CN102661630B - 一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置 - Google Patents
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Abstract
一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，由燃气热水器（6）、阀门Ⅳ（4）、Ⅴ（5）、Profibus现场总线（16）构成，其特征在于：中央处理单元通过Profibus现场总线（16）根据真空保温水箱（7）内水位或水温需求，发送控制信号控制阀门Ⅳ（4）、Ⅴ（5）的开、关，决定燃气热水器加入冷水和点火加热的时间，使输入真空保温水箱（7）内的水温保持恒定，并通过自动锁闭阀门Ⅲ（3）切断与出水管的泄水。本发明，通过设置真空保温水箱及其控制面板，自动锁闭阀门，中央处理单元等，缩短用户使用热水过程中的等待时间，保持用户端水温恒定，并实现节能节水的目的,具有实际应用和推广价值。
Description
技术领域
本发明属于热水器自动控制技术领域。涉及一种家用燃气热水器系统，特别是一种具有节能节水且保持水温恒定的带有真空保温水箱的燃气热水器装置。
背景技术
目前，市场上的燃气热水器大多为即热式，即对冷水实时加热并直接使用，这种热水器不便于保持出水温度的恒定。近年来根据市场需求出现了对热水器加热箱改造的燃气热水器，以实现水温稳定，但该类热水器难以实现节能节水的目的。
通常情况下，入户燃气管道都安装在厨房中。为安装方便及使用安全，燃气热水器大多也都安装在厨房中。由于热水器加热装置及从热水器到浴室水龙头的水管中残存有较多冷水，用户每次使用热水器时需要放掉几升甚至十几升的水，造成了水资源的较大浪费。另一方面，为了排空从热水器到浴室水龙头的水管中残存的冷水，用户每次用水时都需要等待十几秒甚至几十秒的时间才能用上热水，而真正使用热水的时间可能只有几秒，这给用户带来极大的不便；而且，当早晨洗刷或平时洗手少量用水时，所使用的热水有可能还不如热水器及水管中残存的多，而残存的热水很快就会变凉，再次用水时需重新加热，这样造成了能源的较大浪费。另外，水压不稳定时，也会造成热水器出水温度不稳定。再者，由于热水器离用户较远，一旦用户设置好热水器的出水温度，在使用过程中发现水温过高或过低时，都不便于及时调节热水器出水温度。以上问题是家用燃气热水器系统所需要解决的重点问题。
专利申请号为200410017360.9，发明名称为“预热型家用燃气热水器系统”的专利，它“能在洗澡前对供水管内的冷水进行短暂预热，打开水龙头后，不用放掉冷水即出热水，节约了水资源”，但是该发明无法对水管内残存的热水进行有效利用，造成了能源的较大浪费，且不能保证水温恒定；另一方面，用户每次使用热水时都需要等待较长时间。专利申请号为201120133093.7，名称为“带有蓄水箱的燃气热水器”的实用新型专利通过“在燃气热水器内设一定容量的蓄水箱，燃烧器直接加热蓄水箱内的水”，实现了热水器的出水温度稳定。但是该专利无法对蓄水箱及水管内残存的热水进行有效利用，造成了能源的较大浪费；同时，该发明也无法对水资源实现充分利用。专利申请号为92108722.5，名称为“燃气热水器水温遥控机”的发明专利“提供了一种燃气热水器水温遥控机，能在浴室内遥控浴室外燃气热水器出水温度”。但该专利无法实现对能源及水资源的充分利用。现有技术中，暂时还没有通过外挂真空保温水箱，并设置自动锁闭阀门及水泵等实现燃气热水器节能节水的装置。
发明内容
本发明公布了一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，是在燃气热水器与出水龙头之间设有真空保温水箱和自动锁闭阀门，保证出水水温稳定，缩短用户使用热水的等待时间，实现燃气热水器的节能节水。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，由燃气热水器、阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)、Profibus现场总线构成，燃气热水器经过热水管道与出水龙头联接，阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)安装在燃气热水器下方，燃气热水器与出水龙头之间设有真空保温水箱和自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)，其特征在于：中央处理单元通过Profibus现场总线根据真空保温水箱内水位或水温需求，发送控制信号控制阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)的开、关，决定燃气热水器加入冷水和点火加热的时间，使输入真空保温水箱内的水温保持恒定，并通过自动锁闭阀门Ⅲ(3)切断与出水管的泄水。
所述的燃气热水器安装在浴室外，真空保温水箱安装在浴室内，水泵、水位传感器、水温传感器、整流电源装置及中央处理芯片安装在真空保温水箱内，水位传感器每隔s秒自动检测真空保温水箱内设定的水位高低，反馈给中央处理单元，真空保温水箱外壳上设有控制面板。
所述的控制面板上设有水位显示屏、水温显示屏、水位调节键、水温调节键和长时用水按钮，水位调节键设有m档水位。
所述的自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)安装在真空保温水箱的底部，阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)安装在燃气热水器下方。
所述的水温传感器与水温调节键连接，检测真空保温水箱内水温，控制自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、阀门Ⅳ(4)和阀门Ⅴ(5)的开启和关闭。
本发明，在以燃气热水器实际运行为背景的基础上，通过设置真空保温水箱及其控制面板，自动锁闭阀门，中央处理单元等，缩短用户使用热水过程中的等待时间，保持用户端水温恒定，并实现节能节水的目的。本发明可在较大程度上改善燃气热水器的性能，效果良好，具有实际应用和推广价值。
附图说明
图1是本发明的系统总体结构框图。
图2是本发明的真空保温水箱控制面板图。
图1：1为自动锁闭阀门Ⅰ、2为自动锁闭阀门Ⅱ、3为自动锁闭阀门Ⅲ、4为阀门Ⅳ、5为阀门Ⅴ、6为燃气热水器、7为真空保温水箱、8为控制面板、9为出水水龙头、10为水温显示屏、11为水位显示屏、12为长时用水按钮、13为水位调节键、14为水温调节键、16为虚线表示Profibus现场总线。
具体实施方式
由图1知，一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，由燃气热水器6、阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)、Profibus现场总线16构成，燃气热水器6经过热水管道与出水龙头9联接，阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)安装在燃气热水器6下方，燃气热水器6与出水龙头9之间设有真空保温水箱7和自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)，中央处理单元通过Profibus现场总线16发送控制信号到燃气热水器6，打开阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)，燃气热水器加冷水并点火加热，热水注入真空保温水箱7，真空保温水箱7内的水位或水温低于最低档位时，燃气热水器6自动工作，并将热水注入真空保温水箱6内，自动锁闭阀门Ⅲ(3)自动关闭以防止真空保温水箱6内的热水流入水管，避免了热量损耗。
所述的燃气热水器安装在浴室外，真空保温水箱安装在浴室内，水泵、水位传感器、水温传感器、整流电源装置及中央处理芯片安装在真空保温水箱内，真空保温水箱外壳上设有控制面板模块。自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)安装在真空保温水箱内，阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)安装在燃气热水器6下方，在n（n>0）秒时间没有水流过自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)，则阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)处于自动关闭状态，这样有效地防止了真空保温水箱的热水流入水管，从而避免了热量损耗，在用户打开水龙头使用热水时，自动锁闭阀门Ⅲ(3)打开，保证热水供应。
由图2知，是真空保温水箱控制面板图。控制面板8上设有水温显示屏10、水位显示屏11、水位调节键13、水温调节键14和长时用水按钮12，水位调节键14设有m档水位。
当长时用水按钮12处于关闭状态，且水位传感器检测到真空保温水箱6内的水位低于水位调节键13上的最低一档的水位时，中央处理单元通过Profibus现场总线16发送控制信号到燃气热水器6，使燃气热水器点火并打开自动锁闭阀门I(1)、阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)，燃气热水器将冷水加热，并将加热后得到的热水注入真空保温水箱7。水位传感器每隔s（s>0）秒检测一下真空保温水箱7的水位高低，当真空保温水箱7水位达到用户预设的水位时，燃气热水器停止工作，自动锁闭阀门I(1)、阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)关闭。当长时用水按钮处于打开状态且用户打开热水龙头时，燃气热水器将持续给用户提供热水直至用户关闭水龙头9，且用户关闭水龙头时长时用水按钮自动13切换至关闭状态。若真空保温水箱7内的水温低于水温调节键14上的最低一档的水温时，中央处理单元发送信号至燃气热水器驱动其工作，打开自动锁闭阀门I(1)，Ⅱ(2)和阀门Ⅴ(5)，同时，真空保温水箱内的水泵把其中的水注入燃气热水器加热，加热后的水将再次注入到真空保温水箱内。
对于自动锁闭阀门I(1)至Ⅲ(3)，当有n（n>0）秒时间没有水流过这些阀门时，则自动关闭，这样有效地防止了真空保温水箱7的热水流入水管，从而避免了热量损耗。当用户打开水龙头9使用热水时，自动锁闭阀门Ⅲ(3)打开，从而保证热水供应。
当用户调节真空保温水箱控制面板8中水位调节键13的上调键+，以便调节水位升高时，燃气热水器会补充热水进真空保温水箱，且水位变化通过水位显示屏显示。当用户调节真空保温水箱控制面板中水温调节键14的上调键△或下调键▽时，考虑到热水在从燃气热水器到达真空保温水箱的过程中会有少量热量损耗，燃气热水器的出水温度可以比用户所设置的水温适当地高出1至2摄氏度，从而保证注入真空保温水箱内的热水温度与用户所设置的水温基本相同；相应地，真空保温水箱内的水温会在水温显示屏上显示。
由以上实施方式可见，当用户用少量热水，如洗手洗脸时，自动锁闭阀门Ⅲ(3)会打开，而当用户关闭水龙头时，该阀门又自动关闭，这样既大大缩短了用户等待热水的时间并减少了水资源的浪费，同时又避免了大量热水残存在水管中所导致的热量损耗，从而达到了节能的目的。
本发明中自动锁闭阀门的特点是不需要额外的控制键，检测到信号便自动打开或关闭，结构简单，反应速度快，并实现节能节水的目的。本发明可在较大程度上实现燃气热水器的节能节水，并缩短用户等待热水的时间，具有实际应用和推广价值。
Claims (4)
1.一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，包括燃气热水器(6)、阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)、Profibus现场总线(16)和出水龙头(9)，燃气热水器(6)经过热水管道与出水龙头(9)连接，阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)安装在燃气热水器(6)下方，其特征在于：所述燃气热水器(6)与出水龙头(9)之间还设有真空保温水箱(7)，在真空保温水箱(7)中安装中央处理单元，在真空保温水箱(7)的底部安装有自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)，且自动锁闭阀门Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)通过管道分别与燃气热水器(6)的热水出口、燃气热水器(6)的冷水入口、出水龙头(9)的热水入口连接，中央处理单元通过Profibus现场总线(16)并根据真空保温水箱(7)内水位或水温需求，自动地发送控制信号控制阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)的开、关，其中阀门Ⅳ(4)、Ⅴ(5)分别控制冷水和燃气注入燃气热水器(6)，决定燃气热水器(6)加入冷水和点火加热的时间，使输入真空保温水箱(7)内的水温保持恒定；在出水龙头(9)关闭时，自动锁闭阀门Ⅲ(3)切断与出水管的泄水，实现节能节水。
2.根据权利要求1所述的一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，其特征在于：所述的燃气热水器(6)安装在浴室外，真空保温水箱(7)安装在浴室内，中央处理单元包括水泵、水位传感器、水温传感器、整流电源装置及中央处理芯片，水位传感器每隔s秒自动检测真空保温水箱(7)内的水位高低，并将水位信息反馈给中央处理芯片，真空保温水箱(7)外壳上还设有控制面板(8)。
3.根据权利要求1所述的一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，其特征在于：所述的控制面板(8)上设有水温显示屏(10)、水位显示屏(11)、水位调节键(13)、水温调节键(14)和长时用水按钮(12)，水位调节键(13)设有m档水位；水位调节键(13)和水温调节键(14)用于设定真空保温水箱(7)内的水位和水温。
4.根据权利要求1所述的一种带有真空保温水箱的燃气热水器节能节水装置，其特征在于：所述的水温传感器与水温调节键(14)连接，自动地检测真空保温水箱(7)内的水温；若真空保温水箱(7)内的水温低于用户设定的最低水温时，自动锁闭阀门I(1)、Ⅱ(2)和阀门Ⅴ(5)打开，同时，真空保温水箱(7)内的水泵把其中的水注入燃气热水器(6)加热，加热后的水将再次注入到真空保温水箱(7)内。
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