[發明專利]一種用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置及方法

有效

• 申請號: 201510426827.3
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN104949358B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 喻鵬;方超;王青山;劉曉鈺;歐明鑫
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F24J2/40
• 分類號: F24J2/40
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于自動控制裝置技術領域，具體涉及一種用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置及方法。

背景技術

當今太陽能熱水器被廣泛使用，太陽能熱水器通過太陽能加熱冷水使其溫度升高，但由于加熱一直持續直到沒有太陽能供給，即無法控制太陽能加熱的時間，以至于太陽能熱水器加熱的水溫度會一直升高到一個較高的值，對于用戶來說就需要在使用時調節閥門使冷、熱水混合來達到一個適宜的水溫，不僅操作繁瑣，而且水溫變化幅度大。同時，使用太陽能熱水器時，由于太陽能熱水從樓頂接入室內，熱水管道較長，管道中殘余的熱水會迅速冷卻，變成管道殘余冷水，用戶使用熱水時需先放掉這部分冷卻的水，導致水資源浪費。

針對管道殘余冷水問題，目前主要的處理方法是通過水泵將管道殘余冷水抽回至加熱處進行再次加熱，但是存在能量浪費、管道布置復雜的缺陷。而針對水溫調節的問題，目前主要的產品是通過熱敏元件的熱脹冷縮的機械調節方式調節冷、熱水各自混合量以調節水溫，但是無法實現準確控制水溫，并且在水壓變化的情況下，熱敏元件反復伸縮，容易導致產品的使用壽命降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置及方法，以改善現有技術中存在的缺陷。

為實現上述目的，本發明的一種用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置，包括來水分離管道系統、水溫控制體統、自來水管道系統、控制系統以及用水管道系統：

來水分離管道系統主要由用于接收太陽能熱水器加熱的水的主管道、以及與主管道連通的第一支管道、第二支管道構成，主管道內部設有主管道溫度傳感器，第一支管道上設有第一電磁閥，第二支管道上設有第二電磁閥；

水溫控制系統主要由混合箱、熱水水箱、自來水水箱、熱水進水小管道、自來水進水小管道、混合箱殘余水回收管道以及儲水箱構成，混合箱內部設有混合箱溫度傳感器，熱水進水小管道為若干個并且其上均設有控制熱水微型電磁閥，自來水進水小管道為若干個并且其上均設有控制自來水微型電磁閥，混合箱殘余水回收管道上設有第三電磁閥；

自來水管道系統主要由內部設有自來水溫度傳感器的自來水管道構成；

第一支管道的出水端與儲水箱連通，第二支管道的出水端與熱水水箱連通，用水管道系統與混合箱的下端連通；

控制系統與主管道溫度傳感器、混合箱溫度傳感器、自來水溫度傳感器之間分別設有信號線，與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、控制熱水微型電磁閥、控制自來水微型電磁閥之間分別設有導線。

作為本發明的用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置的改進，混合箱內部設有層狀設置的混水板。

作為本發明的用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置進一步改進，混水板從上至下設有若干層，奇數層為中部掏空狀，偶數層為兩側掏空狀，奇數層中部掏空部分的面積小于偶數層剩余部分的面積。

本發明的一種采用用于太陽能熱水器節水及水溫控制一體化裝置實現的節水及水溫控制方法，包含以下步驟：

步驟1，主管道溫度傳感器所測熱水水溫為T₁，用戶設定水溫為T，當T₁＜T時，第一電磁閥打開、第二電磁閥關閉，當T₁≧T時，第一電磁閥關閉、第二電磁閥打開；

步驟2，自來水溫度傳感器測得自來水水溫為T₂，先假設熱水進水小管道中的熱水和自來水進水管道中的自來水的流速相同，由于熱水進水小管道、自來水進水管道口徑相同，要使熱水、自來水混合后的水溫為T，則需滿足式一

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