CN207880925U - 节能自然微循环家用实时热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种节能自然微循环家用实时热水系统，包括储水式热水器、家庭热水管线路和加热器；储水式热水器的底部设有回水管接头和热水出水管接头；家庭热水管线路连通位于储水式热水器底部的回水管接头和热水出水管接头；各个用水设备和水龙头连接在家庭热水管线路上；加热器安装于家庭热水管线路上靠近回水管接头处。目前，国家非常重视节能环保的科技创新，在一定温度下，随着温度的升高水密度会逐渐减小，利用水温差别在管道内引起的微循环作用，通过在管道相应位置安装微功率加热器实现家庭热水管内水流的自然循环，将可以为用户提供可靠、节能的实时热水。

Description

节能自然微循环家用实时热水系统

技术领域

本实用新型涉及热水工程领域，特别涉及一种节能自然微循环家用实时热水系统。

背景技术

目前，传统家用热水器在使用时往往会放掉一段冷水，这段冷水一般未被储存利用，直接导致了水资源的浪费，放掉一段冷水不仅造成了水资源的浪费，同时也浪费了用户的时间，降低了用户的舒适感。

名称为“可直接出热水的热水供应系统”的中国实用新型专利(申请号：201120314461.8，授权公告日：2012年05月23日)公开的技术方案中，在水龙头上设置加热器和控制器，在用水设备出冷水阶段对水进行直接加热，每个出水设备均需要设置加热器和控制器，成本较高。

名称为“多热源供热水系统保证及时出热水装置”的中国实用新型专利(申请号：201320096205.5，授权公告日：2013年9月25日)公开的技术方案中，在出水的水龙头附近安装电子流量计和温度传感器，在判断水龙头打开并且出水温度小于设定温度时，将冷水抽回水箱，因此每个用水设备均需要安装电子流量计和温度传感器控制回水过程，且用水时还是需要浪费时间来等待冷水回水过程结束。

现有技术中多采取添加循环泵的方式以达到实时出热水的目的，来杜绝热水器开始使用时的前端冷水的浪费，但这些方案增加了日常家庭的耗电量，且需要投资循环泵和考虑循环泵的可靠性对热水供应的影响问题。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、装配简便、节能环保和实时出热水的节能自然微循环家用实时热水系统，以克服现有技术中的不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

节能自然微循环家用实时热水系统，包括储水式热水器、家庭热水管线路和加热器；所述的储水式热水器的底部设有回水管接头和热水出水管接头，侧面设有冷水进水管；家庭热水管线路连通所述的回水管接头和热水出水管接头，家庭热水管线路与储水式热水器形成循环回路；且在靠近回水管接头处的家庭热水管线路上安装所述的加热器。

进一步的，节能自然微循环家用实时热水系统还包括接触式温度传感器和控制电路；所述的接触式温度传感器用于感应家庭热水管线路的出水端的温度，且接触式温度传感器的输出端连接所述控制电路的输入端，所述控制电路的输出端连接加热器的控制端。

所述的接触式温度传感器安装在家庭热水管线路的最低点或最远端的用水设备或水龙头的内部管道上。

进一步的，家庭热水管线路与回水管接头以及热水出水管接头相连的部分水管垂直安装；为了便于微循环的形成，加热器安装于家庭热水管线路与回水管接头相连的垂直水管上。

进一步的，家庭热水管线路呈U型，即家庭热水管线路与热水器共同构成一个回路。

进一步的，各个用水设备和水龙头连接在家庭热水管线路上。

上述节能自然微循环家用实时热水系统的工作方法，如下

监测家庭热水管线路的最低点或最远端水龙头的内部管道中的水温，当监测水温低于设定温度时，控制电路开启加热器，使家庭热水管线路回水端内部的水局部受热，该部分的水相对于家庭热水管线路中其余部分的水温度高，该部分水通过浮力从家庭热水管线路回水端进入储水式热水器，储水式热水器中的热水从热水出水管接头被吸入家庭热水管线路中，实现热水循环，使家庭热水管线路中水温一直保持在设定的温度范围内。当水温高于该设定温度时加热器断开，停止加热。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1.在一定温度下，随着温度的升高水密度会逐渐减小，利用水温差别在管道内引起的微循环作用，通过在管道相应位置安装微功率加热器实现家庭热水管内水流的自然循环；循环预热不仅能杜绝热水器开始使用时的前端冷水的浪费，还能减少用户等待的时间，达到即开即出热水，使用户能够舒适地使用热水。

2.自然微循环旨在利用不同温度水的密度差造成的浮力形成自然的热水循环，该方法没有使用循环水泵。

3.储水式热水器会因为热量自然耗散导致的水温降低而不定期自动加热，回水管上安装的加热器相当于分担了储水式热水器的部分加热功率，由于它工作时为储水式热水器注入了热水，从而延缓了储水式热水器的加热时间并实现了热水的循环，并未造成额外的电能消耗。

4.加热器与循环泵相比造价更低。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型的一实施例主视结构示意图。

图中：1为回水管接头，2为加热器，3为水龙头，4为接触式温度传感器，5为控制电路，6为家庭热水管线路，7为冷水进水管，8为热水出水管接头，9为储水式热水器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种节能自然微循环家用实时热水系统。

本申请的一种典型的实施方式中，参见图1，本实用新型一种节能自然微循环家用实时热水系统，包括储水式热水器9、家庭热水管线路6、接触式温度传感器4、加热器2及其控制电路5。

储水式热水器9连接有冷水进水管7。

储水式热水器9的底部设有回水管接头1和热水出水管接头8；家庭热水管线路6连通位于储水式热水器9底部的回水管接头1和热水出水管接头8成U型，且家庭热水管线路6与回水管接头1以及热水出水管接头8相连的这部分水管垂直安装，为了便于微循环进行，各个用水设备和水龙头3连接在家庭热水管线路6上实现热水供应。

接触式温度传感器4的输出端连接控制电路5的输入端，控制电路5的输出端连接加热器2的控制端；加热器2安装于家庭热水管线路6上靠近回水管接头1的垂直水管处。接触式温度传感器4接在家庭热水管线路6的最低点或最远端水龙头3的内部管道上，用于检测该位置的水温并将其温度信息传递给控制电路5，当温度低于设定温度时，控制电路5自动开启加热器2，当水温高于该设定温度时加热器2断开，为了减少加热器启停次数，停止加热温度高于设定温度。

微循环流量的选择及其加热器2功率的选择是本专利的核心技术。微循环流量取决于设定温度、家庭热水管线路6的总长度及其垂直部分的总高度、水管内径，水管材料的导热性能及水管外环境温度。微循环流量与加热器2的功率有关且呈非线性关系，微循环流量的需求是加热功率选择的依据。从以上可以看出加热器2的功率P与设定温度T，家庭热水管线路6的总长度L及其垂直部分的总高度H、水管内径d，水管材料的导热性能k及水管外环境温度t呈复杂函数关系，可以表达为：

P＝f(T，L，H，d，k，t)

上述函数关系的确定可以采用理论推导或仿真方法获得。

加热器2可以由加热电阻构成(亦可采用其他加热方式，如热泵)，通过控制电路5对其进行操控，以达到家庭热水管线路6回水端(具有加热器的一端)内部的水局部受热，该部分的水相对于热水管线路6中其余部分的水温度高，故该部分水通过浮力从家庭热水管线路6回水端进入储水式热水器9，储水式热水器9中的热水从热水出水管接头8被吸入热水管线路6中，实现热水循环，使热水管线路6中水温一直保持在设定的温度范围内。随时开启用水设备或者水龙头3，都能快速流出热水，避免水资源的浪费。

进一步的，当用户打开水龙头3时，回水管接头1与热水出水管接头8(即家庭热水管线路6的两端)同时放水，保持了热水的大流量供应，同时冷水进水管7中的水进入储水式热水器9进行加热。

进一步的，水龙头3与家庭热水管道线路6主干道的距离相对现有的家庭水管布线较短，故该支路的水将被热水循环时带走一部分与家庭热水管线路6共同进入储水式热水器9中加热，最大限度的实现实时出热水的功能。

本实用新型公开的节能自然微循环家用实时热水系统，冷水进水管与家庭热水管线路分别连接在储水式热水器上，家庭热水管线路构成环形，即两端都连接在储水式热水器上，为了便于微循环的形成，加热器尽量安装在热水管的垂直段。如有温度的精确控制需要，则在家庭热水管线路位置最低处的水龙头上加装温度传感器，并配备温度控制器实现对加热器的控制。

冷水进水管与家庭热水管线路分别连接在储水式热水器上，即储水式热水器冷水进水接头与冷水进水管相连，其热水出水管接头与家庭热水管线路的一端相连，其回水管接头与家庭热水管线路的另一端相连。

家庭热水管线路成U型，即家庭热水管线路与热水器共同构成一个回路。

加热器接在回水管一侧，即在回水管侧的任意位置安装加热器，该加热器受温度传感器控制(如果需要实现温度精确控制)，当水温低于设定温度时(如设定35℃)，加热器开始工作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，包括储水式热水器、家庭热水管线路和加热器；所述的储水式热水器的底部设有回水管接头和热水出水管接头，侧面设有冷水进水管；家庭热水管线路连通所述的回水管接头和热水出水管接头，家庭热水管线路与储水式热水器形成循环回路；且在靠近回水管接头处的家庭热水管线路上安装所述的加热器。

2.如权利要求1所述的节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，还包括接触式温度传感器和控制电路；所述的接触式温度传感器用于感应家庭热水管线路的出水端的温度，且接触式温度传感器的输出端连接所述控制电路的输入端，所述控制电路的输出端连接加热器的控制端。

3.如权利要求2所述的节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，所述的接触式温度传感器安装在家庭热水管线路的最低点或最远端的用水设备或水龙头的内部管道上。

4.如权利要求1所述的节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，所述的家庭热水管线路与回水管接头以及热水出水管接头相连的部分水管垂直安装；加热器安装于家庭热水管线路与回水管接头相连的垂直水管上。

5.如权利要求1所述的节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，家庭热水管线路呈U型。

6.如权利要求1所述的节能自然微循环家用实时热水系统，其特征在于，各个用水设备和水龙头连接在家庭热水管线路上。