CN204533769U

CN204533769U - 一种恒温控制阀

Info

Publication number: CN204533769U
Application number: CN201420646999.2U
Authority: CN
Inventors: 孙超; 雷乾勇; 李富; 张鹏
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2024-10-31

Abstract

本实用新型公开的一种恒温控制阀，包括一个热水流量控制电磁阀，一个冷水流量控制电磁阀，三个温度传感器，一个控制面板及其一个微控制器。三个温度传感器分别从热水进水口、冷水进水口和混合出水口处获得水温信息，把获得的水温信息递交给微控制器，微控制器根据一定的函数关系式计算出所需要的热水和冷水的混合比例，最后把计算出来的结果发送给两个电磁阀，从而控制冷热水的流量，最终达到出水流量发生改变时，而出水温度保持恒定的功能。本实用新型的恒温控制阀具有出水流量和出水温度单独控制的特点。

Description

一种恒温控制阀

技术领域

本实用新型属于控制阀领域，特别是一种恒温控制阀，可以用做家庭浴室和厨房中的冷热水混合控制阀、或其他需要冷热水混合的场合。

背景技术

现在浴室和厨房中需要使用热水的地方，大多都是采用热水器产生热水，然后把热水和冷水通过一个三通控制阀进行混合，从而得到适合我们使用温度的热水，这种方式很简单也很有效。但是这个三通控制阀在出水流量发生变化时，它无法保持冷热水混合的比例，导致的结果就是出水的温度偏离我们之前调好的温度，这时就需要我们手动进行冷热水混合比例的调节，调回到我们之前的所需温度，并且只要我们改变了出水流量的大小，就需要我们去重复上述的过程，非常的繁琐，这正是现在市面上销售的三通冷热水混合控制阀的缺点所在。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种在出水流量发生变化时，能够保持出水温度恒定的三通冷热水混合控制阀。能够有效地解决现在市面上使用的三通冷热水混合控制阀在出水流量发生变化时，它无法保持冷热水混合的比例的缺点，简化我们在使用热水时的反复调节温度的繁琐过程，让使用热水更加简单方便。

本实用新型的一种恒温控制阀，包括热水流量控制电磁阀，冷水流量控制电磁阀，第一、二、三温度传感器，控制面板及微控制器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述热水流量控制电磁阀安装在热水管上；所述冷水流量控制电磁阀安装在冷水管上；所述第一、二、三温度传感器分别安装在冷水管、混合出水管和热水管内。温度传感器用于测量流经该处水的温度，为微控制器的计算提供温度信息。热、冷水流量控制电磁阀可以改变其通流的横截面积，最终达到调节流量的目的。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述热水流量控制电磁阀安装在热水进水口处；所述冷水流量控制电磁阀安装在冷水进水口处；所述第一、二、三温度传感器分别安装在冷水进水口处冷水管道内壁、混合出水口处混合管道内壁和热水进水口处热水管道内壁。

作为上述技术方案的另一种改进，所述控制面板包括一对温度控制按钮，一对出水流量控制按钮和一个液晶显示屏。

作为上述技术方案的另一种改进，所述微控制器为单片机。接受来至温度传感器的信息，通过内置的函数关系计算所需的冷热水的流量，并发送指令给冷、热水流量控制电磁阀。

本实用新型具有以下有益效果：

在出水流量发生改变时，本实用新型的恒温控制阀可自动地调节冷热水，使冷热水混合的比例不变，从而保持了出水温度的恒定。相比市面上的三通冷热水混合控制阀，少去了来回手动调节温度的繁琐过程，实现了出水流量和出水温度的单独调节。

附图说明

图1为本实用新型恒温控制阀整体示意图；

图2为本实用新型的冷水进水口处的示意图；

图3为本实用新型的控制面板示意图；

图4为本实用新型的混合出水口处的示意图；

图中标号名称：1热水进水口温度传感器，2热水流量控制电磁阀，3控制面板，4冷水流量控制电磁阀，5冷水进水口温度传感器，6电磁阀控制体，7液晶显示屏，8温度控制升高按钮，9出水流量控制增加按钮，10温度控制降低按钮，11出水流量控制减少按钮，12出水口温度传感器，13冷水进水口，14混合出水口，15热水进水口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型提出的恒温控制阀进行详细说明。

如图1、2、3和4所示，恒温控制阀包括热水流量控制电磁阀2，冷水流量控制电磁阀4，第一、二、三温度传感器1、5、12，控制面板3及微控制器。所述热水流量控制电磁阀2安装在热水进水口15处；所述冷水流量控制电磁阀4安装在冷水进水口13处。热、冷水流量控制电磁阀2、4均具有电磁阀控制体6，热、冷水流量控制电磁阀2、4根据来自微控制器的控制信号来调节电磁阀控制体6的伸缩，从而改变其通流的横截面积，最终达到调节流量的目的。所述第一、二、三温度传感器1、5、12分别安装在冷水进水口13处冷水管道内壁、混合出水口14处混合管道内壁和热水进水口15处热水管道内壁。

所述控制面板3包括一对温度控制按钮8、10，一对出水流量控制按钮9、11和一个液晶显示屏7。所述微控制器为单片机，安装于控制面板3下面。

本实用新型的恒温控制阀的原理为：通过温度传感器分别获得热水进水口、冷水进水口和混合后出水口的温度，经过微处理器的计算，得出要保持原有温度时，所需要的冷热水流量，把计算后的结果，发送给冷热水流量控制阀，冷热水流量控制阀对指令做出响应，从而调节冷热水的混合比例，最终保证在出水流量发生变化时，而出水温度保持恒定。

设热水进水口的温度为T₁(在某一具体使用过程中是定值)、流量为V₁，冷水进水口的温度为T₂(在某一具体使用过程中是定值)、流量为V₂，混合出水口的温度为T₃。c为水的比热容，ρ为水的密度，则有：

ΔQ₁＝cρV₁(T₁-T₃)

ΔQ₂＝cρV₂(T₃-T₂)

由于冷热混合时间比较短，则可以忽略热量散失，即有：ΔQ₁＝ΔQ₂，把上面两式代入其中，经整理有：

V₁T₁+V₂T₂＝T₃(V₁+V₂)

当出水流量发生变化时，如果需要出水温度保持出水流量发生变化前的温度，则需要冷热水的流量混合比例保持的关系为：

V_{1} / V_{2} = \frac{T_{2} - T_{3}}{T_{3} - T_{1}}

上式是一个比例关系，即只要是冷热水的流量比满足上式关系，出水温度就能保持恒定，这为实现出水流量变化，而出水温度保持不变提供了可能。

具体过程是：当开始使用本实用新型的恒温控制阀时，首先按控制面板3上面的出水流量控制增加按钮9，微控制器就会接收一个来至出水流量控制增加按钮9的指令，然后微控制器就会给冷水流量控制电磁阀4一个初始默认值V₂，同时微控制器也会给定一个初始默认出水温度T₃。热水进水口温度传感器1和冷水进水口温度传感器5分别把热水进水口15和冷水进水口13的水的温度获得，发送给微控制器，这样微控制器就能根据上述比例关系计算得到热水流量控制电磁阀1的所需要的流量值，当冷水流量控制电磁阀4和热水流量控制电磁阀2接收到来至微控制器的指令时，就开始调节流量到指令的期望值。当需要增加(或减小)出水流量，而不需要改变出水温度时，只需要按控制面板3上的出水流量控制增加按钮9(或出水流量控制减小按钮9)，每按一次，微控制器就会在原有的冷水进水流量上给一个增量+ΔV₂(或-ΔV₂)，则冷水流量控制电磁阀4的流量值就变成了V₂+ΔV₂(或V₂-ΔV₂)，保持T₃不变，则热水流量控制电磁阀1的流量值为

V_{1} = \frac{T_{2} - T_{3}}{T_{3} - T_{1}} (V_{2} + Δ V_{2})

(或

V_{1} = \frac{T_{2} - T_{3}}{T_{3} - T_{1}} (V_{2} - Δ V_{2})

)。这样就实现了出水流量的增加(或减小)，并且保持了出水温度的恒定；当需要升高(或降低)出水温度时，只需要按控制面板3上的温度控制升高按钮8(或温度控制降低按钮10)，同样也是按一次按钮，微控制器就会在原有的出水温度T₃基础上给一个增量+ΔT₃(或-ΔT₃)，然后微控制器就可以计算热水流量控制电磁阀1的流量值，流量值为

V_{1} = \frac{T_{2} - (T_{3} + Δ T_{3})}{(T_{3} + Δ T_{3}) - T_{1}} V_{2}

(或

V_{1} = \frac{T_{2} - (T_{3} - Δ T_{3})}{(T_{3} - Δ T_{3}) - T_{1}} V_{2}

)。这样就实现了出水温度的升高(或降低)的调节过程。

Claims

1.一种恒温控制阀，其特征在于：包括热水流量控制电磁阀（2），冷水流量控制电磁阀（4），第一、二、三温度传感器（1、5、12），控制面板（3）及微控制器；所述热水流量控制电磁阀（2）安装在热水管上；所述冷水流量控制电磁阀（4）安装在冷水管上；所述第一、二、三温度传感器（1、5、12）分别安装在冷水管、混合出水管和热水管内。

2.根据权利要求1所述的恒温控制阀，其特征在于：所述热水流量控制电磁阀（2）安装在热水进水口处；所述冷水流量控制电磁阀（4）安装在冷水进水口处；所述第一、二、三温度传感器（1、5、12）分别安装在冷水进水口处冷水管道内壁、混合出水口处混合管道内壁和热水进水口处热水管道内壁。

3.根据权利要求1所述的恒温控制阀，其特征在于：所述控制面板（3）包括一对温度控制按钮（8、10），一对出水流量控制按钮（9、11）和一个液晶显示屏（7）。

4.根据权利要求1所述的恒温控制阀，其特征在于：所述微控制器为单片机。