CN109297180A - 智能预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法 - Google Patents

智能预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法 Download PDF

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CN109297180A CN201710610089.7A CN201710610089A CN109297180A CN 109297180 A CN109297180 A CN 109297180A CN 201710610089 A CN201710610089 A CN 201710610089A CN 109297180 A CN109297180 A CN 109297180A
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李键
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    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel

Abstract

本发明属于热水器领域，公开了一种智能预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法，在进水管路上设置储水罐以及水泵，在出水管路上设置三通阀，在进水管路和出水管路之间设有热交换器，三通阀和储水罐之间通过旁通管路连通，开启预热循环功能时，控制三通阀与旁通管路导通，进水管路、水泵、热交换器、出水管路、三通阀、旁通管路以及储水罐之间构成内循环管路系统，当储水罐出水温度T2小于预设的循环温度Tx时，水泵循环内循环管路系统内的水，将水加热至不小于循环温度Tx。当用户使用热水时，储水罐内的水被加热至不小于循环温度Tx，并且先流出，当储水罐内的热水流出后，进入的冷水能够被燃气热水器稳定加热至用户所需的设定温度。

Description

智能预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种智能预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法。
背景技术
现在家用燃气热水器因其热水即开即用、不限量等特点，日渐成为将用热水器的首选。但是燃气热水器在使用时存在有以下问题：在燃气热水器开启时，需要将热水出水管路中存留的冷水放完后才能出热水，导致用户需要等待且放出的冷水被浪费；在再次开启出水阀时，会出现冷热水现象，影响用户使用的舒适性。
为了解决上述问题，目前设计有一种具有预热循环功能的热水器，其通过回水管将热水出水管中的冷水回流至冷水进水管中，并通过冷水进水管进入到热水器进行加热，这样可以实现热水出水管中的冷水的预加热，可以解决用水前需要放冷水的问题。
上述具有预热循环功能的热水器在预热循环结束后，用户开启出水阀门，会有热水流出，此时热水器感应到有水流，则进入点火程序，通常需要15秒左右出水水温才会加热到用户所需的设定温度。而在出水阀门开启时，自来水冷水会马上进入热水器，在上述15秒的加热过程中，热水器的加热不稳定，一直是冷水流出，之后才流出热水。这样在使用热水中，开水会有一段冷热交替的水流出，在洗浴时，这部分冷热交替的水不能使用，只能够浪费掉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能预热循环燃气热水器，设置储水罐，能够在储水罐内储存加热好的热水，进而当出水阀门开启，储水罐内的热水先流出，并且当储水罐内的热水流出后，进入的冷水能够被燃气热水器稳定加热至用户所需的设定温度，不会出现冷水流出的情况，而且避免出现冷热交替的水，节约用水。
本发明的另一目的在于提供一种预热循环系统，包括上述智能预热循环燃气热水器，实现用户无需等待即可使用热水。
本发明的再一目的在于提供一种预热循环系统的控制方法，以实现零冷水使用，使得用户不用等待即可使用热水。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种智能预热循环燃气热水器在进水管路上设置储水罐以及水泵，在出水管路上设置三通阀，在进水管路和出水管路之间设有热交换器，所述三通阀和储水罐之间通过旁通管路连通，在燃气热水器开启预热循环功能时，控制三通阀与旁通管路导通，所述进水管路、水泵、热交换器、出水管路、三通阀、旁通管路以及储水罐之间构成内循环管路系统，当储水罐内水的储水罐出水温度T2小于预设的循环温度Tx时，所述水泵循环所述内循环管路系统内的水，并由燃气热水器将所述内循环管路系统内的水加热至不小于所述循环温度Tx。
作为优选，所述进水管路上位于储水罐的两侧分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。
作为优选，所述进水管路上设有水流量传感器，所述水流量传感器位于第二温度传感器远离储水罐的一侧。
作为优选，所述出水管路上设有第三温度传感器。
作为优选，所述出水管路上沿水流方向依次设有第一压力传感器和第二压力传感器，且第一压力传感器和第二压力传感器设置在所述三通阀的两侧。
本发明通过设置三通阀、旁通管路、水泵以及储水罐，并且构成内循环管路系统，当储水罐出水温度T2小于循环温度Tx时，将内循环管路系统内的水加热至不小于循环温度Tx，当用户使用热水时，储水罐内的热水先流出，并且当储水罐内的热水流出后，燃气热水器已经运行至少15秒的时间，燃烧加热进入稳定状态，进入的冷水能够被燃气热水器稳定加热至用户所需的设定温度，不会出现冷水流出的情况，提高用户使用舒适度，而且避免出现冷热交替的水，节约用水。
本发明提供一种预热循环系统，包括上述的智能预热循环燃气热水器。
作为优选，还包括连接于进水管路的冷水进水管以及连接于出水管路的热水出水管，所述冷水进水管连通有冷水出水管，所述热水出水管与冷水出水管均连接于出水阀门，所述热水出水管端部连接有回水管，所述回水管连接在所述冷水进水管上，且所述回水管上设置有向冷水进水管方向导通的第二单向阀，所述冷水进水管、储水罐、进水管路、出水管路、三通阀、热水出水管以及回水管构成外循环管路系统。
本发明的上述预热循环系统，通过构成的外循环管路系统，能够对热水出水管以及回水管内的水进行预热，进而使得用户能够开水即热，不会出现出水温度冷热不均的问题。而且能够根据需要进行外循环管路系统的预热和/或内循环管路系统的预热，即能保证出水温度能够达到用户所需的设定出水温度Ts，又能够节约能源。
本发明还提供一种预热循环系统的控制方法，包括：
开启燃气热水器预热循环功能；
通过第一温度传感器检测回水温度T1，通过第三温度传感器检测出水管路的出水温度T3，当出水温度T3满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于预设的循环温度Tx的条件时，控制三通阀将出水管路导通，进行外循环管路系统的预热；
控制水泵开启并循环所述外循环管路系统内的水，并由燃气热水器对所述外循环管路系统内的水进行加热，当回水温度T1不小于循环温度Tx时，关闭水泵。
作为优选，在出水温度T3不满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于循环温度Tx的条件时，通过第二温度传感器检测储水罐内水的储水罐出水温度T2，当储水罐出水温度T2小于循环温度Tx时，控制三通阀与旁通管路导通，进行内循环管路系统的预热；
控制水泵开启并循环所述内循环管路系统内的水，并由燃气热水器对所述内循环管路系统内的水进行加热，当储水罐出水温度T2不小于循环温度Tx时，关闭水泵。
作为优选，通过第一压力传感器和第二压力传感器检测三通阀两侧的第一压力值P1和第二压力值P2，当第一压力值P1和第二压力值P2的差值小于设定值a时，继续进行外循环管路系统的预热或内循环管路系统的预热；
当第一压力值P1和第二压力值P2的差值大于等于设定值a时，则确定用户打开出水阀门，控制三通阀将出水管路导通，并关闭水泵。
优选的，在开启燃气热水器预热循环功能之后，进行外循环管路系统的预热之前还包括：
通过水流量传感器检测进水流量Q是否小于设定值Q1，当Q＜Q1时，判断用户未打开出水阀门，进行外循环管路系统的预热；当Q≥Q1时，判断用户打开出水阀门，则不再进行循环预热。
本发明的上述控制方法，能够根据需要进行外循环管路系统的预热和/或内循环管路系统的预热，即能保证出水温度能够达到用户所需的设定出水温度Ts，又能够节约能源。
附图说明
图1是本发明实施例一的智能预热循环燃气热水器的结构示意图；
图2是本发明实施例二的预热循环系统的原理示意图；
图3是本发明施例二的预热循环系统的控制方法的流程图。
图中：
1、进水管路；2、第一温度传感器；3、第一单向阀；4、储水罐；5、水泵；6、第二温度传感器；7、水流量传感器；8、热交换器；9、出水管路；10、第三温度传感器；11、三通阀；12、控制器；13、旁通管路；14、第一压力传感器；15、第二压力传感器；100、燃气热水器；101、冷水进水管；102、热水出水管；103、冷水出水管；104、出水阀门；105、回水管；106、单向阀；107、总进水管；108、截止阀；109、减压阀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提供一种智能预热循环燃气热水器，具体是指该燃气热水器100具有智能预热循环功能，如图1所示，该燃气热水器100包括沿水流方向依次设置的进水管路1、第一温度传感器2、第一单向阀3、储水罐4、水泵5、第二温度传感器6、水流量传感器7、热交换器8、出水管路9、第三温度传感器10、三通阀11以及控制器12，其中上述第一温度传感器2、水泵5、第二温度传感器6、水流量传感器7、热交换器8、第三温度传感器10以及三通阀11均连接于控制器12，上述三通阀11和进水管路1之间设有旁通管路13，具体的，如图1所示，三通阀11设有三个开口，分别标注为F、G、H，其中G口连通于旁通管路13，F口和H口连接在出水管路9上，可通过控制器12控制上述F口与G口连通或者F口与H口连通。
上述进水管路1、水泵5、热交换器8、出水管路9、三通阀11、旁通管路13以及储水罐4之间构成内循环管路系统。
上述第一温度传感器2用于检测进水温度，第二温度传感器6用于检测储水罐出水温度T2，第三温度传感器10用于检测出水管路9中水的出水温度T3。
上述第一单向阀3用于防止储水罐4内的水的倒流。
本实施例中，在用户使用上述燃气热水器100时，如果燃气热水器100开启了预热循环功能，先通过水流量传感器7检测进水流量Q是否小于设定值Q1，当Q≥Q1时，则判断用户打开出水阀门，则不再进行内循环管路系统的预热。
当Q＜Q1时，判断用户未打开出水阀门，进行内循环管路系统的预热，通过第二温度传感器6检测储水罐4内水(此时流入进水管路1中)的储水罐出水温度T2，如果储水罐出水温度T2小于循环温度Tx(预先设定好的温度，不同型号的燃气热水器100的Tx值不同，可由实验获得)，此时控制器12会控制三通阀11与旁通管路13导通，即三通阀11的F口与G口连通，进行内循环管路系统的预热。
具体的，通过控制器12控制水泵5开启，并由水泵5循环上述内循环管路系统的水，之后由热交换器8对内循环管路系统内的水进行加热，当储水罐出水温度T2不小于循环温度Tx时，即完成了内循环管路系统的预热过程，此时将水泵5关闭。
当用户使用热水时，将三通阀11的F口与H口连通，由于燃气热水器100已经完成了内循环管路系统的预热过程，此时储水罐4内存有热水，当用户打开出水阀门时，水源会通过进水管路1向燃气热水器100输送冷水，此时冷水会流入储水罐4，并且储水罐4内的热水会优先流出出水管路9，供用户使用。而在储水罐4内热水全部流出时，燃气热水器100已经运行一段时间，此时热交换器8已经处于稳定加热状态，能够稳定的对流入的冷水进行加热，进而在用水端不会有冷水流出，使得用户全程能够使用稳定的热水，提高用户舒适程度。而且本实施例的上述燃气热水器100不存在流出冷热交替的水的问题，进而避免了水资源的浪费。
本实施例中，优选的，在出水管路9上沿水流方向依次设有第一压力传感器14和第二压力传感器15，且第一压力传感器14和第二压力传感器15设置在三通阀11的两侧。通过设置第一压力传感器14和第二压力传感器15，能够检测三通阀11两侧的第一压力值P1和第二压力值P2，当第一压力值P1和第二压力值P2的差值大于等于设定值a时，则确定用户打开出水阀门，控制三通阀11将出水管路9导通，并关闭水泵5。当第一压力值P1和第二压力值P2的差值小于设定值a时，继续进行内循环管路系统的预热。
实施例二
本实施例提供一种预热循环系统，如图2所示，该预热循环系统包括实施例一所述的燃气热水器100，连接于燃气热水器100的进水管路1的冷水进水管101以及连接于出水管路9的热水出水管102，上述冷水进水管101连通有冷水出水管103，热水出水管102与冷水出水管103均连接于出水阀门104(例如水龙头、花洒等)，热水出水管102端部连接有回水管105，该回水管105连接在冷水进水管101上，且在回水管105上设置有向冷水进水管101方向导通的第二单向阀106。上述冷水进水管101、储水罐4、进水管路1、出水管路9、三通阀11、热水出水管102以及回水管105构成外循环管路系统。
进一步的，本实施例还包括总进水管107，该总进水管107分别连接于燃气热水器100的进水管路1以及冷水进水管101，在总进水管107上设有截止阀108，用于控制总进水管107的启闭。进一步的，在总进水管107上还设有减压阀109，用于对总进水管107进行减压。
本实施例的上述预热循环系统，通过构成的外循环管路系统，能够对热水出水管102以及回水管105内的水进行预热，进而使得用户能够开水即热，不会出现出水温度冷热不均的问题。而且能够根据需要进行外循环管路系统的预热和/或内循环管路系统的预热，即能保证内循环管路系统或者外循环管路系统内的水不小于循环温度Tx，又能够节约能源，避免水资源的浪费。
本发明还提供上述预热循环系统的控制方法，包括以下步骤：
S10、开启燃气热水器预热循环功能。
即燃气热水器100开启，此时三通阀11处于F口与H口相连通的状态，水泵5处于停止状态。随后通过按键或者预约方式，开启预热循环功能。
S20、通过第一温度传感器检测回水温度T1，通过第三温度传感器检测出水管路的出水温度T3，当出水温度T3满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于预设的循环温度Tx的条件时，控制三通阀将出水管路导通，进行外循环管路系统的预热。
在进行步骤S20之前，首先需要判断用户是否正在使用热水。具体的，是通过水流量传感器7检测进水流量Q是否小于设定值Q1，当Q＜Q1时，判断用户未打开出水阀门104，燃气热水器100进行外循环管路系统的预热；当Q≥Q1时，判断用户打开出水阀门104，燃气热水器100则不再进行循环预热，直接供用户使用。
当确定用户未使用热水后，通过第一温度传感器2检测回水温度T1，通过第三温度传感器10检测出水管路9的出水温度T3，当出水温度T3满足小于设定出水温度Ts(不同型号的燃气热水器100设定出水温度Ts均不同，其为实验获得)且回水温度T1小于循环温度Tx的条件时，控制三通阀11将出水管路9导通，即三通阀11的F口与H口相连通，开始进行外循环管路系统的预热。
S30、控制水泵开启并循环外循环管路系统内的水，并由燃气热水器对外循环管路系统内的水进行加热，当回水温度T1不小于循环温度Tx时，关闭水泵。
即将外循环管路系统内的水通过水泵5循环流动起来，并在外循环管路系统内的水流动过程中，由燃气热水器100的热交换器8进行加热，并且通过第一温度传感器2实时检测进水管路1处的回水温度T1，当回水温度T1不小于循环温度Tx时，即完成了外循环管路系统的预热过程，此时控制器关闭水泵5。
当用户使用热水并打开出水阀门104时，由于外循环管路系统的预热过程已经完成，此时热水出水管102内均为热水，用户打开出水阀门104即可使用热水，无需等待，达到了零冷水的效果。
在本实施例中，当出水温度T3不满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于循环温度Tx的条件时，通过第二温度传感器6检测储水罐出水温度T2，当储水罐出水温度T2小于循环温度Tx时，控制三通阀11与旁通管路13导通，即三通阀11的F口与G口连通，进行内循环管路系统的预热。
控制水泵5开启并循环内循环管路系统内的水，并由燃气热水器100的热交换器8对内循环管路系统内的水进行加热，当储水罐出水温度T2不小于循环温度Tx时，即完成了内循环管路系统的预热，此时控制器关闭水泵5。
本实施例中，优选的，还可以通过第一压力传感器14和第二压力传感器15检测三通阀11两侧的第一压力值P1和第二压力值P2，当第一压力值P1和第二压力值P2的差值小于设定值a时，继续进行外循环管路系统的预热或内循环管路系统的预热，当第一压力值P1和第二压力值P2的差值大于等于设定值a时，则确定用户打开出水阀门104，控制三通阀11将出水管路9导通，并关闭水泵5。
本实施例的上述预热循环系统的控制方法，可实现零冷水的效果，使得用户不用等待即可使用热水，进而提高了用户的舒适度和满意度，并且减少了水资源的浪费。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能预热循环燃气热水器，其特征在于，在进水管路(1)上设置储水罐(4)以及水泵(5)，在出水管路(9)上设置三通阀(11)，在进水管路(1)和出水管路(9)之间设有热交换器(8)，所述三通阀(11)和储水罐(4)之间通过旁通管路(13)连通，在燃气热水器(100)开启预热循环功能时，控制三通阀(11)与旁通管路(13)导通，所述进水管路(1)、水泵(5)、热交换器(8)、出水管路(9)、三通阀(11)、旁通管路(13)以及储水罐(4)之间构成内循环管路系统，当储水罐(4)内水的储水罐出水温度T2小于预设的循环温度Tx时，所述水泵(5)循环所述内循环管路系统内的水，并由燃气热水器(100)将所述内循环管路系统内的水加热至不小于所述循环温度Tx。
2.根据权利要求1所述的智能预热循环燃气热水器，其特征在于，所述进水管路(1)上位于储水罐(4)的两侧分别设有第一温度传感器(2)和第二温度传感器(6)。
3.根据权利要求2所述的智能预热循环燃气热水器，其特征在于，所述进水管路(1)上设有水流量传感器(7)，所述水流量传感器(7)位于第二温度传感器(6)远离储水罐(4)的一侧。
4.根据权利要求3所述的智能预热循环燃气热水器，其特征在于，所述出水管路(9)上设有第三温度传感器(10)。
5.根据权利要求4所述的智能预热循环燃气热水器，其特征在于，所述出水管路(9)上沿水流方向依次设有第一压力传感器(14)和第二压力传感器(15)，且第一压力传感器(14)和第二压力传感器(15)设置在所述三通阀(11)的两侧。
6.一种预热循环系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的智能预热循环燃气热水器。
7.根据权利要求6所述的预热循环系统，其特征在于，还包括连接于进水管路(1)的冷水进水管(101)以及连接于出水管路(9)的热水出水管(102)，所述冷水进水管(101)连通有冷水出水管(103)，所述热水出水管(102)与冷水出水管(103)均连接于出水阀门(104)，所述热水出水管(102)端部连接有回水管(105)，所述回水管(105)连接在所述冷水进水管(101)上，且所述回水管(105)上设置有向冷水进水管(101)方向导通的第二单向阀(106)，所述冷水进水管(101)、储水罐(4)、进水管路(1)、出水管路(9)、三通阀(11)、热水出水管(102)以及回水管(105)构成外循环管路系统。
8.一种预热循环系统的控制方法，其特征在于，包括：
开启燃气热水器(100)预热循环功能；
通过第一温度传感器(2)检测回水温度T1，通过第三温度传感器(10)检测出水管路(9)的出水温度T3，当出水温度T3满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于预设的循环温度Tx的条件时，控制三通阀(11)将出水管路(9)导通，进行外循环管路系统的预热；
控制水泵(5)开启并循环所述外循环管路系统内的水，并由燃气热水器(100)对所述外循环管路系统内的水进行加热，当回水温度T1不小于循环温度Tx时，关闭水泵(5)。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：
在出水温度T3不满足小于设定出水温度Ts且回水温度T1小于循环温度Tx的条件时，通过第二温度传感器(6)检测储水罐(4)内水的储水罐出水温度T2，当储水罐出水温度T2小于循环温度Tx时，控制三通阀(11)与旁通管路(13)导通，进行内循环管路系统的预热；
控制水泵(5)开启并循环所述内循环管路系统内的水，并由燃气热水器(100)对所述内循环管路系统内的水进行加热，当储水罐出水温度T2不小于循环温度Tx时，关闭水泵(5)。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：
通过第一压力传感器(14)和第二压力传感器(15)检测三通阀(11)两侧的第一压力值P1和第二压力值P2，当第一压力值P1和第二压力值P2的差值小于设定值a时，继续进行内循环管路系统的预热；
当第一压力值P1和第二压力值P2的差值大于等于设定值a时，则确定用户打开出水阀门(104)，控制三通阀(11)将出水管路(9)导通，并关闭水泵(5)；
优选的，在开启燃气热水器(100)预热循环功能之后，进行外循环管路系统的预热之前还包括：
通过水流量传感器(7)检测进水流量Q是否小于设定值Q1，当Q＜Q1时，判断用户未打开出水阀门(104)，进行外循环管路系统的预热；当Q≥Q1时，判断用户打开出水阀门(104)，则不再进行循环预热。
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