CN109990471A - 相变热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相变热水器及其控制方法，所述相变热水器包括：箱体，箱体内填充有相变材料；换热器，换热器内置于箱体以与箱体内的相变材料热交换；加热器，加热器用于加热；循环加热水路，循环加热水路分别串接换热器和加热器形成循环回路；水泵，水泵驱动循环加热水路内的水流通，水泵为转速可调水泵；温度传感器，温度传感器用于检测循环加热水路中的水的温度；控制装置，控制装置分别与温度传感器和水泵相连，控制装置根据温度传感器检测到的温度调节水泵的转速。根据本发明的相变热水器，可以实现循环加热水路中流量可调，实现相变热水器水路温度有效控制不会超温，使流量与换热器能力匹配，换热器换热能力利用实现最大化。

Description

相变热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其是涉及一种相变热水器及其控制方法。

背景技术

相关技术中，带加热以及换热装置的水路，往往不能主动调节系统中的流量，若整个水路中流量较小，则加热器容易出现过热、超温等现象；反之，若水路中流量过大，则换热装置不能及时置换出水路中所有热量，导致换热能力下降，热量不能有效的传导，浪费能量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种相变热水器，所述相变热水器可以自动调节循环加热水路中的流量。

本发明还提出一种上述相变热水器的控制方法。

根据本发明第一方面的相变热水器，包括：箱体，所述箱体内填充有相变材料；换热器，所述换热器内置于所述箱体以与所述箱体内的相变材料热交换；加热器，所述加热器用于加热；循环加热水路，所述循环加热水路分别串接所述换热器和所述加热器形成循环回路；水泵，所述水泵驱动所述循环加热水路内的水流通，所述水泵为转速可调水泵；温度传感器，所述温度传感器用于检测所述循环加热水路中的水的温度；控制装置，所述控制装置分别与所述温度传感器和所述水泵相连，所述控制装置根据所述温度传感器检测到的温度调节所述水泵的转速。

根据本发明的相变热水器，通过利用转速可调的水泵，可以实现循环加热水路中流量可调，可以使得相变热水器水路温度有效控制不会超温，同时使流量与换热系统能力匹配，换热器换热能力利用实现最大化。

在一些实施例中，所述循环加热水路将所述水泵、所述换热器以及所述加热器串接成回路。

在一些实施例中，所述循环加热水路的进水口和出水口均设在所述加热器和所述水泵之间。

在一些实施例中，所述循环加热水路上串接有单向阀，所述单向阀的入口连通所述出水口，所述单向阀的出口连接所述入水口。

在一些实施例中，所述循环加热水路将所述水泵、所述换热器、所述加热器、所述单向阀依次串接成回路。

在一些实施例中，所述温度传感器串接在所述换热器和所述加热器之间，且所述温度传感器位于所述换热器沿水流方向的下游。

在一些实施例中，所述水泵为变频水泵。

在一些实施例中，所述换热器包括：换热管，所述换热管包括多个U型管和连接段，多个所述U型管沿上下方向间隔布置，所述连接段连接在相邻的两个U型管之间；多个翅片，所述翅片沿上下方向延伸，且所述换热管贯穿多个所述翅片。

在一些实施例中，所述控制装置根据所述循环加热水路的出水口的流速调节所述水泵的转速。

根据本发明第二方面的相变热水器的控制方法，所述控制方法包括：

所述温度传感器检测到的温度大于温度上阈值时，所述控制装置控制提高所述水泵的转速；

所述温度传感器检测到的温度小于温度下阈值时，所述控制装置控制降低所述水泵的转速。

根据本发明的相变热水器的控制方法，可以将加热器出口的温度维持到一个温度较高的水平却不会超温，保证流入换热器的水温与相变材料的温差大，提高换热效率，充分发挥换热器的换热能力，提升储热速度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的相变热水器的示意图，图中箭头指向为水流流向。

附图标记：

相变热水器100，出水口101，进水口102，

箱体1，相变材料2，换热器3，翅片31，换热管32，加热器4，循环加热水路5，水泵6，温度传感器7，控制装置8，单向阀9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1描述根据本发明第一方面实施例的相变热水器100。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的相变热水器100，包括：箱体1、换热器3、加热器4、循环加热水路5、水泵6、温度传感器7和控制装置8。

具体地，箱体1内填充有相变材料2；换热器3内置于箱体1以与箱体1内的相变材料2热交换。

循环加热水路5分别串接换热器3和加热器4形成循环回路；加热器4用于加热循环加热水路5内的水。

水泵6用于驱动循环加热水路5内的水流通，且水泵6为转速可调的水泵6；优选地，水泵6为变频水泵6。

温度传感器7用于检测循环加热水路5中的水的温度。

控制装置8分别与温度传感器7和水泵6相连，控制装置8根据温度传感器7检测到的温度调节水泵6的转速。

具体地，当相变热水器100中的加热器4加热循环加热水路5内的水时，若温度传感器7检测到循环加热水路5中的水温度过高，则控制装置8控制调高水泵6的转速，以加大循环加热水路5中的流速，从而可以避免加热器4加热的水会出现过热、超温等问题；若温度传感器7检测到循环加热水路5中的水温过低时，则控制装置8控制调低水泵6的转速，以减小循环加热水路5中水的流速，从而保证加热器4可以有效提高水的温度，以提高进入换热器3的水与相变材料2之间的温度差，从而保证进入换热器3的水的热量可以有效地传递给相变材料2以储能，使得换热器3的换热能力利用实现最大化。

此外，控制装置8还可以根据循环加热水路5的出水口101的流速调节水泵6的转速。具体地，当相变热水器100的出水口101出水时，若出水口101的流速较低、水压较小，则控制装置8可以控制提高水泵6的转速，以实现增压，从而保证用户沐浴的舒适度。

根据本发明实施例的相变热水器100，通过利用转速可调的水泵6，可以实现循环加热水路5中流量可调，可以使得相变热水器100水路温度有效控制不会超温，同时使流量与换热系统能力匹配，换热器3换热能力利用实现最大化。

在本发明的一个实施例中，循环加热水路5将水泵6、换热器3以及加热器4串接成回路。进一步地，循环加热水路5的进水口102和出水口101均设在加热器4和水泵6之间。

可选地，循环加热水路5上串接有单向阀9，单向阀9的入口连通出水口101，单向阀9的出口连接入水口。也就是说，单向阀9仅允许循环加热水路5内的水从出水口101的方向流向进水口102的方向，由此，可以保证相变热水器100在放水的过程中冷水和热水不会窜路提前混合。

优选地，如图1所示，循环加热水路5将水泵6、换热器3、加热器4、单向阀9依次串接成回路。这样，在相变热水器100加热的过程中，水从水泵6出口进入换热器3、再流向加热器4、流向单向阀9，再经水泵6泵入换热器3，如此以实现循环加热。

在一些实施例中，温度传感器7串接在换热器3和加热器4之间，且温度传感器7位于换热器3沿水流方向的下游。这样，温度传感器可以检测到流出换热器的水的温度，从而可以判定换热器内水是否与相变材料有效换热。

在本发明的一些实施例中，换热器3可以包括：换热管32和多个翅片31，换热管32包括多个U型管和连接段，多个U型管沿上下方向间隔布置，连接段连接在相邻的两个U型管之间；翅片31沿上下方向延伸，且换热管32贯穿多个翅片31。由此，可以增大换热器3的换热面积，提高换热效率。

根据本发明第二方面的相变热水器100的控制方法，所述温度传感器7设在加热器4和换热器3之间且位于加热器4的上游，所述控制方法包括：

温度传感器7检测到的温度大于温度上阈值时，控制装置8控制提高水泵6的转速；

温度传感器7检测到的温度小于温度下阈值时，控制装置8控制降低水泵6的转速。

根据本发明实施例的相变热水器100的控制方法，可以将加热器4出口的温度维持到一个温度较高的水平却不会超温，保证流入换热器3的水温与相变材料2的温差大，提高换热效率，充分发挥换热器3的换热能力，提升储热速度。

下面将参考图1描述根据本发明一个具体实施例的相变热水器100。

参照图1，本发明实施例的相变热水器100包括：箱体1和沿水流方向依次串接形成循环水路的水泵6、换热器3、温度传感器7、加热器4和单向阀9。其中，箱体1内填充相变材料2，换热器3内置于箱体1内，水泵6为变频水泵6。热水器的出水口101设在单向阀9与加热器4之间，热水器的进水口102设在单向阀9与水泵6之间。

下面描述相变热水器100的工作过程：

相变热水器100加热时：出水口101关闭，加热器4启动加热，温度传感器7根据管路中的温度，反馈信号到控制装置8的额控制电路板，电路板水路控制水泵6，水泵6调节转速，从而改变整个循环水路的流量，温度过高增大流量、温度低时减小流量，使得加热器4出水口101温度维持到一个温度较高的水平却不会超温，并且水温与相变材料2的温差大，可以提高换热速率，充分发挥换热器3的换热能力，提升储热速度。

相变热水器100放水时：将进水口102、出水口101同时打开，此时可以根据用户个人习惯，若感觉流量偏小，则可以通过控制装置8的控制电路调节水泵6增大流量，从而保证用户的沐浴舒适度；此时，单向阀9保证放水过程中，冷热水不会窜路提前混合。

根据本发明实施例的相变热水器100，具有可变流量的循环加热、换热水路，有效解决了现有循环加热水路5不能自动调节流量的问题，使得相变热水器100水路温度有效控制不会超温，同时使流量与换热系统能力匹配，换热器3换热能力利用实现最大化。而在用户用水过程中，可提供适当的增压功能，从而增大流量，提高沐浴舒适度。

简言之，根据本发明实施例的相变热水器100，利用水路中的加热器4、水泵6、换热器3，实现相变材料2的加热与换热；同时利用温度传感器7反馈的信号、控制装置8和可变频的水泵6调节流量，实现加热、换热和水温的合理有效匹配。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种相变热水器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内填充有相变材料；

换热器，所述换热器内置于所述箱体以与所述箱体内的相变材料热交换；

加热器，所述加热器用于加热；

循环加热水路，所述循环加热水路分别串接所述换热器和所述加热器形成循环回路；

水泵，所述水泵驱动所述循环加热水路内的水流通，所述水泵为转速可调水泵；

温度传感器，所述温度传感器用于检测所述循环加热水路中的水的温度；

控制装置，所述控制装置分别与所述温度传感器和所述水泵相连，所述控制装置根据所述温度传感器检测到的温度调节所述水泵的转速。

2.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，所述循环加热水路将所述水泵、所述换热器以及所述加热器串接成回路。

3.根据权利要求2所述的相变热水器，其特征在于，所述循环加热水路的进水口和出水口均设在所述加热器和所述水泵之间。

4.根据权利要求3所述的相变热水器，其特征在于，所述循环加热水路上串接有单向阀，所述单向阀的入口连通所述出水口，所述单向阀的出口连接所述入水口。

5.根据权利要求4所述的相变热水器，其特征在于，所述循环加热水路将所述水泵、所述换热器、所述加热器、所述单向阀依次串接成回路。

6.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，所述温度传感器串接在所述换热器和所述加热器之间，且所述温度传感器位于所述换热器沿水流方向的下游。

7.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，所述水泵为变频水泵。

8.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，所述换热器包括：

换热管，所述换热管包括多个U型管和连接段，多个所述U型管沿上下方向间隔布置，所述连接段连接在相邻的两个U型管之间；

多个翅片，所述翅片沿上下方向延伸，且所述换热管贯穿多个所述翅片。

9.根据权利要求1所述的相变热水器，其特征在于，所述控制装置根据所述循环加热水路的出水口的流速调节所述水泵的转速。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的相变热水器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

所述温度传感器检测到的温度大于温度上阈值时，所述控制装置控制提高所述水泵的转速；

所述温度传感器检测到的温度小于温度下阈值时，所述控制装置控制降低所述水泵的转速。