电辅助预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法

电辅助预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法

摘要：本发明属于燃气热水器技术领域，公开了电辅助预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法。电辅助预热循环燃气热水器在出水管路上设置连接于控制器的智能加热模块，在燃气热水器开启预热循环功能后，如果燃气热水器以最小热负荷加热的水的温度高于设定出水温度Ts，控制器关闭燃气加热并控制所述智能加热模块开启，加热水至设定出水温度Ts。本发明通过上述燃气热水器，当其燃气加热以最小热负荷加热水时，如果加热的水的温度依旧高于设定出水温度，可以关闭燃气加热，并通过智能加热模块进行加热到所需要的设定出水温度，满足了在实现零冷水的前提下，不会造成出水温度冷热不均的问题，满足了用户不用放水等待，随时热水可用的要求。

专利类型：发明专利

专利申请号：CN109297179B

专利申请（专利权）人：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司
权利人地址：山东省青岛市崂山区海尔路1号海尔工业园

专利发明（设计）人：刘联产,郑涛,李键,张波,赵鹏

主权利要求:电辅助预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种电辅助预热循环燃气热水器、预热循环系统及控制方法。
背景技术
[0002] 现在家用燃气热水器因其热水即开即用等特点，日渐成为热水器的首选。但是燃气热水器在使用时存在有以下问题：在燃气热水器开启时，需要将热水出水管路中存留的冷水放完后才能出热水，导致用户需要等待且放出的冷水被浪费；在再次开启出水阀时，会出现冷热水现象，影响用户使用的舒适性。
[0003] 为了解决上述问题，目前设计有一种具有预热循环功能的热水器，其通过回水管将热水出水管中的冷水回流至冷水进水管中，并通过冷水进水管进入到热水器进行加热，这样可以实现热水出水管中的冷水的预加热，可以解决用水前需要放冷水的问题。
[0004] 但有该种功能的燃气热水器自身最小热负荷无法做到足够小，而循环水流又较小，造成热水出水管中水温过大，使得在预热循环时回水温度和出水温度相差大，导致循环管路中热水温差大、不均匀，在开启出水阀时，出水温度往往冷热不均，只能用来洗漱，无法直接进行洗浴，导致依旧需要将水放掉。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种电辅助预热循环燃气热水器，以解决现有燃气热水器自身最小热负荷无法做到足够小，容易出现出水温度冷热不均的问题。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种预热循环系统，包括上述电辅助预热循环燃气热水器，实现用户开水即热，具有零冷水的特点，不会出现出水温度冷热不均的问题。
[0007] 本发明的再一目的在于提供一种预热循环系统的控制方法，以实现零冷水使用，使得用户不用等待即可使用热水。
[0008] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] 一种电辅助预热循环燃气热水器，在出水管路上设置连接于控制器的智能加热模块，在燃气热水器开启预热循环功能后，如果燃气热水器以最小热负荷加热的水的温度高于设定出水温度Ts，所述控制器关闭燃气加热并控制所述智能加热模块开启，加热水至设定出水温度Ts，在进水管路上设置水泵和水流量传感器，所述水泵和水流量传感器均连接于控制器；
[0010] 在出水管路(6)位于智能加热模块(8)的两侧位置上设有均连接于控制器(10)的第二温度传感器(7)和第三温度传感器(9)，分别检测智能加热模块(8)两侧的水的温度；
[0011] 通过水流量传感器(4)检测进水流量Q，当进水流量Q不小于设定值Q1时，燃气热水器(100)燃气加热并恒温输送热水；
[0012] 当进水流量Q小于设定值Q1时，通过第一温度传感器(3)检测燃气热水器(100)的进水管路(1)内水的进水温度T1，在进水温度T1小于设定的预热循环温度Tx时，控制水泵(2)运行，并在水流量传感器(4)感应到进水流量Q不小于设定值Q1时，燃气热水器(100)开启燃气加热。
[0013] 作为优选，在进水管路上设有连接于控制器的第一温度传感器，用于检测进水管路内水的温度。
[0014] 作为优选，所述智能加热模块包括电加热体以及位于电加热体内部的S型盘管，所述S型盘管两端分别连接在电加热体两侧的出水管路上。
[0015] 本发明通过上述燃气热水器，当其燃气加热以最小热负荷加热水时，如果加热的水的温度依旧高于设定出水温度，可以关闭燃气加热，并通过智能加热模块进行加热到所需要的设定出水温度，满足了在实现零冷水的前提下，不会造成出水温度冷热不均的问题。满足了用户不用放水等待，随时热水可用的要求。

[0016] 本发明提供一种预热循环系统，包括上述的电辅助预热循环燃气热水器。
[0017] 作为优选，还包括连接于进水管路的冷水进水管以及连接于出水管路的热水出水管，所述冷水进水管连通有冷水出水管，所述热水出水管与冷水出水管均连接于出水阀门，所述热水出水管端部连接有回水管，所述回水管连接在所述冷水进水管上，且所述回水管上设置有向冷水进水管方向导通的单向阀。
[0018] 本发明的上述预热循环系统，能够实现用户开水即热，具有零冷水的特点，不会出现出水温度冷热不均的问题。
[0019] 本发明还提供一种预热循环系统的控制方法，包括：
[0020] 开启燃气热水器预热循环功能；
[0021] 燃气热水器以燃气加热的最小热负荷，加热所述燃气热水器的进水管路内的水；
[0022] 在进水管路内被加热的水的温度高于设定出水温度Ts时，关闭燃气加热并控制智能加热模块开启，加热水至设定出水温度Ts；
[0023] 在所述开启燃气热水器预热循环功能之后还包括：
[0024] 通过水流量传感器检测进水流量Q，当进水流量Q不小于设定值Q1时，燃气热水器燃气加热并恒温输送热水；
[0025] 当进水流量Q小于设定值Q1时，通过第一温度传感器检测燃气热水器的进水管路内水的进水温度T1，在进水温度T1小于设定的预热循环温度Tx时，控制水泵运行，水流量传感器感应到进水流量Q不小于设定值Q1，燃气热水器开启燃气加热。
[0026] 作为优选，所述在进水管路内被加热的水的温度高于设定出水温度Ts时，关闭燃气加热并控制所述智能加热模块开启，加热水至设定出水温度Ts包括：
[0027] 通过第二温度传感器检测燃气热水器的出水管路内经燃气加热的水的第一出水温度T2，当第一出水温度T2高于设定出水温度Ts时，关闭燃气加热并开启所述智能加热模块；
[0028] 通过第三温度传感器检测经所述智能加热模块加热的水的第二出水温度T3，控制智能加热模块的输出功率值，在所述第二出水温度T3等于设定出水温度Ts且所述进水温度T1不小于所述预热循环温度Tx时，关闭所述智能加热模块以及水泵，所述燃气热水器预热循环功能结束。
[0029] 本发明的上述预热循环系统的控制方法，能够实现零冷水使用，使用户不用等待即可使用热水。
附图说明
[0030] 图1是本发明实施例一的燃气热水器的结构示意图；
[0031] 图2是本发明实施例一的智能加热模块的结构示意图；
[0032] 图3是本发明实施例二的预热循环系统的原理示意图；
[0033] 图4是本发明施例二的预热循环系统的控制方法的流程图。
[0034] 图中：
[0035] 1、进水管路；2、水泵；3、第一温度传感器；4、水流量传感器；5、热交换器；6、出水管路；7、第二温度传感器；8、智能加热模块；9、第三温度传感器；10、控制器；81、电加热体；82、S型盘管；100、燃气热水器；101、冷水进水管；102、热水出水管；103、冷水出水管；104、出水阀门；105、回水管；106、单向阀；107、总进水管；108、截止阀；109、减压阀。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0037] 实施例一
[0038] 本实施例提供一种电辅助预热循环燃气热水器，具体是指该燃气热水器100具有电辅助预热循环功能，其中可参照图1，该燃气热水器100包括进水管路1、水泵2、第一温度传感器3、水流量传感器4、热交换器5、出水管路6、第二温度传感器7、智能加热模块8、第三温度传感器9以及控制器10，其中：
[0039] 上述进水管路1可连接于水源(如自来水)，上述水泵2、第一温度传感器3以及水流量传感器4均设置在进水管路1上，上述水泵2用于在燃气热水器100开启预热循环功能时，对预热循环系统内水的循环加热过程提供动力。第一温度传感器3以及水流量传感器4分别用于检测进水管路1内的进水温度T1以及进水流量Q，上述第一温度传感器3以及水流量传感器4均连接于控制器10，以将相应的进水温度T1以及进水流量Q的信号传递给控制器10。
[0040] 上述热交换器5分别连接于进水管路1和出水管路6，用于燃气热水器100在进行燃气加热时，对进水管路1流出的冷水进行加热，并经出水管路6流出。
[0041] 在出水管路6上设置有连接于控制器10的上述智能加热模块8，具体的，可参照图2，上述智能加热模块8包括连接于控制器10的电加热体81以及位于电加热体81内部的S型盘管82，该S型盘管82两端分别连接在电加热体81两侧的出水管路6上。当开启智能加热模块8时，智能加热模块8的电加热体81对流入S型盘管82的水进行电加热。

[0042] 上述第二温度传感器7和第三温度传感器9设置在出水管路6位于智能加热模块8的两侧，且第二温度传感器7和第三温度传感器9均连接于控制器10，分别检测智能加热模块8两侧的水的温度。
[0043] 当用户使用本申请的燃气热水器100时，首先可根据自身需要选择设定出水温度Ts，随后燃气热水器100以燃气加热的最小热负荷加热水，通过第二温度传感器7检测出水管路6内经燃气加热的水的第一出水温度T2，当第一出水温度T2高于设定出水温度Ts时，则关闭燃气加热，并开启智能加热模块8，由智能加热模块8进行水的加热，控制器10控制智能加热模块8以适当的输出功率值进行加热，通过第三温度传感器9检测经智能加热模块8加热的水的第二出水温度T3，在第二出水温度T3等于设定出水温度Ts时，即完成了对水的加热，燃气热水器100能够流出满足用户所需温度的水，避免了现有燃气热水器100仅通过热交换器5加热水，导致的出水温度冷热不均的问题。
[0044] 本实施例中，考虑到用户使用时热水在管路中的热量损失以及第二温度传感器7的精确程度，因此，可将第一出水温度T2比较的对象的温度值设置的稍高一些，即可将第一出水温度T2与设定出水温度Ts与一设定好的常数温度值K之和进行比较，当T2大于Ts+K时，则关闭燃气加热，并开启智能加热模块8。
[0045] 本实施例中，上述智能加热模块8的输出功率W＝Q×(Ts‑T2)，可通过设定出水温度与检测的第一出水温度T2以及进水流量Q，来调节智能加热模块8的输出功率W，进而能够实现不同用户所需的不同设定出水温度Ts的加热要求。
[0046] 实施例二
[0047] 本实施例提供一种预热循环系统，如图3所示，该预热循环系统包括实施例一所述的燃气热水器100、连接于燃气热水器100的进水管路1的冷水进水管101、连接于燃气热水器100的出水管路6的热水出水管102，上述冷水进水管101连通有冷水出水管103，热水出水管102与冷水出水管103均连接于出水阀门104(例如水龙头、花洒等)，热水出水管102端部连接有回水管105，该回水管105连接在冷水进水管101上，且在回水管105上设置有向冷水进水管101方向导通的单向阀106。
[0048] 进一步的，本实施例还包括总进水管107，该总进水管107分别连接于燃气热水器100的进水管路1以及冷水进水管101，在总进水管107上设有截止阀108，用于控制总进水管
107的启闭。进一步的，在总进水管107上还设有减压阀109，用于对总进水管107进行减压。

[0049] 通过上述结构，构成了预热循环系统，当用户用水时，燃气热水器100开启预热循环功能，此时进行预热循环，以使得热水出水管102内均为用户需要温度的热水，进而实现用户开水即热，具有零冷水的特点，且不会出现出水温度冷热不均的问题。
[0050] 本实施例还提供上述预热循环系统的控制方法，如图4所示，该控制方法包括以下步骤：
[0051] S10、开启燃气热水器预热循环功能。
[0052] 即在燃气热水器100处于待机状态下，可开启燃气热水器100的预热循环功能，此时热水出水管102内的水在水泵2的作用下，会在回水管105、进水管路1、出水管路6以及热水出水管102内循环流动。
[0053] 随后强制关闭水泵2，通过水流量传感器4检测进水流量Q，如果进水流量Q不小于设定值Q1，则说明用户在使用热水，此时燃气热水器100无需调整，可持续燃气加热并恒温输送热水。
[0054] 如果进水流量Q小于设定值Q1，则通过第一温度传感器3检测燃气热水器100的进水管路1内水的进水温度T1，在进水温度T1小于设定的预热循环温度Tx时，控制水泵2运行，当水流量传感器4感应到进水流量Q不小于设定值Q1时，燃气热水器100开启燃气加热，对水进行加热。
[0055] S20、燃气热水器以燃气加热的最小热负荷，加热燃气热水器的进水管路内的水。
[0056] 当步骤S10开始对水进行加热时，先以燃气加热的最小热负荷(即最小功率)进行水的加热，进而判断后续是否使用智能加热模块8。
[0057] S30、在进水管路内被加热的水的温度高于设定出水温度Ts时，关闭燃气加热并控制所述智能加热模块开启，加热水至设定出水温度Ts。
[0058] 即首先通过第二温度传感器7检测燃气热水器100的出水管路6内经燃气加热的水的第一出水温度T2，当第一出水温度T2高于设定出水温度Ts时，也就是以燃气加热的最小热负荷加热的水的温度依旧很高时，关闭燃气加热并开启智能加热模块8，由智能加热模块8进行后续水的加热。本实施例中，也可以将第一出水温度T2与设定出水温度Ts与一设定好的常数温度值K之和进行比较，当T2大于Ts+K时，则关闭燃气加热，并开启智能加热模块8，具体理由在实施例一中已阐述，不再赘述。

[0059] 在智能加热模块8开启后，控制智能加热模块8以适当的输出功率值进行加热，通过第三温度传感器9检测经智能加热模块8加热的水的第二出水温度T3，在第二出水温度T3等于设定出水温度Ts且进水温度T1不小于预热循环温度Tx时，即说明了整个回水管105、进水管路1、出水管路6以及热水出水管102构成的循环管路内不再有冷水，此时关闭智能加热模块8以及水泵2，燃气热水器100预热循环功能结束，此时热水出水管102内即流有用户所需温度的热水，用户打开出水阀门104即可用到所需温度的热水。
[0060] 本实施例中，进一步的，考虑到热水出水管102以及回水管105的热量损失，本实施例中，将进水温度T1与预热循环温度Tx与一设定好的常数温度值K1(用于弥补热量损失)之和进行比较，当在第二出水温度T3等于设定出水温度Ts且进水温度T1不小于预热循环温度Tx+K1时，说明循环管路内的水的温度均达到了用户所需的温度，燃气热水器100预热循环功能结束。
[0061] 具体的，上述智能加热模块8的功率可根据不同的设定出水温度Ts进行调整，具体的，是通过实施例一所述的公式W＝Q×(Ts‑T2)进行调节，即通过水流量传感器4检测进水管路1内的进水流量Q，并通过第二温度传感器7实时检测出水管路6内水的第一出水温度T2(此时燃气加热已关闭)，并根据设定出水温度Ts，可计算出智能加热模块8的功率，控制器10则根据计算结果控制智能加热模块8以计算的功率进行加热。

[0062] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2017-07-25

专利公开日期：2022-01-18

专利公告号：CN109297179B