CN104165461B - 一种燃气热水器及智能排水防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃气热水器，包括：控制器，热交换器，第一进水管，第二进水管，第一出水管，第二出水管，花洒，水流量传感器，温度传感器，排水管，以及四通换向阀；第一进水管的入水口与外部供水水管连接，第二进水管的出水口与热交换器进水口连接，第一出水管的进水口与热交换器出水口连接，第二出水管的出水口与花洒连接；第一进水管的出水口、第二进水管的进水口、第一出水管的出水口和第二出水管的进水口依次连接在四通换向阀的四个通道口上；水流量传感器设置在第一进水管上，排水管连接在第二出水管上，温度传感器设置在第二进水管上，控制器与温度传感器，水流量传感器，四通换向阀和截止阀信号连接。本发明还公开一种智能排水防冻方法。

Description

一种燃气热水器及智能排水防冻方法

技术领域

本发明涉及流体加热器技术领域，尤其涉及一种燃气热水器及智能排水防冻方法。

背景技术

燃气热水器在使用后，热交换器、进水管和出水管内通常会有余水，在冬季气温较低的情况下，余水易结冰造成管道胀裂。尤其在北方一些比较寒冷的地区，热交换器的冻裂较多，轻则需更换热交换器，严重者浸泡用户地板，给用户和厂家带来严重损失。

为防止管道受冻胀裂，目前一个最常用的方法是进行排水防冻，有手动和自动两种排水方式。手动排水操作起来比较麻烦，容易出现排水遗漏状况；自动排水通过传感器和控制器来实现，智能程度高。如一篇公开号为CN203432060U的中国专利揭示一种自动排水防冻的燃气热水器，其仅在进水管上通过三通阀连接一个排水管，排水后，热交换器、出水管内仍有一定的余水，排水效果并不理想。另一篇公开号为CN202442506U的中国专利揭示一种燃气热水器防冻装置，包括进水管、出水管、燃气管、冷凝器、热交换器，所述进水管的进口、出水管的出口两端各安装第一电磁阀、第二电磁阀，所述冷凝器的排水管分别与进水管、出水管一并连接排水，结构相对复杂。

此外，现有的这些自动排水防冻装置都只是进行自动排水，在余水排空后往往需要进行专门的复位操作，以保证燃气热水器在下次启动时能正常工作，控制方式复杂，使用不便。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种结构简单，控制方便，智能化程度高的燃气热水器。

本发明还提供一种基于上述燃气热水器的智能排水防冻方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种燃气热水器，其特征在于，包括：控制器，热交换器，第一进水管，第二进水管，第一出水管，第二出水管，花洒，水流量传感器，温度传感器，排水管，以及四通换向阀；

第一进水管的入水口与外部供水水管连接，第二进水管的出水口与热交换器进水口连接，第一出水管的进水口与热交换器出水口连接，第二出水管的出水口与花洒连接；第一进水管的出水口、第二进水管的进水口、第一出水管的出水口和第二出水管的进水口依次连接在四通换向阀的四个通道口上；

所述水流量传感器设置在第一进水管上，所述排水管连接在第二出水管上，所述温度传感器设置在第二进水管、热交换器、第一出水管中的一个或几个上，在排水管上还设有截止阀；

所述控制器与温度传感器，水流量传感器，四通换向阀和截止阀信号连接。

作为上述方案的进一步改进，所述四通换向阀包括：阀体和转动设置在阀体内的阀芯；所述阀体包括呈十字形排布的四个通道口，所述阀芯具有相互隔离的两个流道，每个流道与相邻的两个通道口导通。

作为上述方案的进一步改进，所述阀芯为实心圆柱体或实现球体，两个流道都为从阀芯侧壁贯入管出的弧形流道，且两个流道沿阀芯中心线对称；每个弧形流道对应的圆心角为90°。

作为上述方案的进一步改进，在热交换器的下方设有燃烧器。

作为上述方案的进一步改进，所述温度传感器为电阻式温度传感器或机械式温度探测器。

作为上述方案的进一步改进，所述截止阀为电动截止阀。

作为上述方案的进一步改进，所述四通换向阀采用两个三通阀代替。

作为上述方案的进一步改进，两个三通阀中的一个三通阀与第一进水管的出水口、第一出水管的出水口和第二出水管的进水口连接，两个三通阀中的另一个三通阀与第一进水管的出水口、第一出水管的出水口和第二进水管的进水口连接。

一种智能排水防冻方法，它利用上述燃气热水器来实现；

当温度传感器检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动四通换向阀换向，使第一出水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第二出水管的进水口与第一进水管的出水口连通，并开启截止阀进行排水；

当水流量传感器检测到有用水信号时，控制器驱动四通换向阀换向，使第一进水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第一出水管的出水口与第二出水管的进水口连通，外部供水经热交换器加热后从花洒流出供用户使用。

作为上述智能排水防冻方法的改进，采用两个三通阀代替四通换向阀，即，将不同三通阀的出水口对接，四个出水口两两为一组构成两个通道口，不同三通阀的进水口构成另外两个通道口；

安装时，两个三通阀的进水口分别与第一进水管的出水口和第一出水管的出水口连通，四个出水口两两为一组构成两个通道口分别于第二进水管的进水口和第二出水管的进水口连通；

工作时，当温度传感器检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一出水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第二出水管的进水口与第一进水管的出水口连通，并开启截止阀进行排水；

当水流量传感器检测到有用水信号时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一进水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第一出水管的出水口与第二出水管的进水口连通，外部供水井热交换器加热后从花洒流出供用户使用。

与现有技术相比，本发明提供的一种燃气热水器其有益效果是：

一、采用四通换向阀将燃气热水器的进水管和出水管连在一起，只需一个电机就能实现水路换向，结构简单可靠；便于在热交换器两端形成闭环，完成切断与进水的连接，达到排水目的。

二、进水、出水、花洒的闭环设计，当用户再次使用时，整机能监测到水流并做出相应操作。采用该方案，简单、巧妙、可靠且能达到较好技术效果，彻底解决人工复位方面的缺陷。

三、采用自动排水防冻方式，从根本上解决热交换器的冻裂问题，通过该方式零下五十度也能保证水箱安全；同时，温度传感器和水流量传感器的设置，使得无需人为关注天气情况而进行排水，排水后也不需人为恢复，能根据用户使用情况，自动切换到使用状态，具有可靠性高、操作简单等优点。

附图说明

图1所示为本发明提供的燃气热水器正常使用状态下的结构示意图；

图2所示为本发明提供的燃气热水器排水状态下的结构示意图；

图3所示为图1中四通换向阀的状态示意图；

图4所示为图2中四通换向阀的状态示意图。

附图标记说明：

1、热交换器，2、第一进水管，3、第二进水管，4、第一出水管，5、第二出水管，6、花洒，7、水流量传感器，8、温度传感器，9、排水管，10、四通换向阀，11、截止阀，12、燃烧器；101、阀体，102、阀芯。

具体实施方式

为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。

如图1所示，一种燃气热水器，包括：控制器，热交换器1，第一进水管2，第二进水管3，第一出水管4，第二出水管5，花洒6，水流量传感器7，温度传感器8，排水管9，以及四通换向阀10。

其中，第一进水管2的入水口与外部供水水管连接，第二进水管3的出水口与热交换器1进水口连接，第一出水管4的进水口与热交换器1出水口连接，第二出水管5的出水口与花洒6连接；第一进水管2的出水口、第二进水管3的进水口、第一出水管4的出水口和第二出水管5的进水口依次连接在四通换向阀10的四个通道口上。

所述水流量传感器7设置在第一进水管2上，所述排水管9连接在第二出水管5上，在排水管9上还设有截止阀11；所述温度传感器8设置在第二进水管3上；所述控制器与温度传感器8，水流量传感器7，四通换向阀和10截止阀11信号连接。

实际使用时，温度传感器8用来检测热交换器1内的水温，在其他实施方式中，温度传感器设置在热交换器1上或第一出水管4上，不限于本实施例。当温度传感器8检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动四通换向阀10换向，使第一出水管4的出水口与第二进水管3的进水口连通，使第二出水管5的进水口与第一进水管2的出水口连通，并开启截止阀11进行排水，如图2所示。当水流量传感器7检测到有用水信号时，控制器驱动四通换向阀10换向，使第一进水管2的出水口与第二进水管3的进水口连通，使第一出水管4的出水口与第二出水管5的进水口连通，外部供水经复位的四通换向阀10和热交换器1后从花洒6流出供用户使用，如图1所示。

如图3-图4所示，所述四通换向阀10包括：阀体101和转动设置在阀体101内的阀芯102。所述阀体101包括呈十字形排布的通道口A、通道口B、通道口C和通道口D，所述阀芯102为实心圆柱体，在阀芯102上设有相互隔离的两个流道，两个流道都为从实心圆柱体侧壁贯入管出的弧形流道，且两个流道沿阀芯中心线对称；每个弧形流道对应的圆心角为90°，每个流道与相邻的两个通道口导通。采用本实施例提供的四通阀结构，只需一个电机就能实现水路换向，简单可靠，使热交换器两端形成闭环，完成切断与进水的连接，达到排水目的；另一方面，进水、出水、花洒形成闭环，当用户再次使用时，整机能监测到水流并做出相应操作。采用该方案，简单、巧妙、可靠且能达到较好技术效果，彻底解决人工复位方面的缺陷。

本实施例提供的一种燃气热水器，其改进点主要在于排水防冻的管路设计和智能排水复位结构，而对燃气热水器本体的其他结构未做创新，热水器本体采用传统的燃气快速式热水器结构，即，在热交换器1下方设有燃烧器12。在其他实施方式中，热水器本体为强抽型或强吸型燃气热水器结构，不限于本实施例。

作为上述四通换向阀的一个变形设计，采用两个三通阀代替，将不同三通阀的出水口对接，四个出水口两两为一组构成两个通道口，不同三通阀的进水口构成另外两个通道口。采用两个三通阀代替本实施例的四通换向阀能取得同样的智能排水效果，但结构和控制都变得更为复杂。

安装时，两个三通阀的进水口分别与第一进水管的出水口和第一出水管的出水口连通，四个出水口两两为一组构成两个通道口分别于第二进水管的进水口和第二出水管的进水口连通。

工作中，当温度传感器检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一出水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第二出水管的进水口与第一进水管的出水口连通，并开启截止阀进行排水；当水流量传感器检测到有用水信号时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一进水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第一出水管的出水口与第二出水管的进水口连通，外部供水井热交换器加热后从花洒流出供用户使用。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：控制器，热交换器，第一进水管，第二进水管，第一出水管，第二出水管，花洒，水流量传感器，温度传感器，排水管，以及四通换向阀；

第一进水管的入水口与外部供水水管连接，第二进水管的出水口与热交换器进水口连接，第一出水管的进水口与热交换器出水口连接，第二出水管的出水口与花洒连接；第一进水管的出水口、第二进水管的进水口、第一出水管的出水口和第二出水管的进水口依次连接在四通换向阀的四个通道口上；

所述四通换向阀包括：阀体和转动设置在阀体内的阀芯；所述阀体包括呈十字形排布的四个通道口，所述阀芯具有相互隔离的两个流道，每个流道与相邻的两个通道口导通；

所述水流量传感器设置在第一进水管上，所述排水管连接在第二出水管上，所述温度传感器设置在第二进水管、热交换器、第一出水管中的一个或几个上，在排水管上还设有截止阀；

所述控制器与温度传感器，水流量传感器，四通换向阀和截止阀信号连接；

当温度传感器检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动四通换向阀换向，使第一出水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第二出水管的进水口与第一进水管的出水口连通，并开启截止阀进行排水；

当水流量传感器检测到有用水信号时，控制器驱动四通换向阀换向，使第一进水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第一出水管的出水口与第二出水管的进水口连通，外部供水经热交换器加热后从花洒流出供用户使用。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述阀芯为实心圆柱体或实心球体，两个流道都为从阀芯侧壁贯入管出的弧形流道，且两个流道沿阀芯中心线对称；每个弧形流道对应的圆心角为90°。

3.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，在热交换器的下方设有燃烧器。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述温度传感器为电阻式温度传感器或机械式温度探测器。

5.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述截止阀为电动截止阀。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述四通换向阀采用两个三通阀代替；工作时，当温度传感器检测到的温度低于设定温度时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一出水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第二出水管的进水口与第一进水管的出水口连通，并开启截止阀进行排水；

当水流量传感器检测到有用水信号时，控制器驱动两个三通阀换向，使第一进水管的出水口与第二进水管的进水口连通，使第一出水管的出水口与第二出水管的进水口连通，外部供水井热交换器加热后从花洒流出供用户使用。

7.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于，两个三通阀中的一个三通阀与第一进水管的出水口、第一出水管的出水口和第二出水管的进水口连接，两个三通阀中的另一个三通阀与第一进水管的出水口、第一出水管的出水口和第二进水管的进水口连接。

8.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于，将不同三通阀的出水口对接，四个出水口两两为一组构成两个通道口，不同三通阀的进水口构成另外两个通道口；

安装时，两个三通阀的进水口分别与第一进水管的出水口和第一出水管的出水口连通，四个出水口两两为一组构成两个通道口分别于第二进水管的进水口和第二出水管的进水口连通。