水流加热装置的节流方法
【专利摘要】本发明为一种水流加热装置的节流方法，旨在让水流加热装置初期运作时所排放的冷水能够大幅减少，并加快热水的加热速度，以达成节流省水及节约燃气能源的双重目的。该方法是于水流加热装置的出水端设置一水温侦测器，并于入水端设置一可调节流量大小的节流器，当水流加热装置在使用初期水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，可通过节流器调节至小流量出水以加速加热运作，当水温侦测器侦测到出水温度到达或接近设定值时，可驱动节流器以大流量正常流量供水，使得水流加热装置初期运作时所释出的冷水能够大幅减少，并加快加热时间以节约燃气的能源。
【专利说明】水流加热装置的节流方法
【技术领域】
[0001] 本发明水流加热装置的节流方法，适用在燃气热水器或电热水器等即热式水流加 热装置，可以大幅减少水流加热装置初期运作时所排放掉的冷水，达到省水的目的。
【背景技术】
[0002] 水流加热系统大概分为即热式加热系统以及蓄热式(储热式)加热系统。其中蓄热 式加热系统是将冷水先储存在一加热锅炉内，当冷水被加热到一定温度时再开启使用；这 种蓄热式加热系统虽然可以一次提供大量热水，但由于加热速度慢，而且停止加热后水温 会慢慢冷却而造成资源浪费，所以大多使用在需要大量使用热水的工业或饭店等场所。
[0003] 相较于蓄热式加热系统，即热式水流加热系统是在使用者开启热水龙头后，才开 始对水流加热；例如一般家庭用的燃气热水器或电热水器等皆属之。其加热方法通常是利 用一水流侦测开关在侦测到水流开始排放时，也就是使用者开启热水龙头排水时，才驱动 电热或燃气加热模块开始对通过热交换模块的水流加热。
[0004] 上述即热式水流加热系统中，虽然能够通过热交换模块的盘绕式水道设计延长水 流的受热距离，有加热速度快的优点，但是在水流被加热到达堪用的温度以前，仍然会排放 掉大量的冷水，造成水资源的浪费。这种情形在天气寒冷、水温较低时更为明显，使用者往 往在开启热水龙头后，需要不断的先排放掉冷水，并且触摸测试水温，直到水温被加热到达 所需的温度才能正常使用，对水资源造成相当大浪费。
[0005] 有鉴于上述水资源浪费的情形，许多业者纷纷提出各种改良的方法，例如中国台 湾TW M349998、TW M443146等专利案，主要是让无法使用的冷水先排放到储水桶里另作他 用。然而这些方法只是消极地将无法使用的冷水暂时储存而已，若不能有效利用，还是无法 让被排放掉的冷水减少，达到真正的省水目的。
[0006] 此外，例如中国台湾TW M326140案提到，开启热水龙头时让冷水循环到热交换器 加热。这种设计的问题是，开启水龙头时因水温尚未到达设定温度而无法流动，此时若要让 封闭管路内的水循环流通，不但要更改整个水流加热系统的管路设计，还需要使用额外的 加压装置，以及供使用者操作的启动开关。如此一来，不但在使用上不方便，还增加了加压 装置及管路重新设计的成本，尤其是加压装置在运作时需要消耗额外的电能，简言之就是 以增加耗电量来减少排水量，这种方法对于广义的环保课题上显然并无任何增益效果。
【发明内容】
[0007] 有鉴于先前技术的各种问题，本发明的主要目的在于提供一种水流加热装置的节 流方法，旨在让水流加热装置初期运作时所排放的冷水能够大幅减少，并加快热水的加热 速度，以达成节流省水及节约燃气能源的双重目的。特别是本发明实施时只需切换节流阀 的大小流量供水，所耗费的电量相当少，而且不需要更改水流加热装置原有的管路设计，让 使用者能够在维持原使用习惯下，有效达成省水的目的。
[0008] 为达成上述目的，本发明方法是于水流加热装置的出水端设置一水温侦测器，并 于水流加热装置的入水端设置一可调节流量大小的节流器，当水流加热装置在使用初期 水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，可通过节流器调节至小流量出水以加速加热运 作，当水温侦测器侦测到出水温度到达或接近设定值时，可驱动节流器开启以大流量流量 供水，使得水流加热装置初期运作时所释出的冷水能够大幅减少，并加快加热时间以节约 燃气的能源。
[0009] 根据上述方法特征，所述的节流器具有一能够切换大、小流量的电动阀，该电动阀 在水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，限制节流器以小流量供水，当电动阀在水温 侦测器侦测到出水温度到达或接近设定温度时，驱动节流器的电动阀以相对较大流量正常 供水。
[0010] 根据上述方法特征，所述的节流器具有一小流量通道、一大流量通道，该电动阀为 一两段式自保持型电磁阀，在水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时为封闭大流量通道 状态，使水流加热装置小流量出水，且该电动阀在水温侦测器侦测到出水温度到达或接近 设定值时开启大流量通道以正常流量供水。
[0011] 根据上述方法特征，所述的节流器具有一小流量通道、一大流量通道，该电动阀为 一设置在大流量通道上的常开型电磁阀，小流量通道为一设置在节流器内绕过大流量通道 及电动阀而恒常保持开通的通孔，当前述冷水状态时，控制单元驱动电动阀封闭大流量通 道，使节流器只能通过小流量通道供水，当水温到达设定温度时，只需切断电动阀的电源， 即可开启大流量通道。
[0012] 所述的节流器具有一小流量通道、一大流量通道，该电动阀为一设置在大流量通 道上的常闭型电磁阀，小流量通道为一设置在节流器内绕过大流量通道及电动阀而恒常保 持开通的通孔，当水温到达设定温度时，只需启动电动阀即可开启大流量通道。
[0013] 根据上述方法特征，所述的节流器上设有一可调节小流量通道的水流量的调节装 置，该调节装置为一设置在节流器外部相对于旁通孔位置的螺杆，且该螺杆底部呈锥形位 于旁通孔外侧，通过调节螺杆锥形底部与旁通孔之间的距离，可以调节旁通孔的开度，进而 调整小流量通道的水流量，让使用者或安装施工人员可以视气温、水压等不同条件来适配 调整。
[0014] 根据上述方法特征，所述的节流器具有一主通道，所述电动阀为一具有阀塞的马 达电磁阀，且阀塞设置在主通道上具有渐开的开口，该电动阀驱动阀塞以不同位移量位移 时，能通过渐开的开口来调整通过主通道的流量大小。
[0015] 根据上述方法特征，所述的水流加热装置包含一与水温侦测器及节流器电气连接 的控制单元，该控制单元在水温侦测器所侦测到的水温信号后控制该节流器的大小流量切 换。
[0016] 根据上述方法特征，所述的控制单元接收到水温侦测器侦测到出水温度为冷水状 态时，在设定时间内令水流加热装置以最大效率加热，并且在水温侦测器侦测到达或接近 设定温度后延迟一段时间，再令水流加热装置回复正常加热状态。
[0017] 根据上述方法特征，所述的水流加热装置为一利用燃气作为燃料的燃气热水器或 一电力发热的电热水器。
[0018] 相较于先前技术，本发明所能增益的效果如下：
[0019] 使用者开启热水龙头使水流加热装置运作初期以通过小流量通道供水，可以大幅 减少冷水的排放量，减少水资源的浪费。
[0020] 水流加热装置开始运作时，冷水流量减少可以使水温快速到达设定的温度后正常 供水，可以在使用者无需改变使用习惯的情形下节省燃料能源。
[0021] 节流器中，电动阀只需要在移动时提供一微小电力即可保持，相较于利用加压装 置的先前技术较为省电。
[0022] 除了节流器以外，水流加热装置及控制单元等，皆可沿用水流加热装置原有的元 件，且无论是电动阀及大、小流量通道皆可在一个结构体内完成，可以在不需要更改现有产 品的情形下，以最少成本达成省水及节省燃料的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明方法的系统图。
[0024] 图2为本发明第一实施例小流量供水的示意图。
[0025] 图3为本发明第一实施例旁通孔小流量供水的示意图。
[0026] 图4为本发明第一实施例大流量供水的示意图。
[0027] 图5为本发明第二实施例小流量供水的示意图。
[0028] 图6为本发明第二实施例大流量供水的示意图。
[0029] 图7为本发明第三实施例小流量供水的示意图。
[0030] 图8为本发明第三实施例大流量供水的示意图。
[0031] 附图标记说明：10-水流加热装置；11-出水端；12-水温侦测器；13-入水端； 14-热水龙头；20-控制单元；30-节流器；31-小流量通道；32-大流量通道；33-电动阀； 34-调节装置；35-主通道；36-阀塞；37-开口。
【具体实施方式】
[0032] 以下依据本发明的技术手段，列举出适于本发明的实施方式，并配合图式说明如 后：
[0033] 如图1所示，本发明水流加热装置的节流方法，是于水流加热装置10的出水端11 设置一水温侦测器12,该水温侦测器12可将水流温度信号传送至一控制单元20,所述水流 加热装置10在入水端13上另设置有一受控制单元20所控制的节流器30,该节流器30具 有一小流量通道31、一大流量通道32,以及一电动阀33,且该电动阀33该在水温侦测器12 侦测到出水温度为冷水状态时为封闭大流量通道32状态。
[0034] 当使用者开启热水龙头14,使水流依序通过节流器30进入水流加热装置10,并且 通过出水端11出水时，由于水温侦测器12侦测到出水温度为冷水状态，使大流量通道32 被电动阀33封闭，限制了水流仅能通过小流量通道31以小流量进入水流加热装置10,因此 不但可以让水流在水流加热装置10内被迅速地加热以节省燃料能源，同时在水流加热装 置10初期运作而且水温尚未到达设定温度以前，由出水端11及热水龙头14所排放的冷水 也能够大幅减少。
[0035] 而当水温侦测器12侦测到出水温度到达或接近设定值时，即通过控制单元20驱 动节流器30的电动阀33位移开启大流量通道32,进而让入水端13能以正常流量供水，如 此可以让使用者在维持一般使用习惯的情形下，减少水资源的浪费以及节省燃料能源。
[0036] 实施时，本发明水流加热装置可以应用在燃气热水器或电热水器，而控制单元20 亦可以利用该等水流加热装置内原有的控制器。其中，所述的控制单元20可以在接收到水 温侦测器12侦测到出水温度为冷水状态时，在设定时间内令水流加热装置10以最大效率 加热，并且在水温侦测器12侦测到达或接近设定温度后延迟一段时间，再令水流加热装置 回复正常加热状态。
[0037] 此外，当使用者关闭热水龙头14停止使用水流加热装置10时，控制单元20即驱 动节流器30的电动阀33位移封闭大流量通道32,使得下一次开启热水龙头14初期，仍然 只能通过小流量通道31供水，以达成省水的目的；当然，节流器30的电动阀33位移封闭大 流量通道32的时机，不一定要在停止使用水流加热装置10时完成，也可以在下次开启热水 龙头14开始使用水流加热装置10时，再令电动阀33位移封闭大流量通道32,同样能达成 前述省水及节省燃料能源的目的。
[0038] 上述本发明方法中，基本上只要利用电动阀33在冷水状态时封闭大流量通道32， 水温到达或接近设定温度时开启大流量通道32即可以达成效果；实施时所述的电动阀33 可以为一般常见的两段式自保持型电磁阀、常开型电磁阀、常闭型电磁阀或马达电磁阀等 等；而大、小流量通道31、32则可以视电动阀33的型态以单一通道，或者一主通道与旁通孔 即可达成。以下举例说明各种可能的实施方式：
[0039] 如图2至图4所示，上述节流器30的电动阀33可以为一只对大流量通道32封闭 或开启的两段式自保持型电磁阀，而所述的小流量通道31为一设置在节流器30内绕过大 流量通道32及电动阀33而恒常保持开通的旁通孔，无论是大流量通道32处于封闭或开启 状态，皆使小流量通道31保持永久开通。
[0040] 为了可以视气温、水压条件不同来调节流量，节流器30上可以进一步设置一可调 节小流量通道31的水流量的调节装置34,使前述排放掉的冷水可以获得更进一步的限制。 节流器30上可以进一步设置一可调节小流量通道31的水流量的调节装置34,使前述排放 掉的冷水可以获得更进一步的限制。
[0041] 图示中，该调节装置34设置在节流器30外部相对于小流量通道31位置的螺杆， 且该螺杆底部呈锥形位于小流量通道31外侧，通过调节螺杆锥形底部与小流量通道31之 间的距离，可以小流量通道31的开度，进而调整小流量通道的水流量，让使用者或安装施 工人员可以视气温、水压等不同条件来适配调整。
[0042] 如图1、图5所示，上述节流器30的电动阀33可以为一只对大流量通道32封闭或 开启的常闭式电磁阀，小流量通道31为一设置在节流器30内绕过大流量通道32及电动阀 33而恒常保持开通的通孔，当前述冷水状态时，控制单元20电动阀33 (常闭式电磁阀）恒 常封闭大流量通道32,使节流器30只能通过小流量通道31供水，当水温到达或接近设定温 度时，只需供应电动阀33 (常闭式电磁阀）运作所需电源，即可如图6所示，开启大流量通 道32。
[0043] 上述节流器30的电动阀33亦可以为一只对大流量通道32封闭或开启的常开式 电磁阀(如图6所示)，小流量通道31为一设置在节流器30内绕过大流量通道32及电动阀 33而恒常保持开通的通孔，当前述冷水状态时，控制单元20驱动电动阀33(常开式电磁阀） 封闭大流量通道32 (如图5所示)，使节流器30只能通过小流量通道31供水，当水温到达 或接近设定温度时，只需切断电动阀33的电源，即可恢复常开状态而开启大流量通道32。
[0044] 如图7、8所示，所述的节流器仅具有一主通道35,电动阀33为一马达电磁阀，并具 有一可以位移旋转的球形阀塞36,该阀塞36上设有一渐开的开口 37,使主通道35的开度 能够受到阀塞36旋转位移量所控制。
[0045] 上述实施方法的优点是可以通过电动阀33位移量来控制主通道35的开度，因此 实施时，所述的渐开的开口 37亦可以利用多个大小不同孔径的通孔来替代，且该阀塞36亦 不限于球形，诸如常见以旋转方式切换的管状阀塞，或者是利用线性位移来切换的阀塞，皆 为可行的实施方式，在此不另赘述。
[0046] 以上的实施说明及图式所示，仅为举例说明本发明的较佳实施例，并非以此局限 本发明；举凡与本发明的方法或系统特征近似或相雷同者，均应属本发明的创设目的及申 请专利范围之内。
【权利要求】
1. 一种水流加热装置的节流方法，其特征在于，是在水流加热装置的出水端设置一水 温侦测器，并于水流加热装置的入水端设置一可调节流量大小的节流器，当水流加热装置 在使用初期水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，通过节流器调节至小流量出水以加 速加热运作，当水温侦测器侦测到出水温度到达或接近设定值时，驱动节流器开启以大流 量正常供水，使得水流加热装置初期运作时所释出的冷水能够大幅减少，并加快加热时间 以节约燃气的能源。
2. 根据权利要求1所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的节流器具有一 可以切换大、小流量的电动阀，该电动阀在水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，限制 节流器以小流量供水，当电动阀在水温侦测器侦测到出水温度到达或接近设定温度时切换 节流器的电动阀以相对较大流量正常供水。
3. 根据权利要求2所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的节流器具有一 小流量通道、一大流量通道，该电动阀在水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时封闭大 流量通道，该电动阀在水温侦测器侦测到出水温度到达或接近设定值时开启大流量通道。
4. 根据权利要求2所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的节流器具有一 小流量通道、一大流量通道，该电动阀为一设置在大流量通道上的常开型电磁阀，小流量通 道为一设置在节流器内绕过大流量通道及电动阀而恒常保持开通的通孔，冷水状态时驱动 电动阀封闭大流量通道，使节流器通过小流量通道供水，水温到达或接近设定温度时切断 电动阀的电源以开启大流量通道。
5. 根据权利要求2所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的节流器具有一 小流量通道、一大流量通道，该电动阀为一设置在大流量通道上的常闭型电磁阀，小流量通 道为一设置在节流器内绕过大流量通道及电动阀而恒常保持开通的通孔，水温到达或接近 设定温度时启动电动阀开启大流量通道。
6. 根据权利要求2所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的节流器具有一 主通道，所述电动阀为一具有阀塞的马达电磁阀，且阀塞设置在主通道上具有渐开的开口， 该电动阀驱动阀塞以不同位移量位移，并通过渐开的开口位置来调整通过主通道的流量大 小。
7. 根据权利要求3到5其中任一项所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述 的节流器上设有一可调节小流量通道的水流量的调节装置，该调节装置为一设置在节流器 外部相对于旁通孔位置的螺杆，且该螺杆底部呈锥形位于旁通孔外侧，通过调节螺杆锥形 底部与旁通孔之间的距离而调节旁通孔的开度，进而调整小流量通道的水流量。
8. 根据权利要求3到6其中任一项所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述 的水流加热装置包含一与水温侦测器及节流器电气连接的控制单元，该控制单元在水温侦 测器所侦测到的水温信号后控制该节流器的电动阀做大小流量切换。
9. 根据权利要求8所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的控制单元接收 到水温侦测器侦测到出水温度为冷水状态时，在设定时间内令水流加热装置以最大效率加 热，并且在水温侦测器侦测到达或接近设定温度后延迟一段时间，再令水流加热装置回复 正常加热状态。
10. 根据权利要求8所述水流加热装置的节流方法，其特征在于：所述的水流加热装置 为一利用燃气作为燃料的燃气热水器或一电力发热的电热水器。
【文档编号】F24H9/20GK104101099SQ201310130358
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】陈山石 申请人:陈山石