CN105737252A - 供热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种供热水系统。供热水系统(1)具备：设置在第一旁通通路(60)上的温度响应阀(61)；设置在第二旁通通路(30)上的限流孔(31)；设置在供水通路(11)与第二旁通通路(30)的连接部位下游一侧的供水通路(11)上的流量传感器(24)；设置在供水通路(11)与第二旁通通路(30)的连接部位下游一侧的供水通路(11)上的循环泵(33)；以及控制器(40)。控制器(40)控制执行以下循环加热运转：使循环泵(33)工作，并当流量传感器(24)的检测流量是规定流量以上时，使燃烧器燃烧，从而加热流通于循环回路(80)内的热水。

Description

供热水系统
技术领域
本发明涉及具有即时供热水功能的供热水系统。
背景技术
在现有技术中，被提案有一种通过以下方式构成的供热水系统(例如参照日本特开平8-121800(以下称专利文献1))。将用于实现即时供热水功能的供热水器和混合栓之间的热水的循环回路连通于出水通路和出热水通路，并设置有与混合栓旁通的旁通通路。所述出水通路是从向供热水器供应水的供水通路分支并与混合栓的供水侧连接口连接。
根据专利文献1中记载的供热水系统的构成，无需设置连接混合栓的热水侧连接口和供热水器的供水通路的专用回流通路。因此，能够实现简单施工的同时能够降低供热水系统的成本。
在专利文献1中记载的供热水系统中，在对混合栓进行旁通的旁通通路上设置止回阀和温度响应阀。所述止回阀用于阻止水从出水通路一侧流入出热水通路一侧，所述温度响应阀在旁通通路内的热水温度是规定温度以上时闭阀。
并且，专利文献1中记载的供热水系统执行下述循环加热运转：使循环泵工作，使得热水在由供水通路及出水通路、供热水器、出热水通路以及旁通通路构成的循环回路中循环，并通过燃烧器(burner)使燃烧器燃烧，对与供水通路及出热水通路连通的热交换器进行加热，由此加热循环回路中的热水。
在执行循环加热运转过程中，高温热水从供热水器流出时，温度响应阀闭阀，停止循环回路中热水的循环，从而抑制高温热水经由旁通通路流入出水通路一侧。并且，通过上述构成，当使用者打开混合栓时，能够实现防止流入出水通路一侧的高温热水从混合栓流出。
在专利文献1中记载的供热水系统中，在执行循环加热运转中，当高温热水从供热水器流向出热水通路时，设置在旁通通路上的温度响应阀关闭。然而，温度响应阀从开阀状态转移到闭阀状态需要一定时间。
因此，在高温热水从出热水通路开始流入旁通通路到温度响应阀成为闭阀状态为止的期间中，难以完全防止高温热水流入出水通路一侧。
所以，可以考虑在循环加热运转中限制流通于循环回路中的热水流量，从而减少在温度响应阀闭阀时流入出水通路的高温热水的量。然而，如果流通于循环回路的热水流量不足作为燃烧器的燃烧条件的规定流量，则由于燃烧器不会燃烧而无法执行循环加热运转。
发明内容
本发明是鉴于上述背景而作出的，目的在于提供一种在执行循环加热运转时，能够减少从旁通通路流入出水通路的高温热水的量并确保热水的循环是燃烧器燃烧的规定流量以上的供热水系统。
本发明的供热水系统具备供热水器，该供热水器具有燃烧器和由该燃烧器加热的热交换器，该供热水系统从该供热水器对混合栓进行即时供热水，该供热水系统的特征在于具备：
供水通路，连通上水道和所述热交换器的进口；
出热水通路，连通所述热交换器的出口和所述混合栓的热水侧连接口；
出水通路，与所述供水通路连接，并连通所述混合栓的供水侧连接口；
第一旁通通路，对所述混合栓进行旁通，连通所述出热水通路和所述出水通路；
温度响应阀，设置在所述第一旁通通路上，当所述第一旁通通路内的热水的温度是规定温度以上时，该温度响应阀关闭，从而封堵所述第一旁通通路；
第二旁通通路，连通所述供水通路的与所述出水通路的分支部位下游一侧的部位以及所述出热水通路的与所述第一旁通通路的连接部位上游一侧的部位；
旁通止回阀，设置在所述第二旁通通路，使热水能够从所述出热水通路一侧向所述供水通路一侧流通，同时使热水不能从所述供水通路一侧向所述出热水通路一侧流通；
流量限制部，设置在所述第二旁通通路，限制流通于所述第二旁通通路的热水的流量；
循环泵，设置在所述供水通路与所述第二旁通通路的连接部位下游一侧的所述供水通路上或者设置在所述出热水通路与所述第二旁通通路的连接部位上游一侧的所述出热水通路上，使循环回路内的热水循环，所述循环回路以至少包括所述供水通路、所述热交换器、所述出热水通路、所述第一旁通通路、所述第二旁通通路、所述出水通路及所述供水通路的方式构成；
流量检测部，用于检测流通于所述供水通路与所述第二旁通通路的连接部位下游一侧的所述供水通路内的热水的流量；以及，
控制部，执行下述循环加热运转：在使所述循环泵工作的同时，当所述流量检测部的检测流量是规定流量以上时，使所述燃烧器燃烧，从而加热流通于所述循环回路内的热水。
根据本发明，在执行所述循环加热运转时，所述供热水器供应到所述出热水通路的热水经由所述第一旁通通路及所述第二旁通通路在所述供水通路处合流。因此，通过调节流量的限制量，能够简单地减少流通于所述第一旁通通路一侧的热水的流量，所述流量的限制量由设置在所述第二旁通通路的所述流量限制部确定。因此，所述规定温度以上的热水从所述出热水通路流通于所述旁通通路，能够在直到所述温度响应阀关闭的期间内，减少从所述第一旁通通路流入所述出水通路的高温热水的量。
另外，由于所述流量检测部对流通于所述供水通路与所述第二旁通通路的连接部位下游一侧的所述供水通路内的热水的流量进行检测，在循环加热运转时，能够由所述流量检测部检测出流通于所述第一旁通通路内的热水和流通于所述第二旁通通路内的热水的总计流量。所以，能够在减少所述第一旁通通路内的热水的流量的同时，将所述流量检测部检测到的检测流量维持在燃烧器能够燃烧的所述规定流量以上。
另外，本发明的供热水系统特征在于还具备水泵旁通通路和水泵止回阀，所述水泵旁通通路连通所述循环泵的进水口和出水口，所述水泵止回阀设置在所述水泵旁通通路，使热水能够从所述水泵的进水口一侧向所述出水口一侧流通，同时使热水不能从所述水泵的出水口一侧向进水口一侧流通，
在所述循环加热运转停止使得所述循环泵的工作停止时，所述控制部执行下述供热水运转：当所述流量检测部检测到的检测流量是规定流量以上时，使所述燃烧器燃烧，通过所述供热水器加热从所述上水道向所述供水通路供应水，并经由所述出热水通路供应到所述混合栓。
根据该构成，在所述循环加热运转停止中打开所述混合栓，从所述上水道向所述供水通路供应水，由所述控制部控制执行所述供热水运转时，供应到所述供水通路的水能够经由所述水泵旁通通路一侧，从所述热交换器向所述出热水通路流通，而不会经由所述循环泵。因此，通过所述循环泵的流动阻力，能够避免供应到所述出热水栓的热水流量的减少。
附图说明
图1是本实施方式的供热水系统的构成图。
图2是即时供热水模式的处理流程图。
符号说明
1供热水系统
2上水道
10供热水器
11供水器
12出热水通路
13出水通路
20燃烧室
21热交换器
22燃烧器
24流量传感器(流量检测部)
25供水温度传感器
26出热水温度传感器
30第二旁通通路
31限流孔(流量限制部)
32旁通止回阀
33循环泵
34水泵旁通通路
35水泵止回阀
40控制器(控制部)
50混合栓
60第一旁通通路
61温度响应阀
具体实施方式
参照图1和图2说明本发明的供热水系统。
参照图1，本实施方式的供热水系统1具备：供热水器10；与上水道2连接并向供热水器10供应水的供水通路11；与供水通路11连接并与混合栓50的供水侧连接口50a连通的出水通路13；与混合栓50的热水侧连接口50b连通并从供热水器10供应热水的出热水通路12；对混合栓50进行旁通并在混合栓50附近连通出水通路13和出热水通路12的第一旁通通路60；以及设置在第一旁通通路60上的温度响应阀61，该温度响应阀61在第一旁通通路60内的热水的温度达到规定温度(例如是37度)时关闭，从而封堵第一旁通通路60。
另外，温度响应阀61内藏止回阀。止回阀使热水能够从出热水通路12一侧向供水通路11一侧流通，同时使热水不能从供水通路11一侧向出热水通路12流通。
供热水器10具备热交换器21、燃烧器22(燃气燃烧器、石油燃烧器等)、供热水旁通通路23以及第二旁通通路30。热交换器21配置在燃烧室20内，热交换器21的进口21a与供水通路11连接，出口21b与出热水通路12连接。燃烧器22配置在燃烧室20内的热交换器21的下方，对热交换器21进行加热。供热水旁通通路23与热交换器21旁通设置，连通供水通路11和出热水通路12。第二旁通通路30连通供水通路11的部位Y和出热水通路12的部位U，所述供水通路11的部位Y是供水通路11与第二出水通路13的分支部位X下游一侧的位置，所述出热水通路12的部位U是出热水通路12与第一旁通通道60的分支部位Z的上游一侧的位置。
供水通路11上设置循环泵33、流量传感器24(相当于本发明的流量检测部)和供水温度传感器25。循环泵33使循环回路80内的热水循环，循环回路80由热交换器21、供热水旁通通路23、出热水通路12、第一旁通通路60、第二旁通通路30及出水通路13构成。流量传感器24检测供水通路11与第二旁通通路30的连接部位下游一侧的供水通路内流通的热水的流量。供水温度传感器25检测从供水通路11供应到热交换器21的热水的温度。
循环泵33如箭头所示从出热水通路12经由第二旁通通路30吸入热水，同时从出热水通路12经由第一旁通通路60及出水通路13吸入热水，并从供水通路11将吸入的热水送向热交换器21及供热水旁通通路23。由此，热水在以下路径中循环：循环泵33→供水通路11→热交换器21、供热水旁通通路23→出热水通路12→第一旁通通路60、第二旁通通路30→循环泵33。
出热水通路12上设置出热水温度传感器26。出热水温度传感器26检测流通于出热水通路12的与供热水旁通通路23的连接部位下游一侧的热水的温度。第二旁通通路30上设置限流孔(orifice)31和旁通止回阀32。限流孔31用于限制流通于第二旁通通路30的热水的流量。旁通止回阀32使热水能够从出热水通路12一侧向供水通路11一侧流通，同时使热水不能从供水通路11一侧向出热水通路12一侧流通。
另外，供热水器10具备水泵旁通通路34。水泵旁通通路34与循环泵33旁通设置，连通供水通路11。水泵旁通通路34上设置水泵止回阀35。水泵止回阀35使热水能够从循环泵33的进水口一侧流向出水口一侧，同时使热水不能从循环泵33的出水口一侧流向进水口一侧。
而且，供热水器10具备控制供热水系统1的整体工作的控制器40(包括本发明的控制部的功能)。控制器40上连接有用于远程操控供热水器10的遥控器41。
控制器40是由未图示的CPU、存储体(memory)、各种界面电路等构成的电路单元，通过由CPU执行保存在存储体中的供热水系统1的控制用程序，起到控制供热水系统1工作的功能。
供水温度传感器25及出热水温度传感器26的温度检测信号、流量传感器24的流量检测信号以及遥控器41的操控信号被输入到控制器40中。并且，根据控制器40输出的控制信号，控制燃烧器22、循环泵33及遥控器41的显示部等的工作。
使用者通过操作遥控器41，能够设定及解除即时供热水模式。供热水系统1的控制器40对流量传感器24的检测流量实施监视。并且，当流量传感器24的检测流量是工作流量(例如，2.7升/分钟，相当于本发明的规定流量)以上时，控制器40基于流量传感器24的检测流量、供水温度传感器25的检测温度以及出热水温度传感器26的检测温度，执行调节燃烧器22的燃烧量的供热水运转，使得从出热水通路12向混合栓50供应供热水设定温度(通过遥控器41设定)的热水。
另外，由供水温度传感器25检测的供应到供水通路11的热水的温度是供热水设定温度+α度以上时，控制器40将燃烧器22的燃烧量设定为零(燃烧停止状态)。
在执行供热水运转时(循环泵33处于OFF状态)，由上水道2供应到供水通路11的水流通于流动阻力较低的水泵旁通通路34一侧，而不是流通于流动阻力较高的循环泵33一侧。因此，能够避免供应到出热水通路12的热水的流量减少。
另外，当设定成即时供热水模式时，控制器40对循环回路80内的热水实施保温，在混合栓50开栓后，执行迅速向混合栓50供应热水的处理。
以下，按照图2所示的流程图说明在即时供热水模式中由控制器40执行的处理。
在图2的步骤(STEP)1中，控制器40控制使循环泵33工作并使燃烧器22燃烧，开始循环加热运转，加热循环回路80内的热水。控制器40按照下表1，根据循环回路80的长度(配管长度)以及有无在循环回路80上装设隔热材来确定循环泵33的ON期间(使循环泵33处于ON(工作)的期间)和OFF期间(使循环泵33处于OFF(停止)的期间)。
(表1)
水泵ON期间 水泵OFF期间
配管长度：短 8分钟 －
配管长度：长 16分钟 －
隔热材：未配设 － 4分钟
隔热材：配设 － 8分钟
然后，控制器40依次反复交替水泵ON期间和水泵OFF期间，在水泵ON期间，当出热水温度传感器26的检测温度成为规定保温温度－α以下的温度时，使燃烧器22燃烧，加热循环回路80内的热水；当出热水温度传感器26的检测温度成为保温温度+α以上的温度时，使燃烧器22灭火。这时，控制器40以流量传感器24的检测流量是工作流量(相当于本发明的规定流量)以上为条件，使燃烧器22燃烧。
在接着的步骤(STEP)2中，控制器40判断是否处于水泵ON期间。当判断处于水泵ON期间时，前进至步骤(STEP)3，使循环泵33工作(ON)，并前进至步骤(STEP)4。另一方面，当判断处于水泵OFF期间时(处于水泵OFF期间时)，分支到步骤(STEP)10，控制器40停止(OFF)循环泵33，并返回到步骤(STEP)2。
在步骤(STEP)4中，控制器40判断流量传感器24的检测流量是否是基准流量+β的流量以上。这里，基准流量基于下述估算值例如设定为9升/分钟。所述估算值是指温度响应阀61在闭阀的状态下使循环泵33工作时，流通于供水通路11中热水的流量的估算值。
另外，β是下述差的估算值，例如设定成3升/分钟。该差是指在温度响应阀61开阀的状态下使循环泵33工作时流通于供水通路11的热水的流量与在温度响应阀61闭阀的状态下使循环泵33工作时流通于供水通路11的热水的流量的差。
在步骤(STEP)4中，当流量传感器24的检测流量是基准流量+β以上时(能够判断混合栓50被开栓时)，分支到步骤(STEP)20，控制器40停止循环泵33，执行供热水运转。
在接着的步骤(STEP)21中，当流量传感器24的检测流量成为不足工作流量的流量时(能够判断混合栓50被闭栓时)，返回至步骤(STEP)1，控制器40结束供热水运转，再次开启循环加热运转。
另外，在步骤(STEP4)中，当流量传感器24的检测流量不足工作流量+β时，前进至步骤(STEP)5中，控制器40判断循环泵33是否持续工作规定时间(对直到流通于循环回路80中的热水的流量形成稳定所需的时间进行估算而设定的时间)以上。并且，当循环泵33持续工作规定时间以上，前进至步骤(STEP)6，而当循环泵33没有持续工作规定时间以上时，返回到步骤(STEP)2。
在步骤(STEP)6中，控制器40测量流量传感器24的检测流量。这里，基准流量数值(初始值为9升/分钟)的数据存储在存储体中。在接着的步骤(STEP)7中，控制器40基于在步骤6中测量到的检测流量，按照下式(1)修正(更新)基准流量，返回到步骤2。
{Qs-Qb(t)}×0.1+Qb(t)→Qb(t+1)(1)
其中，Qs是步骤6中的检测流量，Qb(t)是存储在存储体中的基准流量的当前值，Qb(t+1)是修正后的基准流量。
控制器40将通过上式(1)计算出的基准流量Qb(t+1)作为新的基准流量存储到存储体中，基准流量由此被更新。
在循环回路80中，从热交换器21及供热水旁通通路23流到出热水通路12的热水分流到第一旁通通路60及第二旁通通路30，因此能够减少流入第一旁通通路60的热水的流量，在直到温度响应阀61闭阀为止的期间，能够减少从第一旁通通路60流入出水通路13的规定温度以上的高温热水的量。
并且，由此能够抑制在使用者打开混合栓50后从出水通路13供应到混合栓50的高温热水的量，从而能够防止让使用者感受到热度。
另外，流通于第一旁通通路60的热水的流量根据流通于第二旁通通路30的热水的流量产生增减，因此通过利用限流孔31调节限制流量，在使循环泵33工作时，能够简单地设定流通于第一旁通通路60的热水的流量。
此外，流量传感器24设置在供水通路11的与第二旁通通路30的连接部分的下游一侧，因此能够检测流通于第一旁通通路60的热水和流通于第二旁通通路30的热水的总计流量。所以，即使在循环泵33工作中减少流通于第一旁通通路60的热水的流量，流量传感器24的检测流量也能够被维持在燃烧器22的燃烧条件的工作流量以上。
另外，在本实施方式中，如图1所示具备与循环泵33旁通设置的连通供水通路11的水泵旁通通路34及水泵止回阀35。但是，即使在不具备水泵旁通通路34和水泵止回阀35的情况下，也能够获得本发明的效果。
另外，在本实施方式中，虽然是在供水通路11上设置了循环泵33，但是也可以将该循环泵33设置在出热水通路12的与供热水旁通通路23的连接部位和出热水通路12的与第二旁通通路30的连接部位之间。

Claims (2)

1.一种供热水系统，其具备供热水器，该供热水器具有燃烧器和通过该燃烧器加热的热交换器，该供热水系统从该供热水器对混合栓进行即时供热水，该供热水系统的特征在于，具备：
供水通路，其连通上水道和所述热交换器的进口；
出热水通路，其连通所述热交换器的出口和所述混合栓的热水侧连接口；
出水通路，其与所述供水通路连接，并连通所述混合栓的供水侧连接口；
第一旁通通路，其对所述混合栓进行旁通，连通所述出热水通路和所述出水通路；
温度响应阀，其设置在所述第一旁通通路上，当所述第一旁通通路内的热水的温度是规定温度以上时，该温度响应阀关闭，从而封堵所述第一旁通通路；
第二旁通通路，其连通所述供水通路的与所述出水通路分支的分支部位下游一侧的部位以及所述出热水通路的与所述第一旁通通路连接的连接部位上游一侧的部位；
旁通止回阀，其设置在所述第二旁通通路，使热水能够从所述出热水通路一侧向所述供水通路一侧流通，同时使热水不能从所述供水通路一侧向所述出热水通路一侧流通；
流量限制部，其设置在所述第二旁通通路，限制流通于所述第二旁通通路的热水的流量；
循环泵，其设置在所述供水通路与所述第二旁通通路的连接部位下游一侧的所述供水通路上或者设置在所述出热水通路与所述第二旁通通路的连接部位上游一侧的所述出热水通路上，使循环回路内的热水循环，所述循环回路以至少包括所述供水通路、所述热交换器、所述出热水通路、所述第一旁通通路、所述第二旁通通路、所述出水通路及所述供水通路的方式构成；
流量检测部，其用于检测流通于所述供水通路与所述第二旁通通路的连接部位下游一侧的所述供水通路内的热水的流量；以及，
控制部，其执行下述循环加热运转：在使所述循环泵工作的同时，当所述流量检测部的检测流量是规定流量以上时，使所述燃烧器燃烧，从而加热流通于所述循环回路内的热水。
2.根据权利要求1所述的供热水系统，其特征在于，
该供热水系统还具备水泵旁通通路和水泵止回阀，所述水泵旁通通路连通所述循环泵的进水口和出水口，所述水泵止回阀设置在所述水泵旁通通路，使热水能够从所述水泵的进水口一侧向所述出水口一侧流通，同时使热水不能从所述水泵的出水口一侧向进水口一侧流通，
在所述循环加热运转停止而使得所述循环泵的工作停止时，所述控制部执行下述供热水运转：当所述流量检测部的检测流量是规定流量以上时，使所述燃烧器燃烧，通过所述供热水器加热从所述上水道向所述供水通路供应的水，并经由所述出热水通路供应到所述混合栓。
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