CN109631336A - 适用于热水器的即开即热循环系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于热水器的即开即热循环系统及其控制方法,解决现有技术存在热水器频繁启动、热水串入冷水管等问题,采用技术方案:管路:与热水器连接,所述管路包括冷水管路或热水管路;循环水泵:装在所述管路上;温控阀件:连接所述热水管路和所述冷水管路;流量检测器件:安装在管路中并与所述循环水泵信号连接;所述温控阀件为自力式温控截止阀。其效果:通过自力式温控截止阀,避免热水管中的热水串入冷水管。2、流量检测器件检测冷水管路和热水管路形成的循环管路是否通畅,避免循环水泵的无效运行。3、自力式温控截止阀和装在冷水端的单向阀保证实时通过热水管路末端温度来开闭截止阀,避免了热水器的频繁启动。
Description
技术领域
本发明涉及一种与热水器配套使用的循环系统及其控制方法,尤其涉及一种能有效避免热水器频繁启动(尤其适用于无回水管的热水器使用),并能防止冷热水管串水的即开即热热水循环系统及其控制方法。
背景技术
目前市面上已有即开即热式热水器,其基本原理是在普通热水器内的管道上,增加一台水泵,利用水泵循环热水管中冷却的热水,从而触发热水器启动加热,实现管路“零冷水”的功能。此外,目前市面上常见的配套于燃气热水器热水循环装置,也是采用如上的原理进行工作,不同在于,将热水循环装置独立于热水器,在安装,功能等方面更加灵活,能实现将原有普通热水系统改造成即开即热循环系统的目的,而不用购买价格昂贵的零冷水热水器。
目前,不管是哪种方式组成的即开即热热水循环系统,虽然能够通过手动或预约功能或遥控等方式启动,提前将管道中的水加热到设定温度,但都存在着不足。如果用户选择手动启动或遥控启动,则必须等待一段时间让管路完成预热,即开即热功能的体验受到影响。而如果采用预约功能,在选定的时段内保证即开即热,则对热水循环装置(热水器中设置的功能模块)中的温度传感器的安装位置有要求,安装在热水管路的末端显然是最优的选择,但实际上,由于距离和结构的限制,多数情况下温度传感器装在冷水管或者是回水管中,这些地方不能真实地反映热水管路的温度状况,会造成循环装置的误启动,从而造成热水器的频繁启动,降低热水器寿命,并造成能源的大量浪费。
特别是对于大量的无回水管路的房屋已装修的用户来说,温度传感器如果布置在冷水管中,采用预约模式启动时,不但会造成热水器频繁启动,还会造成热水管中的热水进入到冷水管中,无冷水可用,还会使得冷水管中的水产生异味。对于安装了净水设备的用户来说,甚至会对净水设备造成损坏。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种适用于热水器的即开即热循环系统及其控制方法,能有效避免热水器频繁启动,并能防止热水串入冷水管中,提升用于用水的舒适性。
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的:适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于包括:
管路:与热水器连接,所述管路包括冷水管路或热水管路;
循环水泵:装在所述管路上;
温控阀件:连接所述热水管路和所述冷水管路;
流量检测器件:安装在管路中并与所述循环水泵信号连接;
所述温控阀件为自力式温控截止阀。
本技术方案设计的产品应用于热水器循环管路时,能有效避免热水器频繁启动(特别对于无回水管的热水器来说),并能防止热水串入冷水管中,提升用户用水的舒适性。
具体应用时,热水器管路上设置热水器,将循环水泵装在与热水器所连接的冷水管路或热水管路上,并用温控阀件连接热水管路和冷水管路,并在管路上安装流量检测器件,流量检测器件与循环水泵信号连接,所述温控阀件处的水温TB达到所述温控阀件的闭合温度TH时,所述温控阀件自动关闭,截断冷水管路和热水管路中循环的水流,此时,流量监测器件检测到实时流量Q小于流量保护限值QS,控制循环水泵停止工作。当在一定的时间间隔或其他条件触发循环水泵再次启动时,若所述温控阀件处的水温TB仍高于所述温控阀件的开启温度TL,所述温控阀件仍然关闭,循环水泵无法泵送水流,流量传感器检测到循环水泵启动状态下实时流量Q小于流量保护限值QS,则关闭循环水泵;若所述温控阀件处的水温TB已低于所述温控阀件的开启温度TL,所述温控阀件打开,实时流量Q大于流量保护限值QS,循环水泵将热水管路中冷却的热水泵入冷水管,并将冷水管中的水泵入热水器中进行加热,加热后的水进入热水管,直至所述温控阀件处的水温TB达到所述温控阀件的闭合温度TH,所述温控阀件关闭,流量传感器检测到循环水泵启动状态下的实时流量Q小于流量保护限值QS,则关闭循环水泵。优选的所述温控阀件的闭合温度TH可等于所述温控阀件的开启温度TL。
其中,所述流量检测器件优选为霍尔式流量传感器,能精确测量管路中的实时流量Q,有利于对整个系统进行精细调节,且技术成熟,价格相对便宜,也可采用水流开关。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充,本发明采用如下技术措施:
所述自力式温控截止阀包括中空结构的主阀体,设置在所述主阀体中的阀芯,所述阀芯的外圆柱面与所述主阀体的内壁密封配合,所述阀芯将所述主阀体的内腔分隔成上腔和下腔,所述主阀体上设置进水口和出水口,所述进水口与所述下腔连通,所述出水口与所述上腔连通,所述阀芯上设置一感温形变组件,所述感温形变件组件受热形变推动阀芯下移,用于是阀芯截止所述进水口与所述下腔连通,所述下腔内设置复位件,所述复位件用于使所述阀芯复位,使所述进水口与所述下腔连通。
所述感温形变组件为合金记忆弹簧,所述合金记忆弹簧和所述复位件分别与所述阀芯的上侧和下侧配合。
所述感温形变组件包括感温包,与感温包配合的顶杆,所述感温包与所述阀芯配合,所述感温包受热与所述顶杆配合形成向下推力并作用于所述阀芯,使所述阀芯下移。
所述自力式温控阀件上设有温度调节机构,所述温度调节机构用于设置所述自力式温控阀件开启和/或关闭的温度。
所述自力式温控阀件连接冷水管的一端安装有单向阀,所述单向阀使得水流只能从热水管路流向冷水管路。单向阀可避免由于冷热水管压差,造成冷水管串入热水管,安装在冷水管端,可保持石蜡感温包或记忆合金弹簧实时感知热水管末端温度,避免热水器频繁启动。
所述循环水泵和流量检测器件均设置在一循环装置中,所述循环装置中还设置一控制模块,所述循环水泵和所述流量检测器件均与所述控制模块形成信号连接。流量检测器件精确测量水流量,并将水流量信息发送给控制模块,控制模块根据现有状态和用户的设置,对循环水泵进行控制。流量检测器件、循环水泵和控制模块共同设计在循环装置中,有利于产品的整体性和可靠性。
另外一种集成方案:所述循环水泵和流量检测器件均设置在热水器中,所述热水器中的控制模块与所述循环水泵和所述流量检测器件均形成信号连接。将流量检测器件、循环水泵和控制模块共同设计在热水器中,有利于产品的整体性和可靠性。
适用于热水器的即开即热循环系统的控制方法,其特征在于:当所述温控阀件处的水温TB升高,达到所述温控阀件闭合的温度TH,所述温控阀件自动关闭,截断所述冷水管路和热水管路中循环的水流,所述流量监测器件检测到实时流量Q小于流量保护限值QS,控制循环水泵停止工作;当所述温控阀件处的水温TB自然散热下降到阀门开启温度TL前,所述循环水泵启动,实时流量Q小于流量保护限值QS,触发流量保护,循环水泵自动停止;
其中:TB:温控截止阀处水温;
TH:温控截止阀闭合温度;
TL:温控截止阀开启温度;
Q:管路中的实时流量,
QS:流量保护限值。
所述自力式温控阀件一端接冷水管、一端接热水管,所述自力式温控阀件中的石蜡感温包或记忆合金弹簧感知流过所述自力式温控阀件的水温TB,当水温TB超过所述自力式温控阀件的闭合温度TH,阀件关闭,截断水流,当水温TB低于所述自力式温控阀件的开启温度TL,阀件开启。
本发明具有的有益效果:1、通过自力式温控截止阀,避免热水管中的热水串入冷水管。2、流量检测器件检测冷水管路和热水管路形成的循环管路是否通畅,避免循环水泵的无效运行。3、自力式温控截止阀和装在冷水端的单向阀保证实时通过热水管路末端温度来开闭截止阀,避免了热水器的频繁启动,4、自力式温控阀件上的温度调节机构,实现截止温度的可调,提升用水舒适度。5、自力式温控阀件工作过程完全自力式,无需其它额外能源供给,环保节能。
附图说明
图1是一种应用本发明的即开即热循环系统的示意图。
图2是另一种应用本发明的即开即热系统的示意图。
图3是图1或图2所示系统的控制逻辑图。
图4是图1或图2中流量传感器的结构示意图。
图5是图1或图2所示图的循环装置的结构示意图。
图6是本发明涉及的一种温控阀件的结构示意图。
图7是本发明涉及的另一种温控阀件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:适用于热水器的即开即热循环系统,包括:
管路:与热水器连接,所述管路包括冷水管路或热水管路;
循环水泵:装在所述管路上;
温控阀件:连接所述热水管路和所述冷水管路;
流量检测器件:安装在管路中并与所述循环水泵信号连接;
所述温控阀件为自力式温控截止阀。
如图1-2所示,适用于热水器的即开即热循环系统,应用于热水器的循环管路中,能有效避免热水器频繁启动(特别对于无回水管的热水器来说),并能防止热水串入冷水管中,提升用户用水(用水点6具有合适温度)的舒适性。
具体应用时,热水器管路上设置热水器1,将循环水泵21装在与热水器1所连接的冷水管路5或热水管路4上,并用温控阀件3连接热水管路和冷水管路,并在管路上安装流量检测器件22,流量检测器件22与循环水泵21信号连接,所述温控阀件3处的水温TB达到所述温控阀件的闭合温度TH时,所述温控阀件自动关闭,截断冷水管路和热水管路中循环的水流,此时,流量监测器件检测到实时流量Q小于流量保护限值QS,控制循环水泵停止工作。当在一定的时间间隔或其他条件触发循环水泵再次启动时,若所述温控阀件处的水温TB仍高于所述温控阀件的开启温度TL,所述温控阀件仍然关闭,循环水泵无法泵送水流,流量传感器检测到循环水泵启动状态下实时流量Q小于流量保护限值QS,则关闭循环水泵;若所述温控阀件处的水温TB已低于所述温控阀件的开启温度TL,所述温控阀件打开,实时流量Q大于流量保护限值QS,循环水泵将热水管路中冷却的热水泵入冷水管,并将冷水管中的水泵入热水器中进行加热,加热后的水进入热水管,直至所述温控阀件处的水温TB达到所述温控阀件的闭合温度TH,所述温控阀件关闭,流量传感器检测到循环水泵启动状态下的实时流量Q小于流量保护限值QS,则关闭循环水泵。优选的所述温控阀件的闭合温度TH可大于所述温控阀件的开启温度TL。
其中,所述流量检测器件优选为霍尔式流量传感器,能精确测量管路中的实时流量Q,有利于对整个系统进行精细调节,且技术成熟,价格相对便宜,也可采用水流开关。
如图6和图7所示,本技术方案设计的温控阀件为自力式温控截止阀(图6采用感温包的温控截止阀,图7采用记忆合金的温控截止阀),温控阀件包括中空结构的主阀体,设置在所述主阀体中的阀芯39,所述阀芯的外圆柱面与所述主阀体的内壁密封配合,所述阀芯将所述主阀体的内腔分隔成上腔和下腔,所述主阀体上设置进水口和出水口,所述进水口与所述下腔连通,所述出水口与所述上腔连通,所述阀芯上设置一感温形变组件,所述感温形变件组件受热形变推动阀芯下移,用于是阀芯截止所述进水口与所述下腔连通,所述下腔内设置复位件38,所述复位件用于使所述阀芯复位,使所述进水口与所述下腔连通。
以下对两种温控阀件做一些具体说明:
如图6所示,所述感温形变组件包括感温包33,与感温包配合的顶杆37,所述感温包33与所述阀芯39配合,所述感温包33受热与所述顶杆37配合形成向下推力并作用于所述阀芯,使所述阀芯下移。
如图7所示,所述感温形变组件为合金记忆弹簧36,所述合金记忆弹簧36和所述复位件38分别与所述阀芯39的上侧和下侧配合。
如图6和图7所示,所述温控阀件(自力式温控阀件)上设有温度调节机构34,所述温度调节机构用于设置所述自力式温控阀件开启和/或关闭的温度。
进一步来说,所述温控阀件(自力式温控阀件)连接冷水管的一端安装有单向阀35,所述单向阀35使得水流只能从热水管路流向冷水管路。单向阀可避免由于冷热水管压差,造成冷水管串入热水管,安装在冷水管端,可保持石蜡感温包或记忆合金弹簧实时感知热水管末端温度,避免热水器频繁启动。
在使用时,温控阀件(自力式温控阀件)上设置热水管接口32和冷水管接口31,分别用于连接热水管路和冷水管路。
如图5所示,所述循环水泵21和流量检测器件22均设置在一循环装置2中,所述循环装置中还设置一控制模块23,所述循环水泵和所述流量检测器件均与所述控制模块形成信号连接。流量检测器件精确测量水流量,并将水流量信息发送给控制模块,控制模块根据现有状态和用户的设置,对循环水泵进行控制。流量检测器件、循环水泵和控制模块共同设计在循环装置中,有利于产品的整体性和可靠性。对应本方案来说,循环装置2设置在热水器的外部,如图1所示。
另外一种集成方案,如图2所示:所述循环水泵和流量检测器件均设置在热水器中,所述热水器中的控制模块与所述循环水泵和所述流量检测器件均形成信号连接。将流量检测器件、循环水泵和控制模块共同设计在热水器中,有利于产品的整体性和可靠性。
作为上述技术方案的进一步补充,如图4所示,选用的水流量传感器为霍尔式流量传感器,当水流流过导流筒224时,磁芯223转动,产生磁场变化,被设置在壳体221上的感应壳子222检测,产生霍尔信号输出,当流量越大,则磁芯转动越快,霍尔信号的频率越高,流量和输出频率近似线性关系。优选的,温度传感器225密封的螺接在壳体221上,测量头直接和水接触,温度响应速度快。
如图3所示,适用于热水器的即开即热循环系统的控制方法,当所述温控阀件处的水温TB升高,达到所述温控阀件闭合的温度TH,所述温控阀件自动关闭,截断所述冷水管路和热水管路中循环的水流,所述流量监测器件检测到实时流量Q小于流量保护限值QS,控制循环水泵停止工作;当所述温控阀件处的水温TB自然散热下降到阀门开启温度TL前,所述循环水泵启动,实时流量Q小于流量保护限值QS,触发流量保护,循环水泵自动停止;
其中:TB:温控截止阀处水温;
TH:温控截止阀闭合温度;
TL:温控截止阀开启温度;
Q:管路中的实时流量,
QS:流量保护限值。
所述自力式温控阀件一端接冷水管、一端接热水管,所述自力式温控阀件中的石蜡感温包或记忆合金弹簧感知流过所述自力式温控阀件的水温TB,当水温TB超过所述自力式温控阀件的闭合温度TH,阀件关闭,截断水流,当水温TB低于所述自力式温控阀件的开启温度TL,阀件开启。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明。在上述实施例中,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于包括:
管路:与热水器连接,所述管路包括冷水管路或热水管路;
循环水泵:装在所述管路上;
温控阀件:连接所述热水管路和所述冷水管路;
流量检测器件:安装在管路中并与所述循环水泵信号连接;
所述温控阀件为自力式温控截止阀。
2.根据权利要求1所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述自力式温控截止阀包括中空结构的主阀体,设置在所述主阀体中的阀芯,所述阀芯的外圆柱面与所述主阀体的内壁密封配合,所述阀芯将所述主阀体的内腔分隔成上腔和下腔,所述主阀体上设置进水口和出水口,所述进水口与所述下腔连通,所述出水口与所述上腔连通,所述阀芯上设置一感温形变组件,所述感温形变件组件受热形变推动阀芯下移,用于是阀芯截止所述进水口与所述下腔连通,所述下腔内设置复位件,所述复位件用于使所述阀芯复位,使所述进水口与所述下腔连通。
3.根据权利要求2所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述感温形变组件为合金记忆弹簧,所述合金记忆弹簧和所述复位件分别与所述阀芯的上侧和下侧配合。
4.根据权利要求2所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述感温形变组件包括感温包,与感温包配合的顶杆,所述感温包与所述阀芯配合,所述感温包受热与所述顶杆配合形成向下推力并作用于所述阀芯,使所述阀芯下移。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述自力式温控阀件上设有温度调节机构,所述温度调节机构用于设置所述自力式温控阀件开启和/或关闭的温度。
6.根据权利要求5所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述自力式温控阀件连接冷水管的一端安装有单向阀,所述单向阀使得水流只能从热水管路流向冷水管路。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述循环水泵和流量检测器件均设置在一循环装置中,所述循环装置中还设置一控制模块,所述循环水泵和所述流量检测器件均与所述控制模块形成信号连接。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于热水器的即开即热循环系统,其特征在于所述循环水泵和流量检测器件均设置在热水器中,所述热水器中的控制模块与所述循环水泵和所述流量检测器件均形成信号连接。
9.根据权利要求1所述的适用于热水器的即开即热循环系统的控制方法,其特征在于:当所述温控阀件处的水温TB升高,达到所述温控阀件闭合的温度TH,所述温控阀件自动关闭,截断所述冷水管路和热水管路中循环的水流,所述流量监测器件检测到实时流量Q小于流量保护限值QS,控制循环水泵停止工作;当所述温控阀件处的水温TB自然散热下降到阀门开启温度TL前,所述循环水泵启动,实时流量Q小于流量保护限值QS,触发流量保护,循环水泵自动停止;
其中:TB:温控截止阀处水温;
TH:温控截止阀闭合温度;
TL:温控截止阀开启温度;
Q:管路中的实时流量,
QS:流量保护限值。
10.根据权利要求9所述的适用于热水器的即开即热循环系统的控制方法,其特征在于所述自力式温控阀件一端接冷水管、一端接热水管,所述自力式温控阀件中的石蜡感温包或记忆合金弹簧感知流过所述自力式温控阀件的水温TB,当水温TB超过所述自力式温控阀件的闭合温度TH,阀件关闭,截断水流,当水温TB低于所述自力式温控阀件的开启温度TL,阀件开启。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190416 |
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