CN107449155A - 热水器防冻结构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体是一种热水器防冻结构及其控制方法；它包括带有进水管路、加热模块、控制模块、出水管路；其特征是：还包括循环装置，循环装置的出水端和进水端分别与进水管路和出水管路连接并将两者连通，控制模块启动循环装置时进水管路中的水依次流过加热模块、出水管路循环装置后返回进水管路。本防冻结构控制方法是当温度检测器感知水管内水温低于控制器设定温度时，控制器将驱动系统内循环泵驱动装置，实现整个水管回路内水流由静止状态转变成流动状态，并对水管内水温实时监测水温变化从而实现自动判断各阶段运行，达到防止水管内水体冻结而破坏水管。
Description
技术领域
本发明涉及家用热水器领域，具体是一种热水器防冻结构及其控制方法。
背景技术
家用燃气热水器管路或太阳能热水器在冬季防冻只能针对热水器本身管路进行内置陶瓷加热棒发热进行防冻结（如ZL201310601966.6所示），但实际家里整个出水管路无法进行防冻。而目前对出水管保温防冻结措施主要以下方式：
a.保温材料包裹。水管路外表面用棉麻织物、塑料泡沫等保温材料进行包扎，其实保温效果欠佳。
b.将出水管路内残留水排空。需要每次不使用后对家里管路残留水排空，但实际操作不便及浪费水资源。
c．滴水防冻。流动的水是不容易结冰的，让水管一直有水流动，虽然这种方法可以防止水管被冻结，但是会浪费些水资源。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种运用流水原理，使水在出水管及整个热水器内部管路中循环，进而避免其结冰并同时不会浪费水资源的防冻结构及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种热水器防冻结构，它包括带有进水管路、加热模块、带有控制芯片和输入界面的控制模块、出水管路以及将上述管路和模块集合于一体的机壳；还包括循环装置，所述循环装置的出水端和进水端分别与进水管路和出水管路连接并将两者连通，控制模块启动循环装置时进水管路中的水依次流过加热模块、出水管路循环装置后返回进水管路。
所述的热水器防冻结构，控制模块还包括多个水温传感器及多个流量传感器，所述水温传感器、流量传感器分别设置于进水管路中、循环装置的出水端和出水管路中。
所述的热水器防冻结构，循环装置的出水端与进水管路之间串联有一个单向阀，进水管路的水受到单向阀的截止无法向循环装置回流。
上述的热水器防冻结构，循环装置包括一只循环泵。
上述热水器防冻结构的控制方法，包括：
步骤1、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入目标水温；
步骤2、控制芯片通过水温传感器监测进水管路、出水管路中的水温；
步骤3、当水温传感器监测进水管路或出水管路中的水温低于目标水温时，控制模块启动循环装置带动进水管路和出水管路中的水形成环流并在进水管路、热水器及出水管路中循环流动；
步骤4、当水温传感器监测进水管路、出水管路中的水温高于目标水温时，控制模块关闭循环装置。
所述的热水器防冻结构的控制方法，步骤1还包括步骤1.2、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入加热水温；相应地，步骤3还包括步骤3.2、当水温传感器监测循环装置出水端水温低于加热水温时，控制模块启动加热模块对水流进行加热，直至水温传感器测得循环装置出水端温度高于加热水温，此时控制模块关闭加热模块。
所述的热水器防冻结构的控制方法，向控制模块中的控制芯片预置最小水流量，当流量传感器测得水流量小于预设值时，控制模块启动循环装置及加热模块。
上述热水器防冻结构的另一种控制方法，
步骤1、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入间隔时间和循环时间；
步骤2、控制芯片进入计时状态，此时流量传感器测得水流为停止状态；
步骤3、当间隔循环时间达到步骤1所述间隔循环时间，控制模块启动循环装置，循环装置带动进水管路和出水管路中的水形成环流并在进水管路、热水器及出水管路中循环流动；此时控制芯片按照步骤1预设的循环时间而进入倒计时状态，当时间归零，控制模块关闭循环装置，此时流量传感器测得水流为停止状态。
以上任一热水器防冻结构的控制方法，向控制模块的控制芯片预置纠偏水流量数值，当水温传感器测得水温低于预设值时，控制模块启动循环装置以预设纠偏水流量为标准带动水流在进水管路、热水器及出水管路中循环流动1~2分钟，以使各处水流充分混合；此时控制芯片将再次采集水温传感器中的数据并判断是否需要启动循环装置。
本热水器防冻结构及其控制方法的设计思路是在现有热水器的内部增加水流循环系统，以使热水器所在热水管路形成一个回路。本发明的原理是当循环系统内温度检测器感知水管内水温低于控制器设定温度时，控制器将驱动系统内循环泵驱动装置，实现整个水管回路内水流由静止状态转变成流动状态，对水管内水温实时监测水温变化从而实现自动判断各阶段运行，达到防止水管内水体冻结而破坏水管。
附图说明
图1为现有燃气热水器结合本发明所述防冻结构之原理图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，一种热水器防冻结构，它包括带有进水管路1、加热模块、带有控制芯片和输入界面的控制模块、出水管路2以及将上述管路和模块集合于一体的机壳；还包括循环装置3，所述循环装置3的出水端和进水端分别与进水管路1和出水管路2连接并将两者连通，控制模块启动循环装置3时进水管路1中的水依次流过加热模块、出水管路2、循环装置3后返回进水管路1。
所述的热水器防冻结构，控制模块还包括多个水温传感器4及多个流量传感器5，所述水温传感器4、流量传感器5分别设置于进水管路1中、循环装置3的出水端和出水管路2中。
所述的热水器防冻结构，循环装置3的出水端与进水管路1之间串联有一个单向阀6，进水管路1的水受到单向阀的截止无法向循环装置3回流。
上述的热水器防冻结构，循环装置3包括一只循环泵。
上述热水器防冻结构的使用方法：
当水温传感器测得水管内水温度小于5℃时热水器内部控制模块启动循环泵，以控制1.5L/min为目标流量运转，使出水管路内水由静止状态转变成流速状态，由于整个水管路内存在温度差；循环泵启动运转一段时间后，当水温传感器检测到水管内温度大于5℃时，循环泵保持1.5L/min继续运转1min后停止。以上动作保证当环境温度在接近零度临界点时热水器所在水管回路不至结冰。
当水温传感器检测到管路内水温低于2℃时热水器内部控制模块启动循环泵以控制8L/min为目标流量开始运转，此刻流量传感器启动热水器启动燃烧工作（燃烧启动目标流量≥2.5L/min），对整个出水管路内水进行加热循环。当水温传感器检测到整个管路内水温大于4℃时，循环泵停止运转，此刻热水器燃烧关闭后循环泵再以1.5L/min目标流量运转30min后停止。
如出水管路温度均达不到以上两种温度范围时，热水器内控制模块启动循环泵，以间隔3h后，自动以1.5L/min为目标流量运转1min，使出水管内各段管路水温充分混合后反馈实际水温，致使系统内温度传感器即时监控当前水温。
以上的控制方法，可以按照实际需求结合或单一使用并根据环境温度不同而改变预设水温及流量。
Claims (9)
1.一种热水器防冻结构，它包括带有进水管路、加热模块、带有控制芯片和输入界面的控制模块、出水管路以及将上述管路和模块集合于一体的机壳；其特征是：还包括循环装置，所述循环装置的出水端和进水端分别与进水管路和出水管路连接并将两者连通，控制模块启动循环装置时进水管路中的水依次流过加热模块、出水管路循环装置后返回进水管路。
2.根据权利要求1所述的热水器防冻结构，其特征是：控制模块还包括多个水温传感器及多个流量传感器，所述水温传感器、流量传感器分别设置于进水管路中、循环装置的出水端和出水管路中。
3.根据权利要求2所述的热水器防冻结构，其特征是：循环装置的出水端与进水管路之间串联有一个单向阀，进水管路的水受到单向阀的截止无法向循环装置回流。
4.根据权利要求1~3任一所述的热水器防冻结构，其特征是：循环装置包括一只循环泵。
5.权利要求2或3所述热水器防冻结构的控制方法，其特征是：
步骤1、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入目标水温；
步骤2、控制芯片通过水温传感器监测进水管路、出水管路中的水温；
步骤3、当水温传感器监测进水管路或出水管路中的水温低于目标水温时，控制模块启动循环装置带动进水管路和出水管路中的水形成环流并在进水管路、热水器及出水管路中循环流动；
步骤4、当水温传感器监测进水管路、出水管路中的水温高于目标水温时，控制模块关闭循环装置。
6.根据权利要求5所述的热水器防冻结构的控制方法，其特征是：步骤1还包括步骤1.2、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入加热水温；相应地，步骤3还包括步骤3.2、当水温传感器监测循环装置出水端水温低于加热水温时，控制模块启动加热模块对水流进行加热，直至水温传感器测得循环装置出水端温度高于加热水温，此时控制模块关闭加热模块。
7.根据权利要求5所述的热水器防冻结构的控制方法，其特征是：向控制模块中的控制芯片预置最小水流量，当流量传感器测得水流量小于预设值时，控制模块启动循环装置及加热模块。
8.权利要求2或3所述热水器防冻结构的控制方法，其特征是：
步骤1、通过控制模块的输入界面向控制芯片输入间隔时间和循环时间；
步骤2、控制芯片进入计时状态，此时流量传感器测得水流为停止状态；
步骤3、当间隔循环时间达到步骤1所述间隔循环时间，控制模块启动循环装置，循环装置带动进水管路和出水管路中的水形成环流并在进水管路、热水器及出水管路中循环流动；此时控制芯片按照步骤1预设的循环时间而进入倒计时状态，当时间归零，控制模块关闭循环装置，此时流量传感器测得水流为停止状态。
9.权利要求5、6、7、8任一所述的热水器防冻结构的控制方法，其特征是：向控制模块的控制芯片预置纠偏水流量数值，当水温传感器测得水温低于预设值时，控制模块启动循环装置以预设纠偏水流量为标准带动水流在进水管路、热水器及出水管路中循环流动1~2分钟，以使各处水流充分混合；此时控制芯片将再次采集水温传感器中的数据并判断是否需要启动循环装置。
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