CN109268533A - 一种可实现热水器自动预热的混水阀 - Google Patents

一种可实现热水器自动预热的混水阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及阀门领域，具体涉及一种可实现热水器自动预热的混水阀。包括混水阀本体、电源线、混水阀开关、温度传感器、三通阀、三通阀控制马达、预热循环泵、循环泵控制器、压力差传感器、水压平衡装置、预热管路、热水进水口、冷水进水口、热水出水管、冷水出水管、终端出水管和信息处理单元，所述预热循环泵安装于预热管路内。用户仅需将原有混水阀进行更换或在购买普通热水器后加装本发明所述的混水阀即可实现热水器零冷水的目的，无需重新购买具有零冷水功能的热水器，这样可明显降低用户的预算、提高用户体验感，同时达到节约水资源的目的。

Description

一种可实现热水器自动预热的混水阀
技术领域
本发明涉及一种阀门，具体涉及一种可实现热水器自动预热的混水阀。
背景技术
各种淋浴设施或带有加热功能的饮水器中均会用到混水阀，其将温度较高的热水和温度较低的冷水按一定比例混合后产生温度适中的温水，供人们使用。普通混水阀安装于燃气热水器终端时，终端用水时存在以下缺点，即热水器在使用开始时会流出一定量冷水，这样会造成水资源浪费。
目前市场上已经存在通过特殊设计的零冷水燃气热水器，零冷水燃气热水器的水路结构分为两管方案和三管方案。不管哪种方案都必须对燃气热水器本身进行特殊设计，这样存在以下缺点：1、已安装的普通燃气热水器必须重新更换零冷水燃气热水器才能实现零冷水的目的，这样会造成旧热水器过早淘汰，造成资源的巨大浪费；2、特殊设计的零冷水燃气热水器较普通热水器价格昂贵，对用户来说装修费用明显增加。
针对以上情况，我们设计了可实现热水器自动预热的混水阀。对于已安装普通燃气热水器的用户，仅需将原有混水阀进行更换即可实现燃气热水器的自动预热，进而实现热水器零冷水的目的；对于准备安装热水器的用户，仅需购买普通热水器，并加装本发明所述的混水阀即可实现热水器零冷水的目的。
发明内容
本发明的目的就是解决目前实现热水器零冷水需重新更换热水器的问题，本发明提出一种可实现热水器自动预热的混水阀，即用户打开混水阀开关后自动启动预热程序，热水器即对管道内冷水进行预热，当管道内冷水预热后热水出水管才进行供水。
为解决以上问题，本发明提供一种可实现热水器自动预热的混水阀，包括混水阀本体(1)、电源线(2)、混水阀开关(3)、温度传感器(4)、三通阀(5)、三通阀控制马达(6)、预热循环泵(7)、循环泵控制器(8)、压力差传感器(9)、水压平衡装置(10)、预热管路(11)、热水进水口(12)、冷水进水口(13)、热水出水管(14)、冷水出水管(15)、终端出水管(16)和信息处理单元(17)，所述预热循环泵(7)安装于预热管路(11)内，其运行状态的水流方向自三通阀(5)流向冷水进水口(13)方向。
进一步地，所述温度传感器(4)、三通阀(5)和三通阀控制马达(6)共同组成温控阀门，所述信息处理单元(17)根据温度传感器(9)检测的实时水温并通过三通阀控制马达(6)控制三通阀(5)工作状态。
进一步地，所述压力差传感器(9)包括进水压力面(401)和出水压力面(402)。
进一步地，所述水压平衡装置(10)包括水压平衡孔(403)、压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)。
进一步地，所述预热循环泵(7)可设置为单个，也可设置为两个或以上垂直并联，这样既可以保证泵送能力，也可保证本发明所述混水阀的厚度一定。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.对于已安装普通燃气热水器的用户，仅需将原有混水阀进行更换即可实现燃气热水器的自动预热功能，进而实现热水器零冷水的目的，而无需重新购买具有零冷水功能的热水器，升级费用低；
2.对于准备安装燃气热水器的新用户，仅需购买普通热水器，并加装本发明所述的混水阀即可实现燃气热水器零冷水的目的，无需重新购买具有零冷水功能的热水器，整体费用增加不明显。
附图说明
图1本发明所述一种可实现热水器自动预热的混水阀整体结构示意图；
图2本发明所述混水阀预热状态水平剖面结构示意图；
图3本发明所述混水阀用水状态水平剖面结构示意图；
图4本发明所述压力差传感器和水压平衡装置结构示意图；
图5本发明所述混水阀预热程序自动开启和自动停止流程图；
图6本发明所述混水阀串联热水器后预热状态示意图；
图7本发明所述混水阀串联热水器后用水状态示意图；
图8本发明所述混水阀中预热循环泵垂直剖面结构示意图。
图中1-混水阀本体，2-电源线，3-混水阀开关，4-温度传感器，5-三通阀，6-三通阀控制马达，7-预热循环泵，8-循环泵控制器，9-压力差传感器，10-水压平衡装置，11-预热管路，12-热水进水口，13-冷水进水口，14-热水出水管，15-冷水出水管，16-终端出水管，17-信息处理单元，401-进水压力面，402-出水压力面，403-水压平衡孔，404-压力平衡活塞，405-平衡弹簧，501-混水阀开启，502-压力差传感器检测出压力差，503-预热循环泵开启，504-冷水预热，505-预热完成，506-温度传感器检测水温达到设定值，507-三通阀工作状态转换，508-压力差传感器检测不到压力差，509-预热循环泵关闭，510-终端热水流出，601-热水器，602-热水管路，603-冷水管路，604-自来水主管道，605-自来水供水管。
具体实施方式
【实施例一】
如图1、2和3所示，本发明一种可实现热水器自动预热的混水阀，包括混水阀本体(1)、电源线(2)、混水阀开关(3)、温度传感器(4)、三通阀(5)、三通阀控制马达(6)、预热循环泵(7)、循环泵控制器(8)、压力差传感器(9)、水压平衡装置(10)、预热管路(11)、热水进水口(12)、冷水进水口(13)、热水出水管(14)、冷水出水管(15)、终端出水管(16)和信息处理单元(17)，所述预热循环泵(7)安装于预热管路(11)内，其运行状态的水流方向自三通阀(5)流向冷水进水口(13)方向。
【实施例二】
如图2和3所示，所述温度传感器(4)、三通阀(5)和三通阀控制马达(6)共同组成温控阀门，所述信息处理单元(17)根据温度传感器(9)检测的实时水温并通过三通阀控制马达(6)控制三通阀(5)工作状态。
【实施例三】
如图4所示，所述压力差传感器(9)包括进水压力面(401)和出水压力面(402)。所述水压平衡装置(10)包括水压平衡孔(403)、压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)。
【实施例四】
如图8所示，所述预热循环泵(7)可设置为单个，也可设置为两个或以上垂直并联，这样既可以保证泵送能力，也可保证本发明所述混水阀的厚度一定。
【实施例五】
如图2、3、6和7所示，所述预热循环泵(7)包括开启状态和关闭状态，通过上述两种状态转换实现预热过程的开启和停止，开启状态和关闭状态的转换过程如下：
1.混水阀自动预热过程开启：用户开始用水时打开混水阀开关(3)，此时压力差传感器(9)检测到明显压力差，后传感器将压力差信号传导至信息处理单元(17)，压力差信号被处理后生成预热循环泵(7)开启指令，进而开启预热循环泵(7)，预热循环泵(7)开启后实现热水器管道内冷水预热；
2.混水阀自动预热停止：温度传感器(4)检测实时水温等于或高于设定值时，三通阀(5)由预热状态转换为用水状态，此时压力差传感器(9)检测不到明显压力差，因此通过上述过程关闭预热循环泵(7)，最终预热过程停止。
【实施例六】
如图2、3、6和7所示，所述温度传感器(4)、三通阀(5)和三通阀控制马达(6)共同组成温控阀门，三通阀(5)设置有两个工作状态，分别为预热状态和用水状态，两种状态的转换过程如下：
1.混水阀关闭状态：混水阀开关(3)处于关闭状态时，温度传感器(4)检测实时温度虽低于设定值，但压力差传感器(9)检测不到明显压力差，此时三通阀(5)处于预热状态，预热循环泵(7)处于关闭状态；
2.混水阀自动预热程序开启：混水阀开关(3)开启后，温度传感器(4)检测实时温度低于设定值，且压力差传感器(9)检测到明显压力差，此时三通阀(5)处于预热状态，预热循环泵(7)处于开启状态；
3.混水阀预热程序自动停止：混水阀开关(3)处于开启状态一段时间后，管道内冷水预热一段时间后温度传感器(4)检测实时温度等于或高于设定值，三通阀(5)由预热状态转换为用水状态，转换后压力差传感器(9)检测不到明显压力差，因此预热循环泵(7)转换为关闭状态；
4.用户用水结束：混水阀开关(3)由开启转换为关闭状态后，温度传感器(4)检测实时温度等于或高于设定值，此时三通阀(5)处于用水状态，压力差传感器(9)检测不到明显压力差，因此预热循环泵(7)继续处于关闭状态；
5.管道冷却：用水结束后，混水阀开关(3)处于关闭状态，热水器停止加热，管道内热水自然冷却，当温度传感器(4)检测实时温度低于设定值时，此时三通阀(5)由用水状态转换为预热状态，压力差传感器(9)检测不到明显压力差，因此预热循环泵(7)继续处于关闭状态。
【实施例七】
如图4所示，所述压力差传感器(9)包括进水压力面(401)和出水压力面(402)，所述水压平衡装置(10)包括水压平衡孔(403)、压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)，不同情况下压力差传感器(9)和水压平衡装置(10)运行方式如下：
1.用户开始用水时打开混水阀开关(3)，即预热过程开启：此时压力差传感器(9)的出水压力面(402)压力骤减，压力差传感器(9)检测出明显压力差；此时三通阀(5)处于预热状态，因此水压平衡装置(10)的压力平衡活塞(404)向热水出水管(14)一侧移动并达到最大位移，平衡弹簧(405)处于过伸状态，此时本发明所述混水阀开启预热程序；
2.用户开始使用合适温度热水，即预热过程结束：预热结束时三通阀(5)工作状态发生转换，由预热状态转换为用水状态，热水经热水进水口(12)进入混水阀，经过三通阀(5)，最终从热水出水管(14)流出，此时压力差传感器(9)的进水压力面(401)和出水压力面(402)所受压力均处于最低值，因此检测不到明显压力差，水压平衡装置(10)的压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)处于松弛状态；
3.用户用水结束后关闭混水阀开关(3)，即用水结束：此时压力差传感器(9)的出水压力面(402)较用水时所受压力骤增，因三通阀(5)处于用水状态，因此该时刻压力差传感器(9)的进水压力面(401)和出水压力面(402)所受水压相等，压力差传感器(9)检测不到压力差，此时水压平衡装置(10)的压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)处于松弛状态；
4.混水阀开关(3)关闭后管路恢复过程，即管道内热水冷却过程，此时因温度传感器(4)所检测实时温度低于设定值，因此三通阀(5)转换为预热状态，此时压力差传感器(9)的进水压力面(401)和出水压力面(402)所受压力均处于最高值，但在水压平衡装置(10)的作用下压力差传感器(9)的进水压力面(401)和出水压力面(402)所受水压相等，因此压力差传感器(9)检测不到压力差。
【实施例八】
如图5所示，用户用水时会打开混水阀开关(3)，本发明所述混水阀预热程序自动开启，此时混水阀开关(3)虽已开启，但因三通阀(5)处于预热状态，所以热水出水管(14)并无热水流出。当热水器预热完成，即温度传感器(4)检测实时水温等于或高于预定值，此时热水器自动预热程序关闭，三通阀(5)由预热状态转换为用水状态，使得热水出水管(14)流出热水，此时用户正式用水，热水器预热程序自动开启、自动停止和正式用水过程包括以下主要步骤和节点(按照混水阀和热水器工作先后顺序列举)：混水阀开启(501)、压力差传感器检测出压力差(502)、信息处理单元(17)、循环泵控制器(8)、预热循环泵开启(503)、冷水预热(504)、预热完成(505)，温度传感器检测水温达到设定值(506)、信息处理单元(17)、三通阀控制马达(6)、三通阀工作状态转换(507)、压力传感器检测不到压力差(508)、信息处理单元(17)、循环泵控制器(8)、预热循环泵关闭(59)和终端热水流出(510)。
【实施例九】
如图6和图7所示，图中箭头表示水流方向，混水阀开关(3)开启后通过压力差传感器(9)、水压平衡装置(10)、温度传感器(4)、三通阀(5)、三通阀控制马达(6)和预热循环泵(7)的协调工作开启自动预热程序对管道内冷水进行预热，此时各管道内水流方向如图6所示，具体为：自来水主管道(604)内水流停止，自来水供水管(605)、热水管路(602)、热水进水口(12)、三通阀(5)、预热管路(11)、预热循环泵(7)、冷水进水口(13)和冷水管路(603)组成闭合循环，循环内冷水在预热循环泵(7)驱动下按照图中箭头方向流动。
当冷水预热至设定温度时，本发明所述混水阀通过温度传感器(4)、三通阀(5)、三通阀控制马达(6)和预热循环泵(7)的协调工作，热水出水管(14)开始流出合适温度的热水。此时各管道内水流方向如图7所示，具体为：自来水主管道(604)内流出冷水，一路经自来水供水管(605)、热水管路(602)、热水进水口(12)、三通阀(5)，最后自热水出水管(14)流出；另一路经冷水管路(603)、冷水进水口(13)，最后经冷水出水管(15)流出。上述热水出水管(14)流出的合适温度热水和冷水出水管(15)流出的冷水经混水阀混合后经终端出水管(16)流出，供用户使用。
以上所述的具体实施方式是对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可实现热水器自动预热的混水阀，包括混水阀本体(1)、电源线(2)、混水阀开关(3)、温度传感器(4)、三通阀(5)、三通阀控制马达(6)、预热循环泵(7)、循环泵控制器(8)、压力差传感器(9)、水压平衡装置(10)、预热管路(11)、热水进水口(12)、冷水进水口(13)、热水出水管(14)、冷水出水管(15)、终端出水管(16)和信息处理单元(17)，所述预热循环泵(7)安装于预热管路(11)内，其运行状态的水流方向自三通阀(5)流向冷水进水口(13)方向。
2.根据权利要求1所述一种可实现热水器自动预热的混水阀，其特征在于，所述温度传感器(4)、三通阀(5)和三通阀控制马达(6)共同组成温控阀门，所述信息处理单元(17)根据温度传感器(9)检测的实时水温并通过三通阀控制马达(6)控制三通阀(5)工作状态。
3.根据权利要求1所述一种可实现热水器自动预热的混水阀，其特征在于，所述压力差传感器(9)包括进水压力面(401)和出水压力面(402)。
4.根据权利要求1所述一种可实现热水器自动预热的混水阀，其特征在于，所述水压平衡装置(10)包括水压平衡孔(403)、压力平衡活塞(404)和平衡弹簧(405)。
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