CN105823223A - 一种智能循环泵、智能热水循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种智能循环泵及智能热水循环系统。所述智能循环泵包括泵、控制面板、控制器、进水口、出水口，所述控制面板、第一传感器、第二传感器、流量计均与控制器通信连接，所述控制面板用于接受用户对循环泵的参数设置并显示相关设置。智能热水循环系统包括智能循环泵、设置有进水口与出水口的热水器、至少一个设置有热水端与冷水端的水龙头、凉水管、第一热水管、第二热水管、热交换管、回水管、第一传感器、第二传感器、流量计、单向阀。本发明改进了现有家庭水资源使用情况的弊端，对现有水循环管路进行了改造，采用智能智能循环泵，充分满足了日常需要，使得用户能随心所欲的使用热水或冷水，避免造成能源浪费。
Description
技术领域
本发明属于热水循环技术领域，尤其涉及一种智能循环泵、智能热水循环系统。
背景技术
家庭使用热水时，打开龙头到流出热水的时间约为60-180秒，用水点距离热源距离越远等待时间越长。在使用热水过程中如关闭龙头，再打开时水已经变凉，还需等待相应时间才能正常使用热水。星级酒店采用的是24小时热水循环，每个龙头随时打开流出的就是热水。家庭不可能24小时循环热水，因能源消耗太大，使用成本太高。
目前市场销售使用的家用热水循环泵，由循环泵、电脑控制板、设置在热水器进水口处的温度传感器、设置在循环泵进水口处的流量计（见图1），但智能化程度不高，但存在以下问题：
（1）“定时”无恒温功能。
现有设备有定时功能，但设备不能有效监控热水器进热水管的水温，控制板不能有效控制循环泵的启停，在设定时间段内不能保证水温控制在设定的范围；
（2）“定时”无星期选择功能。
现有设备定时时间设置功能，但没有星期选择，普通家庭的工作日与休息日作息时间是有不同的。
（3）无“定时”不启动功能。
设置的定时在家里长时间无人时也持续启动，产生不必要的能源消耗。
（4）无随机时间段温度恒定功能。
使用热水过程中不能关闭龙头，如关闭龙头间隔一定时间后再开启，热水管中的水热传导后又变凉了，又得开启龙头放水等待一段时间；
（5）无启动终止功能。
定时启动不能提前终止，产生不必要的能源消耗。
（6）使用冷水时循环泵或热水器也会出现启动的情况。
在热水管和冷水管间连接安装单向阀，有时出现开启冷水龙头时，冷水经过循环泵、热水器、单向阀流出，出现使用冷水时循环泵和热水器也启动的情况。
（7）部分用水点使用热水还需等待。
循环管路未到达每个用水点,部分用水点打开热水龙头时,需先将龙头至循环管路之间的凉水放出后才能是热水。
（8）热水管路未保温，降温较快。
热水管路未保温，降温较快。定时启动和沐浴模式时间段，循环泵启动间隔时间短，启动频次高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种智能循环泵，包括控制面板、控制器、进水口、出水口、泵，所述控制面板与控制器通信连接。
所述控制面板用于接受用户对循环泵的参数设置并显示相关设置。
所述控制器包括进水温差设置单元、出水温度设置单元、水龙头打开时间设置单元、启动流量设置单元、水龙头操作控制单元、启动延时设置单元、定时设置单元、沐浴模式开启及终止单元、沐浴时长设置单元；
进水温差设置单元用于设置循环泵启动时与停止运行时的进水温差值；
出水温度设置单元用于设置在定时设定单元所设定时段及沐浴时段时间内热水器热水管处的最低水温值。
水龙头打开时间设置单元用于设置为启动循环泵而打开水龙头热水端的最长持续时间值。
启动流量设置单元用于设置循环泵启动时的最低水流量值；
水龙头操作控制单元用于判断热水龙头热水端打开的持续时间及打开时的水流量值；当热水龙头打开持续时间小于或者等于水龙头打开时间设置单元的设置值，且水流量不低于循环泵启动的最低水流量值时，循环泵启动，反之则不启动，且出水管温度大于出水温度设定值时，龙头控制不能启动循环泵；
启动延时设置单元用于用户设置循环泵持续工作的最长时间；
定时设置单元用于用户设置循环泵定时启动及停止的时间段；
沐浴模式开启及终止单元用于开启及终止沐浴模式；
沐浴时长设置单元用于设置沐浴模式保持时间。
进一步的，所述控制器还包括不启动条件单元、自动取消及恢复单元；所述不启动条件单元用于设置定时启动前的水流信号探测时间段，所述自动取消及恢复单元用于判断最近一次定时启动前的水流信号探测时间段内系统有没有检测到水流信号，如无则该次定时启动取消，且后续的定时启动均自动中止，直至接收到水流信号后自动恢复当前时间点及其以后的定时启动。
进一步的，所述控制器还包括星期设置单元，用于用户将定时设置单元所设置的各个时段对应到各个星期日期。
进一步的，所述控制器还包括定时状态设置单元，用于用户设置欲指定循环泵工作状态的定时时段及各定时时段对应的循环泵工作状态,循环泵的工作状态分为启用状态和禁用状态。
使用上述智能循环泵的智能热水循环系统包括智能循环泵、设置有进水口与出水口的热水器、至少一个设置有热水端与冷水端的水龙头、凉水管、第一热水管、第二热水管、热交换管、回水管、单向阀；所述智能循环泵设置进水口、出水口；凉水管具有两个分支，其中一个分支接智能循环泵的进水口，另一个分支设置若干个分别连接到各个水龙头冷水端的子分支；第一热水管起始端连接到热水器的出水口，末端连接到热交换管的一端；第二热水管一端连接到热交换管的另一端，管体沿着水流路径顺次连接到各个水龙头的热水端，末端连接到回水管一端；所述回水管的另一端通过指向凉水管的单向阀连接到智能循环泵进水口处的凉水管；所述热水器与智能循环泵及两者之间的连接管路、凉水管、第一热水管、第二热水管、回水管、热交换管、单向阀、各个水龙头组成闭合管路；
所述热水器用于在智能循环泵启动时，接收到水流信号后点火燃烧，并具有设置面板供用户设置热水器控制水温；
所述智能循环泵用于利用回水管将第一热水管、第二热水管、回水管、热交换管内的凉水抽回，并将加热的热水送回至第一热水管，进而到达每个用水点，从而实现第一热水管、第二热水管、回水管、热交换管的水内部循环；
所述单向阀用于防止凉水管的水流到回水管。
进一步的，第一热水管、第二热水管、回水管使用成品保温管或者是包裹有保温隔热材料的水管。
进一步的，还包括遥控器，所述控制器及遥控器均设置有无线收发模块，遥控器能够向控制器发送定时取消命令和/或定时终止命令和/或沐浴启动命令和/或沐浴终止命令；所述定时取消命令用于取消最近一次定时启动，所述定时终止命令用于终止定时设置单元所设置的当前定时时段，所述沐浴启动命令用于启动沐浴模式，所述沐浴终止命令用于在沐浴模式时间段内终止沐浴模式。
进一步的，所述单向阀安装一个螺钉，该螺钉能够通过进退来压缩或者释放阀体内的弹簧，以调节单向阀的开启力度。
进一步的，所述热交换管为包含直段与折弯段的金属管。
进一步的，热交换管外部设置有保温隔热材料。
本发明的有益效果为：
1.改进了现有家庭水资源使用情况的弊端，对现有水循环管路进行了改造，采用智能智能循环泵，充分满足了日常需要，使得用户能随心所欲的使用热水或冷水，避免造成能源浪费。
2.降低定时启动和沐浴时间段内智能循环泵启动频次，达到节约能源的目的。采取管路保温措施后，循环泵启动间隔时间延长，启动频次降低，达到节约能源的目的。
3.让循环管路到达每一个用水点，确保循环后每个热水龙头打开即是热水。
附图说明
图1为本系统的结构示意图。
图2为本系统的结构示意图。
图中，1.热水器，2.智能循环泵，3.水龙头，4.流量计，5.第一热水管，6.回水管，7.第一传感器，8.第二传感器，9.凉水管，10.单向阀，11.热交换管，12，第二热水管。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述智能热水循环系统包括智能循环泵2、设置有进水口与出水口的热水器1、至少一个设置有热水端与冷水端的水龙头3、凉水管9、第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、第一传感器7、第二传感器8、流量计4、单向阀10，所述智能循环泵2包括泵、控制面板、控制器、进水口、出水口，所述控制面板、第一传感器7、第二传感器8、流量计4均与控制器通信连接。
凉水管9具有两个分支，其中一个分支接智能循环泵2的进水口，另一个分支设置多个分别连接到各个水龙头3冷水端的子分支；智能循环泵2出水口与热水器1的进水口之间的管路设置有第一传感器7；第一热水管5起始端连接到热水器1的出水口，末端连接到热交换管11的一端；第二热水管12一端连接到热交换管11的另一端，管体沿着水流路径顺次连接到各个水龙头3的热水端，末端连接到回水管6一端，所述第二传感器位于热水管的起始端；所述回水管6的另一端通过指向凉水管9的单向阀10连接到智能循环泵2进水口处的凉水管9，且连接点与智能循环泵2进水口之间的凉水管9上设置有流量计4。所述热水器1与智能循环泵2及两者之间的连接管路、凉水管9、第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、回水管6、单向阀10、各个水龙头3组成闭合管路。
在智能循环泵2启动时,第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、回水管6内的水内部循环,热水器1接收到水流信号点火燃烧，并具有设置面板供用户设置热水器1控制水温。
所述单向阀10用于防止用户使用热水时冷水经回水管6流出，同时防止用户使用冷水时，冷水经智能循环泵2、热水器1单向阀10流出，出现智能循环泵2和热水器1也启动的情况。单向阀10的开启力度可以调节，调节的原理是：安装一个螺钉，该螺钉可以通过进退来压缩或者释放阀体内的弹簧，调节单向阀10的开启力度。
所述热交换管11是一种由热传导性好的金属材料（如铜、铝等）制成管路（含直段和折弯段），其设置的目的是为了延长管路路径，让水成分与金属管接触，使得热水器1启动后刚出来的温度较低的水能在较热的热交换管11里获得足够的热量。优选的，热交换管11外部设置有保温隔热材料。
下面对智能循环泵2进行详细说明
所述智能循环泵2用于第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、回水管6里水的内部循环。利用回水管6将第二热水管12内的凉水抽回，并将加热的热水送回至第一热水管5，进而到达每个用水点。但当打开水龙头3时（冷水或热水）管路不再循环，启动的智能循环泵2仅可起到增压作用。
所述控制面板用于接受用户对智能循环泵2的参数设置并显示相关设置。所述参数设置对应于控制器里各个单元的参数设置。
所述控制器包括进水温差设置单元、出水温度设置单元、水龙头3打开时间设置单元、启动流量设置单元、水龙头3操作控制单元、启动延时设置单元、定时设置单元、沐浴模式开启及终止单元、沐浴时长设置单元、不启动条件单元、自动取消及恢复单元、星期设置单元、定时状态设置单元。下面分别予以介绍。
进水温差设置单元用于设置智能循环泵2启动时与停止运行时的进水温差值；当达到进水温差值时，智能循环泵2停止启动。根据路热水循环原理，本实施例中进水温差值的范围为在0℃-60℃，当然并不限于此。
出水温度设置单元用于设置在定时设定单元所设定时段沐浴时段时间内，热水器1热水管5处的最低水温值；在设置的定时启动或沐浴时间段内，当热水管5处温度传感器监测到的温度低于出水温度时，智能循环泵2启动热水器1点火燃烧。当出水温度低于设定温度但同时有水流信号时，循环泵不启动，本实施例中最低出水水温值的范围为0℃-65℃，当然并不限于此。
水龙头3打开时间设置单元用于设置为打开水龙头3热水端启动智能循环泵2的最长持续时间值，即流量计4接收到的水流信号最长持续时间长度，本实施例中该时间的设置范围为0.0-10.0s，当然并不限于此。举例，用户设置时间为2.0s，水龙头3热水端打开不超过2秒时智能循环泵2启动。如打开时间超过两秒则智能循环泵2不启动。如设置时间为0.0s时，可视为取消龙头启动智能循环泵2功能，无论怎么开启龙头智能循环泵2均不启动。
启动流量设置单元用于用户设置水龙头3开启时引起智能循环泵2启动的最低水流量，水流量的检测利用的是流量计4。当水流量低于最低水流量时，智能循环泵2不启动。大于等于最低水流量时智能循环泵2启动。本实施例设置最低水流量的范围为0.0-20.0L。当然并不限于此。举例，用户设置时间为2.L，水龙头3打开时流量不低于2L时智能循环泵2启动，低于2L时智能循环泵2不启动。如设置为龙头开启流量不可能实现的20L时，可视为取消龙头控制智能循环泵2功能。
水龙头3操作控制单元用于判断热水龙头3热水端打开的持续时间及打开时的水流量值；当热水龙头3打开持续时间小于或者等于水龙头3打开时间设置单元的设置值，且水流量不低于智能循环泵2启动的最低水流量值时，智能循环泵2启动，反之则不启动。当监测到的出水管水温大于设定出水温度时,龙头控制不能启动循环泵。
启动延时设置单元用于用户设置智能循环泵2持续工作的最长时间。本实施例中的设置范围为00:00-60:00min。
定时设置单元用于用户设置每天智能循环泵2定时启动及停止的时间段。优选的，每天可设置多个时间段，如07：00-07:30；08：00-08:30；20:30-21:30。
沐浴模式开启及终止单元用于开启及终止沐浴模式。沐浴模式下，智能循环泵2工作以保持沐浴时段的水温控制在设置的出水温度和设置的热水器1控制温度之间。所述热水器1控制温度为用户在热水器1上设置的最高出水温度。
沐浴时长设置单元用于设置沐浴模式保持时间，设置范围为00:00-90:00min之间，如10分钟。
优选的，不启动条件单元、自动取消及恢复单元；所述不启动条件单元用于设置定时启动前的水流信号探测时间段，所述自动取消及恢复单元用于判断最近一次定时启动前的水流信号探测时间段内系统有没有检测到水流信号，如无则该次定时启动取消，且后续的定时启动均自动中止，直至接收到水流信号后自动恢复当前时间点及其以后的定时启动。一般而言，水流信号探测时间段可为0至24小时。设置这两个单元的原因是家里无人时，如果到达预先设置的定时启动时间，由于之间的水流信号探测时间段（如六个小时）内并没有产生水流信号，系统自动判断家里无人，则取消该次的定时启动，智能循环泵2不启动，避免能源浪费。
优选的，还设置有星期设置单元，用于用户将定时设置单元所设置的各个时段对应到各个星期日期。如用户周一到周五使用热水时间为07:00-08：00，周六周日使用热水为09：00-10:00，则可利用定时设置单元设置了07:00-08：00、09：00-10:00；两个启用状态定时时段，并分别对应到到周一至周五、周六到周日。
所述定时取消命令用于取消定时设置单元所设置的最近一次定时启动，所述定时终止命令用于终止定时设置单元所设置的当前定时时段，所述沐浴启动命令用于启动沐浴模式，所述沐浴终止命令用于在沐浴模式时间段内终止沐浴模式。
优选的，还设置有定时状态设置单元，用于用户设置欲指定智能循环泵2的工作状态的定时时段及各定时时段对应的智能循环泵2工作状态。智能循环泵2的工作状态分为启用状态和禁用状态。启用状态下，在设置的定时时间段内，当出水温度低于设置出水温度时智能循环泵2启动，智能循环泵2启动时间达到启动延时时间或进水温差达到设置值时智能循环泵2停止，使热水管5中的水温控制在设置的温度范围（设置的出水温度和设置的热水器1控制温度之间）。在禁用状态下，定时设置单元设置的定时不启动，但其他操作可正常执行。
优选的，为降低管路的温度传导速度，对第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、回水管6管体也采取保温隔热措施，避免热量的散失。第一热水管5、热交换管11、第二热水管12、回水管6可使用成品保温管或者是包裹有保温隔热材料的水管。保温隔热材料可以为橡塑等泡沫软管、聚氨酯泡沫、保温油漆、保温砂浆、铝箔纸、岩棉布等。
优选的，本发明所述系统还具有无线遥控智能循环泵2的功能。为实现本功能，本系统设置有遥控器，所述控制器及遥控器均设置有无线收发模块（一般为远程无线收发模块），遥控器可以向控制器发送命令。所述命令包括定时取消命令和/或定时终止命令和/或沐浴启动命令和/或沐浴终止命令。所述定时取消命令用于取消最近一次定时启动，所述定时终止命令用于终止定时设置单元所设置的当前定时时段，所述沐浴启动命令用于启动沐浴模式，所述沐浴终止命令用于在沐浴模式时间段内终止沐浴模式。
Claims (10)
1.一种智能循环泵，其特征在于，包括控制面板、控制器、进水口、出水口、泵，所述控制面板与控制器通信连接；
所述控制面板用于接受用户对循环泵的参数设置并显示相关设置；
所述控制器包括进水温差设置单元、出水温度设置单元、水龙头打开时间设置单元、启动流量设置单元、水龙头操作控制单元、启动延时设置单元、定时设置单元、沐浴模式开启及终止单元、沐浴时长设置单元；
进水温差设置单元用于设置循环泵启动时与停止运行时的进水温差值；
出水温度设置单元用于设置在定时设定单元所设定时段及沐浴时段时间内热水器热水管处的最低水温值；
水龙头打开时间设置单元用于设置为启动循环泵而打开水龙头热水端的最长持续时间值；
启动流量设置单元用于设置循环泵启动时的最低水流量值；
水龙头操作控制单元用于判断热水龙头热水端打开的持续时间及打开时的水流量值；当热水龙头打开持续时间小于或者等于水龙头打开时间设置单元的设置值，且水流量不低于循环泵启动的最低水流量值时，循环泵启动，反之则不启动，且出水管温度大于出水温度设定值时，龙头控制不能启动循环泵；
启动延时设置单元用于用户设置循环泵持续工作的最长时间；
定时设置单元用于用户设置循环泵定时启动及停止的时间段；
沐浴模式开启及终止单元用于开启及终止沐浴模式；
沐浴时长设置单元用于设置沐浴模式保持时间。
2.如权利要求1所述的智能循环泵，其特征在于，所述控制器还包括不启动条件单元、自动取消及恢复单元；所述不启动条件单元用于设置定时启动前的水流信号探测时间段，所述自动取消及恢复单元用于判断最近一次定时启动前的水流信号探测时间段内系统有没有检测到水流信号，如无则该次定时启动取消，且后续的定时启动均自动中止，直至接收到水流信号后自动恢复当前时间点及其以后的定时启动。
3.如权利要求1所述的智能循环泵，其特征在于，所述控制器还包括星期设置单元，用于用户将定时设置单元所设置的各个时段对应到各个星期日期。
4.如权利要求1所述的智能循环泵，其特征在于，所述控制器还包括定时状态设置单元，用于用户设置欲指定循环泵工作状态的定时时段及各定时时段对应的循环泵工作状态,循环泵的工作状态分为启用状态和禁用状态。
5.一种使用如权利要求1至4任一项所述智能循环泵的智能热水循环系统，其特征在于，包括智能循环泵、设置有进水口与出水口的热水器、至少一个设置有热水端与冷水端的水龙头、凉水管、第一热水管、第二热水管、热交换管、回水管、单向阀；所述智能循环泵设置进水口、出水口；凉水管具有两个分支，其中一个分支接智能循环泵的进水口，另一个分支设置若干个分别连接到各个水龙头冷水端的子分支；第一热水管起始端连接到热水器的出水口，末端连接到热交换管的一端；第二热水管一端连接到热交换管的另一端，管体沿着水流路径顺次连接到各个水龙头的热水端，末端连接到回水管一端；所述回水管的另一端通过指向凉水管的单向阀连接到智能循环泵进水口处的凉水管；所述热水器与智能循环泵及两者之间的连接管路、凉水管、第一热水管、第二热水管、回水管、单向阀、各个水龙头组成闭合管路；
所述热水器用于在智能循环泵启动时，接收到水流信号后点火燃烧，并具有设置面板供用户设置热水器控制水温；
所述智能循环泵用于利用回水管将第二热水管内、第一热水管、热交换管的凉水抽回，并将加热的热水送回至第一热水管，到达每个用水点，从而实现第二热水管内、热交换管、第一热水管、回水管里的水内部循环；
所述单向阀用于防止凉水管的水流到回水管。
6.如权利要求5所述的智能热水循环系统，其特征在于，第一热水管、第二热水管、回水管使用成品保温管或者是包裹有保温隔热材料的水管。
7.如权利要求5所述的智能热水循环系统，其特征在于，还包括遥控器，所述控制器及遥控器均设置有无线收发模块，遥控器能够向控制器发送定时取消命令和/或定时终止命令和/或沐浴启动命令和/或沐浴终止命令；所述定时取消命令用于取消最近一次定时启动，所述定时终止命令用于终止定时设置单元所设置的当前定时时段，所述沐浴启动命令用于启动沐浴模式，所述沐浴终止命令用于在沐浴模式时间段内终止沐浴模式。
8.如权利要求5或6或7所述的智能热水循环系统，其特征在于，所述单向阀安装一个螺钉，该螺钉能够通过进退来压缩或者释放阀体内的弹簧，以调节单向阀的开启力度。
9.如权利要求5所述的智能热水循环系统，其特征在于，所述热交换管为包含直段与折弯段的金属管。
10.如权利要求9所述的智能热水循环系统，其特征在于，热交换管外部设置有保温隔热材料。
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