值，则热 水器100继续正常工作，并且周期地返回到块907。当在正常操作期间出现超时时，热水器 返回到块901，并且重新连接到远程计算机系统801 (图8)。但是，如果超过阈值，则热水器100在块913向远程计算机系统发送指示。根据在块903被发送到远程计算机系统的罐信息，热水器100接收估计的时间剩余(块915)。在 块917，向用户显示警告和估计的时间剩余。如果在热水器100的操作期间的任何时间，储水罐故障(块919)，则热水器100连 接到远程计算机系统(块921)，并且发送最后测量的罐信息(块923)。这允许远程计算机 系统根据水的类型、储存罐的类型、自从超过阈值起过去的时间和在故障时记录的实际电 流或者电势值来更新数据库。这种类型的数据收集和分析允许远程计算机系统801 (图8) 持续地改善阈值以及直到罐故障的估计的时间剩余的精度。
应当明白，如上所述的结构是示例性的，并且其他构造是可能的。例如，在如上所 述的方法中的阈值可以指示多种参数，包括例如在加电的阳极测量的电流值、在罐处测量 的电流值、加电的阳极相对于罐的电势、罐相对于加电的阳极的电势或者自从事件起操作 的过去的时间。而且，一般使用术语“超过”来指示当超过阈值时的状况，并且除非明确地 说明，否则，其不限于当测量值具有比阈值更大的幅度时的情况。例如，如果当加电的阳极 保护罐的能力降低时所测量的参数在幅度上减少，则当所测量的值小于阈值时将“超过”阈 值。在所附的权利要求中给出了本发明的各个特征和优点。
权利要求
一种储存型热水器，包括储水罐，其包括金属和连接到所述金属的衬里；加电的阳极，其至少部分地被布置在所述储水罐中；控制器，其被配置用于测量与所述加电的阳极的操作相关的第一参数；根据所述第一参数来调整所述加电的阳极的电流；测量与所述加电的阳极的操作相关的第二参数；并且当所述第二参数超过阈值时产生信号。
2.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述第一参数与所述加电的阳极相对于一 位置的电势相关。
3.根据权利要求2的储存型热水器，其中，所述控制器被配置为通过下述方式根据所 述第一参数而调整所述加电的阳极的电流调整所述加电的阳极的电流，直到所述加电的 阳极相对于一位置的电势接近目标电势。
4.根据权利要求2的储存型热水器，其中，所述位置包括所述储水罐的金属。
5.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述第二参数与所述加电的阳极的电流相关。
6.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述储水罐的金属至少部分地被暴露，并且 所述第二参数表示所述储水罐的状况。
7.根据权利要求6的储存型热水器，其中，所述储水罐的状况包括在所述储水罐中的 被暴露金属的表面面积。
8.根据权利要求6的储存型热水器，其中，所述储水罐的状况包括在所述储水罐中的 所述金属的腐蚀量。
9.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为将所述阈值设 置为用于指示所述储水罐的下述状况的值其中所述加电的阳极未充分地防止所述储罐的 所述金属被腐蚀。
10.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为将所述阈值存 储为用于指示所述储水罐的可能故障的值。
11.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为响应于所述信 号来开始排水。
12.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为将所述阈值与 直到所述储水罐的故障的估计的时间剩余相关联。
13.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为将所述第二参 数的幅度与直到所述储水罐的故障的估计的时间剩余相关联。
14.根据权利要求1的储存型热水器，还包括 计算机可读存储器，其包含多个阈值，其中，所述控制器进一步被配置用于 识别在所述储水罐中存储的水的类型；并且 根据所述类型来从所述多个阈值选择所述阈值。
15.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器还被配置用于评估所述储水罐中的水的状况；并且 根据所述状况来设置所述阈值。
16.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为将所述阈值设 置为所述第二参数的基线测量的倍数。
17.根据权利要求16的储存型热水器，其中，所述基线测量包括在所述储存型热水器 的最初消费者使用时的第二参数。
18.根据权利要求16的储存型热水器， 进一步包括用户输入装置，其中，所述控制器进一步被配置为从所述用户输入装置接收基线初始化命令，并且 其中，所述基线测量包括当接收到所述基线初始化命令时的第二参数。
19.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置用于 将所述阈值设置为用来指示所述加电的阳极的电流的改变率的值，并且其中，所述第二参数包括所述加电的阳极的电流的当前改变率。
20.根据权利要求1的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置用于 将所述阈值设置为用来指示其中当所述加电的阳极未充分地防止所述储水罐的金属被腐蚀时的所述储水罐的状况的值；将所述第二阈值设置为用来指示所述储水罐的可能故障的值；并且 当第三参数超过所述第二阈值时，产生第二信号。
21.根据权利要求20的储存型热水器，其中，所述第三参数是所述第一参数或者所述第二参数。
22.根据权利要求20的储存型热水器，其中，所述信号包括警告，并且所述第二信号指 示更换所述储水罐。
23.根据权利要求22的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为响应于所述 第二信号来开始从所述储罐排水。
24.根据权利要求1的储存型热水器，进一步包括通信接口，并且其中，所述控制器进 一步被配置为经由所述通信接口来连接到远程数据库；并且 从所述远程数据库接收所述阈值的值。
25.根据权利要求24的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为从所述远程 数据库接收直到所述储水罐的故障的估计的时间剩余。
26.根据权利要求24的储存型热水器，其中，所述控制器进一步被配置为向所述远程 数据库发送在所述储水罐的故障之前的所述第二参数的最后测量。
27.一种储存型热水器，包括储水罐，其被配置为用于容纳水，所述储水罐包括金属和与所述金属耦接的衬里； 加电的阳极，其至少部分地被布置在所述储水罐中； 控制器，其被配置为用于确定用于判断所述储水罐的故障的阈值，所述阈值基于所述储水罐的特性和在所述储 水罐中容纳的水的特性，测量所述加电的阳极的电流，所测量的电流指示所述储水罐的所述金属的暴露程度，确定直到所述储水罐的故障的估计的时间剩余， 向用户显示所述估计的时间剩余，并且当所测量的施加到所述加电的阳极的电流超过所述阈值时，产生信号。
28.根据权利要求27的储存型热水器，其中，所述储水罐的特性是所述储水罐的内部 表面面积。
29.根据权利要求27的储存型热水器，其中，所述储水罐的特性是所述储水罐的所述 金属的成份。
30.根据权利要求27的储存型热水器，其中，所述储水罐的特性是所述储水罐的型号。
31.根据权利要求27的储存型热水器，其中，所述水的特性是水的导电性的测量。
32.根据权利要求27的储存型热水器，其中，所述水的特性是水的类型。
33.一种用于预测在储存型热水器中的储水罐的故障的方法，所述储存型热水器包括储水罐，其被配置为用来容纳水，所述储水罐包括金属和与所述金属耦接的内衬里，以及加电的阳极，其至少部分地布置在所述储水罐中， 所述方法包括确定用来判断所述储水罐的故障的阈值，所述阈值基于所述储水罐的特性和在所述储 水罐中容纳的水的特性；测量所述加电的阳极相对于所述储水罐的所述金属的电势； 调整所述加电的阳极的电流以使测量的电势接近目标电势； 测量所述加电的阳极的电流；并且 当所测量的电流超过所述阈值时，产生信号。
34.根据权利要求33的方法，进一步包括根据测量的电流来估计直到所述储水罐的 故障的时间剩余。
全文摘要
一种用于评估具有加电的阳极保护系统的储水罐状况的方法和系统。热水器包括用于容纳水的储水罐、加电的阳极和控制电路。所述控制电路包括可变电压电源、电压传感器和电流传感器。所述控制电路被配置为将所测量的参数与阈值相比较。在一些结构中，所述阈值表示储水罐在加电的阳极不再能防止储水罐腐蚀时的状况。在其他结构中，所述阈值用于判断由腐蚀引起的储水罐的可能故障。在一些结构中，所述控制电路被配置为用来估计直到储水罐的预计故障的时间剩余。
文档编号F24H9/20GK101809376SQ200880105000
公开日2010年8月18日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年8月28日
发明者安德鲁·威廉姆·菲利普斯, 安德鲁·罗伯特·卡韦斯, 托马斯·杰勒德·范西斯廷, 约翰·马修·舒尔茨, 雷·奥利弗·克诺佩尔 申请人:Aos控股公司