CN113503379A - 开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法。开关阀包括阀体和第一阀芯；阀体上设置有热水进口、冷水进口和出水口；热水进口和出水口之间具有第一通道，冷水进口和出水口之间具有第二通道，第一阀芯设置在第一通道和第二通道上，用于调节第一通道和第二通道的开度；热水进口和冷水进口之间设置有第三通道，第三通道设置有电磁阀，用于控制所述第三通道的开度；热水进口、第一通道以及第三通道的自热水进口至电磁阀的部分形成所述开关阀的热水端，热水端处设置有温度传感器，温度传感器用于检测水的温度。上述开关阀可以以更高效率和更低能耗实现热水的预热，同时还不会对用户的冷水使用需求造成明显影响。

Description

开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法

技术领域

本发明涉及输水管路设备技术领域，尤其涉及一种开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法。

背景技术

热水器是现代家庭中普遍使用的供热水设备，其类型包括电热水器、太阳能热水器和燃气热水器等。热水器一般包括冷水输入口、热水输出口、加热装置。其中，冷水输入口用于向热水器中输入待加热的冷水；加热装置用于对待加热的冷水进行加热，产生热水；热水输出口则向外输出热水。

在热水器的热水输出口和用水端之间需要通过输水管道连接。从热水器的热水输出口输出的热水在输水管道中会持续地向外释放热量，而逐步降温。因此，现有的热水器普遍存在的问题是，在隔一段时间之后再次使用热水时，最开始流出的“热水”的水温不足，实际可能已经是冷水；只有在预先存在于输水管道内的水被放掉之后，继续放出来的水是从热水器的热水输出口刚流出来的热水，用水端才能得到符合要求的热水。

目前，现有技术中有的热水器产品宣称在使用时“零冷水”，能够解决上述问题。其中，一种热水器解决上述问题的具体方式是，在用水端的热水口和热水器之间连接一个回水管路，该回水管路与连接在热水器的热水输出口和用水端之间的输水管路形成一个循环管路，热水器持续或断续地加热该循环管路中的水，直至热水器上的温度传感器检测到从用水端回流到热水器的热水的温度达到设定值。在上述热水器产品中，在用水端使用热水之前不断地对循环管路中的水进行预热，从而能够保证在用水端使用热水时，可以随时从该循环管路中取用热水。分析上述热水器产品可知，其相比普通的热水器，增加了一个回水管路，对于想要购买上述热水器产品的很多用户而言，如果没有在装修时预先布置回水管路，则需要进行必要的装修，以布置回水管路，这样对于用户而言，购买上述热水器产品安装并使用所花费的成本过高。因此，对于很多用户而言，想要实现“零冷水”的体验，多数选择的是另外一种能够实现“零冷水”的热水器，该热水器实现“零冷水”的方式是将用水端的热水口和冷水口连通，在二者连通的通道上设置单向阀，该单向阀能够允许热水口处的水向冷水口方向流动，而禁止反向流动。同时，在冷水口和热水器之间建立输水管路，该输水管路与连接用水端的热水口和热水器的热水输出口之间的输水管路构成一个循环管路。在对热水口处达不到设定温度的热水进行预热时，将热水口处的热水从热水口输入到冷水口，并通过冷水口和热水器之间的输水管路输入到热水器中进行加热，同时热水器的热水输出口向用水端的热水口输出热水，直至热水器上的温度传感器检测到从冷水口回流到热水器的热水的温度达到设定值。对于上述热水器，其不断地对该循环管路中的水进行加热，以维持该循环管路中的热水的温度，从而能够保证在用水端使用热水时，可以随时从该循环管路中取用热水。

但上述热水器在实际使用中存在以下问题：

第一，上述热水器在用水端的冷水口和热水器之间建立输水管路，并借助该输水管路进行预热，但该输水管路的部分区段实际为用于向用水端输入冷水的，该区段输水管路内的冷水在预热过程中被加热，如果用水端需要使用冷水，则从用水端的冷水口流出的水实际为热水，不能满足用水端的需要。

第二，上述热水器需要对整个循环管路中的热水进行加热，实际需要维持整个循环管路中的热水达到设定温度，由于其需要加热的热水的量较大，导致其实现预热需要消耗较长的时间，也需要消耗较多的能源。

第三，当用户在装有单向阀的用水端使用冷水的量较大，导致热水分流量大于热水器开机启动最小水流量时，会造成热水器误启动加热，影响用户对冷水的正常使用需求。

发明内容

本发明提供了一种开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法，以解决上述现有技术中预热过程时间长、能耗高、预热影响用户正常的冷水使用需求及容易混水等多个技术问题中的至少一个。

本发明提供的开关阀，其包括阀体和第一阀芯；所述阀体上设置有热水进口、冷水进口和出水口；所述热水进口和所述出水口之间具有第一通道，所述冷水进口和所述出水口之间具有第二通道，所述第一阀芯设置在所述第一通道和所述第二通道上，用于调节所述第一通道和所述第二通道的开度；所述热水进口和所述冷水进口之间设置有第三通道，所述第三通道设置有电磁阀，用于控制所述第三通道的开度；所述热水进口、所述第一通道以及所述第三通道的自所述热水进口至所述电磁阀的部分形成所述开关阀的热水端，所述热水端处设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测水的温度。

其中，所述开关阀包括电池，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括可充电电池和与可充电电池连接的无线充电模块，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括可充电电池和与可充电电池连接的电源接口，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括电源接口，所述电源接口与所述电磁阀连接。

其中，所述开关阀上设置有温度显示器，所述温度显示器用于显示所述温度传感器检测的水的温度数值。

本发明提供的热水器，其包括冷水进水口、热水出水口、加热装置、泵送装置和控制器；所述冷水进水口用于向所述热水器输入待加热的冷水；所述加热装置用于将待加热的冷水加热为热水；所述热水出水口用于向用水端输出热水；所述控制器用于接收来自于所述用水端的热水的温度信号，并且，在所述用水端的热水温度低于第一水温值时，控制所述泵送装置将所述用水端的热水经连接所述热水器和所述用水端的冷水管道泵送向所述冷水进水口方向，控制所述热水出水口向所述用水端输入热水；以及，在所述用水端的热水温度高于第二水温值时，控制所述泵送装置停止将所述用水端的热水向所述冷水进水口方向泵送。

其中，所述加热装置为燃气燃烧器。

本发明提供的供热水系统，其包括一个或多个用水端、上述热水器以及将所述用水端和热水器连接的输水管道；至少一个所述用水端设置有上述开关阀。

其中，所述供热水系统包括至少一个远端用水端，每个所述远端用水端设置上述开关阀；所述远端用水端为与所述热水器的热水出水口之间的输水管道的路径长度大于设定值的用水端。

其中，所述供热水系统的每个用水端设置有上述开关阀。

本发明提供的热水预热方法，其包括：

检测开关阀的热水端的热水的温度是否低于设定的第一水温值；

在所述开关阀的热水端的热水的温度低于设定的第一水温值时，控制所述开关阀的连接热水进口和冷水进口的第三通道上的电磁阀开启，使所述第三通道的状态为通；

将所述热水端的热水经所述冷水进口向热水器方向泵送；

检测所述开关阀的所述热水端的热水的温度是否高于设定的第二水温值；

在所述开关阀的所述热水端的热水的温度高于设定的第二水温值时，控制所述第三通道上的所述电磁阀关闭，使所述第三通道的状态为断，以及控制停止向所述热水器方向泵送热水端的热水。

其中，所述热水预热方法还包括：

检测所述开关阀的出水口是否有水流出；

在所述开关阀的出水口有水流出时，中止将所述热水端的热水经所述冷水进口向所述热水器方向泵送。

其中，所述热水预热方法还包括：

检测所述开关阀的所述出水口的流量和所述热水端的水温数值；

根据所述开关阀的出水口的流量和所述热水端的水温数值，确定用户的用水场景；

控制所述热水器按照与用户的用水场景匹配的工作模式运行。

本发明实施例提供的上述开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法与现有技术相比具有如下优点：

本发明实施例提供的开关阀，在对热水端内的热水进行预热时，以设置在开关阀的热水端处的温度传感器检测到水温确定是否结束预热的标准，在该水温高于作为预热目标温度的第二水温值时结束预热；在该过程中，仅对开关阀的热水端至热水器的输水管路中的热水进行了预热，使该段管路中的热水的水温维持在高于第二水温值的范围，而并没有将开关阀的冷水端至热水器的输水管路中的冷水升温至高于第二水温值；与现有技术相比，本发明实施例提供的开关阀减少了对热水端内的热水预热所需加热的水量，从而可以以更短的时间、更快的效率完成对热水端内的热水的预热，同时还可以减少预热所消耗的能量。另一方面，虽然在对热水端处的热水进行预热的过程中，在热水端处的热水的温度达到第二水温值之前，有部分热水进入到冷水进口与热水器之间的输水管路上，但该部分水量较为有限，不足以使冷水进口与热水器之间的输水管路中的冷水的水温升高至较高的数值。该部分进入到冷水进口和热水器之间的热水的水量对冷水进口和热水器之间的输水管路中的冷水的水温的影响较为有限。因此，本发明实施例提供的开关阀，不会影响用户对冷水的正常使用需求。再一方面，本发明实施例提供的开关阀，其连接热水进口和冷水进口的第三通道上设置的是电磁阀，与现有技术中的单向阀相比，其在关闭状态下，可以很好地维持热水进口和冷水进口之间的隔离状态，避免在用户大量使用冷水时在冷水端处产生负压并导致热水端内的热水流入到冷水端中产生混水，也就不会影响用户对冷水的正常使用需求。

本发明实施例提供的热水器、供热水系统和热水预热方法的有益效果与上述开关阀的有益效果类似，不再赘述。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的开关阀的实施例中开关阀的结构示意图；

图2为图1所示开关阀的爆炸示意图；

图3为图1所示开关阀的第三通道未通状态的示意图；

图4为图1所示开关阀的第三通道在通的状态下的示意图；

图5为图1所示开关阀的第一通道、第二通道未通状态的示意图；

图6为图1所示开关阀的第一通道、第二通道在通的状态下的示意图；

图7为本发明的热水器的实施例中热水器的示意图；

图8为包含图7所示热水器的供热水系统的示意图。

图中：

10-阀体；11-第一阀芯；12-操作旋钮；13-电磁阀；14-温度传感器；15-电池；16-温度显示器；17-止回阀；

100-热水进口；101-冷水进口；102-出水口；103-第一通道；104-第二通道；105-第三通道；

20-热水器；21-冷水进水口；22-热水出水口；23-加热装置；24-泵送装置；25-控制器；26-冷水管道；27-热水管道；28-燃气进口；

30-用水端；30a-远端用水端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。

下面结合附图对本发明提供的开关阀、热水器、供热水系统及热水预热方法的实施例进行说明。

(1)开关阀的实施例

请参看图1～图6，本实施例提供的开关阀包括阀体10、第一阀芯11和第一阀芯11的操作旋钮12。

其中，阀体10上设置有热水进口100、冷水进口101和出水口102。热水进口100和出水口102之间具有第一通道103，冷水进口101和出水口102之间具有第二通道104。具体地，热水进口100用于输入热水，冷水进口101用于输入冷水，出水口102用于向外输出水，以供用户使用。其中，“热水”和“冷水”是相对而言的，其并不表示必须在某一温度数值以上的水为热水，在某一温度数值以下的水为冷水。

第一阀芯11设置在第一通道103和第二通道104上，用于调节第一通道103和第二通道104的开度。

操作旋钮12与第一阀芯11连接，用于操控第一阀芯11。操作旋钮12具有把手，在用户以手握持把手时，可以对操作旋钮12施加作用力，使操作旋钮12旋转，在操作旋钮12转动时，第一阀芯11随操作旋钮12同步转动，进而调节第一通道103和第二通道104的开度。具体地，对第一通道103的开度调节可以在零(即第一通道103关闭)和最大开度之间任意调整，对第二通道104的开度调节可以在零(即第二通道104关闭)和最大开度之间任意调整。

热水进口100和冷水进口101之间设置有第三通道105，第三通道105设置有电磁阀13，用于控制第三通道105的开度。

就开关阀而言，其可以被分为热水端、冷水端和出水端，其中，热水端包括热水进口100、第一通道103以及第三通道105的自热水进口100至电磁阀13的部分，该部分区域在第一阀芯11和电磁阀13关闭的状态下具有热水。冷水端包括冷水进口101、第二通道104以及第三通道105的自冷水进口101值电磁阀13的部分，该部分区域在第一阀芯11和电磁阀13关闭的状态下具有冷水。出水端包括出水口102以及将出水口102和第一阀芯11连通的出水通道，在第一阀芯11关闭的状态下，该部分区域没有水，在第一阀芯11开启的状态下，该部分区域具有来自于第一通道103和/或第二通道104内的水。

在开关阀的热水端处设置有温度传感器14，温度传感器14用于检测水的温度。

开关阀还设置有止回阀17，止回阀17设置在第三通道105内，用于在第三通道105开启时，使水自热水进口100向冷水进口101单向流动，避免冷水进口101中的水流向热水进口100。

下面结合附图对本实施例提供的开关阀的工作原理和工作过程作详细说明。

参看图5，以图5所示为开关阀的初始状态，此时，第一通道103和第二通道104的开度为零，即第一通道103和第二通道104被第一阀芯11切断；第三通道105的开度为零，即第三通道105被电磁阀13切断；就操作旋钮12的状态而言，其在左右方向上位于居中位置，在上下方向上位于下侧位置。

在图5状态下，将操作旋钮12的前端向上抬升，在操作旋钮12抬升的过程中，第一通道103和第二通道104的开度逐渐被打开，如图6所示，此时，热水和冷水分别从热水进口100、冷水进口101进入，并分别经第一通道103和第二通道104到达出水口102处。并且随着操作旋钮12被抬升的幅度越大，第一通道103和第二通道104的开度也就越大，相应地，从第一通道103和第二通道104流入到达出水口102处的热水和冷水的流量也就越多。

同时，在上述过程中，还可以将操作旋钮12向左侧或右侧转动(参照图1和图2中所示方向)。具体地，在将操作旋钮12向左侧转动时，第一通道103的开度会降低，第二通道104的开度会增大，从而使从第一通道103流入到出水口102处的热水的流量降低，从第二通道104流入到出水口102处的冷水的流量增加，使到达出水口102处的水流中，冷水所占的比例增加，热水所占的比例降低，使从出水口102流出的水的温度降低。在将操作旋钮12向右侧转动时，第一通道103的开度会增加，第二通道104的开度会降低，从而使从第一通道103流入到出水口102处的热水的流量增加，从第二通道104流入到出水口102处的冷水的流量降低，使到达出水口102处的水流中，冷水所占的比例降低，热水所占的比例增加，使从出水口102流出的水的温度升高。

温度传感器14可以实时监测或者按照一定的时间间隔检测热水端处的热水的温度。在温度传感器14检测到热水端处的热水的温度低于第一水温值(第一水温值的具体数值可以根据需要设定)时，电磁阀13开启，将第三通道105的状态切换为通。热水端处的热水的温度低于第一水温值表明热水端处的热水由于持续的、较长时间的向外释放热量，使热水的温度降低到标准以下，这种情况下，就需要进行预热，以维持热水端处的水的温度。因此，将电磁阀13开启，使第三通道105的状态为通，以启动对热水端内的热水的预热。

在第三通道105的状态为通的情况下，热水进口100处的热水可以被(例如以被泵送的方式)输入到冷水进口101，并经连接在冷水进口101与热水器之间的输水管路送向热水器。与此同时，会有新的热水自热水器处沿连接在热水进口100和热水器之间的输水管路到达热水进口100，并进入开关阀的热水端内。可以理解的是，由于没有长时间地保存于连接热水进口100和热水器之间的输水管路中，没有较长时间的持续的释放热量，新到达开关阀的热水端的热水的水温更高。新到达热水进口100的水可以是热水器的水箱内储存的、被进行良好的保温维持了较高水温的水，也可以是热水器的加热装置即时加热后生成的热水。

当温度传感器14检测到热水端处的热水的温度高于第二水温值(第二水温值的具体数值可以根据需要设定，且第二水温值的数值大于第一水温值的数值)时，表明热水端处的热水的温度已经上升至符合标准的范围，此时如果用户启动开关阀要使用热水，即时从出水口102流出的水就是水温符合要求的热水，这就达到了对热水端内的热水进行预热的要求，意味着对热水端内的热水的预热已经完成。此时，停止将热水端处的热水向冷水进口101泵送，同时，将电磁阀13关闭，使第三通道105的状态为断，使冷水端和热水端隔离，避免冷水端内的冷水和热水端内的热水在非出水的状态下发生混水。

根据上述内容，可知，在对热水端内的热水进行预热时，本实施例提供的开关阀在设置在开关阀的热水端处的温度传感器14检测到水温高于作为预热目标温度的第二水温值时即完成了预热；在该过程中，仅对开关阀的热水端至热水器的输水管路中的热水进行了预热，使该段管路中的热水的水温维持在高于第二水温值的范围，而并没有将开关阀的冷水端至热水器的输水管路中的冷水升温至高于第二水温值；与现有技术相比，本实施例提供的开关阀减少了对热水端内的热水预热所需加热的水量，从而可以以更短的时间、更快的效率完成对热水端内的热水的预热，同时还可以减少预热所消耗的能量。

另一方面，虽然在对热水端处的热水进行预热的过程中，在热水端处的热水的温度达到第二水温值之前，有部分热水进入到冷水进口101与热水器之间的输水管路上，但该部分水量较为有限，不足以使冷水进口101与热水器之间的输水管路中的冷水的水温升高至较高的数值。在实际中，以燃气热水器为例，对热水端的热水的预热过程一般持续十余秒的时间，在该较短的时间内，该部分进入到冷水进口101和热水器之间的热水的水量对冷水进口101和热水器之间的输水管路中的冷水的水温的影响较为有限。因此，本实施例提供的开关阀，不会影响用户对冷水的正常使用需求。

再一方面，本实施例提供的开关阀，其连接热水进口100和冷水进口101的第三通道105上设置的是电磁阀，与现有技术中的单向阀相比，其在关闭状态下，可以很好地维持热水进口100和冷水进口101之间的隔离状态，避免在用户大量使用冷水时在冷水端处产生负压并导致热水端内的热水流入到冷水端中产生混水，也就不会影响用户对冷水的正常使用需求。

在本实施例中，开关阀还包括电池15，电池15与电磁阀13连接，用于向电磁阀13供电。其中，电池15可以为一次性电池，也可以为锂电池等可充电电池。优选电池15为可充电电池，此种情况下，电池15可以重复利用，减少抛弃电池带来的环境污染。进一步地，开关阀还可以包括无线充电模块，无线充电模块与电池15连接，无线充电模块可以从外界引入电能补充给电池15；当然，也可以采用电源接口连接直流电或交流电的方式向电磁阀13直接供电或者对电磁阀13的电池15充电。

在本实施例中，开关阀上设置有温度显示器16，温度显示器16用于显示温度传感器14检测的水的温度数值。通过温度显示器16显示温度传感器14检测到的热水端处的热水的水温数值，可以使用户能够直观地了解到当前状态下开关阀可以输出的热水的最高水温，从而能够避免在热水端内的热水的水温明显低于或高于用户的期望值的情况下使用开关阀输出的水。

(2)热水器的实施例

参看图7和图8，本实施例提供的热水器20包括冷水进水口21、热水出水口22、加热装置23、泵送装置24和控制器25。其中，冷水进水口21用于向热水器输入待加热的冷水；加热装置23用于将待加热的冷水加热为热水；热水出水口22用于向用水端输出热水。

控制器25用于接收来自于用水端(如上述开关阀的实施例中的开关阀处)的热水的温度信号，并在用水端的热水温度低于第一水温值时，控制泵送装置24将用水端的热水经连接热水器和用水端的冷水管道26泵送向冷水进水口21方向，控制热水出水口22向用水端经连接二者的热水管道27输入热水；以及，控制器25还在用水端的热水温度高于第二水温值时，控制泵送装置24停止将用水端的热水向冷水进水口21方向泵送。

在本实施例中，所述加热装置23为燃气燃烧器，因此，本实施例提供的热水器为燃气热水器。具体地，本实施例中的燃气水热器可以为强排式燃气热水器，也可以是强鼓式燃气热水器，还可以是全预混式燃气热水器。

参看图7，热水器还包括燃气进口28，在向热水器输入燃气的管路上还设置有比例阀和安全阀等控制阀门。在本实施例的其他一些替代实施例中，加热装置23还可以为电发热装置和光伏装置，热水器还可以为电热水器、太阳能热水器等类型。

在本实施例中，在用水端的热水的温度低于第一水温值时，控制器25就会控制泵送装置24将用水端的热水经冷水管道26泵送向冷水进水口21方向，以及控制热水出水口22向用水端输入热水，从而可以在用水端的热水的温度低于设定值，对用水端的热水进行预热，这样就能够使用水端处的热水的温度始终保持在设定温度，不会影响用户对热水的正常使用需求。同时，在预热过程中，在用水端的热水的温度高于第二水温值时，控制器25就会控制泵送装置24停止将用水端的热水向冷水进水口21方向泵送，也即是，预热过程结束，终止对用水端的热水进行进一步加热。

在本实施例中，控制器25接收用水端的热水的温度信号，根据用水端的热水的温度值，确定是否开始预热，以及确定是否结束预热。在预热过程中，只需要将热水器的热水出水口22和用水端之间的热水管道27中的热水的温度升高至第二水温值以上，而不需要将热水器的冷水进水口21和用水端之间的冷水管道26中的冷水的温度升高至第二水温值以上。与现有技术相比，预热过程所需加热的水量减小，这样就可以在更短的时间内，以更快的效率完成预热，使用水端的热水的温度升至第二水温值以上，同时在该过程中，还可以减少能量的消耗。另一方面，不需要将冷水管道26中的冷水升温至第二水温值以上，也就不会影响用户对冷水的正常使用需求。

(3)供热水系统的实施例

参看图8，本实施例提供的供热水系统包括一个或多个用水端30、上述热水器的实施例中所描述的热水器20以及将用水端30和热水器20连接的输水管道。输水管道包括冷水管道26和热水管道27，其中冷水管道26连接热水器20的冷水进水口21和各用水端30的冷水口(除此之外，冷水管道26还连接外部的冷水管网，以向热水器20和各用水端30输入冷水)，热水管道27连接热水器20的热水出水口22和各用水端30的热水口。

在本实施例中，至少一个用水端30设置有上述开关阀的实施例中所描述的开关阀。这样设置就可以在该用水端30的热水的温度低于第一水温值时，对该用水端30的热水进行预热，将其加热到第二水温值以上，从而使用水端的热水的温度始终维持在标准之上，这样就能够随时满足用户对热水的正常需求，在使用热水的时候不用先放出管道中的冷水。同时，根据该用水端30处的开关阀上设置的温度传感器14检测的水温信息确定何时预热完成，能够更快地、以更高的效率完成预热，并减少能量的消耗，同时还不会对用户的正常的冷水使用需求造成显著影响。其具体实现原理在上述开关阀的实施例、热水器的实施例中均有详细描述，在此不再赘述。

在本实施例中，供热水系统的多个用水端30中，其中的至少一个为远端用水端30a，每个远端用水端30a设置有上述开关阀的实施例中所描述的开关阀；所述远端用水端30a为与热水器20的热水出水口22之间的输水管道的路径长度大于设定值的用水端30。由于远端用水端30a由于与热水器的热水出水口22之间的管路更长，在热水的传输过程中会向外释放更多的热量，因此，远端用水端30a的热水的温度更容易，也会更频繁地降低到第一水温值以下，对用户的热水用水需求的影响更显著；在使用热水时，由于管路较长，需要放出的管道中的冷水也更多。在每个远端用水端30a处设置有上述开关阀的实施例中所描述的开关阀，可以在远端用水端30a处更快更高效且更节能地进行热水的预热，同时还不会显著影响用户的冷水使用需求。进一步地，供热水系统的每个用水端30设置有上述开关阀的实施例所描述的开关阀，以在每个用水端30处更快更高效且更节能地进行热水的预热，同时还不会显著影响用户的冷水使用需求。

(4)热水预热方法的实施例

在本实施例中，热水预热方法包括以下步骤：

步骤S1，检测开关阀的热水端的热水的温度是否低于设定的第一水温值。

在步骤S1中，第一水温值为根据需要设定的温度值，以热水端的热水的温度是否低于第一水温值作为启动预热的条件。具体而言，第一水温值可以使一个单点温度值，也可以是一个温度阈值(以该温度阈值的下限为基准)。

对开关阀的热水端的热水的温度的检测，可以通过设置在开关阀的热水端处的热水传感器14实现。

步骤S2，在开关阀的热水端的热水的温度低于设定的第一水温值时，控制开关阀的连接热水进口100和冷水进口101的第三通道105上的电磁阀13开启，使第三通道105的状态为通。

在步骤S2中，在启动预热的条件满足时，将第三通道105的状态切换为通，就在开关阀的热水端和冷水端之间建立了连通通道。

步骤S3，将热水端的热水经冷水进口向热水器20方向泵送。

在步骤S3中，将热水端的热水向冷水进口101方向流动，并泵送向热水器20方向，就使热水端内低于第一水温值的热水从热水端移出，然后，就会有新的热水从热水器20的热水出水口22流出，并经连接热水出水口22和开关阀的热水端的热水管道27输入到开关阀的热水端处，从而为开关阀的热水端提供新的热水，该热水的温度更高。

步骤S4，检测开关阀的热水端的热水的温度是否高于设定的第二水温值。

在步骤S4中，第二水温值为根据需要设定的温度值，以热水端的热水的温度高于第二水温值为预热完成的终止条件。其具体可以使一个单点温度值，也可以是一个温度阈值(以该温度阈值的上限为基准)。

对开关阀的热水端的热水的温度的检测仍然可以通过设置在开关阀的热水端的温度传感器14实现。

步骤S5，在开关阀的热水端的热水的温度高于设定的第二水温值时，控制所述第三通道105上的电磁阀13关闭，使第三通道105的状态为断，以及控制停止向热水器20方向泵送热水端的热水。

在步骤S5中，在终止预热的条件满足后，停止向热水器20方向泵送热水端的热水，同时，将第三通道105的状态切换为断，关闭开关阀的热水端和冷水端之间的连通通道，避免热水端中的热水和冷水端中的冷水发生混水。

在本实施例中，热水预热方法还包括以下步骤a和步骤b：

步骤a：检测开关阀的出水口102是否有水流出。

对于一个开关阀而言，检测其出水口是否有水流出为已知的技术手段，其实现方式不再赘述。

在步骤a中，开关阀的出水口102处是否有水流出用于判断用户当前是否正在用水，因此，在本实施例中，优选将检测出的出水口的102向外流出的水流量与设定的流量值进行比较，如果高于设定的流量值，则认为开关阀的出水口102有水向外流出，否则，不认为开关阀的出水口102有水流出。这样设置可以排除由于开关阀未关紧而导致的在开关阀的出水口102处有水向外滴，或者以很小的水流量向外流出的情况。

步骤b：在开关阀的出水口102有水流出时，中止将热水端的热水经冷水进口101向热水器20方向泵送。

在开关阀的出水口102有水流出时，一般表明用户此时具有用水的需求，因此，停止将热水端的热水经冷水进口101向热水器20方向泵送，即停止将冷水进口101作为热水端热水的出口使用，而是使冷水进口101恢复正常的向开关阀输入冷水的功能，以优先满足用户此时的用水需求。

进一步地，热水预热方法还包括以下步骤c～e：

步骤c，检测开关阀的出水口102的流量和热水端的水温数值。

如上所述，就开关阀而言，检测其出水口的流量为已知的现有技术，在此不再赘述。对热水端的水温数值的检测可以通过设置在开关阀的热水端内的温度传感器14实现。

步骤d，根据开关阀的出水口102的流量和热水端的水温数值，确定用户的用水场景。

开关阀的出水口102的流量和热水端的水温在不同的用水场景下是不同的，因此，可以根据开关阀的出水口102的流量和热水端的水温，确定用户当前的用水场景。例如，在水流量和水温有跳变增加时，可以判断用户当前的用水场景为洗浴等需求。

步骤e，控制热水器按照与用户的用水场景匹配的工作模式运行。

在步骤e中，根据在步骤d中确定的用户的用水场景，对热水器的工作模式进行调整，例如在用户的用水场景为洗浴需求时，就可以将热水器的工作模式由预热模式变更为卫浴模式。

综上所述，本发明提供的热水预热方法，其根据设置在开关阀的热水端处的温度传感器14检测到水温确定是否结束预热，在热水端处的水温高于作为预热目标温度的第二水温值时结束预热；在该过程中，仅对开关阀的热水端至热水器的输水管路中的热水进行了预热，使该段管路中的热水的水温维持在高于第二水温值的范围，而并没有将开关阀的冷水端至热水器的输水管路中的冷水升温至高于第二水温值；与现有技术相比，根据本实施例提供的热水预热方法，可以减少对热水端内的热水预热所需加热的水量，从而可以以更短的时间、更快的效率完成对热水端内的热水的预热，同时还可以减少预热所消耗的能量。另一方面，虽然在对热水端处的热水进行预热的过程中，在热水端处的热水的温度达到第二水温值之前，有部分热水进入到冷水进口101与热水器之间的输水管路上，但该部分水量较为有限，不足以使冷水进口101与热水器之间的输水管路中的冷水的水温升高至较高的数值。该部分进入到冷水进口101和热水器之间的热水的水量对冷水进口101和热水器之间的输水管路中的冷水的水温的影响较为有限。因此，根据本实施例提供的热水预热方法，不会影响用户对冷水的正常使用需求。再一方面，本实施例提供的热水预热方法，其以电磁阀13控制连接热水进口100和冷水进口101的第三通道105的状态，与现有技术中的单向阀相比，其在关闭状态下，可以很好地维持热水进口100和冷水进口101之间的隔离状态，避免在用户大量使用冷水时在冷水端处产生负压并导致热水端内的热水流入到冷水端中产生混水，也就不会影响用户对冷水的正常使用需求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种开关阀，其特征在于，包括阀体和第一阀芯；

所述阀体上设置有热水进口、冷水进口和出水口；所述热水进口和所述出水口之间具有第一通道，所述冷水进口和所述出水口之间具有第二通道，所述第一阀芯设置在所述第一通道和所述第二通道上，用于调节所述第一通道和所述第二通道的开度；

所述热水进口和所述冷水进口之间设置有第三通道，所述第三通道设置有电磁阀，用于控制所述第三通道的开度；

所述热水进口、所述第一通道以及所述第三通道的自所述热水进口至所述电磁阀的部分形成所述开关阀的热水端，所述热水端处设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测水的温度。

2.根据权利要求1所述的开关阀，其特征在于，所述开关阀包括电池，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括可充电电池和与可充电电池连接的无线充电模块，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括可充电电池和与可充电电池连接的电源接口，所述电池与所述电磁阀连接；或者

所述开关阀包括电源接口，所述电源接口与所述电磁阀连接。

3.根据权利要求1所述的开关阀，其特征在于，所述开关阀上设置有温度显示器，所述温度显示器用于显示所述温度传感器检测的水的温度数值。

4.一种热水器，其特征在于，包括冷水进水口、热水出水口、加热装置、泵送装置和控制器；

所述冷水进水口用于向所述热水器输入待加热的冷水；

所述加热装置用于将待加热的冷水加热为热水；

所述热水出水口用于向用水端输出热水；

所述控制器用于接收来自于所述用水端的热水的温度信号，并且，

在所述用水端的热水温度低于第一水温值时，控制所述泵送装置将所述用水端的热水经连接所述热水器和所述用水端的冷水管道泵送向所述冷水进水口方向，控制所述热水出水口向所述用水端输入热水；以及，

在所述用水端的热水温度高于第二水温值时，控制所述泵送装置停止将所述用水端的热水向所述冷水进水口方向泵送。

5.根据权利要求4所述的热水器，其特征在于，所述加热装置为燃气燃烧器。

6.一种供热水系统，其特征在于，包括一个或多个用水端、权利要求4或5所述的热水器以及将所述用水端和热水器连接的输水管道；至少一个所述用水端设置有权利要求1～3中任意一项所述的开关阀。

7.根据权利要求6所述的供热水系统，其特征在于，所述供热水系统包括至少一个远端用水端，每个所述远端用水端设置有权利要求1～3中任意一项所述的开关阀；所述远端用水端为与所述热水器的热水出水口之间的输水管道的路径长度大于设定值的用水端。

8.根据权利要求6所述的供热水系统，其特征在于，所述供热水系统的每个用水端设置有权利要求1～3中任意一项所述的开关阀。

9.一种热水预热方法，其特征在于，包括：

检测开关阀的热水端的热水的温度是否低于设定的第一水温值；

在所述开关阀的热水端的热水的温度低于设定的第一水温值时，控制所述开关阀的连接热水进口和冷水进口的第三通道上的电磁阀开启，使所述第三通道的状态为通；

将所述热水端的热水经所述冷水进口向热水器方向泵送；

检测所述开关阀的所述热水端的热水的温度是否高于设定的第二水温值；

在所述开关阀的所述热水端的热水的温度高于设定的第二水温值时，控制所述第三通道上的所述电磁阀关闭，使所述第三通道的状态为断，以及控制停止向所述热水器方向泵送热水端的热水。

10.根据权利要求9所述的热水预热方法，其特征在于，还包括：

检测所述开关阀的出水口是否有水流出；

在所述开关阀的出水口有水流出时，中止将所述热水端的热水经所述冷水进口向所述热水器方向泵送。

11.根据权利要求10所述的热水预热方法，其特征在于，还包括：

检测所述开关阀的所述出水口的流量和所述热水端的水温数值；

根据所述开关阀的出水口的流量和所述热水端的水温数值，确定用户的用水场景；

控制所述热水器按照与用户的用水场景匹配的工作模式运行。

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