CN111322764A - 具有快速加热功能的燃气热水器及快速加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速加热功能的燃气热水器及快速加热控制方法，燃气热水器包括燃气热水器本体、具有限流功能和大流量功能的限流组件、水流感应组件、出水温度检测组件、燃气控制阀、操作显示器以及控制器，所述限流组件和水流感应组件均设置在燃气热水器本体内部的水路上，所述出水温度检测组件设置在燃气热水器本体的出水端，所述燃气控制阀设置在燃气热水器本体内部的燃气管路上。本发明通过开机后限制出水流量，加快了热水升温速度，缩短热水等待时间，减小水资源浪费；并且，该热水器结构简单，成本低，适用于家用供热水燃气快速热水器及两用炉，易于推广。

Description

具有快速加热功能的燃气热水器及快速加热控制方法

技术领域

本发明属于燃气热水器技术领域，具体涉及一种具有快速加热功能的燃气热水器及快速加热控制方法。

背景技术

普通恒温型燃气热水器，用户首次打开热水龙头时，自来水流进热水器，此时燃气热水器主水路的水流感应装置监测到有水流过，则打开燃气阀门通气点火，对自来水进行加热，点着火后再根据预设温度与出水温度的差值控制燃气阀门开度，使出水温度逐渐达到热水器预设温度并实现恒温热水输出。

但是，从监测到有水流到热水器点火的时间间隔至少2秒以上，点着火至出水温度达到预设温度仍需要约20秒的时间，另外热水经热水管流至热水龙头也需要一定时间(视管道长度和水流速)；由此可见，普通恒温型燃气热水器打开热水龙头后先流出一段冷水后再流出热水，从开热水龙头至舒适热水流出通常超过30秒，用户需要等冷水放完才使用热水，造成大量自来水白白浪费。

并且，普通型燃气热水器加热时间受设定温度、自来水温度及供水流量等因素影响，通常设定温度越高、自来水温度越低、供水流量越大，则出水温度达到预设温度的时间越长；尤其在冬季时燃气热水器的预热温度较高，自来水温更低，燃气热水器加热时间更长，用户等待出热水时间更长，用户容易受冷着凉，且浪费自来水更多。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有快速加热功能的燃气热水器，通过限流组件的限流功能解决了现有燃气热水器升温速度慢的问题。

本发明的另一目的是提供一种燃气热水器的快速加热控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种具有快速加热功能的燃气热水器，其包括燃气热水器本体、具有限流功能和大流量功能的限流组件、水流感应组件、出水温度检测组件、燃气控制阀、操作显示器以及控制器，所述限流组件、水流感应组件、出水温度检测组件、燃气控制阀、操作显示器均与控制器连接，所述限流组件和水流感应组件均设置在燃气热水器本体内部的水路上，所述出水温度检测组件设置在燃气热水器本体的出水端，所述燃气控制阀设置在燃气热水器本体内部的燃气管路上。

优选地，所述限流组件包括主水路、旁通水路、控制阀以及稳流阀，所述主水路和旁通水路并联设置，所述控制阀设置在主水路上用于控制主水路的通断，所述稳流阀设置在旁通水路上用于限制旁通水路的水流量。

优选地，所述控制阀为电磁阀或者电动三通阀。

优选地，所述稳流阀的限流值为4～7L/min。

优选地，进一步包括进水温度检测组件，所述进水温度检测组件设置在燃气热水器本体的进水端。

优选地，进一步包括环境温度检测组件，所述环境温度检测组件设置在燃气热水器本体的机壳上。

一种燃气热水器快速加热控制方法，其应用上述的具有快速加热功能的燃气热水器，具体为：

S1，在待机状态下，启动限流组件的限流功能，同时水流感应组件工作；

S2，当水流感应组件测得通水流量V_实大于开机流量V_开时，燃气热水器开机点火并进入S3，反之返回S1；

S3，用户通过操作显示器设定预设温度T_预设；

S4，控制器根据出水温度检测组件检测到的出水温度T_出与预设温度T_预设的差值，调节燃气控制阀改变燃烧火力大小，使目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设；

S5，当所述目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设时，控制器5关闭限流组件2的限流功能，同时启动其大流量功能，燃气热水器继续按照预设温度T_预设控制目标出水温度T_目标，完成燃气热水器快速加热控制。

优选地，该快速加热控制方法进一步包括：

S6，当通水流量V_实小于关机水流量V_关时，返回S1，反之返回S5。

优选地，所述S4中使目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设预设，具体为：

T_目标＝T_预设+△T

上式中，△T为加热温差，其取值范围为3～10℃。

优选地，所述加热温差△T与预设温度T_预设成正比例线性关系，具体为：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_预设-T_预设min)/(T_预设max-T_预设min)+△T_min

上式中，△T_max和△T_min分别为最大加热温差和最小加热温差，T_预设max和T_预设min分别为最高预设温度和最低预设温度。

所述加热温差△T与进水温度T_进水成反比例线性关系，具体为：

当进水温度T_进大于最高进水温度T_进max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当进水温度T_进小于最低进水温度T_进min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_进max-T_进)/(T_进max-T_进min)+△T_min。

所述加热温差△T与环境温度T_环境成反比例线性关系，具体为：

当环境温度T_环境大于最高环境温度T_环境max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当环境温度T_环境小于最低环境温度T_环境min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_环境max-T_环境)/(T_环境max-T_环境min)+△T_min。

与现有技术相比，本发明使用时，在待机状态下，启动限流组件的限流功能，同时水流感应组件工作；当水流感应组件测得通水流量V_实大于开机流量V_开时，燃气热水器开机点火并进入下一步，反之返回待机状态；之后用户通过操作显示器设定预设温度T_预设；控制器根据出水温度检测组件检测到的出水温度T_出与预设温度T_预设的差值，调节燃气控制阀改变燃烧火力大小，使出水温度T_出不小于预设温度T_预设；当所述出水温度T_出不小于预设温度T_预设时，控制器关闭限流组件的限流功能，同时启动其大流量功能，燃气热水器继续按照预设温度T_预设控制出水温度T_出，完成燃气热水器快速加热控制。本发明通过开机后限制出水流量，加快了热水升温速度，缩短热水等待时间，减小水资源浪费；并且，该热水器结构简单，成本低，适用于家用供热水燃气快速热水器及两用炉，易于推广。

附图说明

图1是本发明实施例1提供一种具有快速加热功能的燃气热水器中限流组件处于限流功能时的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供一种具有快速加热功能的燃气热水器中限流组件处于大流量功能时的结构示意图；

图3是本发明实施例1提供一种具有快速加热功能的燃气热水器中限流组件的结构示意图；

图4是本发明实施例2提供一种具有快速加热功能的燃气热水器中限流组件处于限流功能时的结构示意图；

图5是本发明实施例2提供一种具有快速加热功能的燃气热水器中限流组件处于大流量功能时的结构示意图；

图6是本发明实施例3提供一种具有快速加热功能的燃气热水器的结构是示意图；

图7为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法的流程图；

图8为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法中开机水流量变化曲线图；

图9为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法中开机出水温度变化曲线图；

图10为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法中加热温差与预设温度的关系图；

图11为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法中加热温差与进水温度的关系图；

图12为本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法中加热温差与环境温度的关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例1提供一种具有快速加热功能的燃气热水器，如图1-2所示其包括燃气热水器本体1、具有限流功能和大流量功能的限流组件2、水流感应组件3、出水温度检测组件4、燃气控制阀5、操作显示器6以及控制器7，所述限流组件2、水流感应组件3、出水温度检测组件4、燃气控制阀5、操作显示器6均与控制器7连接，所述限流组件2和水流感应组件3均设置在燃气热水器本体1内部的水路11上，所述出水温度检测组件4设置在燃气热水器本体1的出水端，所述燃气控制阀5设置在燃气热水器本体1内部的燃气管路上；

水流感应组件3能够实时监测流经燃气热水器本体的通水流量；所述出水温度检测组件4能够实时监测出水温度；所述燃气控制阀5能够控制燃气通断及燃气流量，以满足热水恒温需求；

这样，采用上述结构，在待机状态下，启动限流组件2的限流功能，同时水流感应组件3工作；当水流感应组件3测得通水流量大于开机流量时，燃气热水器开机点火并进入下一步，反之返回待机状态；之后用户通过操作显示器6设定预设温度；控制器7根据出水温度检测组件4检测到的出水温度与预设温度的差值，调节燃气控制阀5改变燃烧火力大小，使出水温度不小于预设温度；当所述出水温度不小于预设温度时，控制器7关闭限流组件2的限流功能，同时启动其大流量功能，燃气热水器继续按照预设温度控制出水温度，完成燃气热水器快速加热控制。本发明通过开机后限制出水流量，加快了热水升温速度，缩短热水等待时间。

如图3所示，所述限流组件2包括主水路21、旁通水路22、控制阀23以及稳流阀24，所述主水路21和旁通水路22并联设置，所述控制阀23设置在主水路21上用于控制主水路21的通断，所述稳流阀24设置在旁通水路22上用于限制旁通水路22的水流量。

在实施例1中，如图1-3所示，所述控制阀23为电磁阀；

如图1和3所示为限流组件处于限流功能时的结构示意图，主水路21被电磁阀封堵，通过设置在旁通水路22上的稳流阀24限制流量。

在实施例2中，如图4-5所示所述控制阀23为电动三通阀。

所述稳流阀24的限流值为4～7L/min，其高于燃气热水器的开机水流量(开机水流量一般为2.5L/min)。

控制阀23打开时通水流量较大，关闭控制阀23后，自来水流经旁通水路22的稳流阀24而减小流量。

另外，操作显示器6上设有用于设置洗浴出水温度的温度设定键61。

在实施例3中，如图6所示，进一步包括进水温度检测组件8，所述进水温度检测组件8设置在燃气热水器本体1的进水端。

进一步包括环境温度检测组件9，所述环境温度检测组件9设置在燃气热水器本体1的机壳上。

在本实施例的燃气热水器本体内部水路设置限流组件，待机时堵住限流组件的主水路；燃气热水器开机时，旁通稳流阀减小自来水通水流量，加快出水升温，减小加热时间；待出水温度达到预设温度后，再导通限流组件的主水路，恢复正常洗浴热水量。通过限制开机时水流量，可达到缩短热水等待时间、减小冷水浪费的好处。

实施例4

本发明实施例4提供一种燃气热水器快速加热控制方法，如图7所示，其应用实施例1所述的具有快速加热功能的燃气热水器，具体为：

S1，在待机状态下，启动限流组件2的限流功能，同时水流感应组件3工作；

具体地，在燃气热水器本体处于待机模式时，关闭控制阀23(电磁阀或者电动三通阀)，堵住限流组件2的主水路21，而旁通支路22一直处于导通状态；此时打开热水龙头，自来水从燃气热水器本体1的进水接头12流入内部水路11，流经所述限流组件2中旁通支路22的稳流阀24和水流感应组件3，自来水流量受稳流阀24限流，通水流量不大于稳流阀24的限流值(优选5L/min)；

S2，当水流感应组件3测得通水流量V_实大于开机流量V_开时，燃气热水器开机点火并进入S3，反之返回S1；

S3，用户通过操作显示器6设定预设温度T_预设；

S4，控制器7根据出水温度检测组件4检测到的出水温度T_出与预设温度T_预设的差值，调节燃气控制阀5改变燃烧火力大小，使出水温度T_出不小于预设温度T_预设；

具体地，当所述水流感应组件3测得通水流量V_实大于开机流量V_开时，则控制器7开启燃气控制阀5，开机点火，再按操作显示器6的预设温度T_预设进行恒温控制，即根据所述出水温度检测组件4实时监测的出水温度T_出与预设温度T_预设的差值，自动调节燃气控制阀5的燃气开度，改变燃烧火力大小，使出水温度T_出接近预设温度T_预设；

如图8、9所示，在本发明的内部水路11设置限流组件2，待机时堵住限流组件2的主水路21；燃气热水器开机时，稳流阀24减小自来水通水流量，加快出水升温，减小加热时间；待出水温度达到预设温度后，再导通限流组件2的主水路21，恢复正常洗浴热水量。通过限制开机时水流量，可达到缩短热水等待时间、减小冷水浪费的好处。

S5，当所述目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设时，控制器7关闭限流组件2的限流功能，同时启动其大流量功能，燃气热水器继续按照预设温度T_预设控制目标出水温度T_目标，完成燃气热水器快速加热控制；

具体地，当所述目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设时，则控制器7打开所述限流装置2的控制阀23(电磁阀或者电动三通阀)，导通限流装置2主水路21。

该快速加热控制方法进一步包括：

S6，当通水流量V_实小于关机水流量V_关时，返回S1，反之返回S5。

具体地，燃气热水器处于淋浴模式时，当所述水流感应组件3测得通水流量V_实小于关机流量V_关，则控制器7关闭燃气控制阀5，熄火关机切换回待机模式，并关闭主路控制阀23，重新堵住限流装置2的主水路21。

所述S4中使目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设预设，具体为：

T_目标＝T_预设+△T

上式中，△T为加热温差，为固定值或可由控制器7的参数设置模式进行设定，其取值范围为3～10℃。

这样，在开机升温阶段，所述控制器7按高于预设温度T_出的出水温度T_出控制燃气控制阀5的开度，加大火力适当提高出水温度，弥补管路热损失，缩短热水等待时间；

具体地，燃气热水器)开机着火后的程序特定时间内(一般为10～20s)，若所述出水温度检测组件4测得出水温度T_出达到目标出水温度T_目标，则控制器7打开所述主路控制阀23，导通限流装置2的主水路21，再按操作显示器6的预设温度T_预设进行恒温控制，调整燃烧火力；

反之，需判断出水温度T出是否高于预设温度T预设，若否，则维持按目标出水温度T_目标进行恒温控制；若是，则控制器7打开所述电磁阀23，导通限流组件的主水路21，再按操作显示器6的预设温度T_预设进行恒温控制。

如图10所示，所述加热温差△T与预设温度T_预设成正比例线性关系；

具体地，预设温度T_预设越高，则加热温差△T跟随变大，适应一年四季不同的洗浴水温。如夏天，环境温度较高，水管散热较慢，用户预设洗浴温度较低，可匹配较小的加热温差△T；如冬天，环境温度较低，水管散热较快，用户预设洗浴温度较高，可匹配较大的加热温差△T；其中一种较优的确定方法如下：

程序最低预设温度T_预设min(一般为35℃)对应最小加热温差△T_min(一般为3℃)，程序最高预设温度T_预设max(一般为60℃)对应最大加热温差△T_max(一般为10℃)；程序最低预热温度T_预热min、最高预热温度T_预热max、最小加热温差△T_min和最大加热温差△T_max均为固定值或可由控制器7的参数设置方式进行设定。程序加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_预设-T_预设min)/(T_预设max-T_预设min)+△T_min。

如图11所示，所述加热温差△T与进水温度T_进水成反比例线性关系；

具体地，进水温度T_进水越高，则加热温差△T跟随变小，适应一年四季不同的进水温度。如夏天，自来水温度和热水管道存水温度较高，可匹配较小的加热温差△T；如冬天，自来水温度和热水管道存水温度较低，可匹配较大的加热温差△T；其中一种较优的确定方法如下：

程序最低进水温度T_进min对应最大加热温差△T_max，程序最高进水温度T_进max对应最小加热温差△T_min；程序最低进水温度T_进min、最高进水温度T_进max、最大加热温差△T_max和最小加热温差△T_min均为固定值或可由控制器的参数设置方式进行设定。程序最低进水温度T_进min一般为10℃，程序最高进水温度T_进max一般为35℃。

当进水温度T_进大于最高进水温度T_进max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当进水温度T_进小于最低进水温度T_进min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_进max-T_进)/(T_进max-T_进min)+△T_min。

如图12所示，所述加热温差△T与环境温度T_环境成反比例线性关系；

具体地，在燃气热水器本体1的机壳上设置环境温度检测组件9，实时监测环境温度T_环境；所述加热温差△T与环境温度T_环境具有反比例线性关系，环境温度T_环境越高，则加热温差△T跟随变小，适应一年四季不同的环境温度。如夏天，环境温度较高，水管散热较慢，可匹配较小的加热温差△T；如冬天，环境温度较低，水管散热较快，可匹配较大的加热温差△T；其中一种较优的确定方法如下：

程序最低环境温度T_环境min对应最大加热温差△T_max，程序最高环境温度T_环境max对应最小加热温差△T_min；程序最低环境温度T_环境min、最高环境温度T_环境max、最大加热温差△T_max和最小加热温差△T_min均为固定值或可由控制器的参数设置方式进行设定。程序最低环境温度T_环境min一般为5℃，程序最高环境温度T_环境max一般为30℃。

当环境温度T_环境大于最高环境温度T_环境max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当环境温度T_环境小于最低环境温度T_环境min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_环境max-T_环境)/(T_环境max-T_环境min)+△T_min。

本实施例通过限流组件限制开机时水流量，缩短热水等待时间、减小冷水浪费；通过设定目标出水温度，即在预设温度的基础上增加加热温差，弥补管道热量损失，可加快出热水速度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，其包括燃气热水器本体(1)、具有限流功能和大流量功能的限流组件(2)、水流感应组件(3)、出水温度检测组件(4)、燃气控制阀(5)、操作显示器(6)以及控制器(7)，所述限流组件(2)、水流感应组件(3)、出水温度检测组件(4)、燃气控制阀(5)、操作显示器(6)均与控制器(7)连接，所述限流组件(2)和水流感应组件(3)均设置在燃气热水器本体(1)内部的水路(11)上，所述出水温度检测组件(4)设置在燃气热水器本体(1)的出水端，所述燃气控制阀(5)设置在燃气热水器本体(1)内部的燃气管路上。

2.根据权利要求1所述的一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，所述限流组件(2)包括主水路(21)、旁通水路(22)、控制阀(23)以及稳流阀(24)，所述主水路(21)和旁通水路(22)并联设置，所述控制阀(23)设置在主水路(21)上用于控制主水路(21)的通断，所述稳流阀(24)设置在旁通水路(22)上用于限制旁通水路(22)的水流量。

3.根据权利要求2所述的一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，所述控制阀(23)为电磁阀或者电动三通阀。

4.根据权利要求3所述的一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，所述稳流阀(24)的限流值为4～7L/min。

5.根据权利要求4所述的一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，进一步包括进水温度检测组件(8)，所述进水温度检测组件(8)设置在燃气热水器本体(1)的进水端。

6.根据权利要求5所述的一种具有快速加热功能的燃气热水器，其特征在于，进一步包括环境温度检测组件(9)，所述环境温度检测组件(9)设置在燃气热水器本体(1)的机壳上。

7.一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，其应用权利要求1-6任一项所述的具有快速加热功能的燃气热水器，具体为：

S1，在待机状态下，启动限流组件(2)的限流功能，同时水流感应组件(3)工作；

S2，当水流感应组件(3)测得通水流量V_实大于开机流量V_开时，燃气热水器开机点火并进入S3，反之返回S1；

S3，用户通过操作显示器(6)设定预设温度T_预设；

S4，控制器(7)根据出水温度检测组件(4)检测到的出水温度T_出与预设温度T_预设的差值，调节燃气控制阀(5)改变燃烧火力大小，使目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设；

S5，当所述目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设时，控制器(7)关闭限流组件(2)的限流功能，同时启动其大流量功能，燃气热水器继续按照预设温度T_预设控制目标出水温度T_目标，完成燃气热水器快速加热控制。

8.根据权利要求7所述的一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，该快速加热控制方法进一步包括：

S6，当通水流量V_实小于关机水流量V_关时，返回S1，反之返回S5。

9.根据权利要求7或8所述的一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，所述S4中使目标出水温度T_目标不小于预设温度T_预设预设，具体为：

T_目标＝T_预设+△T

上式中，△T为加热温差，其取值范围为3～10℃。

10.根据权利要求9所述的一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，所述加热温差△T与预设温度T_预设成正比例线性关系，具体为：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_预设-T_预设min)/(T_预设max-T_预设min)+△T_min

上式中，△T_max和△T_min分别为最大加热温差和最小加热温差，T_预设max和T_预设min分别为最高预设温度和最低预设温度。

11.根据权利要求9所述的一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，所述加热温差△T与进水温度T_进水成反比例线性关系，具体为：

当进水温度T_进大于最高进水温度T_进max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当进水温度T_进小于最低进水温度T_进min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_进max-T_进)/(T_进max-T_进min)+△T_min。

12.根据权利要求9所述的一种燃气热水器快速加热控制方法，其特征在于，所述加热温差△T与环境温度T_环境成反比例线性关系，具体为：

当环境温度T_环境大于最高环境温度T_环境max时，则加热温差△T等于最小加热温差△T_min；

当环境温度T_环境小于最低环境温度T_环境min时，则加热温差△T等于最大加热温差△T_max；

反之，加热温差△T按以下公式确定：

△T＝(△T_max-△T_min)*(T_环境max-T_环境)/(T_环境max-T_环境min)+△T_min。

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