水加热系统及其操作方法
【专利摘要】一种热水系统，包括：具有入口和出口的储水箱；即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动；第一泵，所述第一泵具有与所述箱的附加出口流体连通的入口和与所述热水器的入口流体连通的出口；和控制器，所述控制器适于根据用户指令而启动所述泵，使得将水从所述热水器的出口导向所述箱的入口并且从所述箱的第二出口导向所述热水器的入口，从而加热所述箱中的水。
【专利说明】水加热系统及其操作方法
[0001]本发明是申请日为2009年11月3日、申请号为200980104766.1 (PCT/AU2009/001432)、发明名称为“水加热系统及其操作方法”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种水加热系统及其操作方法。
[0003]本发明主要开发用于即热式燃气热水器，因此下文中将参照这种应用来进行描述。然而，本发明并不限于这种特定应用领域，而是也可用于即热式电热水器。在美国，即热式热水器也称为无水箱加热器。
【背景技术】
[0004]已知的即热式加热器具有连接到水源供水部部上的入口和连接到、例如水龙头上的出口。通过加热器的水流自动启动加热器内的燃气燃烧器或电元件。这种已知的结构具有两个缺陷。
[0005]第一个缺陷涉及水的浪费。当用户打开热水龙头时，用户必须等待水源供水部被加热，并且在于水龙头处接收热水之前要等待加热器出口和水龙头之间的管道中的所有未加热的水被放掉。澳大利亚联邦政府水源保护部估计，一个中等家庭一天就要发生大约19次这种类型的使用，并且一天的水浪费量高达90升。
[0006]第二个缺陷涉及两种燃气浪费。如上所述，第一种燃气浪费的产生是因为，已知的即热式加热器在检测到由于热水龙头的打开而导致的水流通过加热器时点燃燃烧器。在淋浴时，加热器需要花费一定的时间来达到一定温度，因此在加热期间输送的由冷至热(cool-to-warm)的水通常被用户倒掉浪费了。第二种燃气浪费的产生是因为，许多用户在洗手时只打开热水龙头，用起初的由冷至微温的水清洗，之后就关停水龙头。在那种情况下，燃气只用于经历启动阶段，而热水则留在管中，这些水在之后冷却并因此被浪费掉。
[0007]本发明的目的是减少使用即热式热水器的水加热系统中的水及燃气的浪费。
【发明内容】
[0008]因此，在第一方面，本发明提供一种热水系统，包括:
[0009]具有入口和出口的储水箱；和
[0010]即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口，
[0011]其中，所述热水器响应于水流通过所述热水器而启动。
[0012]所述箱优选是绝缘的。
[0013]所述箱的出口优选与例如水龙头之类的用户控制的阀流体连通。
[0014]在第二方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0015]将水源水供给到即热式热水器的入口 ；
[0016]响应于水被供给到所述即热式热水器而启动所述即热式热水器；[0017]将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；和
[0018]将热水从所述储水箱的出口导向用户控制的出口。
[0019]在第三方面，本发明提供了一种热水系统，包括:
[0020]具有入口和出口的储水箱；和
[0021]即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口 ；和
[0022]控制器，所述控制器适于接收指示所述箱中的水的温度的信号，并且给所述热水器发送控制信号；
[0023]其中，所述控制器适于响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或低于第一预定值的温度信号而启动所述热水器。
[0024]所述控制器优选还适于响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或高于第二预定值的温度信号而不启动所述热水器或关停所述热水器。
[0025]所述控制器优选还适于响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或高于所述第一预定值并且大致等于或低于所述第二预定值的温度信号而不启动所述热水器或关停所述热水器。
[0026]所述控制器优选还适于给所述热水器发送控制信号，使得所述热水器改变施加到所述热水器中的水的能量的量，从而改变离开所述热水器的水的温度。
[0027]所述第一预定温度值优选为大约55摄氏度。所述第二预定温度值优选为大约75摄氏度。
[0028]在一种形式中，所述热水系统包括位于或靠近所述箱的中部的第一温度传感器。
[0029]在另一种形式中，所述热水系统包括位于或靠近所述箱的顶部的第一温度传感器和位于或靠近所述箱的底部的第二温度传感器，并且所述控制器适于响应于所述第二温度传感器指示温度大致等于或低于所述第一预定值而启动所述热水器。所述控制器优选还响应于所述第一温度传感器指示温度大致等于或高于所述第二预定值而不启动所述热水器或关停所述热水器。所述控制器还适于响应于所述第二温度传感器指示温度大致等于或高于所述第一预定值并且所述第一温度传感器指示温度大致等于或低于所述第二预定值而不启动所述热水器或关停所述热水器。
[0030]所述控制器优选还适于给所述热水器发送控制信号，使得所述热水器改变施加到所述热水器中的水的能量的量，从而改变离开所述热水器的水的温度。
[0031]在第四方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0032]将水源水供给到即热式热水器的入口 ；
[0033]将水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；
[0034]将水从所述箱的出口导向用户控制的出口；
[0035]监控所述箱中的水的温度；和
[0036]响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或低于第一预定值的温度信号而启动响应加热器中的所述即热式热水器。
[0037]所述方法优选包括响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或高于第二预定值的温度信号而不启动所述热水器或关停所述热水器。
[0038]所述方法优选包括响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或高于所述第一预定值并且大致等于或低于所述第二预定值的温度信号而不启动所述热水器或关停所述热水器。
[0039]所述第一预定温度值优选为大约55摄氏度。所述第二预定温度值优选为大约75摄氏度。
[0040]所述方法优选还包括改变由所述即热式热水器施加于水的能量的量从而改变离开所述热水器的水的温度。
[0041]在第五方面，本发明提供了一种热水系统，包括:
[0042]具有入口和出口的储水箱；和
[0043]即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动；
[0044]分流阀，所述分流阀具有:
[0045]与所述水源供水部流体连通的入口 ；与所述热水器的入口流体连通的第一出口 ；和与所述箱的入口流体连通的第二出口 ；和
[0046]控制器，所述控制器适于接收指示所述箱中的水的温度的信号，并且给所述阀发送控制信号；
[0047]其中，当所述阀被致动时，所述控制器适于响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或低于预定值的温度信号而控制所述分流阀将水导向响应中的所述第一出口 ；并且响应于指示所述箱中的水的温度大致等于或高于所述预定值的温度信号而控制所述分流阀将水导向所述第二出口。
[0048]所述第一预定温度值优选为大约55摄氏度。所述第二预定温度值优选为大约75摄氏度。
[0049]在一种形式中，所述热水系统包括位于或靠近所述箱的顶部的第一温度传感器和位于或靠近所述箱的底部的第二温度传感器，当所述阀被致动时，所述控制器适于响应于所述第二温度传感器指示温度大致等于或低于预定值而控制所述分流阀将水导向响应中的所述第一出口 ；以及响应于所述第一温度传感器指示温度大致等于或高于所述预定值而控制所述分流阀将水导向所述第二出口。
[0050]所述控制器优选还适于给所述热水器发送控制信号，使得所述热水器改变施加到所述热水器中的水的能量的量，从而改变离开所述热水器的水的温度。
[0051]在第六方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0052]将水源水供给到即热式热水器的入口或储水箱的入口 ；
[0053]将水从所述箱的出口导向由用户控制的出口；
[0054]监控所述箱中的水的温度；和
[0055]响应于所述箱中的水的温度大致等于或低于预定值而将水源水导向响应中的所述即热式热水器的入口，并且响应于所述箱中的水的温度大致等于或高于所述预定值而将水源水导向所述储水箱的入口。
[0056]在第七方面，本发明提供了一种热水系统，包括:
[0057]具有入口和出口的储水箱；和
[0058]即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动；[0059]第一泵，所述第一泵具有与所述箱的附加出口流体连通的入口和与所述热水器的入口流体连通的出口 ；和
[0060]控制器，所述控制器适于根据用户指令而启动所述泵，使得将水从所述热水器的出口导向所述箱的入口并且从所述箱的第二出口导向所述热水器的入口，从而加热所述箱中的水。
[0061]优选地，所述控制器适于改变所述泵的速度，以便改变通过所述热水器的水的停留时间，从而改变所述热水器出口处的水的温度。
[0062]所述箱的附加出口优选位于或靠近所述箱的顶部，所述箱的第二入口优选位于或靠近所述箱的底部。
[0063]在该实施例的变形中，所述箱的附加出口位于或靠近所述箱的顶部，所述箱的入口位于或靠近所述箱的中部。
[0064]在第八方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0065]启动泵以将水导入即热式热水器的入口；
[0066]响应于水流过所述即热式热水器而启动所述即热式热水器；
[0067]将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；和
[0068]将水从所述箱的出口导向所述即热式热水器的入口 ；
[0069]其中，能够根据用户的指令使水经由所述即热式热水器进行循环从而加热所述箱中的水。
[0070]所述方法优选还包括改变所述泵的速度，以便改变通过所述热水器的水的停留时间，从而改变所述热水器出口处的水的温度。
[0071]在第九方面，本发明提供了一种热水系统，包括:
[0072]储水箱，所述储水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口、第二出口和第三出Π ；
[0073]即热式热水器，所述即热式热水器具有出口和与所述箱的第一出口流体连通的入口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动；
[0074]第一泵，所述第一泵具有与所述热水器的出口流体连通的入口和与所述箱的第一入口流体连通的出口；
[0075]第二泵，所述第二泵具有出口和与所述水源供水部及所述箱的第二出口流体连通的入口 ；
[0076]至少一个太阳能电池板，所述太阳能电池板具有与所述第二泵的出口流体连通的入口和与所述箱的第二入口流体连通的入口 ；和
[0077]控制器，所述控制器适于选择性地启动所述第一泵和/或所述第二泵，并且使水分别在所述热水器与所述箱之间和/或在所述至少一个太阳能电池板与所述箱之间循环。
[0078]所述箱的第一出口优选位于或靠近所述箱的顶部。所述箱的第二出口优选位于或靠近所述箱的底部。所述箱的第三出口优选位于或靠近所述箱的顶部。所述箱的第一入口优选位于或靠近所述箱的中部。所述箱的第二入口优选位于或靠近所述箱的中部。
[0079]在第十方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0080]启动第一泵以将水导入即热式热水器的入口；
[0081]响应于水流通过所述即热式热水器而启动所述即热式热水器；[0082]将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；
[0083]将水从所述箱的出口导向所述即热式热水器的入口 ；
[0084]启动第二泵以便将水导入至少一个太阳能电池板的入口；
[0085]将热水从所述至少一个太阳能电池板的出口导向储水箱的入口 ；
[0086]将水从所述箱的出口导向所述至少一个太阳能电池板的入口 ；
[0087]由此，使所述箱中的水能够经由所述即热式热水器和/或所述至少一个太阳能电池板进行循环，以便在需要时加热所述箱中的水。
[0088]在第十一方面，本发明提供了一种热水系统，包括:
[0089]储水箱，所述储水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口和第二出口 ；
[0090]即热式热水器，所述即热式热水器具有入口和与所述箱的第一入口流体连通的出口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动；
[0091]泵，所述泵具有出口和与所述箱的第一出口及水源供水部流体连通的入口 ；
[0092]分流阀，所述分流阀具有:与所述泵的出口流体连通的入口 ；与所述热水器的入口流体连通的第一出口 ；和第二出口 ；
[0093]至少一个太阳能电池板，所述太阳能电池板具有与所述分流阀的第二出口流体连通的入口和与所述箱的第二入口流体连通的出口 ；和
[0094]控制器，所述控制器适于选择性地启动所述第二泵并且控制所述分流阀，以将水导向所述第一出口从而使水在所述热水器与所述箱之间循环或将水导向所述第二出口从而使水在所述至少一个太阳能电池板与所述箱之间循环。
[0095]所述分流阀优选包括与大气流体连通的第三出口。
[0096]所述箱的第一出口优选位于或靠近所述箱的顶部。所述箱的第二出口优选位于或靠近所述箱的底部。所述箱的第一入口优选位于或靠近所述箱的顶部。所述箱的第二入口优选位于或靠近所述箱的中部。
[0097]在第十二方面，本发明提供了一种操作热水系统的方法，所述方法包括:
[0098]启动栗；
[0099]将水从所述泵的出口导入:
[0100](I)即热式热水器的入口 ；
[0101]响应于水流通过所述热水器而启动所述即热式热水器；
[0102]将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；和/或
[0103](2)将水从所述泵的出口导向至少一个太阳能电池板的入口 ；
[0104]将热水从所述至少一个太阳能电池板的出口导向储水箱的入口 ；和
[0105]将水从所述箱的出口导向所述至少一个太阳能电池板的入口 ；
[0106]由此，使所述箱中的水能够经由所述即热式热水器和/或所述至少一个太阳能电池板进行循环，以便在需要时加热所述箱中的水。
[0107]根据第二到第十二方面所述的系统优选包括与所述控制器通信的至少一个水箱温度传感器。在一种形式中，系统包括靠近所述箱的顶部的第一水箱温度传感器，和靠近所述箱的底部的第二水箱温度传感器。在另一种形式中，系统还包括靠近所述箱的中部的第三水箱温度传感器。所述控制器优选适于利用所述第一、第二及第三温度传感器中的至少两个、更优选为三个来确定在整个水箱高度上的温度梯度。【专利附图】
【附图说明】
[0108]现在仅作为示例参考附图来描述本发明的优选实施例，其中:
[0109]图1为水加热系统的第一实施例的示意图；
[0110]图2a为水加热系统的第二实施例的第一种形式的示意图；
[0111]图2b为水加热系统的第二实施例的第二种形式的示意图；
[0112]图3为水加热系统的第三实施例的示意图；
[0113]图4为水加热系统的第四实施例的示意图；
[0114]图5为水加热系统的第五实施例的示意图；
[0115]图6为水加热系统的第六实施例的示意图；
[0116]图7为水加热系统的第七实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0117]图1显示了第一实施例中的水加热系统10，其包括即热式燃气热水器12，优选为
4、5或6星级。在检测到水流通过热水器12时，热水器12中的燃烧器自动启动。系统10还包括(缓冲)储水箱14，其体积优选为4-50升。箱14由绝缘材料16包住。热水器12具有入口 18和出口 20。箱14具有入口 22和出口 24。热水器12的入口 18连接到水源供给(mains water supply)管26。热水器12的出口经由管28连接到箱14的入口 22。箱14的出口 24经由管30连接到由用户控制的出口装置，诸如热水龙头(未显示)。
[0118]当用户最初打开水龙头时，水从水源供给管26流入热水器12中并且在热水器中通过燃气燃烧器进行加热。然后，热水经管28流入箱14中，并且在注满箱14之后经管30流向用户。之后，当用户致动热水供给时，就可从保存在箱14中的热水容量中抽取热水。这样的有利之处在于，当箱14中的水保持足够的热度时，用户无需等待冷水被加热之后才供给他们。这样，系统10就能够比前面描述的现有系统更加快捷地给用户提供热水，从而减少了用户在其他情况下等待热水到达水龙头时所浪费的水量。系统10还避免了用户等待时要用的所用燃气的浪费。这种结果可通过将箱(或多个箱)安装在由用户控制的出口(或出口)附近来进行优化。虽然箱14并不需要绝缘材料16，但是绝缘材料16可改善对供给到箱14中的热水的能量的保持。还应该指出，通过热水器12在水源(mains)下输送水的容量来限制水离开箱14的流动速度。
[0119]图2a显示了第二实施例中的水加热系统的第一种形式40a。水加热系统40a类似于图1所示的水加热系统10，相同的特征用相同的附图标记来表示。然而，水加热系统40a还包括控制器42。控制器42从安装在箱14中部附近的传感器44接收指示(4_50升)箱14中的水的温度的信号。控制器42还连接到热水器12上，并且能够响应水流来控制是否启动热水器12。当热水器12并不响应于水流而自动启动时，则其可以更加简单并因此更加便宜。
[0120]如果传感器44向控制器42指示水的温度为大约55摄氏度或更低，则控制器42启动热水器42。如果传感器44向控制器42指示水的温度在大约55摄氏度和大约75摄氏度之间，则控制器42不启动热水器42，或者如果热水器12正在工作则将其关停。
[0121]图2b显示了水加热系统的第二实施例的第二种形式40b，其更适用于容积为50-400升的箱。水加热系统40b类似于图2所示的水加热系统40a，相同的特征用相同的附图标记来表示。然而，在水加热系统40b中，控制器从分别安装在箱14顶部及底部附近的第一及第二传感器44a和44b接收指示箱14中的水的温度的信号。
[0122]如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为大约55摄氏度或更低，则控制器42启动热水器42。如果第一 /顶部传感器44a向控制器42指示水的温度为大约75摄氏度或更高，则控制器42不启动热水器42，或者如果热水器12正在工作则将其关停。如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为大约55摄氏度或更高，并且第一/顶部传感器44a向控制器42指示水的温度为大约75摄氏度或更低，则控制器42不启动热水器12，或者如果热水器12正在工作则将其关停。双传感器44a和44b提高了对热水器40b控制的灵敏度和精度。
[0123]系统40a和40b以与参照水加热系统10描述的方式相同的方式减少了水的浪费。由于燃气在上述条件下并未供给至热水器12，否则如上所述这些燃气将被浪费掉，因此系统40a和40b还减少了燃气浪费。
[0124]图3显示了第三实施例中的水加热系统50。水加热系统50类似于图2a和图2b所示的水加热系统40a和40b，相同的特征用相同的附图标记来表示。然而，在水加热系统50中，控制器42还连接到泵52。箱14还包括经由管58连接到泵52的入口 56的附加出口 54。泵52的出口 60经由管62连接到水源供给管26。
[0125]如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为大约55摄氏度或更低，则控制器42启动热水器42。如果第一 /顶部传感器44a向控制器42指示水的温度为大约75摄氏度或更高，则控制器42不启动热水器42，或者如果热水器12正在工作则将其关停。如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为大约55摄氏度或更高，并且第一/顶部传感器44a向控制器42指示水的温度为大约75摄氏度或更低，则控制器42不启动热水器42，或者如果热水器12正在工作则将其关停。
[0126]此外，控制器42可响应用户的指令而启动热水器12和泵52，并且使水在箱14和热水器12之间循环以便预热箱14中的水量。这对于具有相对较大的存储容量——例如50-400升——的箱14来说是特别有利的特征。
[0127]在该实施例中，控制器42判断箱14中的水是否已经由于使用或者由于热损失而冷却，并且有利地相应做出反应。该实施例同样允许在需要时(例如，为了稳定箱14中的水的温度)对箱14中整体水量进行预热，然后以水源供给流速供给(例如，供给浴缸)。由于水源供给流速高于即热式热水器的流速，因此这在许多情况下是有利的。
[0128]泵52的速度取决于所期望的热水器12出口温度。期望的热水器出口温度取决于热水器12的设计和入水温度。例如一般而言，对于给定的比方说70摄氏度的出口温度以及10度的流入水源供水温度，将泵速设置得相对较低，以便增加水的停留时间并使热水器12中的传热速率的效率最大化。然而,如果水源入水温度为30摄氏度，则将增大泵52的速度以便使热水器12中的传热最大化。周围空气也会影响泵的速度，但是其影响程度较小。
[0129]为了改变和控制水通过热水器12的停留时间进而改变和控制其最终温度，控制器42也可改变泵52的速度。此外，对泵52的速度的控制可用于影响箱14中的水的混合(层化)量及温度的降低。例如，一般而言，非常高的流速——例如12升每分钟——将使进入箱14的热水与箱14中已有的水混合。然而，相对较低的流速一例如5升每分钟一使得热水基本上不与箱14中已有的水混合，而是在箱14内形成层化或分层。在这些层中，箱14中最热的水有利地最靠近出口 24，并由此最靠近用户。
[0130]通过简单控制泵的速度来控制水的温度由于不再需要例如通过改变燃气流量、火焰强度和/或火焰大小来调节水的加热所需的相对昂贵的控制电子元件，因此能够降低水加热系统50的成本。而热水器12可在恒定的(高效率的)热度下运行，并且只是被打开或关断。
[0131]图4显示了第四实施例中的水加热系统70。水加热系统70类似于图2a和图2b所示的水加热系统40a和40b，除了控制器42被连接到分流阀72。阀72包括:连接到水源供给管26的入口 72a ;经由管74连接到热水器12的入口 18的第一出口 72b ;和经由管76连接到管28进而连接到泵14的入口 22的第二出口 72c。控制器42可控制阀72以将来自水源供给管26的水从入口 72a导向第一出口 72b或第二出口 72c。在该实施例中，热水器12在检测到有水流通过热水器时自动启动。
[0132]如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更低，则控制器42会控制阀72从而使来自水源供给部76的水转而流向第一出口 72b，并因此流向热水器12的入口 18。如上所述，热水器12在感测到由于例如用户打开热水龙头而导致有水流通过热水器时自动启动。
[0133]如果第二 /底部传感器44b向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更高，并且第一 /顶部传感器44a向控制器42指示水的温度为大约75摄氏度或更低，则控制器42控制阀72而将水从水源供给部26导向第二出口 72c，并因此直接导向箱14的入口 22。
[0134]至于加热器40，当控制器42感测到箱14中的水已足够热时，则其控制阀72从而将水从水源供给部26导向第二出口 72c，并因此导向箱14的入口 22。因此，这些水量并不通过热水器12，因此热水器12并不启动，从而减少了燃气的使用。
[0135]同样以与关于水加热系统40a和40b所描述的相同方式减少了水的使用。
[0136]除了前面所述的燃气及水的节省之外，热水器70还具有附加的优点，S卩，由于热水器12在感测到有水流通过时只是简单地自动启动并且以全容量运行，因此可实现非常简单且便宜的热水器12，而无需控制部件。
[0137]图5显示了第五实施例中的水加热系统80。水加热系统80具有与先前所示的水加热系统相同的部件，因此还是用相同的附图标记来表示相同的特征。水加热系统80具有总体上用附图标记82来指示的燃气(即热式)水加热回路和总体上用附图标记84来指示的太阳能水加热回路。燃气回路82包括泵84，其具有经由管88连接到热水器12的出口 20的入口 86和连接到大约位于箱14的中间位置处的入口 92的出口 90。箱14还包括经由管96连接到热水器12的入口 18的附加出口 94。太阳能回路84包括太阳能电池板98和泵100。泵100的出口 102经由管106连接到太阳能电池板98的入口 104。太阳能电池板98还具有经由管112连接到箱14的附加入口 110的出口 108。泵100还具有经由管118连接到出口 116的入口 114。水源供给管26呈T字形进入管118中。系统80还包括靠近箱14中部的第三温度传感器44c和位于太阳能电池板98的出口处的第四温度传感器44d。传感器44c和44d都连接到控制器42。
[0138]当控制器启动第一泵84时，水在箱14的上部和热水器12之间循环，以便对水进行预加热。当控制器42启动第二泵100时，并且有足够的太阳能可用时，水在箱14的底部和太阳能电池板98之间循环，以便对水进行预加热。
[0139]一般而言，控制器42决定何时使泵84和100中的一个或两个工作，以便能最佳适应不同的期望需求。控制器42总是试图利用太阳能而不是燃气能来加热水。更具体地，如果传感器44d处的温度比传感器44c处的温度高大约4摄氏度，则控制器42将启动(太阳能回路84的)第二泵100。控制器42将保持启动第二泵102，除非传感器44d和传感器44b之间的温差小于大约4摄氏度，或者如果传感器44a指示水的温度为80摄氏度或更高。箱14下部中的温度为80度是可接受的，因为如果不使用热水则热量将会再分配到箱的上半部中。
[0140]如果第三/中间传感器44c向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更低，则控制器42启动(燃气回路82的)泵90。如果第一 /顶部传感器44a指示水的温度为大约75摄氏度或更高，则控制器42关停泵90。如果第三/中间传感器44c向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更高，并且第一 /顶部传感器44a指示水的温度为大约75摄氏度或更低，则控制器42不启动或关停泵90。
[0141]如果传感器44a指示水的温度为大约80摄氏度或更高，则关停第一泵90和第二泵102以防止过热。
[0142]此外，控制器42可以响应用户指令而启动热水器12及泵90，并且使水在箱14和热水器12之间循环以便预热或稳定箱14中的水量。这对于具有相对较大存储容量——例如50-400升——的箱14来说是非常期望的特征。
[0143]图6显示了第六实施例中的水加热系统120。水加热系统120类似于图5所示的水加热系统80，相同的部件用相同的附图标记来指示。然而，水加热系统120只包括单个泵122和具有入口 126、第一出口 128及第二出口 130的分流阀124。
[0144]当控制器42判定水应该通过燃气回路82循环时，则启动泵122，并且控制分流阀124以使水从入口 126转而流向第一出口 128，并进而经由管132流向热水器12的入口 18。热水离开热水器12的出口 20，并且经由管136供至箱14的入口 134。通过管140将水从箱的出口 138抽入泵122的入口 142。该泵还具有经由管146连接到分流阀124的入口 126的出口 144。
[0145]当控制器42判定水应该通过太阳能回路84循环时，则启动泵122，并且控制分流阀124以使水从入口 126转向至第二出口 130。第二出口 130经由管148连接到太阳能电池板98的入口 104。太阳能电池板98的出口 108经由管152连接到箱14的入口 150。
[0146]控制器42总是试图利用太阳能而不是燃气能来加热水。更具体地，如果传感器44d处的温度比传感器44c处的温度高大约4摄氏度，则控制器42将使水转向通过太阳能回路84。控制器42将保持水在太阳能回路84中流通，除非传感器44d和传感器44b之间的温差小于大约4摄氏度，或者如果传感器44a指示水的温度为85摄氏度或更高。箱14的下部中的温度为85度是可接受的，因为如果不使用热水则热量将会再分配到箱的上半部中。
[0147]如果第三/中间传感器44c向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更低，则控制器42将使水转向通过燃气回路。如果第一 /顶部传感器44a指示水的温度为大约75摄氏度或更高，则控制器42将关停泵122。如果第三/中间传感器44c向控制器42指示水的温度为55摄氏度或更高，并且第一 /顶部传感器44a指示水的温度为大约75摄氏度或更低，则控制器42将使水转向通过太阳能回路84。
[0148]此外，控制器42可以响应于用户指令而启动热水器12及泵122，并且使水在箱14和热水器12之间循环以便预热或稳定箱14中的水量。这对于存储容量相对较大——例如50-400升——的箱14来说是非常期望的特征。因为有规定，还期望有时对箱14进行杀菌(例如，用于军团杆菌(Iegionella)控制)。根据一些意见，这可以通过使用燃气回路82直到顶部传感器44a和中间传感器44c的温度指示为60摄氏度或更高来进行。可选地，根据其他意见，这可以通过使用燃气回路82直到顶部传感器44a和底部传感器44b(S卩，整个水箱14)指示为60摄氏度来进行。
[0149]图7显示了第七实施例中的水加热系统160。系统160类似于图6所示的系统120，因此相同的部件使用相同的附图标记来指示。然而，在系统160中，分流阀124还具有连接到管164的第三出口 162，该管164可以排放到大气中，或者用于收集以便再利用。如果控制器42判定环境温度低到足以冻结太阳能电池板98中的水并对其产生损害，则控制分流阀124以将水从入口 126引导至第三出口 162。这就使得太阳能电池板98中的水通过管164排空。也可执行排水来防止太阳能电池板98过热。这些排水操作在 申请人:于2008年10月3日提交的国际PCT专利申请N0.PCT/AU2008/001476中有描述，其相关内容通过交叉引用结合在本文中。
[0150]虽然已经参照具体示例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该理解的是，本发明还可以以许多其它形式来实施。例如，可用即热式电热水器来代替即热式燃气热水器，该电热水器使得能够节省电能而不是燃气。
【权利要求】
1.一种热水系统，包括: 具有入口和出口的储水箱；和 即热式热水器，所述即热式热水器具有与水源供水部流体连通的入口和与所述箱的入口流体连通的出口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动； 第一泵，所述第一泵具有与所述箱的附加出口流体连通的入口和与所述热水器的入口流体连通的出口 ；和 控制器，所述控制器适于根据用户指令而启动所述泵，使得将水从所述热水器的出口导向所述箱的入口并且从所述箱的第二出口导向所述热水器的入口，从而加热所述箱中的水。
2.如权利要求1所述的热水系统，其中，所述控制器适于改变所述泵的速度，以便改变通过所述热水器的水的停留时间，从而改变所述热水器出口处的水的温度。
3.如权利要求1或2所述的热水系统，其中，所述箱的所述附加出口位于或靠近所述箱的顶部，而所述箱的第二入口位于或靠近所述箱的底部。
4.如权利要求1或2所述的热水系统，其中，所述箱的所述附加出口位于或靠近所述箱的顶部，而所述箱的入口位于或靠近所述箱的中部。
5.一种操作热水系统的方法，所述方法包括: 启动泵以将水导入即热式热水器的入口； 响应于水流过所述即热式热水器而启动所述即热式热水器； 将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口 ；和 将水从所述箱的出口导向所述即热式热水器的入口； 其中，能够根据用户的指令使水经由所述即热式热水器进行循环从而加热所述箱中的水。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述方法还包括改变所述泵的速度，以便改变通过所述热水器的水的停留时间，从而改变所述热水器出口处的水的温度。
7.一种热水系统，包括: 储水箱，所述储水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口、第二出口和第三出口 ；即热式热水器，所述即热式热水器具有出口和与所述箱的第一出口流体连通的入口，所述热水器适于响应于水流通过所述热水器而启动； 第一泵，所述第一泵具有与所述热水器的出口流体连通的入口和与所述箱的第一入口流体连通的出口； 第二泵，所述第二泵具有出口和与所述水源供水部及所述箱的第二出口流体连通的入Π ； 至少一个太阳能电池板，所述太阳能电池板具有与所述第二泵的出口流体连通的入口和与所述箱的第二入口流体连通的入口 ；和 控制器，所述控制器适于选择性地启动所述第一泵和/或所述第二泵，并且使水分别在所述热水器与所述箱之间和/或在所述至少一个太阳能电池板与所述箱之间循环。
8.如权利要求7所述的热水系统，其中，所述箱的第一出口位于或靠近所述箱的顶部。
9.如权利要求7或8所述的热水系统，其中，所述箱的第二出口位于或靠近所述箱的底部。
10.如权利要求7到9中任意一项所述的热水系统，其中，所述箱的第三出口位于或靠近所述箱的顶部。
11.如权利要求7到10中任意一项所述的热水系统，其中，所述箱的第一入口位于或靠近所述箱的中部。
12.如权利要求7到11中任意一项所述的热水系统，其中，所述箱的第二入口位于或靠近所述箱的中部。
13.一种操作热水系统的方法，所述方法包括: 启动第一泵以将水导入即热式热水器的入口； 响应于水流通过所述即热式热水器而启动所述即热式热水器； 将热水从所述即热式热水器的出口导向储水箱的入口； 将水从所述箱的出口导向所述即热式热水器的入口； 启动第二泵以便将水导入至少一个太阳能电池板的入口； 将热水从所述至少一个太阳能电池板的出口导向储水箱的入口 ； 将水从所述箱的出口导向所述至少一个太阳能电池板的入口 ； 由此，使所述箱中的水能够经由所述即热式热水器和/或所述至少一个太阳能电池板进行循环，以便在需要时加 热所述箱中的水。
【文档编号】F24D19/10GK103604208SQ201310499097
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2009年11月3日 优先权日:2008年12月9日
【发明者】帕特里克·普塞尔 申请人:达克斯制造有限公司