CN107421102A - 后端混水式燃气热水器及其控制方法 - Google Patents
后端混水式燃气热水器及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种后端混水式燃气热水器及其控制方法，后端混水式燃气热水器包括控制器、进水管、水流量传感器、换热器、热水进水管、出水温度传感器、出水管，还包括直通管、直通温度传感器、旁通装置、水伺服器；进水管设有水流量传感器；直通温度传感器设置在热水进水管或直通管中；出水管设置有出水温度传感器；热水进水管的出水口与直通管、旁通装置的进水口连接；直通管、旁通装置的出水口均与出水管连接；旁通装置设有水伺服器。控制器根据水流量传感器、直通温度传感器、出水温度传感器采集的信息控制水伺服器，实现燃气热水器出水温度恒定，解决了现有技术中燃气热水器出水温度不稳定的问题，避免出水管的温度过高或过低。
Description
技术领域
本发明涉及燃气热水器，具体涉及一种后端混水式燃气热水器及其控制方法。
背景技术
水温稳定是恒温燃气热水器主要性能指标，常规的燃气热水器在使用过程中停水再开启时，受换热器热惯性影响造成停水温升较高，会出现水温突然升高的现象；同时，重新启动热水器点火开阀加热需要一定的时间，造成随后又出现一段冷水。另外在使用过程中水压波动时，会出现水温忽冷忽热现象。最终造成用户使用热水舒适体验较差。
为了解决上述用户痛点，行业常规做法是增加旁通装置，在热水出水端和冷水进水端增加一段直径较小的水管用来混水，可以降低停水温升，中途停水再开启不会出现一段容易烫伤人的高温水，但还是有一段冷水影响用户使用热水舒适度，另外也解决不了在工作中水压波动时，会出现水温忽冷忽热现象。并且旁通装置管径大小很难适应不同使用情况，旁通装置管径选择过小，停水温升降低效果不明显；旁通装置管径选择过大，又会造成换热器内部水温过高，在水流量很小而设置温度很高的使用条件下容易出现汽化噪音和高温保护现象。
中国专利局2013年10月09日公告了CN103344046A号专利，名称为恒温燃气热水器控制方法及恒温燃气热水器，该发明的旁通管连接热水器的进水管和出水管，旁通管上设置有旁通水伺服器，控制旁通水伺服器动作调整旁通管的水流量，使出水管的出水温度恒定，避免了输出过高温度的热水，但没有解决燃气热水器出水温度过低的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种后端混水式燃气热水器及其控制方法，解决现有技术中燃气热水器出水温度不稳定，舒适度较差且安全性较低的缺陷，实现燃气热水器出水温度恒定，提高舒适度和安全性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种后端混水式燃气热水器，包括控制器、进水管、水流量传感器、换热器、热水进水管、出水温度传感器、出水管；所述进水管设有水流量传感器；进水管连接换热器的进水口；所述热水进水管的进水口连接换热器的出水口；所述出水管设置有出水温度传感器；其结构特征在于：还包括直通管、旁通装置、直通温度传感器、水伺服器；所述热水进水管的出水口连接直通管和旁通装置的进水口；所述直通管和旁通装置的出水口连接出水管的进水口；所述直通温度传感器设置在热水进水管或直通管中；所述旁通装置设有水伺服器；所述水流量传感器、直通温度传感器、出水温度传感器、水伺服器均与控制器连接。
作为优选，所述热水进水管的出水口连接前端三通接头的第一接头、直通管的进水口连接前端三通接头的第二接头连接、旁通装置的进水口连接前端三通接头的第三接头。
作为优选，所述直通管的出水口连接后端三通接头的第一接头、旁通装置的出水口连接后端三通接头的第二接头、出水管的进水口连接后端三通接头的第三接头。
作为优选，所述水流量传感器、直通温度传感器、出水温度传感器、水伺服器均与控制器通过电信号连接。
作为优选，所述旁通装置是旁通管或者储水箱。
作为优选，所述水伺服器是水电磁阀或水比例调节阀。
作为优选，所述旁通装置设有旁通温度传感器，旁通温度传感器与控制器连接。
一种后端混水式燃气热水器控制方法，用于上述后端混水式燃气热水器，步骤如下：
步骤1、根据设置温度进行PID调节火力以使直通热水温度达到设置温度；
步骤2、记录所述后端混水式燃气热水器的运行状态，同时计算获得的修正温度ΔT=（直通热水温度-设置温度）；
步骤3、若所述后端混水式燃气热水器首次启动，则执行步骤30-步骤34；
步骤30、开启水伺服器；
步骤31、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤32、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤33、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤32；
步骤34、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤4、若所述后端混水式燃气热水器中途关水再启动，则执行步骤40-步骤412；
步骤40、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T1；
步骤41、若直通热水温度≥设置温度+T1，则开启水伺服器；
步骤42、若直通热水温度＜设置温度+T1，则返回步骤41；
步骤43、判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤44、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水伺服器；
步骤45、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤44；
步骤46、判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T2；
步骤47、若直通热水温度≤设置温度-T2，则开启水伺服器；
步骤48、若直通热水温度大于设置温度-T2，则返回步骤47；
步骤49、判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤410、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤411、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤410；
步骤412、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤5、若所述后端混水式燃气热水器工作中水流量波动，则执行步骤50-步骤55；
步骤50、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T3；
步骤51、若直通热水温度≥设置温度+T3，则执行步骤510-步骤514；
步骤52、若直通热水温度＜设置温度+T3，则执行步骤53；
步骤510、开启水伺服器；
步骤511、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤512、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水伺服器；
步骤513、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤512；
步骤514、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤53、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T3
步骤54、若直通热水温度≤设置温度-T3，则执行步骤540-步骤544；
步骤55、若直通热水温度＞设置温度-T3，则执行步骤2；
步骤540、开启水伺服器；
步骤541、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤542、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤543、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤542；
步骤544、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
其中，T1为燃气热水器启动上限温差，T2为燃气热水器启动下限温差，T3为恒温温差阀值。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：在热水进水管和直通管之间设置有旁通装置，旁通装置上设有水伺服器，通过直通温度传感器控制水伺服器，使得出水管的温度趋于恒定，避免了出水管的温度过高或者过低，提高了燃气热水器的舒适度和安全性。
附图说明
图1是本发明后端混水式燃气热水器实施例的结构示意图；
图2是本发明后端混水式燃气热水器控制方法实施例的流程示意图；
图3是本发明实施例中中途关水再开启加热性能改善效果示意图；
图4是本发明实施例中工作中水流量波动恒温性能改善效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，一种后端混水式燃气热水器，其结构包括控制器1、水流量传感器2、换热器3、热水进水管4、直通温度传感器5、前端三通接头6、直通管7、后端三通接头8、出水温度传感器9、出水管10、旁通温度传感器11、旁通管12、水电磁阀13、进水管14。
进水管14设置有水流量传感器2，且进水管14连接换热器3的进水口。
热水进水管4的进水口连接换热器3的出水口。
前端三通接头6的第一接头连接热水进水管4的出水口、第二接头连接直通管7的进水口、第三接头连接旁通管12的进水口。
后端三通接头8的第一接头连接直通管7的出水口、第二接头连接旁通管12的出水口、第三接头连接出水管10的进水口。
热水进水管4设置有直通温度传感器5。
出水管10设置有出水温度传感器9。旁通管12设置有旁通温度传感器11和水电磁阀13。
水流量传感器2、直通温度传感器5、出水温度传感器9、旁通温度传感器11、水电磁阀13均与控制器1连接。
参见图2，本发明的后端混水式燃气热水器工作控制流程如下：
步骤1、根据设置温度进行PID调节火力以使直通热水温度达到设置温度；
步骤2、记录所述后端混水式燃气热水器的运行状态，同时计算获得的修正温度ΔT=（直通热水温度-设置温度）；
步骤3、若所述后端混水式燃气热水器首次启动，则执行步骤30-步骤34；
步骤30、开启水电磁阀13；
步骤31、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤32、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水电磁阀13；
步骤33、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤32；
步骤34、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤4、若所述后端混水式燃气热水器中途关水再启动，则执行步骤40-步骤412；
步骤40、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T1；
步骤41、若直通热水温度≥设置温度+T1，则开启水电磁阀13；
步骤42、若直通热水温度＜设置温度+T1，则返回步骤41；
步骤43、判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤44、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水电磁阀13；
步骤45、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤44；
步骤46、判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T2；
步骤47、若直通热水温度≤设置温度-T2，则开启水电磁阀13；
步骤48、若直通热水温度大于设置温度-T2，则返回步骤47；
步骤49、判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤410、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水电磁阀13；
步骤411、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤410；
步骤412、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤5、若所述后端混水式燃气热水器工作中水流量波动，则执行步骤50-步骤55；
步骤50、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T3；
步骤51、若直通热水温度≥设置温度+T3，则执行步骤510-步骤514；
步骤52、若直通热水温度＜设置温度+T3，则执行步骤53；
步骤510、开启水电磁阀13；
步骤511、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤512、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水电磁阀13；
步骤513、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤512；
步骤514、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤53、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T3
步骤54、若直通热水温度≤设置温度-T3，则执行步骤540-步骤544；
步骤55、若直通热水温度＞设置温度-T3，则执行步骤2；
步骤540、开启水电磁阀13；
步骤541、通过所述直通温度传感器5判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤542、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水电磁阀13；
步骤543、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤542；
步骤544、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
其中，直通热水温度是直通温度传感器5检测到热水进水管中水的温度，T1为燃气热水器启动上限温差，T2为燃气热水器启动下限温差，T3为恒温温差阀值。
后端混水式燃气热水器开机首次使用或前次使用时间间隔超过5分钟时，水流量传感器2检测到有水流信号后，打开水电磁阀13，热水器启动燃烧加热至直通管7中直通热水温度大于等于设置温度时，关闭水电磁阀13，此时，旁通管12水温约等于设置温度。
后端混水式燃气热水器中途关水再开启时，直通温度传感器5检测到直通热水温度大于等于设置温度+2℃时，打开水电磁阀13，直通管7热水与旁通管12热水混合后出水温度小于等于设置温度+4℃（常规燃气热水器最高出水温度达到设置温度+8℃对于本领域技术人员来讲是公知常识）；当检测到直通热水温度小于等于设置温度时，关闭水电磁阀13；当检测到直通热水温度小于等于设置温度-4℃时，重新打开水电磁阀13，直通管7热水与旁通管12热水混合后出水温度大于等于设置温度-6℃（常规燃气热水器最低出水温度达到设置温度-12℃对于本领域技术人员来讲是公知常识）；当检测到直通热水温度大于等于设置温度时，关闭水电磁阀13，热水器进入正常恒温工作状态。后端混水式燃气热水器中途关水再开启，当进水温度20℃，水流量5L～10L范围内，用户设置温度42℃，常规燃气热水器出水温度范围是30℃～50℃，人体已经不能直接沐浴使用；而本发明的后端混水式燃气热水器出水温度范围是36℃～46℃，在人体沐浴接受范围内，可直接沐浴使用。
后端混水式燃气热水器工作过程中出现水流量变小时，会造成热水进水管4的水温变高，直通温度传感器5检测到直通热水温度大于等于设置温度+2℃时，打开水电磁阀13，直通管7热水与旁通管12热水混合后出水温度小于等于设置温度+2℃（常规燃气热水器最高出水温度达到设置温度+4℃对于本领域技术人员来讲是公知常识）；当检测到直通热水温度小于等于设置温度时，关闭水电磁阀13。后端混水式燃气热水器工作过程中出现水流量变大时，会造成热水进水管4的水温变低，直通温度传感器5检测到直通热水温度小于等于设置温度-2℃时，打开水电磁阀13，直通管7热水与旁通管12热水混合后出水温度大于等于设置温度-2℃（常规燃气热水器最低出水温度达到设置温度-4℃对于本领域技术人员来讲是公知常识）；当检测到直通热水温度大于等于设置温度时，关闭水电磁阀13。后端混水式燃气热水器工作过程中出现水流量波动时，当进水温度20℃，水流量在5L～8L之间波动，用户设置温度42℃，常规燃气热水器出水温度波动±4℃，人体已经明显感觉忽冷忽热；而本发明的后端混水式燃气热水器出水温度波动±2℃，人体感觉水温稳定，沐浴舒适。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种后端混水式燃气热水器，包括控制器、进水管、水流量传感器、换热器、热水进水管、出水温度传感器、出水管；所述进水管设有水流量传感器；进水管连接换热器的进水口；所述热水进水管的进水口连接换热器的出水口；所述出水管设置有出水温度传感器；其特征在于：还包括直通管、旁通装置、直通温度传感器、水伺服器；所述热水进水管的出水口连接直通管和旁通装置的进水口；所述直通管和旁通装置的出水口连接出水管的进水口；所述直通温度传感器设置在热水进水管或直通管中；所述旁通装置设有水伺服器；所述水流量传感器、直通温度传感器、出水温度传感器、水伺服器均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述热水进水管的出水口连接前端三通接头的第一接头、直通管的进水口连接前端三通接头的第二接头连接、旁通装置的进水口连接前端三通接头的第三接头。
3.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述直通管的出水口连接后端三通接头的第一接头、旁通装置的出水口连接后端三通接头的第二接头、出水管的进水口连接后端三通接头的第三接头。
4.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述水流量传感器、直通温度传感器、出水温度传感器、水伺服器均与控制器通过电信号连接。
5.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述旁通装置是旁通管或者储水箱。
6.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述水伺服器是水电磁阀或水比例调节阀。
7.根据权利要求1所述的后端混水式燃气热水器，其特征在于：所述旁通装置设有旁通温度传感器，旁通温度传感器与控制器连接。
8.一种权利要求1-7任一权利要求所述的后端混水式燃气热水器的控制方法，其特征在于：步骤如下：
步骤1、根据设置温度进行PID调节火力以使直通热水温度达到设置温度；
步骤2、记录所述后端混水式燃气热水器的运行状态，同时计算获得的修正温度ΔT=（直通热水温度-设置温度）；
步骤3、若所述后端混水式燃气热水器首次启动，则执行步骤30-步骤34；
步骤30、开启水伺服器；
步骤31、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤32、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤33、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤32；
步骤34、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤4、若所述后端混水式燃气热水器中途关水再启动，则执行步骤40-步骤412；
步骤40、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T1；
步骤41、若直通热水温度≥设置温度+T1，则开启水伺服器；
步骤42、若直通热水温度＜设置温度+T1，则返回步骤41；
步骤43、判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤44、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水伺服器；
步骤45、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤44；
步骤46、判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T2；
步骤47、若直通热水温度≤设置温度-T2，则开启水伺服器；
步骤48、若直通热水温度大于设置温度-T2，则返回步骤47；
步骤49、判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤410、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤411、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤410；
步骤412、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤5、若所述后端混水式燃气热水器工作中水流量波动，则执行步骤50-步骤55；
步骤50、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度+T3；
步骤51、若直通热水温度≥设置温度+T3，则执行步骤510-步骤514；
步骤52、若直通热水温度＜设置温度+T3，则执行步骤53；
步骤510、开启水伺服器；
步骤511、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否小于等于设置温度；
步骤512、若直通热水温度≤设置温度，则关闭水伺服器；
步骤513、若直通热水温度＞设置温度，则返回步骤512；
步骤514、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
步骤53、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否小于等于设置温度-T3
步骤54、若直通热水温度≤设置温度-T3，则执行步骤540-步骤544；
步骤55、若直通热水温度＞设置温度-T3，则执行步骤2；
步骤540、开启水伺服器；
步骤541、通过所述直通温度传感器判断直通热水温度是否大于等于设置温度；
步骤542、若直通热水温度≥设置温度，则关闭水伺服器；
步骤543、若直通热水温度＜设置温度，则返回步骤542；
步骤544、更新步骤2中记录的后端混水式燃气热水器的运行状态；
其中，T1为燃气热水器启动上限温差，T2为燃气热水器启动下限温差，T3为恒温温差阀值。
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