CN201715616U - 节水换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种节水换热系统，它包括：具有进水口和出水口的热水器，其中出水口接有热水管路，热水管路连接有至少一个用水装置；反馈管路，其连接在热水管路与进水口之间，并形成闭合回路，反馈管路上具有能够将闭合回路中的水送入所述热水器进行加热的节水恒温模块。利用这样的热水管路及反馈管路，形成闭合回路，在用水装置开启前，上述反馈管路及节水恒温模块会将回路中的冷水进行段时间加热，使得用水装置即开即热热水管内水温基本恒定；同时，该系统不必将冷水放掉，达到了节约用水的目的。另外，本实用新型提供了太阳能热水器与其他普通热水器的双热水器的系统，而且能够优先选择更加节能环保的太阳能热水器，在上述节约水资源的基础上，又实现绿色环保的功效。

Description

节水换热系统

技术领域

本实用新型涉及一种节水换热系统，特别涉及一种用于热水器的节水换热系统。

背景技术

中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。

扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。

所以节约用水是中国政府优先考虑的政策。目前，人们日常生活中，使用的基本都是即时加热的热水器，例如燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等等。

即时加热的热水器一般都包括热水器本身、冷水管、和热水管，通常，外来的自来水管可与冷水管连接，而热水管连接各种用水装置。所以，一般在使用时，热水管中有水流出时，在水压作用下，热水器点火并进行加热，这样，经过热水器的冷水被加热后进入热水管，最终从用水装置流出，而调节冷水管和热水管的出水量，便能够调节水温。

然而，所有的即时加热的热水器都存在这样一个问题：由于在热水器进行加热前，有相当一部分水在热水管及其他管路中还是冷的，通常大家都是先将这部分水放掉以后，才能用到热水。特别是洗浴的时候，这样很多温度不够的水实际上是被浪费掉的，而且，在一些较为大型的厂房等建筑物中，由于管路相对要长许多，所以，浪费水资源的情况更加严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节水换热系统，能够使用水装置达到即开即热、热水管内水温基本恒定，同时，还能够节约水资源。

本实用新型的目的在于提供一种节水换热系统，能够优先选择节约能源的热水器。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种节水换热系统，它包括：热水器，其具有进水口和出水口，其中所述出水口接有热水管路，所述热水管路连接有至少一个用水装置；反馈管路，其连接在所述热水管路与进水口之间，并形成闭合回路；以及所述闭合回路上具有能够将所述闭合回路中的水送入所述热水器进行加热的节水恒温模块。

其中，所述节水恒温模块具有增压装置，以及能够致动所述增压装置的控制装置。所述增压装置是设置在反馈管路中靠近热水器流进冷水的进水口一端。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置包括：温度控制装置、时间控制装置、或两者结合。所述温度控制装置包括多个测量点，至少包括所述闭合回路中所有用水装置的两端。

在本实用新型的一个实施例中，所述节水恒温模块是以方便拆卸的箱体形式集成在所述反馈管路上，其中，所述箱体的外壳具有开关门及多个管路接口。所述箱体内部还具有电路板，所述外壳上具有与所述电路板连接的指示灯及操作键。所述热水管路和反馈管路外包覆有保护层，保护层采用保温隔热的材质。

进一步，所述热水器包括：燃气热水器和太阳能热水器；或者电热水器和太阳能热水器。而本实用新型的节水换热系统还包括热水器选择模块。所述热水器选择模块具有温控仪和电磁阀，所述温控仪能够测量太阳能热水器水箱(或热水管路)中的水温，并根据测得的温度对所述电磁阀进行控制，以选择相应的热水器。选择温度在28摄氏度以上时，热水用于一般使用、48摄氏度以上时，用于洗浴，所述温控仪控制电磁阀选择太阳能热水器。

在本实用新型的一个实施例中，所述反馈管路设有止回阀。所述用水装置是以串联的方式连接在所述热水管路上。而系统还可以包括与所述闭合回路相对独立的冷水管路，能够向用水装置提供外部冷水，其中，用水装置在使用冷水时，闭合回路中可同时进行预加热，互不影响，当然该冷水管路也可以向热水器提供外部冷水。

本实用新型的一种节水换热系统，利用热水管路及反馈管路形成闭合回路，在用水装置开启前，上述反馈管路及节水恒温模块会将闭合回路中的冷水进行短时间加热，使得用水装置即开即热、热水管内水温基本恒定；同时，该系统不必将冷水放掉，达到了节约用水的目的。

附图说明

图1为本实用新型的节水换热系统的结构原理图。

图2A为本实用新型的节水换热系统的节水恒温模块外壳上的指示灯及操作键示意图。

图2B为本实用新型的节水换热系统的节水恒温模块外壳上的多个管路接口示意图。

图2C为本实用新型的节水换热系统的节水恒温模块内部结构示意图。

图3为本实用新型的节水换热系统的热水管路和反馈管路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，是本实用新型的一种节水换热系统一实施例，它包括燃气热水器1，太阳能热水器2，两个热水器都具有进水口10和出水口12，其中所述出水口12接有热水管路13，所述热水管路13连接有至少一个用水装置3；反馈管路14，其连接在所述热水管路13与进水口10之间，并形成闭合回路；以及所述闭合回路上具有能够将所述闭合回路中的水送入所述热水器进行加热的节水恒温模块4。

需要说明的是，如图所示，所述用水装置3是以串联的方式连接在所述热水管路13上。这样，本实用新型的系统在进行管路中的水预先加热的过程中，能够将所有用水装置3管路中的冷水带入闭合回路中，待预加热后，需要使用热水时，不管使用哪个或者同时使用哪几个，出来的同样都是热水。

另外，上述系统还可以包括与所述闭合回路相对独立的冷水管路15，能够向用水装置3提供外部冷水，也就是说，本实用新型的系统中，所有用水装置3提供的冷水管路15是与上述闭合回路分离的，所以，用水装置3在使用冷水时，闭合回路中可同时进行预加热，互不影响。当然该冷水管路15也可以向热水器提供外部冷水，即热水器1的进水口10也与该冷水管路15相接。

故，上述两个方面对本实用新型的系统进行预先加热的效果有着比较重要的作用，能够使得预加热的效率达到最高，同时有效解决了冷热水系统的分离，使得使用更加方便。

请参阅图2A-图2C，是显示本实用新型的节水恒温模块的示意图，在本实用新型中，所述节水恒温模块4具有增压装置41(例如增压泵)，以及能够致动所述增压装置41的控制装置43，本实施例中，所述增压装置41是设置在反馈管路14中靠近热水器1流进冷水的进水口10一端，这样能够避免增压装置41受高温浸泡，起到保护的作用，提高了增压装置41的使用寿命。所述控制装置43可以包括：温度控制装置、时间控制装置、或两者结合，本实施例中选用温度控制装置和时间控制装置的结合。如图1所示，所述温度控制装置包括多个测量点431，上述多个测量点431是至少包括所述闭合回路中所有用水装置3的两端，本实施例中，测量点431处是设置温控探头。

如图2A和2B所示，所述节水恒温模块4的外壳上具有开关门40和多个管路接口42，其中，所述开关门是用来将外壳打开或关闭，以便对内部的装置进行修理、更换、加锁等等的日常操作。另外，外壳上还具有多个指示灯44以及操作键46，其中指示灯44是显示该节水恒温模块4的工作状态、发出警示等作用；而操作键46是提供对该节水恒温模块4的简单操作，当然，在其他实施例中，这类的操作可以通过遥控实现。

如图2C所示，本实用新型的节水恒温模块4内部包括了增压装置41、控制装置43，其中控制装置43包括温度控制装置431和时间控制装置433，其中温度控制装置431可以选用：

数字显示调节器

型号：XMTD-2002

质量标准：国际DIN

功能：可自己设定温度范围

全量程显示及上下限3位式调节

作用：控制温度

主要技术参数：尺寸：72×72×150毫米；误差：大于0.5％ 小于1％

工作电源：220V 50Hz，功耗小于5W.重量：0.6-0.8公斤

突跳式温控器

型号：KI-31

质量标准：欧盟EU-UL、CUL

功能：利用小型带外壳的碟型双金属片，在温度的作用下产生瞬间跳动的原理，达到断开或接通电路。

作用：控制温度

主要技术参数：尺寸：20×25毫米；电源：AC125-250V，，10-16A；适温0-250度摄氏；通断温差8-10度摄氏，温度偏差小于正负5度摄氏；寿命10万次。

其中，时间控制装置433可以选用：

时间继电器

型号：AH3-2

质量标准：通过ISO9002质量体系认证

功能：指示灯显示

作用：限控时间

主要技术参数：尺寸：50H×40W×57.5D；额定电压：AC(V)：220，50Hz；限时：0-3分；寿命：10⁵(次)；使用周围温度：-10℃～+55℃；使用周围湿度：45～85％RH；复归时间：0.1sec max；消耗功率：2VA。

而增压装置41是以增压泵的形式实现，可以选用的是：

型号为BX-90的增压泵，

质量标准：SB/T10339-2000；

功能：为各种淋浴器，洗衣机，园林喷灌等用水设备的增压；

作用：在水压不足的情况下，为管道增压，促使水流通；

主要技术参数：尺寸：185×200毫米；电源：AC220V，0.5A，50Hz转速2800/分，扬程10米。

另外，节水恒温模块4内部还可以包括有电路板45、集线器等等。

如图3所示，本实用新型的热水管路13和反馈管路14外部都包覆有保护层131，本实施例中，该保护层131是保温隔热材质，这样使得本实用新型在预加热及保温方面的作用更加好，更能够节能环保。另外，在热水器1以及管路连接口处同样可以增设保护层131。

在本实施例中，还介绍了燃气热水器1和太阳能热水器2的选用，实际上，也可以是其他任何种类的热水器的选用，而针对节能环保方面的考虑，最好是在非再生能源与可再生能源类的热水器间选用。当然，同种类的热水器间的选用本实用新型也是能够做到的，这里不进行一一介绍。

在本实用新型的中，在进行热水器的选择时，利用了热水器选择模块。如图所示，所述热水器选择模块具有温控仪21和电磁阀23，所述温控仪21能够测量太阳能热水器2的热水管路13中的水温，并根据测得的温度对所述电磁阀23进行控制，以选择相应的热水器。本实施例中，是在上述测得的温度在30摄氏度至45摄氏度之间，所述温控仪21控制电磁阀23选择太阳能热水器2。需要说明的是，如果选择太阳能热水器2，电磁阀23’可以代替止回阀141。

另外，所述反馈管路14设有止回阀141，在完成预加热后，即所述反馈管路13及节水恒温模块4不工作的时候，用来防止水流的回流。

下面将对本实用新型的系统如何工作进行介绍，在需要用热水前，先不要直接开启用水装置3的热水开关，例如水龙头的热水阀。先将上述节水恒温模块4开启，注意，该节水恒温模块4可以将其形成一个具体的操作装置安装在热水器周边，较佳的，还可以加以遥控控制。该节水恒温模块4开启后，其中的温度控制装置测量管路中的水温，在温度不够时致动增压装置41，增压装置41为管路中增加压力，使得水在闭合管路中循环加热，最终达到需要的温度后，控制装置43控制增压装置停止工作。这时，再将水龙头打开，流出的便是热水。

以下将以具体的实验为例进行介绍：

首先关于节约用水量的实验，先测试普通家庭水龙头从冷水到热水所花费的时间：

实验环境：气温8摄氏度；水温7摄氏度。

10升林内液化热水器。水温旋钮：高；火力旋钮：3挡

水管无保护材料，普通家庭水龙头从冷水到热水测试表如下

	水温(度)	出水量(公斤)或(升)	所需时间
				1米水龙头	30	1.606	15秒
1米水龙头	35	2.446	23秒
				1米水龙头	50	6.086	60秒
6米水龙头	30	2.750	27秒
				6米水龙头	35	3.220	35秒
6米水龙头	50	6.560	1分14秒
				11米水龙头	30	3.580	42秒
11米水龙头	35	3.920	46秒
				11米水龙头	50	6.910	1分20秒
16米水龙头	30	4.428	60秒
				16米水龙头	35	4.774	1分04秒
16米水龙头	50	7.684	1分51秒
				21米水龙头	30	6.348	1分23秒
21米水龙头	35	7.214	1分33秒

21米水龙头	50	7.984	2分25秒
				26米水龙头	30	7.092	1分37秒
26米水龙头	35	8.014	1分48秒
				26米水龙头	50	12.084	2分43秒

再做个普通家庭用水中被放掉浪费的水量测试实验：

如果一个三口之家一天日常按早餐前用水次数和睡觉前用水次数各五次；一天为晚餐的三菜一汤用水次数为十次，共计二十次。

冬季一人一星期洗一次澡，平均一天使用一次洗澡水。

春秋季一人一星期洗二次澡，平均一天使用三次洗澡水。

夏季一人一天洗一次澡，平均一天使用六次洗澡水。那么热水器与管道之间的冷水消耗如下：

6米水龙头管道	1天升	1星期升	1个月(30天)升	1个季度(90天)升	2个季度(180天)升	3个季度(270天)升
							日常用水20次(夏季除外)	55(2.75×20)	385	1650	4950	9900	14850
冬季洗澡	6.5	45.5	195	585
							春秋季洗澡	19.5	136.5	585	1755	3510
夏季洗澡	39	273	1170	3510

一户3人家庭使用最远为6米的水龙头，一年要损耗热水器与水龙头之间的冷水约22455升。

11米水龙头管道

1天升

1星期升

1个月(30天)升

1个季度(90天)升

2个季度(180天)升

3个季度(270天)升

日常用水20次(夏季除外)	70(3.5×20)	490	2100	6300	12600	18900
							冬季洗澡	6.9	48.3	207	621
春秋季洗澡	20.7	144.9	621	1863	3726
							夏季洗澡	41.4	289.8	1242	3726

一户3人家庭使用最远为11米的水龙头，一年要损耗热水器与水龙头之间的冷水约26973升。

16米水龙头管道	1天升	1星期升	1个月(30天)升	1个季度(90天)升	2个季度(180天)升	3个季度(270天)升
							日常用水20次(夏季除外)	88(4.4×20)	616	2640	7920	15840	23760
冬季洗澡	7.6	53.2	228	684
							春秋季洗澡	22.8	159.6	684	2052	4104
夏季洗澡	45.6	319.2	1368	4104

一户3人家庭使用最远为16米的水龙头，一年要损耗热水器与水龙头之间的冷水约32652升。

根据上面的实验数据可以看出，本实用新型的系统能够节约的用水量实际上就是上述被浪费掉的水量，可以看出，效果实际上是很明显的。

如果以中国目前13.5亿人口，60％城市化率，即有8.1亿人口；如果以3人为一家庭，即有2.7亿城镇家庭；如果仅以40％的家庭安装了热水器，即有1.08亿用户。这还不包括大量的农村地区，也有越来越多的家庭逐步使用上了热水器。所以中国在节水的范围和空间是巨大的，社会效率也是比较明显的。

另外，再做个关于加热后管道内的水冷却的时间实验：

普通家庭燃气热水器从高温到低温所需要的时间测试：

实验环境：2010年3月31日，气温12-20摄氏度，室温14摄氏度，水温13摄氏度。

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

6米水龙头

68

14:28

65

14:28

60

14:29

55

14:30

49

14:33

11米水龙头

58

14:28

55

14:28

50

14:29

45

14:30

40

14:33

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

6米水龙头

39

14:39

32

14:46

27

14:57

21

15:13

18

15:30

11米水龙头

35

14:39

30

14:46

25

14:57

20

15:13

18

15:30

应用本实用新型中提及在管路外增设保温隔热材料时，普通家庭燃气热水器从高温到低温所需要的时间测试：

实验环境：2010年4月6日，气温7-16摄氏度，室温13摄氏度，水温13摄氏度。

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

6米水龙头

69

15:07

65

15:08

60

15:10

57

15:12

53

15:16

11米水龙头

60

15:07

55

15:08

50

15:10

45

15:12

40

15:16

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

温度

时间

6米水龙头

47

15:24

39

15:34

33

15:48

25

16:13

22

16:32

11米水龙头

35

15:24

30

15:34

25

15:48

20

16:13

18

16:32

从上面二个表格的数据中，可以看出有保温材料保护的热水管道与没有保温材料保护的热水管道，其保温的作用是非常明显的。本实用新型的系统由于冷水和热水管路相互分离，且闭合回路的所有管路外设置了具有保温隔热效果的保护层，所以，在上述试验中管道内的热水冷却的时间相对要长许多，这样，对于短时间内频繁使用热水时，例如做饭洗菜等，效果就十分明显，不仅节约了用水，而且节约了能源损耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (15)

1.一种节水换热系统，其特征在于，包括：热水器，其具有进水口和出水口，其中所述出水口接有热水管路，所述热水管路连接有至少一个用水装置；反馈管路，其连接在所述热水管路与进水口之间，并形成闭合回路；以及所述闭合回路上具有能够将所述闭合回路中的水送入所述热水器进行加热的节水恒温模块。

2.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述节水恒温模块具有增压装置，以及能够致动所述增压装置的控制装置。

3.如权利要求2所述的节水换热系统，其特征在于：所述增压装置是设置在反馈管路中靠近热水器流进冷水的进水口一端。

4.如权利要求2所述的节水换热系统，其特征在于：所述控制装置包括：温度控制装置、时间控制装置或两者结合。

5.如权利要求4所述的节水换热系统，其特征在于：所述温度控制装置包括多个测量点，至少包括所述闭合回路中所有用水装置的两端。

6.如权利要求1或2所述的节水换热系统，其特征在于：所述节水恒温模块是以方便拆卸的箱体形式集成在所述反馈管路上，其中，所述箱体的外壳具有开关门及多个管路接口。

7.如权利要求6所述的节水换热系统，其特征在于：所述箱体内部还具有电路板，所述外壳上具有与所述电路板连接的指示灯和操作键。

8.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述热水管路和反馈管路外包覆有保护层。

9.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述热水器包括：燃气热水器和太阳能热水器。

10.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述热水器包括：电热水器和太阳能热水器。

11.如权利要求9或10所述的节水换热系统，其特征在于：还包括热水器选择模块。

12.如权利要求11所述的节水换热系统，其特征在于：所述热水器选择模块具有温控仪和电磁阀。 

13.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述反馈管路设有止回阀。

14.如权利要求1所述的节水换热系统，其特征在于：所述用水装置是以串联的方式连接在所述热水管路上。

15.如权利要求1或14所述的节水换热系统，其特征在于：还包括与所述闭合回路相对独立的冷水管路，能够向用水装置提供外部冷水。 

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