CN110057106A - 一种用于燃气热水器的零冷水预热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于燃气热水器的零冷水预热装置及其控制方法，预热装置包括设于炉体的进水管和出水管之间的回水泵以用于将出水管内的水回流至炉体内进行加热，炉体内设有与回水泵电连接的主控制器，主控制器电连接有第一温度传感器以用于检测外界环境温度并将相应的数据传送至主控制器，出水管上设有第二温度传感器以用于检测出水管内水的温度并将相应的数据传送至主控制器，主控制器用于根据外界环境温度数据以及出水水温数据而控制加热温度并控制回水泵的工作；控制方法包括外界环境温度检测、出水水温检测、循环加热和停止循环加热步骤。本发明可随外界环境温度的变化而自动改变预热温度，实现四季随温，更加智能地实现预热功能。

Description

一种用于燃气热水器的零冷水预热装置及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及热水器领域，尤其是一种用于燃气热水器的零冷水预热装置及其控制方法。

【背景技术】

此前市场上销售的燃气采暖热水炉卫浴状态为即热式加热，打开水龙头后机器燃烧加热卫浴水，但其机器至其使用环境之间的管道存在着未加热的冷水，不能即时使用而需要等待热水流出并将该部分冷水完全排出才可使用，从而造成热水等待以及水资源的浪费。

为解决上述技术问题，市面上存在着一种零冷水热水器，其可提前将机器至其使用环境之间的管道存在着未加热的冷水进行预加热而实现零冷水，但是由于其预加热温度是恒定不变的，当环境温度变化较大时，例如在昼夜温差达到15℃的情况下使用时，白天的环境温度感觉像是夏天，而此时预加热温度是适当的，可直接进行淋浴，但是到了夜晚，由于其昼夜温差大，夜晚的温度则感觉像是冬天，但是热水器仍以较低的温度进行预加热，所以刚开始淋浴时的淋浴温度仍然较低，无法满足立即进行淋浴的条件，反过来其还存在着一种情况，就是当环境温度大幅度上升时，热水器仍在以之前较高的温度进行较为频繁的预热，这样就造成能源的浪费。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供可随外界环境温度的变化而改变预热温度的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于燃气热水器的零冷水预热装置，包括设于炉体的进水管和出水管之间的回水泵以用于将出水管内的水回流至炉体内进行加热，炉体内设有与所述回水泵电连接的主控制器，所述主控制器电连接有第一温度传感器以用于检测外界环境温度并将相应的数据传送至所述主控制器，出水管上设有第二温度传感器以用于检测出水管内水的温度并将相应的数据传送至所述主控制器，所述主控制器用于根据外界环境温度数据以及出水水温数据而控制加热温度并控制回水泵的工作。

如上所述的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，包括如下步骤：

A：外界环境温度检测，第一温度传感器检测外界环境温度T0并将相应的数据传送至主控制器，主控制器根据外界环境温度T0确定相应的设置加热温度T2、预热温差T3和加热温差T4；

B：出水水温检测，第二温度传感器检测出水管内水的温度T1并将相应的数据传送至主控制器；

C：循环加热，若在连续的t时间内，T1≤设置加热温度T2+预热温差T3，则主控制器控制回水泵启动工作以将出水管内的水回流至炉体内，同时主控制器控制炉体对回流水进行加热，在循环加热过程中，第二温度传感器持续对出水管内水的温度T1进行检测并将相应的数据传送至主控制器，若在在连续的t时间内，检测到T1≥设置加热温度T2+加热温差T4时则执行D步骤，若T1未到达则继续执行本步骤；

D：停止循环加热，主控制器控制回水泵停止工作。

如上所述的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，若T0＞36℃，则35℃≤T2≤37℃，T3＝-5℃，T4＝5℃；若27℃≤T0≤36℃，则38℃≤T2≤41℃，T3＝-4℃，T4＝4℃；若12℃≤T0≤24℃，则42℃≤T2≤46℃，T3＝-4℃，T4＝3℃；若0℃≤T0≤9℃，则47℃≤T2≤50℃，T3＝-5℃，T4＝2℃；若-15℃≤T0≤-3℃，则51℃≤T2≤55℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃；若T0＜-15℃，则56℃≤T2≤65℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃。

如上所述的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，当-15℃≤T0≤36℃时，外界环境温度T0每降低3℃，相应的设置加热温度T2就升高1℃，即满足ΔT2＝-ΔT0/3。

本发明相比现有技术，具有如下技术特点：

1、本发明可随外界环境温度的变化而自动改变预热温度，实现四季随温，更加智能地实现零冷水的预热功能。

2、预加热的温度与频度随外界环境温度的高低变化而变化，例如在一天当中的中午时间其外界环境温度较高，则其设置加热温度、预加热的温度与频度就相应降低，从而达到节能的效果。

3、一天当中早上和晚上的外界环境温度较低，其设置加热温度、预加热的温度和频度则相应提高，从而提高使用的舒适性。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为普遍的用热水需求温度与外界环境温度的变化趋势图；

图3为本发明的预热能量消耗示意图(图中阴影面积表示为预热消耗的能量)；

图4为传统的零冷水热水器的预热能量消耗示意图(图中阴影面积表示为预热消耗的能量)。

【具体实施方式】

一种用于燃气热水器的零冷水预热装置，包括设于炉体1的进水管2和出水管3之间的回水泵5以用于将出水管3内的水回流至炉体1内进行加热，炉体1内设有与回水泵5电连接的主控制器4，主控制器4电连接有第一温度传感器6以用于检测外界环境温度并将相应的数据传送至主控制器4，出水管3上设有第二温度传感器以用于检测出水管3内水的温度并将相应的数据传送至主控制器4，主控制器4用于根据外界环境温度数据以及出水水温数据而控制加热温度并控制回水泵5的工作。

一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，包括如下步骤：

A：外界环境温度检测，第一温度传感器检测外界环境温度T0并将相应的数据传送至主控制器4，主控制器根据外界环境温度T0确定相应的设置加热温度T2、预热温差T3和加热温差T4；

B：出水水温检测，第二温度传感器检测出水管3内水的温度T1并将相应的数据传送至主控制器4；

C：循环加热，若在连续的t时间内，T1≤设置加热温度T2+预热温差T3，则主控制器4控制回水泵5启动工作以将出水管3内的水回流至炉体1内，同时主控制器4控制炉体1对回流水进行加热，在循环加热过程中，第二温度传感器持续对出水管3内水的温度T1进行检测并将相应的数据传送至主控制器4，若在在连续的t时间内，检测到T1≥设置加热温度T2+加热温差T4时则执行D步骤，若T1未到达则继续执行本步骤；

D：停止循环加热，主控制器4控制回水泵5停止工作。

根据人体使用热水习惯，把设置加热温度按四季用水习性等分段处理，并对每一段赋予不同的预热功能，即赋予不同的预热启停习惯，如低温段设计大一点的温差来启动热水器的预热，高温段设计少的过热温度来关闭等，这样也可以减少预热的频繁度，减少燃气的消耗。在生活中，我们会发现人体用水与外界环境温度有一个习性，夏天环境温度高时(36℃)，我们用水的温度要求低，同时水喷出时散热也少，所以热水器的设置加热温度要求低很多(如大部分喜欢把热水器设置为38℃)；冬天环境温度低时(0℃)，我们用水的温度要求高，同时水喷出时散热也多，所以热水器的设置加热温度要求高很多(如大部分喜欢把热水器设置为50℃)；据此，我们用水的温度与外界环境温度的变化趋势大致如图2所示。

根据我们用水的习性，热水器的设置加热温度一般设在35～65℃，把热水器的设置加热温度按四个季度和用水需求度来划分，可分成如下表：

我们把上面分的段，按设置加热温度和预加热温度的函数关系设计，按夏天水温要求低，高温时不设置更高温度的原则，来设计预加热启动和关闭的条件，如下表：

把上面的关系联系在一起后，形成下面的整体数据表格：

所以若T0＞36℃，则35℃≤T2≤37℃，T3＝-5℃，T4＝5℃；若27℃≤T0≤36℃，则38℃≤T2≤41℃，T3＝-4℃，T4＝4℃；若12℃≤T0≤24℃，则42℃≤T2≤46℃，T3＝-4℃，T4＝3℃；若0℃≤T0≤9℃，则47℃≤T2≤50℃，T3＝-5℃，T4＝2℃；若-15℃≤T0≤-3℃，则51℃≤T2≤55℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃；若T0＜-15℃，则56℃≤T2≤65℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃。

当-15℃≤T0≤36℃时，外界环境温度T0每降低3℃，相应的设置加热温度T2就升高1℃，即满足ΔT2＝-ΔT0/3。在使用过程中，使用者可根据实际需要调整设置加热温度T2，此时主控制器4会更新并记忆当前与外界环境温度对应的设置加热温度并相应调整其他与外界环境温度相对应的设置加热温度(按照ΔT2＝-ΔT0/3进行调整)。

Claims (4)

1.一种用于燃气热水器的零冷水预热装置，其特征在于包括设于炉体(1)的进水管(2)和出水管(3)之间的回水泵(5)以用于将出水管(3)内的水回流至炉体(1)内进行加热，炉体(1)内设有与所述回水泵(5)电连接的主控制器(4)，所述主控制器(4)电连接有第一温度传感器(6)以用于检测外界环境温度并将相应的数据传送至所述主控制器(4)，出水管(3)上设有第二温度传感器以用于检测出水管(3)内水的温度并将相应的数据传送至所述主控制器(4)，所述主控制器(4)用于根据外界环境温度数据以及出水水温数据而控制加热温度并控制回水泵(5)的工作。

2.一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

A：外界环境温度检测，第一温度传感器检测外界环境温度T0并将相应的数据传送至主控制器(4)，主控制器根据外界环境温度T0确定相应的设置加热温度T2、预热温差T3和加热温差T4；

B：出水水温检测，第二温度传感器检测出水管(3)内水的温度T1并将相应的数据传送至主控制器(4)；

C：循环加热，若在连续的t时间内，T1≤设置加热温度T2+预热温差T3，则主控制器(4)控制回水泵(5)启动工作以将出水管(3)内的水回流至炉体(1)内，同时主控制器(4)控制炉体(1)对回流水进行加热，在循环加热过程中，第二温度传感器持续对出水管(3)内水的温度T1进行检测并将相应的数据传送至主控制器(4)，若在在连续的t时间内，检测到T1≥设置加热温度T2+加热温差T4时则执行D步骤，若T1未到达则继续执行本步骤；

D：停止循环加热，主控制器(4)控制回水泵(5)停止工作。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，其特征在于若T0＞36℃，则35℃≤T2≤37℃，T3＝-5℃，T4＝5℃；若27℃≤T0≤36℃，则38℃≤T2≤41℃，T3＝-4℃，T4＝4℃；若12℃≤T0≤24℃，则42℃≤T2≤46℃，T3＝-4℃，T4＝3℃；若0℃≤T0≤9℃，则47℃≤T2≤50℃，T3＝-5℃，T4＝2℃；若-15℃≤T0≤-3℃，则51℃≤T2≤55℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃；若T0＜-15℃，则56℃≤T2≤65℃，且T2+T3＝43℃，T2+T4＝51℃。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃气热水器的零冷水预热装置的控制方法，其特征在于当-15℃≤T0≤36℃时，外界环境温度T0每降低3℃，相应的设置加热温度T2就升高1℃，即满足ΔT2＝-ΔT0/3。