CN113137760B - 热水器水路系统及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热水器水路系统及热水器，其包括主控板、热交换器、与热交换器的进水口连通的进水管以及与热交换器的出水口连通的出水管，热水器水路系统还包括支路管和换热器，支路管的进水端和出水端均与进水管连通；换热器连通支路管与出水管，并使支路管内的冷水与出水管内的热水进行换热；支路管设置有第一水流量控制器，热交换器的进水口处设置有第一温度传感器，热交换器的出水口处设置有第二温度传感器，第一水流量控制器、第一温度传感器和第二温度传感器均与主控板电连接。本发明热水器水路系统，当用户在中途暂停用水时，可有效降低停水温升和降水温升，为用户提供更加恒温舒适的用水体验，还可以防止热交换器壁面析出冷凝水。

Description

热水器水路系统及热水器

技术领域

本发明涉及燃烧换热技术领域，特别涉及一种热水器水路系统及热水器。

背景技术

用户使用热水器的过程中，中途关水时，热交换器中的余热会继续对管内的热水加热，水温会高出用户所设定的温度，当用户再次开启出水时，高温的热水容易烫伤用户。为了解决停水温升问题，提供更加恒温舒适的用水体验，目前采用的方式通常是在热水器出水口处增加水罐，但由于需要预先排出水罐中的冷水，不仅浪费水资源，且使得热水器的开机加热速度慢，解决效果不佳。另外，在燃气热水器中，当进入热交换器的进水温度较低时，容易使得热交换器的壁面与外界的高温烟气之间形成极大温差，高温烟气遇到冷壁面，容易析出冷凝水，存在冷凝水腐蚀热水器内零部件的风险。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种热水器水路系统及热水器，旨在解决现有技术中热水器容易析出冷凝水以及不能确保恒温出水的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种热水器水路系统，包括主控板、热交换器、与所述热交换器的进水口连通的进水管以及与所述热交换器的出水口连通的出水管，所述热水器水路系统还包括：

支路管，所述支路管的进水端和出水端均与所述进水管连通；

换热器，连通所述支路管与所述出水管，并使所述支路管内的冷水与所述出水管内的热水进行换热；

所述支路管设置有第一水流量控制器，所述热交换器的进水口处设置有第一温度传感器，所述热交换器的出水口处设置有第二温度传感器，所述第一水流量控制器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控板电连接。

在一实施例中，所述换热器具有冷水通道和热水通道，所述支路管与所述冷水通道连通，所述出水管与所述热水通道连通；

所述冷水通道和所述热水通道之间连接有导热板，以使所述冷水通道内的冷水与所述热水通道内的热水进行换热。

在一实施例中，所述支路管包括冷水管和预热管，所述冷水管连通所述进水管与所述冷水通道的进水口，所述预热管连通所述冷水通道的出水口与所述进水管；

所述出水管包括热水管和温水管，所述热水管连通所述热交换器的进水口与所述热水通道的进水口，所述温水管与所述热水通道的出水口连通。

在一实施例中，所述冷水管设置有所述第一水流量控制器。

在一实施例中，所述进水管包括进水主管、分流管和混流管，所述冷水管通过三通接头与所述进水主管的出水端及所述分流管的进水端连通，所述预热管通过三通接头与所述分流管的出水端及所述混流管的进水端连通，所述混流管的出水端与所述热交换器的进水口连通。

在一实施例中，所述分流管设置有第二水流量控制器，所述第二水流量控制器与所述主控板电连接。

在一实施例中，所述进水主管设置有第三温度传感器和第三水流量控制器，所述第三温度传感器和所述第三水流量控制器均与所述主控板电连接。

在一实施例中，所述温水管设置有第四温度传感器，所述第四温度传感器与所述主控板电连接。

在一实施例中，所述换热器包括多个层叠设置的导热板，任意相邻的两个导热板之间形成导水通道，所述导水通道分为所述冷水通道和热水通道，任意相邻的两个所述热水通道之间设置有一个所述冷水通道。

本发明还提出一种热水器，所述热水器包括燃烧器和如上所述的热水器水路系统，所述燃烧器用于加热所述热交换器。

本发明热水器水路系统，当用户在用水时，热水器水路系统工作，冷水从进水接头进入进水管内，在支路管与进水管的连接处分为两路支流，分别为主支流和旁通支流，其中，主支流继续流向进水管的出水端，而旁路支流流向支路管，并在换热器内与出水管内的热水进行换热后得到预热，变为温水并与主支流汇合形成混流，然后从热交换器的进水口进入热交换器内，经过热交换器加热后变为热水，从热交换器的出水口流向出水管，出水管内的热水在换热器内与支路管内的旁路支流进行换热后得到降温，变为温水并从出水接头流出。

当用户在中途暂停用水时，主控板调节第一水流量控制器加大水流量，进入支路管的旁通支流的水流量变大，与出水管内热水的换热效率提升。一方面，使得出水管内热水得到快速降温，保证出水温度维持在恒定状态，有效降低停水温升，避免出现暂停用水后再次启动热水器时容易烫伤的情况，为用户提供更加恒温舒适的用水体验。另一方面，旁路支流与出水管内的热水换热后得到快速升温，与主支流汇合后流入热交换器内的水温已经得到预热，在暂停用水后再次启动时，经过预热后的水流可以更快地被加热以达到或接近用户设定温度，有效降低停水温降，进一步为用户提供更加恒温舒适的用水体验。并且，在燃气热水器中，旁路支流在进入热交换器前得到了预热，使得进入热交换器内混流的水温得到了提升，缩小了烟气与热交换器壁面之间的温差，有利于保持烟气高于其露点温度，防止热交换器壁面析出冷凝水，保证热水器内零部件不被腐蚀，延长热交换器及其他零部件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例热水器水路系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例热水器水路系统中换热器的立体示意图；

图3为本发明一实施例热水器水路系统中换热器的主视示意图；

图4为本发明另一实施例热水器水路系统中换热器的主视示意图；

图5为本发明又一实施例热水器水路系统中换热器的侧视示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	进水管	42	预热管
11	进水接头	5	换热器
				12	进水主管	51	导热板
13	分流管	52	接口
				14	混流管	6	三通接头
2	热交换器	10	第一温度传感器
				3	出水管	20	第二温度传感器
31	出水接头	30	第三温度传感器
				32	热水管	40	第四温度传感器
33	温水管	50	第一水流量控制器
				4	支路管	60	第二水流量控制器
41	冷水管	70	第三水流量控制器

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明提出一种热水器水路系统，包括主控板(图未示)、热交换器2、进水管1以及出水管3，其中，进水管1与热交换器2的进水口连通，出水管3与热交换器2的出水口连通，冷水可通过进水管1进入热交换器2，经过热交换器2加热后变为热水从出水管3流出。该热水器水路系统还包括支路管4和换热器5，支路管4的进水端和出水端均与进水管1连通。换热器5连通支路管4与出水管3，并使支路管4内的冷水与出水管3内的热水进行换热；支路管4设置有第一水流量控制器50，热交换器2的进水口处设置有第一温度传感器10，热交换器2的出水口处设置有第二温度传感器20，第一水流量控制器50、第一温度传感器10和第二温度传感器20均与主控板电连接。

为了方便装配，进水管1的进水端设置有进水接头11，出水管3的出水端设置有出水接头31。本实施例支路管4作为进水管1上的旁通支路，支路管4的进水端连通在进水管1上靠近进水接头11的位置，支路管4的出水端连通在进水管1上靠近热交换器2的位置。

当用户在用水时，热水器水路系统工作，冷水从进水接头11进入进水管1内，在支路管4与进水管1的连接处分为两路支流，分别为主支流和旁通支流，其中，主支流继续流向进水管1的出水端，而旁路支流流向支路管4，并在换热器5内与出水管3内的热水进行换热后得到预热，变为温水并与主支流汇合形成混流，然后从热交换器2的进水口进入热交换器2内，经过热交换器2加热后变为热水，从热交换器2的出水口流向出水管3，出水管3内的热水在换热器5内与支路管4内的旁路支流进行换热后得到降温，变为温水并从出水接头31流出。

在热水器水路系统工作的过程中，第一温度传感器10检测热交换器2进水口处的水温，第二温度传感器20检测热交换器2出水口处的水温，并均将水温反馈给主控板，主控板根据水温调节第一水流量控制器50的水流量，以确保出水温度恒定。

具体地，现有的热水器中，当用户中途暂停用水后再次启动时，由于停水期间热交换器2中的余热会继续对热水加热，再次用水时会有一段高于用户设定温度的水流，接着有一段还未来得及加热就流出的低于用户设定温度的水流，停水温降及停水温升较高，不能满足用户的用水体验。而本实施例的热水器水路系统，当用户在中途暂停用水时，主控板调节第一水流量控制器50加大水流量，进入支路管4的旁通支流的水流量变大，与出水管3内热水的换热效率提升。一方面，使得出水管3内热水得到快速降温，保证出水温度维持在恒定状态，有效降低停水温升，避免出现暂停用水后再次启动热水器时容易烫伤的情况，为用户提供更加恒温舒适的用水体验。另一方面，旁路支流与出水管3内的热水换热后得到快速升温，与主支流汇合后流入热交换器2内的水温已经得到预热，在暂停用水后再次启动时，经过预热后的水流可以更快地被加热以达到或接近用户设定温度，有效降低停水温降，进一步为用户提供更加恒温舒适的用水体验。

并且，在燃气热水器中，本实施例的旁路支流在进入热交换器2前得到了预热，使得进入热交换器2内混流的水温得到了提升，缩小了烟气与热交换器2壁面之间的温差，有利于保持烟气高于其露点温度，防止热交换器2壁面析出冷凝水，保证热水器内零部件不被腐蚀，延长热交换器2及其他零部件的使用寿命。

如图2至图5所示，本实施例中，换热器5具有冷水通道(图未示)和热水通道(图未示)，支路管4与冷水通道连通，出水管3与热水通道连通。冷水通道和热水通道之间连接有导热板51，以使冷水通道内的冷水与热水通道内的热水进行换热。在热水器水路系统工作的过程中，支路管4内的旁路支流流入冷水通道内，出水管3内的热水流入热水通道内，并通过导热板51完成换热，使得旁路支流得到预热，同时使得出水管3内的热水得到降温。

进一步地，本实施例中，换热器5包括多个层叠设置的导热板51，任意相邻的两个导热板51之间形成导水通道，导水通道分为冷水通道和热水通道，任意相邻的两个热水通道之间设置有一个冷水通道。即，多个冷水通道和多个热水通道交替层叠设置。在优选的实施例中，多个冷水通道的共用一个进水口和一个出水口，多个热水通道共用一个进水口和一个出水口。支路管4内的旁路支流通过冷水通道的进水口同时流入多个冷水通道内，出水管3内的热水通过热水通道的进水口同时流入多个热水通道内，任意一个冷水通道和与其相邻的热水通道之间通过导热板51换热，多个冷水通道内的旁落支流进行换热后，水温升高并通过冷水通道的出水口流出与主支流汇合形成混流，多个热水通道内的热水进行换热后，水温下降并通过热水通道的出水口流出。

本实施例换热器5通过将多个热水通道和多个冷水通道交替层叠设置，使得进入换热器5内的热水和冷水分层换热，扩大了换热面积，提升换热效率，换热效果良好。本实施例的换热器5可采用现有技术中的板式换热器5，板式换热器5内的导热板51为导热性良好的不锈钢材质制件。

如图2至图4所示，板式换热器5具有四个接口52，分别为D1、D2、D3、D4。在一实施例中，如图2和图3所示，D1为冷水通道的进水口，D2为冷水通道内的出水口，即，冷水通道内的水流从D1流向D2；D3为热水通道的进水口，D4为热水通道内的出水口，即，热水通道内的水流从D3流向D4，冷水通道内的水流与热水通道内的水流互为逆向且相互平行，提高换热效率。在另一实施例中，如图2和图4所示，D1为冷水通道的进水口，D3为冷水通道内的出水口，即，冷水通道内的水流从D1流向D3；D2为热水通道的进水口，D4为热水通道内的出水口，即，热水通道内的水流从D2流向D4，冷水通道内的水流与热水通道内的水流互为逆向且形成对角流，提高换热效率。板式换热器5的四个接口52可以根据实际需要设置，在一实施例中，四个接口52可以同侧设置，如图2至图4所示，在又一实施例中，四个接口52可以异侧设置，如图5所示。可以理解地，图3和图4中的箭头表示水流流向。

如图1所示，本实施例中，支路管4包括冷水管41和预热管42，冷水管41连通进水管1与冷水通道的进水口，预热管42连通冷水通道的出水口与进水管1；出水管3包括热水管32和温水管33，热水管32连通热交换器2的进水口与热水通道的进水口，温水管33与热水通道的出水口连通。此时，出水接头31设置于温水管33的出水端。

进一步地，本实施例的进水管1包括进水主管12、分流管13和混流管14，冷水管41通过三通接头6与进水主管12的出水端及分流管13的进水端连通，预热管42通过三通接头6与分流管13的出水端及混流管14的进水端连通，混流管14的出水端与热交换器2的进水口连通。此时，进水接头11设置于进水主管12的进水端。

热水器水路系统在工作时，冷水从进水接头11进入进水主管12内，在冷水管41与进水主管12的连接处分为两路支流，分别为主支流和旁通支流，其中，主支流继续依次流向分流管13及混流管14，而旁路支流流向冷水管41，并在换热器5内与热水管32内的热水进行换热后得到预热，变为温水并通过预热管42与主支流汇合形成混流，然后通过混流管14从热交换器2的进水口进入热交换器2内，经过热交换器2加热后变为热水，从热交换器2的出水口流向热水管32，并在换热器5内与冷水管41内的冷水进行换热后得到降温，变为温水并通过温水管33从出水接头31流出。

在优选的实施例中，冷水管41设置有第一水流量控制器50，分流管13设置有第二水流量控制器60，第二水流量控制器60与主控板电连接。当用户在中途暂停用水时，如果有较高的停水温升或停水温降，主控板调节第一水流量控制器50的水流量变大，同时调节第二水流量控制器60的水流量变小，以使冷水管41内的冷水最大限度地吸收热交换器2中的余热所产生的热量，有效降低停水温升和停水温降，以确保出水温度恒定，为用户提供更加恒温舒适的用水体验。

本实施例中，进水主管12设置有第三温度传感器30和第三水流量控制器70，第三温度传感器30和第三水流量控制器70均与主控板电连接。进一步地，本实施例中，温水管33设置有第四温度传感器40，第四温度传感器40与主控板电连接。

在热水器水路系统工作的过程中，第一温度传感器10检测热交换器2进水口处的水温，第二温度传感器20检测热交换器2出水口处的水温，第三温度传感器30检测进水主管12内的水温，第四温度传感器40检测温水管33内的水温，并均将水温反馈给主控板，主控板根据水温调节第一水流量控制器50、第二水流量控制器60以及第三水流量控制器70的水流量，进而分别调节冷水管41内、分流管13内以及进水主管12内的水流量，以通过多点检测及多点控制，全方位确保出水温度恒定。为了更准确地检测水温，本实施例的第二温度传感器还可以设置于热水管32与换热器5的连接处。本实施例的第一水流量控制器50、第二水流量控制器60以及第三水流量传感器均可采用现有技术中的水伺服器。在一实施例中，第三水流量控制器70可替换为现有技术中的水流量传感器，仅用于检测进水主管12内的水流量即可。

本发明还提出一种热水器，热水器包括燃烧器(图未示)和如上所述的热水器水路系统，燃烧器用于加热热交换器2。本实施例的热水器为燃气热水器，燃气热水器工作时，燃烧器燃烧产生的高温烟气可将热交换器2加热，进而将热水器内的水加热。由于本热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热水器水路系统，包括主控板、热交换器、与所述热交换器的进水口连通的进水管以及与所述热交换器的出水口连通的出水管，其特征在于，所述热水器水路系统还包括：

支路管，所述支路管的进水端和出水端均与所述进水管连通；

换热器，连通所述支路管与所述出水管，并使所述支路管内的冷水与所述出水管内的热水进行换热；

所述支路管设置有第一水流量控制器，所述热交换器的进水口处设置有第一温度传感器，所述热交换器的出水口处设置有第二温度传感器，所述第一水流量控制器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控板电连接；

所述换热器具有冷水通道和热水通道，所述支路管与所述冷水通道连通；所述支路管包括冷水管和预热管，所述冷水管连通所述进水管与所述冷水通道的进水口，所述预热管连通所述冷水通道的出水口与所述进水管。

2.如权利要求1所述的热水器水路系统，其特征在于，

所述出水管与所述热水通道连通；

所述冷水通道和所述热水通道之间连接有导热板，以使所述冷水通道内的冷水与所述热水通道内的热水进行换热。

3.如权利要求2所述的热水器水路系统，其特征在于，

所述出水管包括热水管和温水管，所述热水管连通所述热交换器的进水口与所述热水通道的进水口，所述温水管与所述热水通道的出水口连通。

4.如权利要求3所述的热水器水路系统，其特征在于，所述冷水管设置有所述第一水流量控制器。

5.如权利要求3所述的热水器水路系统，其特征在于，所述进水管包括进水主管、分流管和混流管，所述冷水管通过三通接头与所述进水主管的出水端及所述分流管的进水端连通，所述预热管通过三通接头与所述分流管的出水端及所述混流管的进水端连通，所述混流管的出水端与所述热交换器的进水口连通。

6.如权利要求5所述的热水器水路系统，其特征在于，所述分流管设置有第二水流量控制器，所述第二水流量控制器与所述主控板电连接。

7.如权利要求5所述的热水器水路系统，其特征在于，所述进水主管设置有第三温度传感器和第三水流量控制器，所述第三温度传感器和所述第三水流量控制器均与所述主控板电连接。

8.如权利要求3所述的热水器水路系统，其特征在于，所述温水管设置有第四温度传感器，所述第四温度传感器与所述主控板电连接。

9.如权利要求2-8中任一项所述的热水器水路系统，其特征在于，所述换热器包括多个层叠设置的导热板，任意相邻的两个导热板之间形成导水通道，所述导水通道分为所述冷水通道和热水通道，任意相邻的两个所述热水通道之间设置有一个所述冷水通道。

10.一种热水器，其特征在于，所述热水器包括燃烧器和如权利要求1-9中任一项所述的热水器水路系统，所述燃烧器用于加热所述热交换器。

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