一种储水式电热水器的节能节水辅助装置的制作方法

本发明涉及储水式电热水器领域，具体为一套节能节水辅助装置。

背景技术：

为了响应国家节能减排的号召，节约已经成为每一个人日常生活中都不得不认真面对和思考的问题。现如今随着人们生活水平的提高，热水器已经成为生活必备的家用电器，市面上主要有即热式和储水式两大类热水器，其中即热式包括燃气热水器和即热电热水器，这类热水器虽然可以实现即热出水，流量大又不限人数，但是燃气热水器受限于要考虑燃气管道的布置，对安装要求极为苛刻；另外即热式电热水器耗电量惊人，且需要专门额外走线，对于普通家用而言很不划算。而储水式热水器一般即指的是储水式电热水器，由于其价格低，结构简单，安装和布线要求不高，烧水速度较慢故功耗适中，使用方便，符合绝大多数普通家庭的日常用水需求，这使得储水式电热水器在家用热水器中脱颖而出，成为用户的首选。然而这种热水器也并不是十全十美的，一方面每次使用之前，管道冷水需要放出，然后冷热水才能通过混水阀流出温水。另一方面即便流出了混合的温水，往往温度也不一定合适，需要手动调凉或者再热些，这一部分热水和加热它的电能事实上也是浪费掉了。

发明专利CN205536581U公开了一种由细芯保温高压管为核心装置，经过流量微动开关、增压泵连通出水管和水箱的新型节能节水热水器，该系统实际上并不复杂，具有一定程度的节能节水效果，但是所用的管道一方面需要额外特制，另一方面管道并不是密闭容器，保温效果很难达到理想要求。现有公开的热水器技术中，专利 CN105928189A公开了一种节能节水储水式热水器。原理上，该热水器管路通过温度传感器将冷热水通过两位三通电磁阀分流至水箱的冷水入口和热水出口，无需特制器件，对调温期间的流动水也有节水节电作用，但是一方面该系统并没有提及一次使用结束后管内热水的回收，另外如果用户较长时间没有调节到合适水温的话，那么将会出现较多冷水进入储水箱的可能，使得水箱内热水温度降低的更快，而前期调好的水温很可能在使用期间温度变化又要调整，对温度敏感的用户而言使用并不方便。现有市面上较新的半储水半即热式热水器集合了二者的优点，缓解了储水式热水器的缺陷--流量有限，又兼顾了即热式热水器出热水慢的缺点，但是这种系统往往过于复杂，价格高昂，维护麻烦，即热式电热水器的功率大问题没有得到根本的改善，燃气热水器安装还是要对燃气管路的布置妥协。

技术实现要素：

要解决的技术问题

针对常见的储水式电热水器在使用过程中普遍存在的冷水浪费，热电浪费的现象，本发明提出一种基于储水式电热水器的节能节水装置，通过引出一条回流管路经水泵、温控开关和两位三通电磁阀的配合作用使得在用水初调节温度期间不浪费水，并在用水结束后用回流泵及时把管道内的温水打回储水箱，理论上具有明显的节能效果，也降低了管道生锈结垢的可能。

技术方案

本发明解决技术问题所采用的方案是：在普通的家用储水式电热水器混水阀下游布置套节能节水辅助装置，它包括闭环回流机构和温度控制分流模块两部分组成；其特征是：储水式电热水器喷头前端布置一个三通切换阀并引出一条回流管道，该回流管路上依次安装有压力微动开关、回流泵、温度控制模块及两位三通电磁阀，其中两位三通电磁阀引出两条支路，一路接入储水箱的热水区域，另一路接入混水阀的冷水管前端。

所述闭环回流机构由外接电源、三通切换阀、压力微动开关、第一继电器、小型隔膜泵、温度控制分流模块组成。其中三通切换阀具体为一个一进两出的带手柄“T”型球阀，任取其中一个出水管口引出回流管道，并在回流管道入口处安装一个压力微动开关，用于监测三通换向阀状态，压力微动开关经第一继电器连接并控制回流泵，回流泵出口连接温度控制分流模块，回流泵驱动管内水路经过两位三通电磁阀流向混水阀前端，需要注意回流泵后压力应该稍高于自来水管压力，才能确保水管内存留的水能优先于冷水管前端打入储水箱。

所述温度控制分流模块由外接电源、温度传感器、第二继电器、两位三通电磁阀以及管路组成。其中温度传感器和两位三通电磁阀需要外接电源供电，温度传感器具体为一个温控开关，其热敏探头固定于封堵内，并通过螺纹旋入三通管内的一个管口，可以监测管路水温并做出控制动作。当管内水温低于定义的合适温度时，温控电源断电，控制两位三通电磁阀切A挡，冷水打入混水阀的冷水管前端；当水温过热时，温控电源通电，控制两位三通电磁阀切换至B挡，将过热水回收至储水器内热水区域。整个调节水温的过程中，用户不需要打开喷头。

有益效果

相比较传统的储水式电热水器来说，所述改进装置具有以下效果：

1.用户往用水前还要花费片刻调节水温，而加热水所消耗的电也随之白白浪费，本装置通过回流机构将调水温过程可能浪费的水根据温度分类加以回收。

2.本发明可以确保热水器使用结束后水管内的热水可以及时打回储水器，减少热量损耗，也减少了热水管路容易锈蚀和结垢的可能性。

3.本发明为广大储水式电热水器节能优化提供一种设计思路，不局限热水器的具体型号，对于多种工作情况也普遍适应，适用性广。

附图说明

图1：总系统结构图；

图2：闭环回流机构；

图3：温控分流机构；

图4：系统机构原理框图；

图中：1.储水箱 2.冷水管减压阀 3.交流电源 4.混水阀 5.三通切换阀 6. 压力微动开关 7.第一继电器 8.回流泵 9.花洒喷头 10.两位三通电磁阀 11.第二继电器 12.温度传感器 13.电源适配器

具体实施方式

本实施例是一种储水式电热水器的节能节水辅助装置。

参阅图1和图4，本实施例一种储水式电热水器的节能节水装置，由储水箱1、冷水管减压阀2、交流电源3、混水阀4、三通切换阀5、压力微动开关6、第一继电器7、回流泵8、花洒喷头9、两位三通电磁阀10、第二继电器11、温度传感器12、电源适配器 13组成；自来水前端引出两条管路，一条经减压阀2连通混水阀4的入口A，另一条接通储水箱1，再从储水箱1引出管路连接至混水阀4的入口B，在混水阀4的出水口下游安装一个“T型”三通换向阀5，三通换向阀5的回路出口B下游紧跟压力微动开关6，在回流管路的压力微动开关6下游安装回流泵8、温度传感器12和两位三通电磁阀10。热水器自带的水路水管可以采用4分水管与混水阀4、减压阀2通过螺纹连接，利用金属卡和螺钉固定在浴室墙壁上，混水阀4下游的出水管路宜采用金属软管材料以方便取放喷头9，接头处配合使用密封胶袋以确保在实际压力下不漏水。

参考图1和图2，首先储水箱1、冷水管道的减压阀2、混水阀4是普通储水式电热水器原有材料无需赘述。从三通切换阀5引出的回流管路中，最先安装压力微动开关6，微动开关可以选用一进一出直阀形式开关，当三通切换阀5切到回流路，引起压力变化触发开关6，压力微动开关6通过第一继电器7控制回流泵8的启动，可以确保三通切换阀5切到回流挡CB后即刻推动水在管内循环流动。由于用户在调温期间水温总会有过高、过低的浮动，那么在回流泵8后布置一个温度控制分流模块12，可采用带有螺纹的热敏开关固连入三通管的一个管口，对来流水温进行判断，并配合两位三通电磁阀10 采取分流回收措施。回流管路在用户在用水初期调节水温期间能有效回收热水，用户通过触摸三通切换阀5的外壳温度即可判断水温是否合适，从而切换直出挡CA使花洒正常出水，当用户用水结束后关闭混水阀4，将三通切换阀5再次切换到BA通，再次启动回流泵8，可以将混水阀4下游到花洒喷头9之间管道内热水全部由泵8抽回储水箱1。值得注意的是，当回流泵8抽水过程中外部空气由花洒喷头进入管内补充压力，最后确保管路中没有热水存留。

参阅图1和图3，温度控制分流模块中，两位三通电磁阀10、温度传感器12都需要匹配的电源适配器14供电。回流泵8将混水阀4下游以及回流路的水抽取过来流经温度传感器12，可定义温度开关在温度达到45℃通电，低于45℃断电，受温度传感器12和第二继电器11控制的两位三通电磁阀10定义通电切B挡出水，水管连通储水器热水区，因为热水密度较冷水小，所以热水通入高水位区域可以减少冷热水在储水器1内混合造成热量损失；断电切A挡出水，水管连通混水阀4前端的减压阀 2入口，即被温控模组12判断为凉水的这部分水再次通过混水阀4与热水混合。

本发明所设计的储水式电热水器的节能节水辅助装置采用闭环回流和温度控制分流模块的配合，回收节约了使用热水器初期调整水温所浪费的热水，并在用户用水结束后又能通过手动控制及时将水管内的热水回收到储水箱内，操作难度不大，减少热量损失的同时，也减少了热水管道以及管路接头易锈蚀、结垢的可能性。