一种具有预热超温保护的零冷水控制方法及其控制装置与流程

1.本发明涉及零冷水控制技术领域，具体涉及一种用于燃气采暖热水炉的具有预热超温保护的零冷水控制方法及其控制装置。


背景技术：

2.燃气采暖热水炉，也称作壁挂炉，是指利用燃气燃烧把水加热到一定温度，通过暖气管道、散热器等设备，来实现供暖要求的热水锅炉，属于民用生活锅炉的范畴。目前，燃气采暖热水炉的技术较为稳定，但如何提高燃气采暖热水炉的生活热水舒适性是壁挂炉行业的发展趋势。零冷水功能是体现热水器、燃气采暖热水炉的舒适洗浴的一大亮点，热水器的零冷水功能是通过系统水直接与燃气主换热器换热，热水器的火力大小对生活热水的影响较大，而燃气采暖热水炉的生活热水是与采暖热水换热而得，即燃气采暖热水炉的生活热水与火力大小是间接关系，火力大小的波动通过采暖热水的缓冲，对生活热水的影响较小，其基本原理为：启动零冷水预热功能时，转为生活热水模式，生活热水内置循环泵运转，驱动热水管、出水管的存水通过板式换热器循环流动，与采暖热水换热，实现生活热水预热。因此，热水器的零冷水功能与燃气采暖热水炉的零冷水功能是两种不同的控制模式。
3.目前，现有零冷水燃气采暖热水炉的生活热水在预热过程中，当出水温度达到程序预热温度时，则关闭循环泵，退出预热，转为采暖模式。然而在预热过程的中后期，由于板式换热器内积累了较多高温的采暖热水和生活热水，在生活热水使用时，此时出水温度往往会高于预热温度，并且超过预热温度的5-8℃，若此时打开生活热水龙头，会流出一段较烫的热水(可高达50℃)，严重时可能引起烫伤事故，影响用户洗浴体验。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明目的之一提供一种具有预热超温保护的零冷水控制方法，解决上述传统的问题，其可有效地防止预热过程中循环管路的水温过高，有效地提升用户的用水体验及安全性。
5.本发明目的之二提供一种采用该具有预热超温保护的零冷水控制方法的控制装置。
6.本发明目的之一采用如下技术方案实现：
7.一种具有预热超温保护的零冷水控制方法，包括如下步骤：
8.s1:设定预热模式，输入进水预设启动温度范围t
启动
、预设停止超温温差范围t
温差
和零冷水预设加热时间t；
9.s2:根据t
启动
和t
温差
，计算得到零冷水预热出水熄火温度t
停止
；
10.s3:启动零冷水预热循环，切换为生活热水预热模式；
11.s4:若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，和/或达到零冷水预设加热时间t时，停止生活热水预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求；若否，则继续预热，零冷水循环泵在零冷水预设加热时间t内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和
生活热水出水温度；
12.s5:若达到零冷水预设加热时间t时，停止零冷水循环泵，结束预热，切换为采暖模式。
13.优选地，在步骤s2中，t
停止
＝t
启动
+
△
t，
△
t＝(t
进水max-t
进水min
)-(t
温差max-t
温差min
)+t
温差min
，其中，
△
t为超温停止温差，t
进水max
为进水最高停止温度，t
进水min
为进水最低停止温度，t
温差max
为最高停止超温温差，t
温差min
为最低停止超温温差。
14.优选地，t
启动
＝32℃-42℃；t
温差
＝2℃-10℃。
15.优选地，步骤s4包括如下控制模式：
16.s40：若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，但未达到零冷水预设加热时间t时，生活热水预热停止，由生活热水预热模式切换为采暖模式，零冷水循环泵在零冷水预设加热时间t内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和生活热水出水温度；
17.s41：若达到零冷水预设加热时间t，但生活热水回水温度t
回
＜t
停止
时，停止零冷水循环泵，结束预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求；
18.s42：若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，且达到零冷水预设加热时间t时，停止零冷水循环泵，结束预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求。
19.优选地，在步骤s40中，在零冷水预设加热时间t内，若生活热水回水温度t
回
≤t
启动
，则重新切换为生活热水预热模式，直到生活热水回水温度t
回
＝t
停止
，或达到零冷水预设加热时间t。
20.优选地，在步骤s41、步骤s42和步骤s5中，若此时有零冷水需求，满足零冷水单次预热启动条件时，启动零冷水单次预热循环，切换为生活热水单次预热模式，当生活热水回水温度t
回
≥t
停止
时，停止单次预热，切换为采暖模式，零冷水循环泵在单次预设加热时间t0内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和生活热水出水温度；若否，则继续单次预热。
21.优选地，零冷水单次预热启动条件为：打开热水龙头，3s-9s内关闭，确保水流量大于3.5l/min；单次预设加热时间t0为10min-30min。
22.优选地，在步骤s41、步骤s42和步骤s5中，达到零冷水预设加热时间t时，零冷水循环泵需再循环t’后才停止。
23.优选地，t’＝1min-3min。
24.本发明目的之二采用如下技术方案实现：
25.一种控制装置，包括燃气采暖热水炉、采暖循环管路、生活热水供水管路及控制器，所述采暖循环管路与所述生活热水供水管路通过所述燃气采暖热水炉内的板式换热器进行换热，所述生活热水供水管路上设有与所述控制器电性连接的生活热水回水温度传感器、生活热水出水温度传感器、零冷水循环泵及零冷水循环控制阀；所述控制器包括上述所述的具有预热超温保护的零冷水控制方法。
26.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
27.本发明的具有预热超温保护的零冷水控制方法通过进水预设启动温度范围、预设停止超温温差范围和零冷水预设加热时间等参数设置，并通过内设的计算方式，得到符合燃气采暖热水炉的零冷水预热出水熄火温度，以及生活热水预热模式，实现了零冷水预设温度超温防护功效，有效地防止了预热过程水温过高，提升用水安全性和用水体验，避免热水烫伤事故发生。
附图说明
28.图1为本发明的控制装置的第一工艺流程示意图；
29.图2为本发明的控制装置的第二工艺流程示意图；
30.图3为本发明的一较佳实施例的具有预热超温保护的零冷水控制方法的流程图。
31.图中：10、燃气采暖热水炉；11、板式换热器；12、主换热器；13、零冷水循环泵；14、采暖循环水泵；20、采暖回水管；22、采暖供水管；23、采暖设备；24、采暖循环回水管；30、生活水管；31、生活水换热管；32、生活热水出水管；33、零冷水循环控制阀。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
35.请参阅图1和图2，为本发明一较佳实施例的用于供暖和供热水的控制装置，该控制装置包括燃气采暖热水炉10、采暖循环管路、生活热水供水管路及控制器，采暖循环管路与生活热水供水管路通过燃气采暖热水炉10内的板式换热器11进行换热。
36.具体的，采暖循环管路包括依次连接的采暖回水管20、采暖循环水泵14、主换热器12、采暖供水管22及采暖设备23，采暖循环水泵14、主换热器12设于燃气采暖热水炉10内，采暖回水管20与采暖供水管22之间设有具有三通控制阀的采暖循环回水管24，采暖循环回水管24上安装有与生活热水供水管路的生活热水换热的板式换热器11，其中，采暖循环水泵14设于采暖回水管20上，采暖循环水泵14的前端连接有缓冲水箱及排气管；采暖循环回水管24设有单向阀，避免采暖回水管20的冷水回流至采暖供水管22中；主换热器12设于燃气采暖热水炉10的燃气燃烧器的上端，通过燃气燃烧器对其进行加热。
37.生活热水供水管路包括依次连接的生活水管30、生活水换热管31、零冷水循环泵13、生活热水出水管32及零冷水循环控制阀33，零冷水循环泵13设于燃气采暖热水炉10内，生活热水出水管32连接有生活热水用户，生活水换热管31设于板式换热器11内，用于与采暖循环管路的采暖循环回水管24进行换热，零冷水循环泵13设于板式换热器11的出水端，即零冷水循环泵13设于生活热水出水管32上，零冷水循环控制阀33用于连接生活水管30与生活热水出水管32。其中，生活水管30连接有经软水机净化后的自来水管，生活水管30通过自来水补充管与采暖回水管20相连，以补充采暖循环系统中的水。
38.零冷水循环控制阀33在系统上的安装方式分为无回水管和有回水管的两种运行模式，如图1所示，无回水管模式：零冷水循环控制阀33包括第一控制阀和第二控制阀，第一
控制阀设于最远用水点上，一般为淋浴设备，第二控制阀设于自来水管与生活水管30的相连处，用于控制自来水的输入，使生活水管30与用户的供冷水管为同一条水管，以节约水管布管量。如图2所示，有回水管模式：生活热水供水管路还包括与生活热水出水管32和生活热水用户之间相连的回水管，生活水管30的一端通过零冷水循环控制阀33与回水管相连，生活水管30的另一端与自来水管相连，自来水管的末端连接生活冷水用户。
39.控制器用于控制整个系统的运作，以实现供暖和零冷水功能。该控制器包括具有预热超温保护的零冷水控制方法，以控制燃气燃烧器的燃气阀、三通控制阀、采暖循环水泵14、零冷水循环泵13、零冷水循环控制阀33的开启和关闭，并通过采集温度参数，实现预热超温保护的零冷水循环。为了实现上述功能，生活水管30上设有生活热水回水温度传感器，生活热水出水管32上设有生活热水出水温度传感器，用于采集板式换热器11前后的生活热水进出口的温度参数，配合各阀门、泵的启停以进行工作。
40.优选地，该零冷水控制方法包括如下步骤：
41.s1:设定预热模式，输入进水预设启动温度范围t
启动
、预设停止超温温差范围t
温差
和零冷水预设加热时间t；
42.s2:根据t
启动
和t
温差
，计算得到零冷水预热出水熄火温度t
停止
，其中，t
停止
＝t
启动
+
△
t，
△
t＝(t
进水max-t
进水min
)-(t
温差max-t
温差min
)+t
温差min
，
△
t为超温停止温差，t
进水max
为进水最高停止温度，t
进水min
为进水最低停止温度，t
温差max
为最高停止超温温差，t
温差min
为最低停止超温温差，t
进水max
、t
进水min
通过t
启动
和t
温差
计算得到，如t
进水max
＝t
启动max
+t
温差max
，t
进水min
＝t
启动min
+t
温差min
，即
△
t＝t
启动max-t
启动min-t
温差min
，通过t
启动
和t
温差
的设置，使热水进水温度符合用户要求，同时热水出水温度符合用户的超温预设，保证最舒适的洗浴舒适温度需求。其中，优选地，t
启动
＝32℃-42℃；t
温差
＝2℃-10℃。
43.s3:启动零冷水预热循环，切换为生活热水预热模式；具体地，用户输入预热指令，燃气采暖热水炉10从采暖模式切换为生活热水预热模式，通过三通控制阀和采暖循环水泵14的作用，使采暖循环系统形成内循环，并通过板式换热器11对生活热水供水系统进行加热，生活热水供水系统开始预热，通过零冷水循环泵13的作用，使生活热水供水系统的热水进行内循环。
44.s4:若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，和/或达到零冷水预设加热时间t时，停止生活热水预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求。若否，则继续预热，零冷水循环泵13在零冷水预设加热时间t内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和生活热水出水温度；即若生活热水回水温度t
回
＜t
停止
，或未到达零冷水预设加热时间t时，继续加热生活热水。以便于进行超温熄火保护，避免出现预热过程中出水温度过热。
45.具体的，如图3所示，上述步骤包括如下几个控制模式：
46.s40：若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，但未达到零冷水预设加热时间t时，生活热水预热停止，由生活热水预热模式切换为采暖模式，零冷水循环泵13在零冷水预设加热时间t内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和生活热水出水温度；其中，在零冷水预设加热时间t内，若生活热水回水温度t
回
≤t
启动
，则重新切换为生活热水预热模式，直到生活热水回水温度t
回
＝t
停止
，或达到零冷水预设加热时间t。
47.s41：若达到零冷水预设加热时间t，但生活热水回水温度t
回
＜t
停止
时，停止零冷水循环泵13，结束预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求；
48.s42：若生活热水回水温度t
回
≥t
停止
，且达到零冷水预设加热时间t时，停止零冷水循环泵13，结束预热，由生活热水预热模式切换为采暖模式，并实时监控用户热水需求；
49.s5:若达到零冷水预设加热时间t时，停止零冷水循环泵13，结束预热，切换为采暖模式。
50.在另一实施例中，在步骤s41、步骤s42和步骤s5中，若此时有零冷水需求，满足零冷水单次预热启动条件时，启动零冷水单次预热循环，切换为生活热水单次预热模式，当生活热水回水温度t
回
≥t
停止
时，停止单次预热，切换为采暖模式，零冷水循环泵13在单次预设加热时间t0内继续工作，并实时监控生活热水回水温度和生活热水出水温度；若否，则继续单次预热。其中，零冷水单次预热启动条件为：打开热水龙头，3s-9s内关闭，确保水流量大于3.5l/min；单次预设加热时间t0为10min-30min，单次预设加热时间根据打开热水龙头的时间的长短，匹配合适的单次预设加热时间，单次预设加热时间与打开热水龙头的时间为正比例线性关系，如打开热水龙头的时间为3s，则单次预设加热时间t0为10min；打开热水龙头的时间为6s，则单次预设加热时间t0为20min；打开热水龙头的时间为9s，则单次预设加热时间t0为30min。
51.进一步地，在步骤s41、步骤s42和步骤s5中，达到零冷水预设加热时间t时，零冷水循环泵13需再循环t’后才停止。其中，t’＝1min-3min。以确保热水循环再次运行时，热水管内无较高温度的热水。
52.上述具有预热超温保护的零冷水控制方法通过进水预设启动温度范围、预设停止超温温差范围和零冷水预设加热时间等参数设置，并通过内设的计算方式，得到符合燃气采暖热水炉10的零冷水预热出水熄火温度，以及生活热水预热模式，实现了零冷水预设温度超温防护功效，有效地防止了预热过程水温过高，提升用水安全性和用水体验，避免热水烫伤事故发生。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。