节能热水循环系统及其控制方法与流程

本发明涉及热水器生产技术领域，尤其是涉及一种燃气热水器的热水循环系统及其控制方法。

背景技术：

目前的中央燃气热水器在无回水管安装时会在冷水管与热水管的最远端安装一个单向阀，将冷水管与热水管通过单向阀连接起来，使热水器与热水管、单向阀、冷水管形成一个回路，在洗浴之前提前将回路的水加热，达到即开即热的效果，由于现有技术一般以进水(回水)温度作为判定条件，则存在以下缺陷：

1、热水器进水端(回水端)温度并未达到设定温度，而热水器出水端温度已经很高，即热完成后热水管内温度超过设定温度，存在烫伤的隐患，影响用户洗浴舒适性；

2、在预热过程中会把冷水管内的水加热到设定温度，使用户在此期间使用冷水中会有一段热水流出；

3、在预热时，冷水管的水被加热到设定温度，造成不必要的气、电的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种节能热水循环系统，不仅结构简单，控制方便，而且有效解决现有技术中预热完成后存在温度过冲的问题，同时也避免在预热过程中将冷水管内的水加热，更加节电、节气。

本发明的另一目的是提供一种节能热水循环系统的控制方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种节能热水循环系统，包括中央热水器、与中央热水器连接的进水管、加热水出水管、自来水供水管，以及供应若干个出水点用水的热水管和冷水管，中央热水器内设置有循环水泵、水流量传感器和热交换器，其特征在于，所述冷水管与热水管的最远端连接有记忆合金单向阀，热水管的进水端与中央热水器的加热水出水管连接，与记忆合金单向阀连接的冷水管汇聚自来水供水管后通过进水管与中央热水器连接。

作为上述方案的进一步说明，所述记忆合金单向阀包括阀体、阀芯、热水管接头、冷水管接头，阀体设置有容置阀芯的腔体，腔体的两端分别设置有进、出水口，热水管接头与腔体的进水口连通，冷水管接头与腔体的出水口连通。

进一步地，所述热水管接头和冷水管接头均为三通管道接头，热水管接头的中路连接阀体的进水端，其余两路分别连接热水管和相应的出水点的热水供水管道；冷水管接头的中路连接阀体的出水端，其余两路分别连接冷水管和相应的出水点的冷水供水管道。

进一步地，阀芯包括阀芯主体、记忆合金弹簧和密封垫，阀芯主体上设置有用于套设记忆合金弹簧的阀芯杆，阀芯杆的一端活动插接于阀体的腔体的出水口；阀芯杆的端部设置有安装定位基座，定位基座上活动连接有定位压块，密封垫紧压于定位基座与定位压块之间，定位压块上设置有导向轴，该导向轴活动插接于阀体的腔体的进水口。

进一步地，所述循环水泵设置进水管的下游，水流量传感器设置在循环水泵和热交换器之间。

一种节能热水循环系统的控制方法，其特征在于，它是在连接中央热水器的冷水管、热水管的最远端设置记忆合金单向阀，配合循环水泵形成预热水循环系统，由水流传感器实时检测记忆合金单向阀处的水流量，由温度传感器实时检测记忆合金单向阀处的水温；从热水器开启预热功能开始，直至加热循环水到设定值，记忆合金单向阀使循环系统内循环水流量不断下降，其变化值△Q≥Q时，循环水泵停止工作，热水器停止燃烧，完成预热过程；

其中：Q＝k(T_预-T₀)，单位为L/min，k为定值系数，T_预为热水器设定的预热温度，T₀为开启即热10s内温度传感器检测到的温度的平均值。

进一步地，在所述当热水器开启预热功能时，记忆合金单向阀处的水温较低，为T₁，此时预热水循环系统的管道内对应的循环水流量为Q₂；

随着预热的进行，记忆合金单向阀处的水温不断上升，达到T₂，此时由于记忆合金单向阀内的记忆合金弹簧的作用，使记忆合金单向阀开度减小，导致循环系统内循环水流量降至Q₁；

当记忆合金单向阀处温度达到设定值T₂时，系统内的水流传感器检测到循环水流量变化值△Q＝Q2-Q1≥Q，热水器发出指令使循环水泵停止工作，热水器停止燃烧，本次预热完成。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

本发明采用解决了普通热水循环系统存在的温度过冲问题；在预热与预约时间段内，保证了冷水管内水为冷水，实现了即开即热与即开即冷，不影响即热后不能即刻用冷水问题；由于只将热水管的水加热到设定温度，充分节约气、电，更加环保节能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的记忆合金单向阀结构示意图；

图3为本发明的循环系统循环水流量与记忆合金单向阀处温度曲线图；

图4为本发明的热水循环系统的控制流程图。

附图标记说明：1、中央热水器 2、进水管 3、加热水出水管 4、自来水供水管 5、出水点 6、热水管 7、冷水管 8、循环水泵 9、水流量传感器 10、热交换器 11、记忆合金单向阀 11-1、阀体 11-11、腔体 11-12、进水口 11-13、出水口 11-2、阀芯 11-21、阀芯主体 11-211、阀芯杆 11-212、定位基座 11-22、记忆合金弹簧 11-23、密封垫 11-24、定位压块 11-241、导向轴 11-3、热水管接头 11-4、冷水管接头。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。

如图1-图2所示，本发明是一种节能热水循环系统，包括中央热水器1、与中央热水器1连接的进水管2、加热水出水管3、自来水供水管4，以及供应若干个出水点5用水的热水管6和冷水管7，中央热水器内设置有循环水泵8、水流量传感器9和热交换器10，冷水管与热水管的最远端连接有记忆合金单向阀11，热水管的进水端与中央热水器的加热水出水管连接，与记忆合金单向阀连接的冷水管汇聚自来水供水管后通过进水管与中央热水器连接。记忆合金单向阀11包括阀体11-1、阀芯11-2、热水管接头11-3、冷水管接头11-4，阀体设置有容置阀芯的腔体11-11，腔体的两端分别设置有进、出水口11-12、11-13，热水管接头与腔体的进水口连通，冷水管接头与腔体的出水口连通。热水管接头和冷水管接头均为三通管道接头，热水管接头的中路连接阀体的进水端，其余两路分别连接热水管和相应的出水点的热水供水管道；冷水管接头的中路连接阀体的出水端，其余两路分别连接冷水管和相应的出水点的冷水供水管道。

进一步地，阀芯11-2包括阀芯主体11-21、记忆合金弹簧11-22和密封垫11-23，阀芯主体上设置有用于套设记忆合金弹簧的阀芯杆11-211，阀芯杆的一端活动插接于阀体的腔体的出水口；阀芯杆的端部设置有安装定位基座11-212，定位基座上活动连接有定位压块11-24，密封垫紧压于定位基座与定位压块之间，定位压块上设置有导向轴11-241，该导向轴活动插接于阀体的腔体的进水口。循环水泵设置进水管的下游，水流量传感器设置在循环水泵和热交换器之间。

如图3和图4所示，以下是与所述节能热水循环系统对应的控制方法，它是在连接中央热水器的冷水管、热水管的最远端设置记忆合金单向阀，配合循环水泵形成预热水循环系统，由水流传感器实时检测记忆合金单向阀处的水流量，由温度传感器实时检测记忆合金单向阀处的水温；从热水器开启预热功能开始，直至加热循环水到设定值，记忆合金单向阀使循环系统内循环水流量不断下降，其变化值△Q≥Q时，循环水泵停止工作，热水器停止燃烧，完成预热过程；

其中：Q＝k(T_预-T₀)，单位为L/min，k为定值系数，T_预为热水器设定的预热温度，T₀为开启即热10s内温度传感器检测到的温度的平均值。

如图4所示，在所述当热水器开启预热功能时，记忆合金单向阀处的水温较低，为T₁，此时预热水循环系统的管道内对应的循环水流量为Q₂；一般情况下，循环水流量Q₂是采集前20S的水流量，取平均值；

随着预热的进行，记忆合金单向阀处的水温不断上升，达到T₂，此时由于记忆合金单向阀内的记忆合金弹簧的作用，使记忆合金单向阀开度减小，导致循环系统内循环水流量降至Q₁；

当记忆合金单向阀处温度达到设定值T₂时，系统内的水流传感器检测到循环水流量变化值△Q＝Q2-Q1≥Q，热水器发出指令使循环水泵停止工作，热水器停止燃烧，本次预热完成。

此系统及其控制方式保证热水管(A--B)内的水为热水，而冷水管内的水大部分为冷水。

本发明与现有技术相比，提出节能热水循环系统及控制方式，解决现有技术中预热完成后存在温度过冲的问题，同时也避免在预热过程中将冷水管内的水加热，较现有技术更加节电、节气。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。