CN106440332A - 一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器 - Google Patents

一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器 Download PDF

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    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel

Abstract

本发明公开一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，包括：热水器本体，安装在热水器本体上的主控制器、热交换器，连接在热交换器上的进冷水管、出热水管，连接在出热水管上的用水点，以及连接在用水点和进冷水管之间的冷水支管；在最远端用水点处设有将出热水管和冷水支管连通的记忆合金单向阀，所述记忆合金单向阀随温度升高而减少阀门开度；所述出热水管、记忆合金单向阀、冷水支管和进冷水管构成循环回路，在循环回路上设有与主控制器连接的水流量传感器、循环水泵。本发明可依据循环水流量的变化来判断是否将热水管内的水加热到设定温度，从而保证热水管内的水为热水，冷水管内的水为冷水，在达到即开即热的基础上也实现即开即冷。

Description

一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器。
背景技术
目前的中央燃气热水器，在利用用水点的冷水管充当预热循环的回水管时，会在最远端用水点的冷水管、热水器管之间安装一个单向阀，将冷水管与热水管通过单向阀连接起来，使热水器与热水管、单向阀、冷水管形成一个回路，在洗浴之前提前将回路的水加热，达到即开即热的效果。
实际工作时，采用热水器回水端(冷水端)温度作为判定条件，即，当热水器回水端的温度达到设定值时，控制中央燃气热水器的循环水泵停止工作，预热循环完成。然而，现有的这种预热模式存在以下技术问题：
1)热水器进水端(回水端)温度并未达到设定温度，而热水器出水端温度已经很高，即热完成后热水管内温度超过设定温度，存在烫伤的隐患，影响用户洗浴舒适性。2)在预热过程中会把冷水管内的水加热到设定温度，使用户在此期间使用冷水中会有一段热水流出。3)在预热时，冷水管的水被加热到设定温度，造成不必要的气、电的浪费。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能避免预热完成后热水管内水温过高、保证热水管内的水为热水且冷水管内的水大部分为冷水的中央燃气热水器。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，包括：热水器本体，安装在热水器本体上的主控制器、热交换器，连接在热交换器上的进冷水管、出热水管，连接在出热水管上的用水点，以及连接在用水点和进冷水管之间的冷水支管；其特征在于，在最远端用水点处设有将出热水管和冷水支管连通的记忆合金单向阀，所述记忆合金单向阀随温度升高而减少阀门开度；所述出热水管、记忆合金单向阀、冷水支管和进冷水管构成循环回路，在循环回路上设有与主控制器连接的水流量传感器、循环水泵。
作为改进地，在进冷水管上设有与主控制器连接的温度传感器。
作为改进地，所述记忆合金单向阀包括：阀体，成型在阀体内的进水腔、出水腔，设置在出水腔内的阀芯，以及连接在阀芯上的记忆合金弹簧；在进水腔和出水腔之间设有将两者连通的出水口，所述记忆合金弹簧受热变形推动阀芯运动使阀芯与出水口之间的开度减少。
作为改进地，在出水腔的端部设有固定卡环，在阀芯上设有连接柱，所述阀芯通过连接柱滑动安装在固定卡环上，所述记忆合金弹簧安装在阀芯和固定卡环之间、并随温度升高自行伸长。
作为改进地，在固定卡环面向阀芯的一侧设有垫板。
作为改进地，所述记忆合金弹簧安装在阀芯和出水口之间并随温度升高而缩短。
作为改进地，在预热循环过程中，当水流量传感器检测到的水流量变化值△Q大于等于设定值Q时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成；所述设定值Q的取值范围为1L/min—1.5L/min。
作为改进地，所述设定值Q由主控制器根据以下计算式自动生成：
Q＝k(T预-T0)
单位为L/min。
k为定值系数，夏天取0.1，冬天取0.05。
T预代表设定的预热温度。
T0代表进水温度，在开启预热10s内，由设置在进冷水管上的温度传感器检测到的温度平均值确定。
作为改进地，在预热循环过程中，当中央燃气热水器自动熄火时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成。
本发明的有益效果是：
一、采用记忆合金单向阀，依据温度变化来控制开度，使热水循环管道内的循环水流量发生改变，热水器可依据循环水流量的变化来判断是否将热水管内的水加热到设定温度，无需在最远端用水点连接信号线，结构简单。
二、利用记忆合金单向阀开度随水温变化的特性，解决了普通热水循环系统存在的温度过冲问题，保证热水管内的水为热水，冷水管内的水为冷水，在达到即开即热的基础上也实现即开即冷，解决了预热后不能即刻用冷水问题。
三、由于只将热水管的水加热到设定温度，充分节约气，电；更加环保节能。
附图说明
图1所示为本发明提供的中央燃气热水器结构示意图。
图2所示为记忆合金单向阀结构示意图。
图3所示为记忆合金弹簧长度与温度变化关系图。
图4所示为循环系统循环水流量与记忆合金单向阀处温度变化关系图。
图5所示为本发明提供的中央燃气热水器结构示意图工作流程图。
附图标记说明：
1：热水器本体，2：主控制器，3：热交换器，4：进冷水管，5：出热水管，6：用水点，7：冷水支管，8：记忆合金单向阀，9：水流量传感器，10：循环水泵。
8-1：阀体，8-2：进水腔，8-3：出水腔，8-4：阀芯，8-5：记忆合金弹簧，8-6：出水口，8-7：固定卡环，8-8：连接柱，8-9：垫板。
具体实施方式
为方便本领域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进行详细阐述。
如图1所示，一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，包括：热水器本体1，安装在热水器本体1上的主控制器2、热交换器3，连接在热交换器3上的进冷水管4、出热水管5，连接在出热水管5上的用水点6，以及连接在用水点6和进冷水管4之间的冷水支管7；其特征在于，在最远端用水点处设有将出热水管5和冷水支管7连通的记忆合金单向阀8，所述记忆合金单向阀8随温度升高而减少阀门开度；所述出热水管5、记忆合金单向阀8、冷水支管7和进冷水管4构成循环回路，在循环回路上设有与主控制器2连接的水流量传感器9、循环水泵10。
其中，所述最远端用水点是指，从热水器本体流出的热水到达该用水点所走过的路程最远。
如图2所示，所述记忆合金单向阀8包括：阀体8-1，成型在阀体8-1内的进水腔8-2、出水腔8-3，设置在出水腔8-3内的阀芯8-4，以及连接在阀芯8-4上的记忆合金弹簧8-5。在进水腔8-2和出水腔8-3之间设有将两者连通的出水口8-6，所述记忆合金弹簧8-5受热变形推动阀芯8-4运动使阀芯8-4与出水口8-6之间的开度减少。
本实施例中，优选在出水腔8-3的端部设有固定卡环8-7，在阀芯8-4上设有连接柱8-8，所述阀芯8-4通过连接柱8-8滑动安装在固定卡环8-7上，在固定卡环8-7面向阀芯8-4的一侧设有垫板8-9。所述记忆合金弹簧8-5安装在阀芯8-4和固定卡环8-7之间、并随温度升高自行伸长。
结合图3-图5所示，当中央热水器开启预热功能时，记忆合金单向阀处的水温较低，为T1，记忆合金弹簧长度维持在原状L1，循环管道内对应的循环水流量为Q2。
随着预热的进行，记忆合金单向阀处的水温不断上升，达到T2，此时记忆合金弹簧对应的长度应为L2，但是由于单向阀内空间有限，弹簧压缩，导致弹簧弹力增大，而循环管道内的水压维持不变，使记忆合金单向阀开度减小，导致循环系统内循环水流量降至Q1。
当记忆合金单向阀处温度达到设定值T2时，系统内的热水器水流传感器检测到循环水流量变化值△Q＝Q2-Q1≥Q，热水器发出指令使循环水泵停止工作，热水器停止燃烧，预热完成；保证了热水管A—B段内的水为热水，而冷水管B-C段内的水大部分为冷水。Q值由主控制器根据以下计算式自动生成：
Q＝k(T预-T0)
单位为L/min。
k为定值系数，夏天取0.1，冬天取0.05。
T预代表设定的预热温度。
T0代表进水温度，在开启预热10s内，由设置在进冷水管上的温度传感器检测到的温度平均值确定。
作为记忆合金单向阀的一种变换实施方案，所述记忆合金弹簧改为安装在阀芯和出水口之间、并随温度升高而缩短。记忆合金弹簧所起目的为在温度升高时减少记忆合金单向阀的开度，至于记忆合金材料的选择，安装位置的选择都为常规技术，这里不再赘述。
作为上述控制方法的进一步说明，Q值也可以为一设定值，当水流量传感器检测到的水流量变化值△Q大于等于设定值Q时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成。设定值Q的取值范围为1L/min—1.5L/min。
作为上述控制方法的进一步说明，预热完成也可通过中央燃气热水器的自动熄火来判定，一般而言，当燃气热水器的水流量低于2.5L/min不点火工作。这样，在预热循环过程中，当中央燃气热水器自动熄火时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成。
本实施例提供的中央燃气热水器，通过检测管道内循环水流量的变化间接判断预热是否完成，无需在最远端用水点连接控制线路，即可解决普通热水循环系统存在的温度过冲问题；在预热与预约时间段内，保证了冷水管内水为冷水，实现了即开即热与即开即冷，不影响即热后不能即刻用冷水问题。同时，由于只将热水管的水加热到设定温度，充分节约气，电；更加环保节能。
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 (9)

1.一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，包括：热水器本体，安装在热水器本体上的主控制器、热交换器，连接在热交换器上的进冷水管、出热水管，连接在出热水管上的用水点，以及连接在用水点和进冷水管之间的冷水支管；其特征在于，在最远端用水点处设有将出热水管和冷水支管连通的记忆合金单向阀，所述记忆合金单向阀随温度升高而减少阀门开度；所述出热水管、记忆合金单向阀、冷水支管和进冷水管构成循环回路，在循环回路上设有与主控制器连接的水流量传感器、循环水泵。
2.根据权利要求1所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，在进冷水管上设有与主控制器连接的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，所述记忆合金单向阀包括：阀体，成型在阀体内的进水腔、出水腔，设置在出水腔内的阀芯，以及连接在阀芯上的记忆合金弹簧；在进水腔和出水腔之间设有将两者连通的出水口，所述记忆合金弹簧受热变形推动阀芯运动使阀芯与出水口之间的开度减少。
4.根据权利要求3所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，在出水腔的端部设有固定卡环，在阀芯上设有连接柱，所述阀芯通过连接柱滑动安装在固定卡环上，所述记忆合金弹簧安装在阀芯和固定卡环之间、并随温度升高自行伸长。
5.根据权利要求4所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，在固定卡环面向阀芯的一侧设有垫板。
6.根据权利要求3所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，所述记忆合金弹簧安装在阀芯和出水口之间并随温度升高而缩短。
7.根据权利要求1所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，在预热循环过程中，当水流量传感器检测到的水流量变化值△Q大于等于设定值Q时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成；所述设定值Q的取值范围为1L/min—1.5L/min。
8.根据权利要求1所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，所述设定值Q由主控制器根据以下计算式自动生成：
Q＝k(T预-T0)，
单位为L/min；
k为定值系数，夏天取0.1，冬天取0.05；
T预代表设定的预热温度；
T0代表进水温度，在开启预热10s内，由设置在进冷水管上的温度传感器检测到的温度平均值确定。
9.根据权利要求1所述的一种带记忆合金单向阀的中央燃气热水器，其特征在于，在预热循环过程中，当中央燃气热水器自动熄火时，主控制器发出指令使循环水泵停止工作，预热完成。
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