CN106989435B - 主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控制方法，包括主加热器及一个或多个末端加热器，主加热器的进口与主冷水管相连，主加热器与分水器通过主热水管连接，各分支热水管从分水器上接出，末端加热器与冷热混合阀之间通过分支热水管串联连接，每个末端加热器并联有旁通管，旁通管与分支热水管的连接处设置三通阀。冷热混合阀的两进水来自于分支热水管与分支冷水管，用来调节出水温度。末端加热器靠近用水点，其储水量略大于主加热器与末端加热器之间热水管的容水量。根据用户的具体使用情况，可选择末端加热器单独供水以及主加热器和末端加热器联合供水两种模式。系统能及时出热水，克服管路散热造成的能耗，节能、节水、控制灵活。

Description

主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种热水供应系统，特别涉及一种主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控制方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，能源紧缺问题日益明显。同时随着人民生活水平的提高，生活热水的使用量也在快速增加。如何在保证人们生活质量不受影响的前提下减少能源的消耗成为社会关注的问题。由于空间、场地等的限制，用热水点与加热器之间经常需要离开一定的距离，在使用热水时往往需要先放掉管道中的冷水，需要较长的时间，才能流出热水，不但不方便使用，也造成水的浪费；而使用结束后残留在管路中的热水由于散热，温度不断降低，也造成热量的浪费。在冬季，当用水点的用水量较小时，此问题尤其严重。针对这种问题目前主要有两种解决办法：（1）在用水点和加热器之间增置循环管，通过加热器的加热来弥补管道的散热，这样可以满足快速出热水的要求，也解决了水的浪费问题；但由于管道散热损失的热量十分可观，有些热水系统管路损失的热量甚至超过实际的用热量；（2）在用水点附近设置小型电热水器，这种方法的优点是不需大量放掉管道的冷水，缺点是当用水点大量用水时，设置在用水点附近的电加热器由于加热功率与储水量的限制，经常难以满足要求。因此开发新型的热水加热系统，就具有很现实的意义。

发明内容

本发明是针对现存在的供热水系统浪费水以及热量的问题，提出了一种主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控制方法，克服了当用水点离主加热器较远时不能及时出热水以及管路散热造成的能耗大的问题，能够快速出热水而且管路不残留热水。

本发明的技术方案为：一种主加热器与末端加热器联合热水供应系统，包括主加热器、分水器与几组末端加热器系统，主加热器与分水器通过主热水管连接，分水器输出接末端加热器系统，每组末端加热器系统包括依次顺序连接分水器出口的水阀V1、分支热水管、三通阀、末端加热器、冷热混合阀及分支冷水管，旁通管并联在末端加热器两端，旁通管一端接三通阀，另一端接末端加热器输出端；各组末端加热器系统的分支热水管从分水器上并行接出，对应接各组末端加热器系统，分支冷水管接冷热混合阀一端，末端加热器与旁通管并联后接冷热混合阀另一端；冷热混合阀的两进水分别来自分支热水管与分支冷水管，用来调节出水温度；末端加热器靠近用水点设置，每个末端加热器储水量略大于主加热器与对应的末端加热器之间连接的所有热水管的容水量。

所述末端加热器采用密闭承压式水箱，自带温度控制系统，在水箱内设置温度传感器。

所述主加热器自带温度控制系统，在其内部热水出口处设置温度传感器和水流传感器。

所述在各分支热水管上三通阀前安装温度传感器，控制器采集温度传感器温度信号，通过有线信号控制主加热器的开关以及三通阀的切换。

所述主加热器与末端加热器联合热水供应系统的控制方法，主加热器与末端加热器联合热水供应有两种工作模式：

A:末端加热器单独供热水模式：当用水点用热水量较小时，只使用末端加热器，主加热器关闭，冷水流经主加热器但并没有被加热进入末端加热器, 末端加热器负责将冷水加热到所需温度；

B：末端加热器配合主加热器联合供热水模式，当用水量较大时使用联合模式，具体步骤如下：

1）打开主加热器与末端加热器，调节三通阀，使分支热水管水直接进入末端加热器，旁通管支路关闭；

2）待末端加热器内的水达到要求的温度后，打开冷热混合阀，热水从末端加热器流出，冷水通过主冷水管进入主加热器，主加热器感知到管道内的水流，启动加热装置，冷水被加热后进入末端加热器；

3）当末端加热器内的水快要用尽时，调节三通阀，使分支热水管水接通旁通管支路，关闭末端加热器支路，主加热器加热，从主热水管来的水将经过旁通管到达用水点，末端加热器仅对刚流入的管道内的冷水进行加热；

4）在用水结束前一段时间，先关闭主加热器，调节三通阀，使分支热水管水直接进入末端加热器，旁通管支路关闭，末端加热器储存的已经加热好的水供给用水点使用，同时残留在管道中的热水流入末端加热器。

对于一些家用的小型系统，也可以不专门设置控制系统，利用主加热器与末端加热器自带的温控系统，手工操作三通阀的切换与主加热器的开关，也能够实现上述过程。

本发明的有益效果在于：本发明主加热器与末端加热器联合热水供应系统及其控，用水时不需放掉主加热器到用水点之间管道中的冷水，可以快速出热水，节水，而且十分方便；用热水结束后，管道中几乎不残留热水，节能；末端加热器容水量小，距离用水点近，加热功率也大大缩小，方便安装和使用；多个用水点都可以利用主加热器的较大加热能力，不用担心末端加热器储水量用光产生的麻烦，特别适用于多处需要大量用热水的场合。具有节能、节水、布置方便、运行控制灵活、运行费用低等特点。

附图说明

图1为本发明主加热器与末端加热器联合热水供应系统实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示主加热器与末端加热器联合热水供应系统实施例示意图，系统包括主加热器2、分水器4与几组末端加热器系统，主加热器2与分水器4通过主热水管3连接，分水器4输出接末端加热器系统，每组末端加热器系统包括依次顺序连接分水器4出口的水阀V1、分支热水管6、温度传感器7、三通阀、末端加热器10、冷热混合阀13及分支冷水管14，旁通管9并联在末端加热器10两端，旁通管9一端接三通阀8的3F，另一端接末端加热器10输出端。

本实施例设置组末端加热器系统，三个末端加热器10、11、12。主加热器2的进水口与主冷水管1相连，主加热器2与分水器4通过主热水管3连接，各组末端加热器系统的分支热水管6从分水器4上并行接出，对应接各组末端加热器系统，分支冷水管14接冷热混合阀13一端，末端加热器10与旁通管9并联后接冷热混合阀13另一端。冷热混合阀13的两进水分别来自分支热水管6与分支冷水管14，用来调节出水温度。末端加热器10、11、12靠近用水点设置，其储水量应略大于主加热器2与末端加热器10、11、12之间连接的所有热水管的容水量。

末端加热器应尽量靠近用水点，应为小型容积式热水器，采用密闭承压式水箱，末端加热器储水量应略大于主加热器与末端加热器之间热水管的容水量，末端加热器在安装投入使用后，内部始终充满水。末端加热器应自设温度控制系统，可在水箱内设置温度传感器，在末端加热器处于打开状态时，根据用户设定的水温自动控制加热元件的启停，实现水箱内温度符合要求。主加热器也应自设温度控制系统，可在其内部临近热水出口处设置温度传感器和水流传感器，用户可以设定出水温度，主加热器在打开状态下，当感知到水流，根据出水温度控制加热装置的启停和需投入的加热功率。

在本实施例中，假设主加热器2到用水点之间的管道距离为15m，供水管径为24mm，管道容水量为6.8L，每个末端加热器配备一个7L的水箱，每个末端加热器功率为2 kW，采用电加热，且其自设温度自动控制功能，可根据用户设定的水温自动控制加热元件的启停，保持储水的温度基本恒定。主加热器2的额定供热量为20 kW，为燃气热水器，自设有温度控制系统，在热水出口处设有温度传感器和水流传感器，在开启状态下，当检测到水流时，能够自动控制加热装置投入运行。

本实施例中采用自动控制，在各分支热水管上三通阀前安装温度传感器7，控制器5采集温度传感器7温度信号，通过有线信号控制主加热器的开关以及三通阀的切换。

主加热器与末端加热器联合热水供应系统，有两种工作模式：

一、末端加热器配合主加热器供水模式，当用水量较大时（比如洗浴、洗衣服等），则使用联合模式，操作步骤如下（以图1中最上面一个分支用水为例）：

1、打开主加热器2与末端加热器10，使其进入温度自动控制状态，调节三通阀8，使其端口1F、2F相通，端口3F关闭；

2、根据假设条件，等待大约7分钟末端加热器10内的水达到要求的温度后（可以将末端加热器10保持常开状态，这样就无需等待，末端加热器10的水温立即就能满足要求），打开冷热混合阀13，热水从末端10流出，冷水通过主冷水管1进入主加热器2，主加热器2感知到管道内的水流，自动启动加热装置，冷水被加热后进入末端加热器10。

3、当末端加热器10内的水快要用尽时（可以根据用水点水温的变化或者根据温度传感器7检测的温度进行判断），调节三通阀8，使得三通阀8的端口1F、3F相通，主加热器2继续加热，主热水管3来的水将经过旁通管9到达用水点；末端加热器10则会对刚流入的管道内的冷水进行加热。

4、在用水结束前一段时间（提前的时间为末端加热器的容水量除以用水点的热水流量，对于本例约为5～7分钟左右），通过控制器5关闭主加热器2，调节三通阀8，使其端口1F、2F相通，端口3F关闭，用水点使用的热水这时是末端10储存的已经加热好的水，残留在管道中的热水将进入末端加热器10。这样在末端加热器10的配合下，不仅一开始管道中的冷水不需放掉，使用结束后，管道也没有残留热水。

二、末端加热器单独供热水模式

当用水点用热水量较小时（比如洗手、洗脸等），即可只使用末端加热器供热水，主加热器2关闭，冷水流经主加热器2但并没有被加热。可以将末端加热器设置为自动控温模式，这样就无需等待，末端加热器的水温立即就能满足要求，这就实现了快速出热水的目的。

Claims (2)

1.一种主加热器与末端加热器联合热水供应系统，包括主加热器、分水器与几组末端加热器系统，主加热器与分水器通过主热水管连接，分水器输出接末端加热器系统，每组末端加热器系统包括依次顺序连接分水器出口的水阀、分支热水管、三通阀、末端加热器、冷热混合阀及分支冷水管，旁通管并联在末端加热器两端，旁通管一端接三通阀，另一端接末端加热器输出端；各组末端加热器系统的分支热水管从分水器上并行接出，对应接各组末端加热器系统，分支冷水管接冷热混合阀一端，末端加热器与旁通管并联后接冷热混合阀另一端；冷热混合阀的两进水分别来自分支热水管与分支冷水管，用来调节出水温度；末端加热器靠近用水点设置，每个末端加热器储水量略大于主加热器与对应的末端加热器之间连接的所有热水管的容水量；

所述末端加热器采用密闭承压式水箱，自带温度控制系统，在水箱内设置温度传感器；

所述主加热器自带温度控制系统，在其内部热水出口处设置温度传感器和水流传感器；

其特征在于，所述每组末端加热器系统的分支热水管上安装温度传感器，控制器采集温度传感器温度信号，通过有线信号控制主加热器的开关以及三通阀的切换。

2.根据权利要求1所述主加热器与末端加热器联合热水供应系统的控制方法，其特征在于，主加热器与末端加热器联合热水供应有两种工作模式：

A:末端加热器单独供热水模式：当用水点用热水量较小时，只使用末端加热器，主加热器关闭，冷水流经主加热器但并没有被加热进入末端加热器,末端加热器负责将冷水加热到所需温度；

B：末端加热器配合主加热器联合供热水模式，当用水量较大时使用联合模式，具体步骤如下：

1)打开主加热器与末端加热器，调节三通阀，使分支热水管水直接进入末端加热器，旁通管支路关闭；

2)待末端加热器内的水达到要求的温度后，打开冷热混合阀，热水从末端加热器流出，冷水通过主冷水管进入主加热器，主加热器感知到管道内的水流，启动加热装置，冷水被加热后进入末端加热器；

3)当末端加热器内的水快要用尽时，调节三通阀，使分支热水管水接通旁通管支路，关闭末端加热器支路，主加热器加热，从主热水管来的水将经过旁通管到达用水点，末端加热器仅对刚流入的管道内的冷水进行加热；

4)在用水结束前一段时间，先关闭主加热器，调节三通阀，使分支热水管水直接进入末端加热器，旁通管支路关闭，末端加热器储存的已经加热好的水供给用水点使用，同时残留在管道中的热水流入末端加热器。