CN110160268A - 一种节水型智能水循环系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节水型智能水循环系统及方法，在现有的热水输水路径和冷水输水路径上，利用现有的水回路或者构建一个水回路，在热水输水路径上设置水温传感器检测水温，将热水输水路径中温度未达标的水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出。不再需要每次使用热水时需先排放管道中的冷水，避免资源浪费，可以取得更好节水效果，更贴切节能环保理念，同时还解决行业性的串水问题，可以实现管道水流防结冰功能，避免了用水水温急剧降低的情况。

Description

一种节水型智能水循环系统及方法

技术领域

本发明涉及水资源利用的家用或工业用设备。

背景技术

现有的家庭生活或工业生产中，常常需要用到热水，由于管路内残留有水体，哪怕位于热水器或锅炉旁边的水龙头，需要使用热水时也必须进行全屋循环排光冷水后才能有热水出来，浪费了大量的水资源，不够环保；对于已经装修好的家庭，如安装传统的热水循环利用系统或设备，需要对屋内管路进行较大的更改，给日常工作、生活带来极大的不便。

发明内容

针对上述存在的问题，提供一种节水型智能水循环系统及方法，不再需要每次使用热水时需先排放管道中的冷水，避免资源浪费，可以取得更好节水效果，更贴切节能环保理念。

一种节水型智能水循环方法，在现有的热水输水路径和冷水输水路径上，根据情况，利用现有的水回路或者构建一个水回路，在热水输水路径上设置水温传感器检测水温，将热水输水路径中温度未达标的水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出。

进一步，热水输水路径和冷水输水路径之间还设置有控制该水回路通断的电磁阀，电磁阀与循环泵联动，循环泵运行时，电磁阀开启保证水回路贯通；循环泵不运行时，电磁阀关闭将水回路断开。

作为具体的实施方式，当水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温高于冰点、低于指定温度时，在收到用户的用水指令后，系统开始工作，将水温未达标的水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出；当水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温高于指定温度时，循环泵不启动，电磁阀关闭将水回路断开，当用户打开用水单元时，尤其是用水单元的热水龙头开关时，热水沿热水输水路径输送至用水单元，冷水沿冷水输水路径输送至用水单元，用水单元正常用水。水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温接近或者低于冰点时，系统自动开始工作，将水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出。

进一步，水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温接近或者低于冰点时，系统自动开始工作，循环泵每隔一段时间运行一段时间，以脉冲的方式驱动水流在水回路中循环。

在冬季天气寒冷时节，或者在北方高冷地区，常常由于天气太冷，导致管道内水体结冰，导致送水不畅，同时也可能损伤水管、热水器和用水设备。通过自动检测水管内水温，将水管内的水体循环起来，并且可以带动热水器工作，可以大大降低水管内水体结冰的风险，使得本产品更加实用。

一种节水型智能水循环系统，包括箱体，所述箱体上设置有热水入口、热水出口、冷水入口和冷水出口，所述热水入口与冷水入口之间设置有循环泵和电磁阀，所述热水入口通过管道分别与热水出口和循环泵的进水口连通，所述冷水入口通过管道分别连接冷水出口和循环泵的出水口，所述热水入口处设置有水温传感器，该水温传感器设置在循环泵和热水出口共同的上游上，从而保证在不同模式下都能检测水温，还设置有信号输入端连接水温传感器，信号输出端连接循环泵和电磁阀的控制主板。

进一步，所述电磁阀设置在循环泵与冷水入口之间的水流路径上。

进一步，还设置有远程遥控开关，所述远程遥控开关通过有线或无线的方式与所述控制主板连接。

进一步，还设置有接收手机信号的无线信号接收器，所述控制主板的信号输入端连接所述无线信号接收器的信号输出端。

进一步，所述冷水出口上还设置有控制该处冷水路径通断的阀门，所述阀门的信号输入端连接所述控制面板的信号输出端。

进一步，所述热水入口和冷水入口设置在箱体的前侧面上，所述热水出口和冷水出口分别设置在箱体的左、右侧面上，所述热水入口和热水出口之间通过热水管道连通，所述冷水入口和冷水出口之间通过冷水管道连通，所述热水管道与冷水管道之间设置有支路管道，所述循环泵和电磁阀设置于该支路管道上，且所述热水管道与冷水管道呈“八”字形布置，热水入口和冷水入口隔开一段距离，热水出口和冷水出口临近布置。

本发明所取得的有益效果是：

1.改进了现有家庭水资源使用情况的弊端，无需对现有水循环管路进行了改造，只需将本发明的装置串联至现有的水路中即可，采用智能循环泵，充分满足了日常需要，使得用户能随心所欲的使用热水或冷水，避免造成能源浪费。

2.智能循环泵拥有多种控制模式：1：水流感应模式，通过感应水流状态，识别用户意图，从而选择启动或者关闭，2：通过控制器预约控制开启，使得管道中只在预设的时间段内保持有热水，3：遥控启停模式，在遥控控制下实时启动或者关闭，使水循环系统满足用户的即时需求，4：全天候开启模式；针对不同人群使用热水的频率和用水量以选择不同模式的控制方式，具有一定程度的记忆或者运算功能，甚至利用各地的大数据进行统计，达到节约能源的目的。

3.让热水到达循环管路每一个用水点，确保循环后每个热水龙头打开即是热水，方便快捷，无需等待。

4.摒弃了单向阀设计，改成了电磁阀，彻底优化了单向阀链接存在的串水现象，解决行业性的串水问题，电磁阀随循环泵同步启动和关闭。关闭是切断冷热水管链接。

5.设置有送水管道防结冰模式，可以解决在冬季时节或者在北方高冷地区的水管结冰现象。

6.设置有冷水出口阀门，可以自动控制关闭冷水管道，避免了在使用过程中热水断流造成的水温急剧下降，提升了用户体验。

附图说明

图1为本发明一个实施例的立体结构图；

图2为本发明一个实施例内部左视的结构示意图；

图3为本发明一个实施例内部右视的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的安装结构示意图；

图5为本发明一个实施例中的电源线的结构图。

具体实施方式

本产品的原理是：自来水入口通过输水管道连接热水器或锅炉的进水口，热水器或锅炉的出水口通过热水管道连接用水单元的热水进水口，自来水入口还通过冷水管道连接用水单元的冷水进水口，首先，利用现有的水回路或者构建一个水回路，水回路的构建方法，将输水管道和冷水管道连通，使得热水管道中的水流进入冷水管道，从冷水管道逆行可以进入输水管道从而进入热水器或者锅炉中加热。然后，根据水路和用水情况，选取循环换水点，所述循环换水点选取热水管道和冷水管道的接近处，且相比用水单元处于热水管道和冷水管道的水流路径的上游并且接近用水单元，越靠近用水单元越好，从而方便安装水循环系统，同时减少水管末端的残留水量。该循环换水点包括热水入口、热水出口、冷水入口、冷水出口，热水入口和热水出口设置在热水管道的水流路径上，冷水入口和冷水出口设置在冷水管道的水流路径上，在热水入口和冷水入口之间设置有循环泵，热水入口通过管道分别连接热水出口和循环泵的进水口，冷水入口通过管道分别连接冷水出口和循环泵的出水口，在热水入口和循环泵的进水口之间设置有水温传感器，所述水温传感器的信号输出端连接控制主板，所述控制主板的信号输出端连接所述循环泵的信号输入端，所述循环泵的出水口与冷水入口之间设置有电磁阀，所述电磁阀与所述循环泵联动，当水温传感器检测到热水管道送来的水为冷水时，控制主板控制电磁阀打开，同时驱动循环泵工作，将热水管道送来的冷水通过冷水入口进入冷水管道中，通过水回路从其它出口流出或者返回热水器或锅炉；当水温传感器检测到热水管道送来的水为热水时，控制主板控制电磁阀关闭，循环泵不工作，热水经过热水入口和热水出口进入用水单元；当水温传感器检测到水管内的水接近或者低于冰点时，此时水管内的水流有结冰的风险，此时循环泵工作，驱动水回路中的水流运动，避免水流在水管内冻结，同时水流移动可以带动热水器或锅炉工作，对水流有一定的加温效果，该模式非常适合北方高寒地区使用。

有时候所述用水单元通过并联或串联方式设置有多个，所述循环换水点设置于热水管道靠近上游用水单元的热水进水口处，以及对应的冷水管道处，从而保证所有用水单元都能使用本水循环系统，并起保证水管内未进入循环系统和水回路的水量最少，提高了用户体验。

为了保证水循环系统的正常工作，所述电磁阀的信号输入端连接所述控制主板的信号输出端，所述循环泵工作时所述电磁阀打开，所述循环泵停止时所述电磁阀关闭。

具体实施例如图1-图5所示，一种节水型智能水循环器，包括箱体20，箱体20上方设置有热水入口2、热水出口1、冷水入口7和冷水出口6，箱体20前侧壁外表面上设置有控制面板8，箱体20内部通过第一连接管15将热水入口2与热水出口1连通，箱体20内部通过第二连接管16将冷水入口7与冷水出口6连通，在第一连接管15与第二连接管16之间设置有循环泵11，循环泵11进水端与第一连接管15连通，循环泵11出水端与第二连接16管连通，位于热水出口1与循环泵11之间的第一连接管上设置有水流传感器3，位于热水入口2与循环泵11之间的第一连接管上设置有水温传感器5，循环泵11与第二连接管16之间的管路上设置有电磁阀9，箱体20内壁上设置有温控主板17和智能控制单元18，控制面板8、水流传感器3、水温传感器5、温控主板17和智能控制单元18电性连接，循环泵11受控于智能控制单元18。

具体的，第一连接管15与循环泵11连接处设置有三通接头4，第二连接管16与电磁阀9连接处设置有三通接头4，电磁阀9与循环泵11之间设置有90度连接弯头10。

优选的，循环泵11的电源线12包括线芯123，线芯123外表面包裹有绝缘层122，绝缘层122外表面包裹有护套121。

优选的，护套121外表面设置有强力双面不干胶14。

优选的，循环泵11的电源线12切断面形状为长方形，电源线12与电源线固定处的粘接面上设置有强力双面不干胶14，利用不干胶14可以直接将电源线12粘接在墙壁上或其他固定物体上，节省了电源线12占用的空间，使得整个装置更加整洁，也减少了设备安装所需的时间。

优选的，箱体20底部设置有橡胶垫片13。

更为优选的，橡胶片13为抗震动防滑的PC垫片，所述PC垫片底端设置有粘贴层，有利于整个装置的固定，由于循环泵启动或者关闭时会有较大的震动，设置粘贴层可以起到防滑效果，同时PC垫片减少了循环泵运转时所产生的噪音，有益于延长设备的使用寿命，同时也能方便的将整个装置采取放置的方式进行固定，不局限于壁挂式安装方式。

作为可选的实施方式，所述热水入口2和冷水入口7分别设置在箱体20的左、右侧面上，所述热水出口1和冷水出口6设置在箱体20的后侧面上，所述热水入口2和热水出口1之间通过热水管道连通，所述冷水入口7和冷水出口6之间通过冷水管道连通，所述热水管道与冷水管道之间设置有支路管道，所述循环泵11和电磁阀9设置于该支路管道上，且所述热水管道与冷水管道呈“八”字形布置，热水入口2和冷水入口7隔开一段距离，热水出口1和冷水出口6临近布置。进一步，该支路管道与热水入口2之间的热水管道呈钝角，与冷水入口7之间的冷水管道呈钝角，相应的，与热水出口1之间的热水管道呈锐角，和冷水出口6之间的热水管道呈锐角，从而使得，当水流通过相应的热水管道或者冷水管道输送时，为直线传输，当水流从冷水管道通过循环泵11循环至热水管道回流时，为一个大角度的回流结构，使得水流更加顺畅，避免了水流挤压对管道的密封性造成影响，作为可选的实施方式，所述箱体20内部的支路管道、冷水管道和热水管道为一体式塑料成型结构，三个管道连接处的内部管路为平滑过渡的内部管道，循环泵固定于支路管道上，冷水管道和热水管道分别通过接口连接外部管道，该结构使得水路更加通畅，同时安装、拆卸更加方便。

本发明的工作原理是：本发明所述的一种节水型智能水循环器采取串联的方式与房屋现有的水路连接，不需要对现有的水路进行更改，因此使用本发明的设备，不需要单独预留回水管，同时可以将本设备串联设置在房屋水路的任何位置，不局限于热水器旁；通过智能控制单元18对循环泵11进行智能控制其作业，以达到在使用者在使用热水前就将房屋水路内的水进行循环加热，因此，使用者需要使用热水时，能够马上得到热水。

该水循环方式是循环系统行业的革新，并且日常循环系统是必须要有回水管的，如果没有回水管的家庭使用会有串水现象，如果采用单向阀做的终端链接，开冷水的时候，热水器也会时不时的有启动现象。添加电磁阀的设计解决了该行业通病。

智能控制单元18对循环泵11拥有多种控制模式：1：水流感应模式，通过水流传感器3监控流经的水量，通过控制面板8设置循环泵11开启临界值，当流经水流传感器3的水量大于临界值，此时智能控制单元18控制循环泵11开始作业；当小于临界值时，智能控制单元18自动认定为误操作，将不启动循环泵11。

2：通过控制面板8设置预约控制循环泵11的开启时间段，使得循环泵11只在预设的时间段内保持作业以保证管道内有热水。

3：遥控启停模式，在遥控控制下实时启动或者关闭，使水循环系统满足用户的即时需求。

4：全天候开启模式，即智能控制单元18控制循环泵11始终保持作业状态，这种模式适合使用热水频率较高的情况下使用，同时，智能控制单元18不仅能够通过控制面板8进行操作，同时可以通过WIFI等无线信号并利用终端操作设备，例如手机或电脑实现远程操作。

通过水温传感器5和温控主板17以及智能控制单元18控制调整管道内热水的温度；设置电磁阀9为了防止循环泵11出水端的水倒流而对循环泵11产生损伤。

进一步，作为可选的实施方案，冷水入口7上还设置有阀门，所述阀门设置在三通接头4后端，控制冷水入口7处水流的通断，所述阀门的信号输入端连接控制单元，当用户用水过程中，常常由于热水器或锅炉原因，加热并不均匀，导致热水管道中的水冷热混杂，当控制单元检测到热水管道中夹杂冷水时，循环泵工作，电磁阀打开，将热水管道中的水送至冷水管道，但是用户用水一般是通过冷热水龙头将冷水和热水混杂使用，热水输送进了冷水管道，冷水端仍然开启，会导致水流突然变小，并且直接变成冷水，影响了使用体验，通过设置阀门，将冷水关闭，可以使用户只会感觉到突然断水，而不会突然变成冷水，提升了用户体验。

进一步，作为可选的实施方案，还设置有热水储水囊，所述热水储水囊接在冷水支路上，在该连接处上设置有两个电子开关阀，一个设置在热水储水囊的入口上，一个设置在与热水储水囊并联的冷水支路分支上，两个电子开关阀为联动结构，当其一打开时，另一个关闭，另一个打开时，其一关闭，两个电子开关阀都受控制单元的控制，热水储水囊为柔性伸缩塑胶结构，其下端设置有开关，可以放出热水，其内部设置有银色隔热层，从而对热水储水囊中的热水进行一定程度上的保温。作为该结构的使用方式，有时候用户用完热水后会关闭水阀，此时热水器和锅炉检测到水流停顿，会自动关停，此时热水管道中残留了许多已经加热但是未使用的热水，如果让这些热水停留在水管中，会慢慢降温成为冷水，浪费了热能，如果水流管路较长，储存的该部分热水就越多，浪费的能源也就越多，而有时候用户洗手或者刷牙只需要一点点热水即可，残留在水管中未使用的热水完全可以供给这部分需求，所以设置有该热水储水囊，可以保存该部分热水，当控制单元检测到用户关闭热水时，在用户的控制下、在初始设置下或者根据记忆功能自动判断下，控制单元控制循环泵11以低功率状态启动，此时循环泵11缓慢推动水流从热水管道通过循环泵11反向进入冷水管道，由于循环泵11以低功率启动，所以不会带动热水器或者锅炉启动，使得热水器或者锅炉不会继续烧热水，此时水管内残留的热水流动，当控制器根据水温传感器的检测，判断水管内的热水流动到了规定位置，此时控制联动的两个电子开关阀动作，热水储水囊上的电子开关阀打开，冷水支路分支上的电子开关阀关闭，此时热水停止在冷水管道中流动，进入热水储水囊中，当热水进入得差不多了，此时控制器控制联动的两个电子开关阀动作，热水储水囊上的电子开关阀关闭，冷水支路分支上的电子开关阀打开，循环泵11停止工作，此时当用户需要少量使用热水时，打开热水储水囊底部的开关即可使用储存的热水，方便快捷，节省了能源。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种节水型智能水循环方法，其特征在于，在现有的热水输水路径和冷水输水路径上，利用现有的水回路或者构建一个水回路，在热水输水路径上设置水温传感器检测水温，将热水输水路径中温度未达标的水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出。

2.根据权利要求1所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，热水输水路径和冷水输水路径之间还设置有控制该水回路通断的电磁阀，电磁阀与循环泵联动，循环泵运行时，电磁阀开启保证水回路贯通；循环泵不运行时，电磁阀关闭将水回路断开。

3.根据权利要求1所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温高于冰点、低于指定温度时，在收到用户的用水指令后，系统开始工作，将水温未达标的水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出；水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温接近或者低于冰点时，系统自动开始工作，将水通过循环泵送至冷水输水路径，从冷水输水路径循环至热水输水路径前端的热水器或锅炉，或者从冷水输水路径排出。

4.根据权利要求3所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，水温传感器检测到热水输水路径中的水的水温接近或者低于冰点时，系统自动开始工作，循环泵每隔一段时间运行一段时间，以脉冲的方式驱动水流在水回路中循环。

5.应用上述权利要求中任一项所述方法的一种节水型智能水循环系统，其特征在于，包括箱体，所述箱体上设置有热水入口、热水出口、冷水入口和冷水出口，所述热水入口与冷水入口之间设置有循环泵和电磁阀，所述热水入口通过管道分别与热水出口和循环泵的进水口连通，所述冷水入口通过管道分别连接冷水出口和循环泵的出水口，所述热水入口处设置有水温传感器，还设置有信号输入端连接水温传感器，信号输出端连接循环泵和电磁阀的控制主板。

6.根据权利要求5所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，所述电磁阀设置在循环泵与冷水入口之间的水流路径上。

7.根据权利要求5所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，还设置有远程遥控开关，所述远程遥控开关通过有线或无线的方式与所述控制主板连接。

8.根据权利要求5所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，还设置有接收手机信号的无线信号接收器，所述控制主板的信号输入端连接所述无线信号接收器的信号输出端。

9.根据权利要求5所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，所述冷水出口上还设置有控制该处冷水路径通断的阀门，所述阀门的信号输入端连接所述控制面板的信号输出端。

10.根据权利要求5所述的一种节水型智能水循环方法，其特征在于，所述热水入口和冷水入口分别设置在箱体的左、右侧面上，所述热水出口和冷水出口设置在箱体的后侧面上，所述热水入口和热水出口之间通过热水管道连通，所述冷水入口和冷水出口之间通过冷水管道连通，所述热水管道与冷水管道之间设置有支路管道，所述循环泵和电磁阀设置于该支路管道上，且所述热水管道与冷水管道呈“八”字形布置，热水入口和冷水入口隔开一段距离，热水出口和冷水出口临近布置。