[發(fā)明專利]一種基于熱水器的節(jié)水及定溫出水裝置及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710496585.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN107192136A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛婭;汪林磊;劉瑞瑞;張梓涵;于文峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H9/20
• 分類號(hào): F24H9/20;F24J2/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 朱宏偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱水器水溫調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱水器的節(jié)水及 定溫出水裝置及控制方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著人們生活水平日益提高，熱水器市場(chǎng)發(fā)展迅速。據(jù)中國(guó)國(guó)家 統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年中國(guó)每百戶家庭熱水器擁有量為71.6臺(tái)，增長(zhǎng) 7.1％。2015年國(guó)內(nèi)熱水器市場(chǎng)全年銷量達(dá)到3100萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)4.5％；2016 年熱水器整體市場(chǎng)規(guī)模突破3800萬(wàn)臺(tái)；2017年熱水器市場(chǎng)零售量將有望達(dá)到 4033萬(wàn)臺(tái)。然而熱水器在正常出熱水前，滯留于熱水管路內(nèi)的余水以及未達(dá) 設(shè)定溫度的冷水無(wú)法正常利用，由此導(dǎo)致用戶等待熱水時(shí)間長(zhǎng)。此外，根據(jù)大 量調(diào)查數(shù)據(jù)，91％的用戶會(huì)選擇將這些冷水浪費(fèi)。

目前市場(chǎng)上關(guān)于熱水器節(jié)水式輔助出水方法主要分為以下兩種：管道排空 式出水法，通過(guò)管道排空閥排空太陽(yáng)能熱水器豎直或傾斜向下部分管道內(nèi)的冷 水，以達(dá)到避免冷水滯留以及管道凍裂的情況的目的；循環(huán)泵回水式出水法， 通過(guò)循環(huán)熱水管路的水保證恒溫出水。以上方法中，管道排空式無(wú)法排盡水平 管路內(nèi)的無(wú)效冷水，且只適合于太陽(yáng)能熱水器使其應(yīng)用范圍局限；循環(huán)泵回水 式中循環(huán)泵持續(xù)工作，電能消耗多，管路改動(dòng)大，不適合普通家庭用戶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要針對(duì)現(xiàn)有裝置的不足，提供一種基于熱水器的節(jié)水及 定溫出水裝置及控制方法，其有利于減少水資源浪費(fèi)和能源消耗，推動(dòng)熱水器 行業(yè)向節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展；還可保障居民用水安全舒適，并可引導(dǎo)性地提高 節(jié)水意識(shí)；此外，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，普適性高，易于進(jìn)行市場(chǎng)推廣 應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的一種基于熱水器的節(jié)水及定溫出水裝置 及控制方法，其裝置包括水箱和控制器，所述水箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和水位傳 感器，所述水箱上連接有輸入管、輸出管和空氣管，所述控制器設(shè)置在水箱表 面，所述控制器包括顯示屏、水溫調(diào)節(jié)鈕，所述輸入管一端連接有三通閥，所 述輸出管上設(shè)有出水閥，所述三通閥分別連接冷水輸入管和熱水輸入管，所述 空氣管的端口設(shè)有電磁空氣閥；所述水溫調(diào)節(jié)鈕、溫度傳感器和水位傳感器分 別與控制器的輸入端連通，所述控制器的輸出端與出水閥、三通閥和電磁空氣 閥連通。

進(jìn)一步地，所述控制器包括單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸入端包括水溫檢測(cè)單 元、水位檢測(cè)單元和溫度設(shè)定單元，所述單片機(jī)的輸出端包括繼電器模塊和智 能混水模塊，所述水溫檢測(cè)單元與溫度傳感器連通，所述水位檢測(cè)單元與水位 傳感器連通，所述溫度設(shè)定單元與水溫調(diào)節(jié)鈕連通，所述繼電器模塊與電磁空 氣閥連通，所述智能混水模塊分別與出水閥和三通閥連通。

更進(jìn)一步地，所述輸出管上還設(shè)有增壓泵，所述繼電器模塊分別與電磁空 氣閥和增壓泵連通。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器設(shè)置在水箱底部，所述輸入管、輸出管也設(shè)置 在水箱底部，所述空氣管設(shè)置在水箱頂部。

更進(jìn)一步地，所述水位傳感器為超聲測(cè)距傳感器，所述水位傳感器設(shè)置在 水箱頂部。

其控制方法包括如下步驟：

步驟1：預(yù)混階段：

控制器控制冷水輸入管和熱水輸入管中的水進(jìn)入水箱進(jìn)行預(yù)混，控制器控 制三通閥關(guān)閉并提示用戶開啟出水閥，預(yù)混階段結(jié)束，進(jìn)入步驟2；

步驟2：出水階段：

出水階段根據(jù)使用狀態(tài)不同，如在浴室、廚房等不同場(chǎng)合有不同使用模式， 分為單次大量用水模式和多次少量用水模式。

進(jìn)一步地，所述步驟1包括如下步驟：

步驟1.1：用戶通過(guò)水溫調(diào)節(jié)鈕按需設(shè)定溫度檔位T；

步驟1.2：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制繼電器模塊開啟電磁空氣閥，同時(shí)控制智能混水模 塊開啟三通閥使熱水輸入管全開；實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)溫水增壓出水，提高洗浴舒適度；

步驟1.3：當(dāng)t＜T時(shí)，熱水輸入管內(nèi)滯留的冷水與熱水輸入管中的熱水先 后進(jìn)入水箱進(jìn)行預(yù)混，直至水溫t達(dá)到T；當(dāng)t＞T時(shí)，單片機(jī)控制智能混水模 塊開啟三通閥使冷水輸入管全開、熱水輸入管關(guān)閉，直至水溫t達(dá)到T；

步驟1.4：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制智能混水模塊關(guān)閉三通閥開啟水閥，并通過(guò)顯示屏 提示用戶出水閥開啟。

進(jìn)一步地，所述步驟2中單次大量用水模式包括如下步驟：

步驟2.1a：在水箱內(nèi)水的液面到達(dá)水位線之前，水位不斷下降，單片機(jī)控 制繼電器模塊開啟增壓泵；

步驟2.2a：當(dāng)水箱內(nèi)水的液面到達(dá)水位線時(shí)，單片機(jī)控制繼電器模塊關(guān)閉 電磁空氣閥和增壓泵；

步驟2.3a：通過(guò)水溫檢測(cè)單元輸入單片機(jī)，單片機(jī)控制智能混水模塊配合， 實(shí)現(xiàn)定溫出水。

更進(jìn)一步地，所述步驟2中多次少量用水模式包括如下步驟：