CN112128990B - 一种水路系统的控制方法、水路系统及零冷水换热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水路系统的控制方法、水路系统及零冷水换热设备，其中水路系统的控制方法包括以下步骤：S1、用户输入预热指令，水路系统开始执行预热工序；S2、实时采集T回水和T回水’；S3、判断T回水’＞T回水+ΔT回水是否成立，若成立则统计循环管路的总水量V总；并进入S4；反之则继续执行预热工序；S4、实时采集零冷水换热设备中的水流量L，并根据水流量L统计预热开启后累计流过零冷水换热设备的实际循环水量V实；S5、判断V实＞k×V总是否成立，其中，k为循环系数，若成立则退出预热工序；反之则继续执行预热工序。通过采用本发明控制方法，不仅实现了缩短预热时间，而且还减少燃气消耗和节能省气的目的。

Description

一种水路系统的控制方法、水路系统及零冷水换热设备
技术领域
本发明属于换热设备技术领域，具体涉及一种水路系统的控制方法、水路系统及零冷水换热设备。
背景技术
零冷水换热设备，如零冷水燃气热水器或零冷水两用炉，因其能够实现热水即开即用的功能，因此，已成为热水器行业趋势；其工作原理为：启动预热功能时，内置循环泵运转驱动机外热水管、回水管的存水循环流动并实现预热。
常规的零冷水预热模式为：当监测回水温度大于预设温度与预热温度的差值时，即关闭循环泵退出预热；但采用上述常规的零冷水预热技术会存在以下不足：1)热水一般需要2～3次循环才能完成预热，预热时间过长，用户等待热水时间长，消耗过多燃气，不节能；2)预热后管道存水温度偏高，影响洗浴舒适性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种水路系统的控制方法，解决了现有零冷水预热技术中预热时间过长、不节能以及影响用户洗浴舒适性的问题。
本发明的目的还在于提供一种应用上述控制方法水路系统。
本发明的目的还在于提供一种应用上述水路系统的零冷水换热设备。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种水路系统的控制方法，用于零冷水换热设备，该方法包括以下步骤：
S1、用户输入预热指令，水路系统开始执行预热工序；
S2、实时采集待预热的回水温度T回水和预热后的回水温度T回水’；
S3、判断T回水’＞T回水+ΔT回水是否成立，其中，ΔT回水为预设的回水温差，
若成立则统计循环管路的总水量V总；并进入S4；反之则继续执行预热工序；
S4、实时采集零冷水换热设备中的水流量L，并根据所述水流量L统计预热开启后累计流过零冷水换热设备的实际循环水量V实；
S5、判断V实＞k×V总是否成立，其中，k为循环系数，
若成立则关闭循环泵，退出预热工序；反之则继续执行预热工序。
优选地，所述S1的具体方法为：启动换热设备，用户输入预热指令并反馈给控制组件，所述控制组件根据反馈的预热指令信号启动循环泵并控制所述换热设备进行点火，预热工序开始。
优选地，所述S3中，所述ΔT回水为1～3K。
优选地，所述S5中，所述k与T预设成正比例线性关系，其中，T预设为用户输入预热指令时所预设的用水温度。
优选地，所述S5中，当所述T环境≤T环境min时，k＝kmax，且kmax为1.5～2.5；其中，T环境为实际环境温度，T环境min为最小预设环境温度，kmax为最大预设环境系数。
优选地，所述S5中，当T环境≥T环境max时，则k＝kmin，且kmin为1.0～1.5；其中，T环境max为最大预设环境温度，kmin为最小预设环境系数。
优选地，所述S5中，当T环境min＜T环境＜T环境max时，所述循环系数k按照以下公式计算得到：
k＝kmin+(T环境max-T环境)×(kmax-kmin)/(T环境max-T环境min)；其中，T环境为
实际环境温度，T环境max为最大预设环境温度，T环境min为最小预设环境温度，kmax为最大预设环境系数，kmin为最小预设环境系数。
优选地，所述T环境min为2～6℃；所述T环境max为28～32℃。
本发明的第二个技术方案是这样实现的：一种水路系统，包括热交换器组件、出水管路、进水回水管路组件、水流感应组件、循环泵、进水温度检测组件、单向阀、控制组件，所述进水回水管路组件、出水管路分别与热交换器组件的进水端、出水端连接，两者的另一端与均单向阀连接，所述水流感应组件、循环泵设置在热交换器组件的出水端处或进水端处，所述进水温度检测组件设置在热交换器组件的进水端处，所述水流感应组件、循环泵、进水温度检测组件均与控制组件连接。
优选地，所述进水回水管路所述组件包括进水管路和回水管路，所述回水管路的一端与单向阀连接，所述回水管路的另一端通过进水管路与热交换器组件热交换器组件的进水端连通。
优选地，所述水路系统还包括用水组件，所述用水组件设置在出水管路上。
本发明的第三个技术方案是这样实现的：一种零冷水换热设备，包括换热设备壳体、燃烧器及上述的水路系统，所述燃烧器和水路系统分别设置于所述换热设备壳体内，所述燃烧器用于为所述水路系统加热。
优选地，所述换热设备壳体上设置有环境温度检测组件。
与现有技术相比，采用本发明控制方法，通过在水路系统预热开始后，实时采集T回水、T回水′，并当T回水′＞T回水+ΔT回水时，统计出循环管路的总水量V总，再当V实＞k×V总时，控制组件关闭零冷水换热设备中的循环泵，即预热工序退出，这样，有效的缩短了单次预热循环次数，避免通常需要2～3次循环才能完成预热的问题，从而实现了缩短预热时间，减少燃气消耗和节能省气的目的；此外，本发明方法，控制过程简单，涉及的部件少，值得大力推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种水路系统的控制方法的逻辑框图；
图2为本发明实施例1提供的一种水路系统的控制方法中循环系数k与预设温度T预设的关系曲线图；
图3为本发明实施例1提供的一种水路系统的控制方法中循环系数k与环境温度T环境的关系曲线图；
图4本发明为实施例2提供的一种水路系统连接。
图中，1.热交换器组件，2.出水管路，3.进水回水管路组件，31.进水管路，32.回水管路，4.水流感应组件，5.循环泵，6.进水温度检测组件，7.单向阀，8.用水组件，9.换热设备壳体，91.环境温度检测组件。
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。
在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本发明实施例1提供的一种水路系统的控制方法，用于零冷水换热设备，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1、用户输入预热指令，水路系统开始预热；
具体地，预热指令是指用户输入的预设的用水温度T预设；
S2、实时采集待预热的回水温度T回水和预热后的回水温度T回水′；
S3、判断T回水’＞T回水+ΔT回水是否成立，其中，ΔT回水为预设的回水温差，若不成立，则继续执行预热工序；反之，则统计循环管路的总水量V总；
S4、实时采集零冷水换热设备中的水流量L，所述控制组件根据水流量L统计预热开启后累计流过零冷水换热设备的实际循环水量V实；
S5、判断V实＞k×V总是否成立，其中，k为循环系数，且为固定值或由换热设备中的控制组件的参数设置方式进行设定。
若不成立，则继续执行预热工序；反之，则关闭循环泵，退出预热工序。
采用上述方案，通过在水路系统预热开始后，实时采集T回水、T回水′，并当T回水′＞T回水+ΔT回水时，统计出循环管路的总水量V总，再当V实＞k×V总时，控制组件关闭零冷水换热设备中的循环泵，即预热工序退出，这样，有效的缩短了单次预热循环次数，避免通常需要2～3次循环才能完成预热的问题，从而实现了缩短预热时间，减少燃气消耗和节能省气的目的。
进一步地，S1的具体方法为：用户输入预热指令并反馈给控制组件，所述控制组件根据反馈的预热指令信号启动循环泵并控制所述换热设备进行点火，预热工序开始。
进一步地，k优选为1.0～2.0。
进一步地，S3中，预设的回水温差ΔT回水为1～3K。
进一步地，S5中，k与T预设成正比例线性关系。
对循环系数k作进一步说明，如图2所示，换热设备中的控制组件根据预设温度T预设自动匹配一个循环系数k，且所匹配的循环系数k与预设温度T预设成正比例线性关系；这样，当冬天气温较低，管道散热较快，用户预设温度T预设较高，则循环系数k跟随变大，延长预热时间，提高管道存水温度，确保充分预热；当夏天气温较高，管道散热较慢，用户预设温度T预设较低，则循环系数k跟随变小，可缩短预热时间，并防止管道存水过烫，影响洗浴体验。
其中，最小预设温度值T预设min与最大预设温度值T预设max均为固定值，且最大预设温度值T预设max对应最大循环系数kmax，最小预设温度值T预设min对应最小循环系数kmin；最小预设循环系数kmin与最大预设循环系数kmax均为固定值或由控制器的参数设置方式进行设定。
此外，如图3所示，循环系数k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，则循环系数k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，可匹配较小的循环系数k；如冬天，环境温度较低，水管散热较快，可匹配较大的循环系数k；
进一步地，循环系数k具体的确定方法如下：
最小预设环境温度T环境min对应最大预设循环系数kmax，最大预设环境温度T环境max对应最小预设循环系数kmin；最小预设环境温度T环境min、最大预设环境温度T环境max、最大预设循环系数kmax和最小预设循环系数kmin均为固定值，或可由换热设备中的控制组件的参数设置方式进行设定；最小预设环境温度T环境min一般为2～6℃，优选为5℃，最大预设环境温度T环境max一般为28～32，优选为30℃。
具体地，当T环境≤T环境min时，k＝kmax，且kmax为1.5～2.5。
当T环境≥T环境max时，则k＝kmin，且kmin为1.0～1.5。
当T环境min＜T环境＜T环境max时，所述k按照以下公式计算得到：
k＝kmin+(T环境max-T环境)×(kmax-kmin)/(T环境max-T环境min)。
由于实际循环水量V实与循环系数k是有关的，循环系数k又与预设温度T预设或环境温度T环境有关，并且循环系数k优选为1.0～2.0，能够有效的控制热水管中的水温，避免热水管水温过热的问题，从而提升了用户用水的舒适性。
实施例2
本发明实施例2提供的一种水路系统，如图4所示，用于换热设备，包括热交换器组件1、出水管路2、进水回水管路组件3、水流感应组件4、循环泵5、进水温度检测组件6、单向阀7、控制组件(图中a处所指的部件)，进水回水管路组件3、出水管路2分别与热交换器组件1的进水端、出水端连接，两者的另一端与均单向阀7连接，水流感应组件4、循环泵5设置在热交换器组件1的出水端处或进水端处，进水温度检测组件6设置在热交换器组件1的进水端处，所述水流感应组件4、循环泵5、进水温度检测组件6均与控制组件连接。
通过采用应用了实施例1中所述的控制方法的水路系统，能够通过有效的控制单次预热时预热循环次数，从而实现了缩短预热时间，减少燃气消耗和节能省气的目的，有效的提升了该水路系统的实用性。
进一步地，进水回水管路所述组件3包括进水管路31和回水管路32，回水管路的一端与单向阀7连接，回水管路的另一端通过进水管路31与热交换器组件1热交换器组件1的进水端连通。
进一步地，水路系统还包括用水组件8，用水组件8设置在出水管路2上。
实施例3
本发明实施例3提供的一种零冷水换热设备，如图4所示，包括换热设备壳体9、燃烧器及上述的水路系统，燃烧器和水路系统分别设置于所述换热设备壳体9内，燃烧器用于为所述水路系统加热。
进一步地，换热设备壳体9上设置有环境温度检测组件91。
通过在换热设备壳体9上设置环境温度检测组件91，可以有效的实现对换热设备外部的环境温度进行实时检测或采用，从而使得换热设备的预热效果越好。
此外，本发明实施例提供的换热设备为零冷水燃气热水器、零冷水两用炉等。
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 (10)

1.一种水路系统的控制方法，用于零冷水换热设备，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、用户输入预热指令，水路系统开始执行预热工序；
S2、实时采集待预热的回水温度T回水和预热后的回水温度T回水’；
S3、判断T回水’＞T回水+ΔT回水是否成立，其中，ΔT回水为预设的回水温差，
若成立则统计循环管路的总水量V总；并进入S4；反之则继续执行预热工序；
S4、实时采集零冷水换热设备中的水流量L，并根据所述水流量L统计预热开启后累计流过零冷水换热设备的实际循环水量V实；
S5、判断V实＞k×V总是否成立，其中，k为循环系数，
若成立则关闭循环泵，退出预热工序；反之则继续执行预热工序；
其中，所述S5中，所述k与T预设成正比例线性关系，其中，T预设为用户输入预热指令时所预设的用水温度；
且当T环境min＜T环境＜T环境max时，所述循环系数k按照以下公式计算得到：
k＝kmin+(T环境max-T环境)×(kmax-kmin)/(T环境max-T环境min)；其中，T环境为实际环境温度，T环境max为最大预设环境温度，T环境min为最小预设环境温度，kmax为最大预设环境系数，kmin为最小预设环境系数。
2.根据权利要求1所述的一种水路系统的控制方法，其特征在于，所述S1的具体方法为：启动换热设备，用户输入预热指令并反馈给控制组件，所述控制组件根据反馈的预热指令信号启动循环泵并控制所述零冷水换热设备进行点火，预热工序开始。
3.根据权利要求1所述的一种水路系统的控制方法，其特征在于，所述S3中，所述ΔT回水为1～3K。
4.根据权利要求1所述的一种水路系统的控制方法，其特征在于，所述S5中，当所述T环境≤T环境min时，k＝kmax，且kmax为1.5～2.5；其中，T环境为实际环境温度，T环境min为最小预设环境温度，kmax为最大预设环境系数。
5.根据权利要求1所述的一种水路系统的控制方法，其特征在于，所述S5中，当T环境≥T环境max时，则k＝kmin，且kmin为1.0～1.5；其中，T环境max为最大预设环境温度，kmin为最小预设环境系数。
6.根据权利要求1所述的一种水路系统的控制方法，其特征在于，所述T 环境min为2～6℃；所述T环境max为28～32℃。
7.一种应用权利要求1-6任意一项所述控制方法的水路系统，其特征在于，包括热交换器组件(1)、出水管路(2)、进水回水管路组件(3)、水流感应组件(4)、循环泵(5)、进水温度检测组件(6)、单向阀(7)、控制组件，所述进水回水管路组件(3)、出水管路(2)分别与热交换器组件(1)的进水端、出水端连接，两者的另一端与均单向阀(7)连接，所述水流感应组件(4)、循环泵(5)设置在热交换器组件(1)的出水端处或进水端处，所述进水温度检测组件(6)设置在热交换器组件(1)的进水端处，所述水流感应组件(4)、循环泵(5)、进水温度检测组件(6)均与控制组件连接。
8.根据权利要求7所述的一种水路系统，其特征在于，所述 进水回水管路组件(3)包括进水管路(31)和回水管路(32)，所述回水管路的一端与单向阀(7)连接，所述回水管路的另一端通过进水管路(31)与热交换器组件(1)热交换器组件(1)的进水端连通。
9.一种零冷水换热设备，其特征在于，包括换热设备壳体(9)、燃烧器及如权利要求7或8所述的水路系统，所述燃烧器和水路系统分别设置于所述换热设备壳体(9)内，所述燃烧器用于为所述水路系统加热。
10.根据权利要求9所述的一种零冷水换热设备，其特征在于，所述换热设备壳体(9)上设置有环境温度检测组件(91)。
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