一种热水器的节能节流系统及控制方法与流程

本发明涉及热水器控制技术领域，尤其是涉及一种热水器的节能节流系统及控制方法。

背景技术：

科技的发展改变了人们的生活，各种各样科技产品的出现使人们从许多繁琐的劳动中解放出来。科技发展的同时，我们应当注意到越来越严重的资源浪费现象。现有的热水器每次打开时会放一段时间的冷水，并且每次使用时需要用户用手感知水温，不仅给用户带来了不舒适的体验感，而且当遇上冬天时，水温未达到人体舒适的温度前，会浪费掉一定量的冷水造成了水资源浪费。用完水后，热水器内会留有热水在出水管内，相当于白白烧了一定量的热水，造成了能源浪费。

公开号为cn201539954u的中国专利文献一种与燃气热水器配套的即开即供热水的装置，其特点是：有一个储水箱，内插有受控的电加热器，和感温头，储水箱的底端接三通管，在循环水泵的出水端部接有一止回阀，止回阀与三通管一端相接，三通管的另一端与燃气热水器的热水输出端相接，循环水泵的进水端接用水系统的回水端，用水系统的进水端接储水箱的出水管，在用水系统的进水、回水端之间引出生活用水的输出口。实施本实用新型后的积极效果是：克服了在用热水前要放掉一部分管道中冷水的敝端，不仅节约了用水，还克服因燃气热水器供水出现忽冷忽热的现象，使居民用水有了舒适热水的供应。然而该专利记载的装置比较庞大，同时存在安装改造工程巨大，成本高、操作复杂的缺点。

技术实现要素：

本发明提供了一种热水器的节能节流系统及控制方法，装置简单，操作方便，能有效解决水资源浪费和能源浪费的问题。

本发明的技术方案如下：

一种热水器的节能节流系统，包括带加热器的热水器，还包括操控面板与控制器；所述热水器的进口端设有第一开关阀，出口端依次连接有第二开关阀、水温检测装置、水流传感器以及第三开关阀；所述的第三开关阀为电动三通阀，第三开关阀的一个出口通过回流管道与进水管道并联后接入第一开关阀；所述进水管道上还设有第四开关阀，所述回流管道内设有离心泵；

所述控制器分别与加热器、水温检测装置、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、离心泵、水流传感器、操控面板通过有线或无线连接；在第一开关阀打开的状态下，所述控制器控制第四开关阀和离心泵的开关状态构成“或”逻辑。

本发明的系统中，当出水的温度没有达到设定温度时，回流管道开始工作，将水回流至热水器中，此时，通过控制器控制第四开关阀和离心泵的开关状态构成的“或”逻辑，关闭进水管道，从而避免进水管道内的水压阻碍回流管道的水回流至热水器。

本发明中，第一开关阀、第二开关阀和第四开关阀都是电动二通调节阀，由控制器控制开关，只有第三开关阀是电动三通阀。

所述操控面板包括显示器、开关按钮以及温度设置器，显示器采用led显示时间和温度，时间采用4个led显示，温度采用2个led显示，采用ch451多功能芯片实现led的驱动。

所述控制器包括cs5513模数转换器、数据存储器、微控制器、判别模块、计算模块和通信模块。

为了使得水温检测装置和水流传感器测得的温度和流量更加准确，优选的，所述水温检测装置和水流传感器均安装于靠近第三开关阀处。

本发明还提供了一种上述热水器的节能节流控制系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)用户在温度设置器上设置温度后，按下操控面板上的开关按钮，控制器打开第一开关阀，冷水从进水管道流入热水器；

(2)控制器开启加热器进行加热，并开启第二开关阀；

(3)水温检测装置实时检测水温，水温信息发送至操控面板，将水温显示在显示器上；

(4)当检测的水温低于预设水温时，控制器控制第三开关阀打开回流管道，冷水通过回流管道的离心泵重新回流至热水器中，离心泵开始工作时，控制器控制第四开关阀关闭，进水管道停止进水；

(5)当水温加热到预设温度时，控制器控制第三开关阀关闭回流管道，打开出水口，离心泵停止工作时，控制器控制第四开关阀打开，进水管道继续进水；

(6)水流传感器测得热水管道中水流量发送至控制器，控制器根据相应公式算出关闭第二开关阀后水管内剩余水量用尽所需时间，并发送至显示器，显示器显示该时间提醒用户；

(7)用户根据关闭第二开关阀后热水管道内剩余水量用尽所需时间预估关闭热水器时间，按下操控面板上的开关按钮；

(8)控制器关闭第一开关阀和第二开关阀，加热器停止加热；

(9)水管内的水流尽时，水流传感器测得流速为零，控制器关闭第三开关阀。

步骤(3)中，所述的水温检测装置通过无线传感器或控制器将实时水温发送至操控面板，并显示在显示屏上

步骤(6)中，关闭第二开关阀后水管内剩余水量用尽所需时间的计算公式为：

t＝(ls)/q

其中，l表示第二开关阀第三开关阀之间的水管长度，s表示水管内径，l、s的数值均为已知数据，q表示水流传感器测得的水流量。根据以上公式，可以得出用户每次关阀后水管内剩余水量用尽所需时间。

本发明通过设计上述热水器的节能节流系统以及控制方法，不仅考虑了用户舒适度，无须亲身试验测温，还提高了传统热水器的智能化程度，当水温未达到预设温度时，通过回流管道流回热水器，并充分的利用了水管内的剩余热水，减少水资源浪费的同时，减少了能源浪费。

附图说明

图1为本发明实施例一种热水器的节能节流系统的结构示意框图；

图2为本发明实施例中控制器的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种热水器的节能节流系统，包括热水器12，该热水器12内设有加热器3，热水器12的进口端设有第一开关阀2，出口端设有第二开关阀4，第二开关阀4通过热水管道5依次与水温检测装置7、水流传感器8和第三开关阀9连接。水温检测装置7和水流传感器8均安装于靠近第三开关阀9处。

第三开关阀9为电动三通阀，一个出口用于为用户供水，另一个出口通过回流管道11连接至第一开关阀2，回流管道11内设有离心泵10提供动力。进水管道1与回流管道11并联接入第一开关阀2，进水管道1上还设置有第四开关阀17。

本发明的节能节流系统还包括操控面板13和控制器6，其中，操控面板13包括显示器14、开关按钮15以及温度设置器16。本实施例中，显示器14采用led显示时间和温度，时间采用4个led显示，温度采用2个led显示，采用ch451多功能芯片实现led的驱动。控制器6包括cs5513模数转换器、数据存储器、微控制器、判别模块、计算模块和通信模块。

如图2所示，控制器6分别与加热器3、水温检测装置7、第一开关阀2、第二开关阀4、第三开关阀9、第四开关阀17、离心泵10、水流传感器8、显示器14、开关按钮15以及温度设置器16通过有线或无线连接，达到控制整个节能节流系统的目的。

本发明中，在第一开关阀2打开的状态下，控制器6控制第四开关阀17和离心泵10的开关状态构成“或”逻辑。即离心泵10打开时，第四开关阀17关闭；离心泵10关闭时，第四开关阀17打开。需要注意的是，上述“或”逻辑只在在第一开关阀2打开的状态下才开始执行，在第一开关阀2关闭时，控制器6控制离心泵10和第四开关阀17均关闭，相当于整个热水器停止工作。在第一开关阀2打开状态下，初始的默认状态为第四开关阀17打开，离心泵10关闭。

利用上述热水器的节能节流控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s01，用户在温度设置器16上设置温度后，按下操控面板13上的开关按钮15，控制器6打开第一开关阀2，冷水从进水管道1流入热水器12；

s02，控制器6开启加热器3进行加热，并开启第二开关阀4；

s03，水温检测装置7实时检测水温，水温信息通过控制器6发送至操控面板13，将水温显示在显示器14上；

s04，当检测的水温低于预设水温时，控制器6控制第三开关阀9打开回流管道11，冷水通过回流管道11的离心泵10重新回流至热水器12中，离心泵10开始工作时，控制器6控制第四开关阀17关闭，进水管道1停止进水；

s05，当水温加热到预设温度时，控制器6控制第三开关阀9关闭回流管道11，打开出水口，离心泵10停止工作时，控制器6控制第四开关阀17打开，进水管道1继续进水；

s06，水流传感器8测得热水管道5中水流量发送至控制器6，控制器6根据相应公式算出关闭第二开关阀4后热水管道5内剩余水量用尽所需时间，并发送至显示器14，显示器14显示该时间提醒用户；

关闭第二开关阀后水管内剩余水量用尽所需时间的计算公式为：

t＝(ls)/q

其中，l表示第二开关阀第三开关阀之间的水管长度，s表示水管内径，l、s的数值均为已知数据，q表示水流传感器测得的水流量；

s07，用户根据关闭第二开关阀后热水管道内剩余水量用尽所需时间预估关闭热水器12时间，按下操控面板13上的开关按钮15；

s08，控制器6关闭第一开关阀2和第二开关阀4，加热器3停止加热；

s09，水管内的水流尽时，水流传感器8测得流速为零，控制器6关闭第三开关阀。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。