CN211315207U

CN211315207U - 一种恒温阀及具有其的热水器

Info

Publication number: CN211315207U
Application number: CN201921949668.5U
Authority: CN
Inventors: 艾穗江; 蒲俊程; 邓海燕; 徐扬
Original assignee: Guangdong Macro Gas Appliance Co Ltd
Current assignee: Guangdong Macro Gas Appliance Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-11-12

Abstract

本实用新型公开了一种恒温阀及具有其的热水器，包括：阀体、内腔、冷水通道、热水通道与出水口，内腔包括冷水腔、热水腔与混合水腔，冷水通道包括冷进水口、第一冷出水口与第二冷出水口，第一冷出水口与冷水腔连通，热水通道包括热进水口与热出水口，热进水口与的第二冷出水口连通，热出水口与热水腔连通，混合水腔的一端与冷水腔以及热水腔连通，混合水腔的另外一端与出水口连通；阀芯设于第一冷出水口与第二冷出水口之间；步进电机与阀芯连接；控制器用于接收第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器与水流传感器的信号反馈，以将控制指令发送至步进电机。本实用新型调节时间短，提高了用户体验。本实用新型应用于热水器中。

Description

一种恒温阀及具有其的热水器

技术领域

本实用新型涉及恒温阀技术领域，特别涉及一种恒温阀及具有其的热水器。

背景技术

恒温阀可以实现热水器恒定的出水温度，目前，市面上的恒温阀大体分为机械式恒温阀与电子式恒温阀。机械式恒温阀通过感温材料的热胀冷缩原理，从而改变冷热水流量达到流出所设定温度的水，感温材料易受外界环境变化的影响，并且由于所需要的反应时间较长，调节过程中容易出现高温烫伤的情况，不能达到及时变化调节，智能化程度低。相较于下，电子式恒温阀可实现智能化调节，现有的电子式恒温阀一般有两种控制方式，一种是比较当前的混水温度和设定温度，进而直接调节至所需温度，该方式调节时间长；另外一种是利用温升与温降的能量守恒关系，确定调节位置，易受外界变化环境影响，不能及时调节至所需温度，整体调节时间也较长。因此，目前的恒温阀普遍存在调节时间长、反应慢的缺陷，有鉴于此，本领域技术人员需要对恒温阀作出进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种恒温阀及具有其的热水器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

首先，阀体，其包括内腔、冷水通道与热水通道以及出水口，所述内腔的包括冷水腔、热水腔与混合水腔，所述冷水通道包括冷进水口、第一冷出水口与第二冷出水口，所述第一冷出水口与冷水腔连通，所述热水通道包括热进水口与热出水口，所述热进水口与所述的第二冷出水口连通，所述热出水口与热水腔连通，所述混合水腔的一端与冷水腔以及热水腔连通，所述混合水腔的另外一端与所述出水口连通；温度传感器组件，其包括：第一温度传感器，其设于所述冷水通道或者所述冷水腔上，用于检测冷水温度；第二温度传感器，其设于所述热出水口或者所述热水腔上，用于检测热水温度；第三温度传感器，其设于所述出水口或者所述混合水腔上，用于检测混合水温度；水流传感器，其设于所述冷进水口上，用于检测冷水流量；阀芯，其设于所述第一冷出水口与所述第二冷出水口之间；步进电机，其与所述阀芯的一端连接，用于控制所述阀芯动作以调节所述冷水腔与所述混合水腔之间的开度；控制器，其分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器与所述水流传感器相连，用于接收所述冷水温度、所述热水温度、所述混合水温度和所述冷水流量，从而将控制指令发送至所述步进电机。

通过控制器接收第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和水流传感器的信号反馈，综合判断和数据处理后，发送控制指令给步进电机，进而步进电机控制流过阀芯的冷水流量，实现目标温度的混合水调节，其调节时间短、调节精度高，提高了用户体验。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀芯与所述步进电机均设于所述冷水通道或者所述冷水腔上，有效避免高温对阀芯和步进电机的影响，延长恒温阀的使用寿命。

接着，本实用新型所提供的热水器，包括：恒温阀，其采用上述的恒温阀；内胆，其连通于所述热进水口与所述第二冷出水口之间；出水管，其两端分别连通所述内胆与所述热进水口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二温度传感器设于所述内胆内或者所述出水管内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型所提供的恒温阀的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的恒温阀的控制流程图。

附图中：100-阀体、110-冷水通道、120-热水通道、130-阀芯、 200-第一温度传感器、300-第二温度传感器、400-第三温度传感器、 500-水流传感器、600-步进电机。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1～图2，以在热水器中使用的恒温阀为例，本实用新型的恒温阀作出如下实施例：

包括阀体100，阀体100设有内腔、冷水通道110、热水通道120 以及出水口，内腔包括冷水腔、热水腔与混合水腔，冷水通道110包括冷进水口、第一冷出水口与第二冷出水口，第一冷出水口与冷水腔连通，热水通道120包括热进水口与热出水口，热进水口与第二冷出水口连通，热出水口与热水腔连通，热水器的内胆连通于第一冷出水口与热进水口之间，使得进入热水器的冷水流量与流入阀体100内的热水流量保持一致，混合水腔的一端与冷水腔以及热水腔连通，混合水腔的另外一端与出水口连通，阀芯130设在第一冷出水口与第二冷出水口之间，阀芯130的一端连接有步进电机600，步进电机600用于控制阀芯130动作以调节冷水腔与混合水腔之间的开度，从而控制第一冷出水口与第二冷出水口的冷水流量，通过调节流过阀芯130的冷水流量，达到热水与冷水的一定混合比例，实现目标温度混合水的恒温调节，从而从出水口流出供用户洗浴。其中，冷进水口用于连通外部水管，以供应流入阀体100内腔的冷水，从热出水口流入的热水与从第二冷出水口流入的冷水在混合水腔中混合。

另外，阀体100内设有温度传感器组件，温度传感器组件包括第一温度传感器200、第二温度传感器300与第三温度传感器400，第一温度传感器200设于冷水通道110或者冷水腔上，用于检测冷水温度，第二温度传感器300设于热水出水口或者热水腔上，用于检测从热水器的内胆流出的热水温度，可以理解的是，第二温度传感器300 可设于热水器的内胆内或热水器的出水管内，第三温度传感器400设于出水口上，用于检测混合水温度。另外，在冷进水口上设有水流传感器500，用于检测冷水流量。其中，第一温度传感器200、第二温度传感器300、第三温度传感器400与水流传感器500均与控制器电性相连，控制器用于接收冷水温度、热水温度、混合水温度与冷水流量，并通过对数据的处理和综合判断后，发送控制指令给步进电机 600，进而步进电机600控制阀芯130动作，以调节流过阀芯130的冷水流量，在混合水腔内实现冷水与热水一定比例的混合，达到目标温度的混合水调节，调节时间短，调节精度高，提高了用户体验，可保证从出水口流出的混合水始终处于恒定温度。

在一些实施例中，阀芯130与步进电机600均设于冷水通道110 或冷水腔上，有效避免高温对阀芯130和步进电机600的影响，延长恒温阀的使用寿命。

本实施例的恒温阀的控制方法分为预调和精调，可先通过预调将阀芯130调节至接近目标温度的开度，即步进电机600调节至接近目标出水温度的预调步数，再通过精调调节阀芯130到目标温度的开度，即步进电机600调节至目标出水温度的目标步数，控制方法的步骤具体如下：

S1、进行预调，检测冷水温度、热水温度、混合水温度Tc和冷水流量，控制器接收到检测信号后，发送控制指令至步进电机600，步进电机600动作至预调步数，预调结束；

S2、进行精调，精调的起始时间延迟于水流传感器500检测到冷水流量的时间，并将检测到的混合水温度Tc和目标温度Tm进行比较；

S3、若Tm-Tc≥1℃，控制器控制步进电机600沿第一方向动作至目标步数；

S4、若Tm-Tc≤-1℃，控制器控制步进电机600沿第二方向动作至目标步数，第一方向与第二方向相反；

S5、若|Tm-Tc|<1℃，控制器控制步进电机600停止动作。

可以理解的是，可以根据不同的需求设定步进电机600的转动方向。

将恒温阀的初始状态设置为关死的状态，可保证热水器完全被水装满，此时，冷水腔与混合水腔之间被阀芯130阻断，对恒温阀首次通电时，步进电机600驱动阀芯130至初始步数，该初始步数为零，再根据采样数据预调至预调步数，有助于步进电机600的步数校准，采集数据可依据不同的冷水温度、热水温度、混合水温度和冷水流量的要求，采集步进电机600不同步数时的阀芯130位置。

在一些实施例中，恒温阀首次使用时，设定混合水温度Tc的取值范围为25℃～30℃，可有效避免出水温度过烫的情况出现，恒温阀非首次使用时，预调的混合水温度可读取最近一次使用的混合水温度。

进一步地，精调的起始时间应该晚于水流传感器500检测到冷水流量的时间，即预调结束后，阀芯130不动作，直至水流传感器500 检测到冷水流量信号后，才开始进行精调，在精调的步骤S2中，精调的延迟时间＞6s。进行精调时，温度传感器组件检测温度和步进电机600动作一次记为一个动作周期T₀，1.5s≤T₀＜3s。

由此，本实用新型通过设定预调与精调，调节精度高，预调后最多仅需精调一次，即可实现目标温度±1℃的恒温效果，调节过程中，也不会出现高温水烫伤的情况，使用方便，提高了用户体验，恒温阀上的步进电机600会根据用于设定的目标温度控制阀芯130的开度，以调节冷水与热水的混合比例，从而保证从混合水出口流出的水温恒定。

其中，需要说明的是，上述实施例中的精调控制采用的静态控制，不可针对不同的温度区间进行自由调剂。作为本实用新型的另一实施例，精调控制可采用PID进行控制，可灵活地根据当前不同的环境条件，自动选用最优的动作精度进行调节，例如，当Tm与Tc的温差在 4℃时，若采用上述静态控制的方法，步进电机600至少需要依次经历三个温度区间的动作，才能达到目标温度的调节，而采用PID控制方法，可预先对步数精度进行智能优选，步进电机600只需要调节一次到两次即可达到目标温度的调节，调节时间短。

另外，根据本实用新型实施例的恒温阀与热水器之间的装配结构对于本领域技术人员来说都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种恒温阀，其特征在于：包括：

阀体(100)，其包括内腔、冷水通道(110)与热水通道(120)以及出水口，所述内腔的包括冷水腔、热水腔与混合水腔，所述冷水通道(110)包括冷进水口、第一冷出水口与第二冷出水口，所述第一冷出水口与冷水腔连通，所述热水通道(120)包括热进水口与热出水口，所述热进水口与所述的第二冷出水口连通，所述热出水口与热水腔连通，所述混合水腔的一端与冷水腔以及热水腔连通，所述混合水腔的另外一端与所述出水口连通；

温度传感器组件，其包括：

第一温度传感器(200)，其设于所述冷水通道(110)或者所述冷水腔上，用于检测冷水温度；

第二温度传感器(300)，其设于所述热出水口或者所述热水腔上，用于检测热水温度；

第三温度传感器(400)，其设于所述出水口或者所述混合水腔上，用于检测混合水温度；

水流传感器(500)，其设于所述冷进水口上，用于检测冷水流量；

阀芯(130)，其设于所述第一冷出水口与所述第二冷出水口之间；

步进电机(600)，其与所述阀芯(130)的一端连接，用于控制所述阀芯(130)动作以调节所述冷水腔与所述混合水腔之间的开度；

控制器，其分别与所述第一温度传感器(200)、所述第二温度传感器(300)、所述第三温度传感器(400)与所述水流传感器(500)相连，用于接收所述冷水温度、所述热水温度、所述混合水温度和所述冷水流量，从而将控制指令发送至所述步进电机(600)。

2.根据权利要求1所述的一种恒温阀，其特征在于：所述阀芯(130)与所述步进电机(600)均设于所述冷水通道(110)或者所述冷水腔上。

3.一种热水器，其特征在于：包括：

恒温阀，其采用权利要求1至2任一项所述的恒温阀；

内胆，其连通于所述热进水口与所述第二冷出水口之间；

出水管，其两端分别连通所述内胆与所述热进水口。

4.根据权利要求3所述的一种热水器，其特征在于：所述第二温度传感器(300)设于所述内胆内或者所述出水管内。