專利名稱：一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱水器領(lǐng)域，尤其是一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有熱水器包括有水箱的儲水式和無水箱的速熱式；從能源上分有電熱水器、 燃?xì)鉄崴?、太陽能熱水器；其中以電為能源的也分為電直接加?典型的如電熱管加熱 式)及從空氣中獲取熱量的空氣源熱水器?，F(xiàn)有產(chǎn)品中各有優(yōu)劣，如貯水式需專門設(shè)置大 容量保溫水箱，增加成本且體積大，影響室內(nèi)安裝；速熱式需要短時(shí)間大量耗能，才能在瞬 間將低溫水加熱到所需溫度，快速電熱水器中，需要專門的布線，需要大截面的電纜；快速 電熱水器或燃?xì)鉄崴鞫际悄芎母叩臒崴鳟a(chǎn)品；太陽能熱水器具有不穩(wěn)定性，在最需要 熱水的冬季無法保證熱水供應(yīng)；空氣源熱水是綜合性能最好的熱水裝置，節(jié)能方面優(yōu)點(diǎn)突 出，然而其體積一般較大，影響了其推廣?，F(xiàn)有一些快速空氣源熱水器的產(chǎn)品，沒有真正解 決一些關(guān)健問題當(dāng)空氣源熱水器為直熱式時(shí)，冬季低水溫下，為達(dá)到預(yù)定出水溫度，進(jìn)出 水流量就必須很小，沒有沐浴的實(shí)用意義；此外以往機(jī)型更沒有涉及冬季實(shí)際使用中如洗 手等快速頻繁地啟閉，對空氣源熱水器壓縮機(jī)帶來致命的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種速熱式空氣源熱水器 及其控制方法，避免空氣源熱水主機(jī)的頻繁啟停，并且將儲水和速開速熱結(jié)合在一起，保證 熱水的供應(yīng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的速熱式空氣源熱水器，包括主機(jī)和水箱，所述 的水箱兩端分別開有進(jìn)水口和出水口，其特征是所述的所述水箱的進(jìn)水口側(cè)連通一循環(huán)管 路，所述循環(huán)管路的另一管口與水箱的出水口交匯形成一空腔，所述的空腔上連有熱水輸 出管，所述的循環(huán)管路上裝有能截止水流及調(diào)節(jié)流量的循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器，所述 水箱出水口上裝有熱水閥門，所述的水箱內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)溫度傳感器且分別設(shè)置在水箱的 高水位段、中水位段和低水位段。溫度傳感器用于監(jiān)測水箱內(nèi)的溫度，以便做出實(shí)時(shí)調(diào)整； 當(dāng)熱水供應(yīng)不足時(shí)，可開啟快速制熱的輔助加熱器，實(shí)現(xiàn)速開速熱的效果，從而將儲水和速 熱結(jié)合在一起，保證熱水的供應(yīng)。作為上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包含以下附加技術(shù)特征或這些特征 的任意組合所述的輔助加熱器為電加熱器或燃?xì)饧訜崞?，可根?jù)實(shí)際需要選擇使用。所述的溫度傳感器有四個(gè)第一溫度傳感器用于測得水箱內(nèi)整體水的加熱情況， 位于水箱底部；第二溫度傳感器用于當(dāng)使用部分熱水后，啟動主機(jī)加熱，位于水箱中部；第 三溫度傳感器用于當(dāng)將使用完水箱內(nèi)全部熱水時(shí)，啟動輔助加熱器，位于水箱上部；第四溫 度傳感器用于系統(tǒng)進(jìn)入保溫程序后，連續(xù)監(jiān)測水箱內(nèi)水溫，當(dāng)水溫低于設(shè)定值T中時(shí)啟動 主機(jī)加熱，第四傳感器設(shè)置在水箱底部，第四溫度傳感器的功能也可以是用上述第一溫度傳感器來代替完成，從而省略第四溫度傳感器。一控制連接各部件，實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行；所述的循環(huán)管路中依次裝有循環(huán)水泵、主機(jī) 和輔助加熱器，所述的輔助加熱器連接一設(shè)置在循環(huán)管路中且位于輔助加熱器下游的輔助 溫度傳感器，可用于檢測出水溫度來調(diào)節(jié)水流速大小以使出水溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是a.當(dāng)處于水箱中水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值Tis時(shí)，不論熱水輸 出輸出開啟或關(guān)閉，啟動循環(huán)水泵和主機(jī)，不啟動輔助加熱器，循環(huán)水泵以保證循環(huán)管路出 水溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值Ts水溫要求來調(diào)節(jié)水流大小，直到水箱底部溫度傳感器測得溫度高于 預(yù)設(shè)值Ts時(shí)停止，水箱內(nèi)部熱水閥門處于開啟狀態(tài)；b.當(dāng)熱水輸出開啟，而處于水箱高水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值T te時(shí)，關(guān)閉水箱內(nèi)部熱水閥門，循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器均開啟，循環(huán)水泵調(diào)節(jié)流速大小 滿足循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到Ts ；C.當(dāng)熱水輸出關(guān)閉，而處于水箱低水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值T 時(shí)，循環(huán)水泵和主機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，輔助加熱器關(guān)閉，水箱內(nèi)部熱水閥門打開，循環(huán)水泵調(diào)節(jié)流
速大小滿足循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到Ts ；d.當(dāng)熱水輸出關(guān)閉超過保溫模式預(yù)設(shè)時(shí)間，系統(tǒng)傳入保溫模式。保溫模式下，處于 水箱低水位段的保溫模式溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值T Φ時(shí)，開啟循環(huán)水泵和主機(jī) 進(jìn)行循環(huán)加熱至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值Ts ；e.系統(tǒng)處于保溫模式，當(dāng)熱水輸出開啟，即轉(zhuǎn)入使用模式，執(zhí)行a、b、C、d各程序。通過本方法控制該熱水器，避免了熱水器主機(jī)的頻繁啟停，延長熱水器的使用壽 命；通過設(shè)置較佳的加熱時(shí)機(jī)，使主機(jī)和輔助加熱器較好地相配合，保證整機(jī)的使用效率， 達(dá)到了節(jié)能的效果。所述d步驟中保溫模式的預(yù)設(shè)時(shí)間為20-40分鐘。所述d步驟中的保溫模式溫度傳感器為第四溫度傳感器或?yàn)榈谝粋鞲衅骷嬗?。所述各步驟中循環(huán)管路中的出水溫度通過輔助溫度傳感器測定，出水溫度準(zhǔn)確可罪。所述的主機(jī)剛啟動時(shí)，位于輔助加熱器后的輔助溫度傳感器檢測水溫，當(dāng)?shù)陀陬A(yù) 設(shè)值Tis時(shí)則開啟輔助加熱，高于Ts時(shí)關(guān)閉輔助加熱器。各溫度預(yù)設(shè)值為50°<TK<58°，42° <ΤΦ<48°，27° < Τκ< 33°，經(jīng)過 實(shí)驗(yàn)，上述溫度范圍，主機(jī)和輔助加熱器的配合即保證熱水供應(yīng)，又具有較佳的節(jié)能效果。本發(fā)明得到的一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法，將儲水和速熱結(jié)合在一 起，即能保證熱水的大量供應(yīng)，又可速開速熱，提高了熱水使用的便利性，并且避免了熱水 器主機(jī)的頻繁啟停，延長熱水器的使用壽命；通過設(shè)置較佳的加熱時(shí)機(jī)，使主機(jī)和輔助加熱 器較好地相配合，提高了整機(jī)的使用效率，達(dá)到了節(jié)能的效果。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-水箱、2-循環(huán)管路、3-循環(huán)水泵、4-主機(jī)、5-輔助加熱器、6-進(jìn)水口、7-空 腔、8-輸出管、9-熱水閥門、10-第一溫度傳感器、11-第二溫度傳感器、12-第四溫度傳感器、13-第三溫度傳感器、14-輔助溫度傳感器。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例描述的一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法，包括主機(jī)4 和水箱1，所述的水箱1兩端分別開有進(jìn)水口 6和出水口，所述的所述水箱1的進(jìn)水口側(cè)連 通一循環(huán)管路2，所述循環(huán)管路2的另一管口與水箱1的出水口交匯形成一空腔7，所述的 空腔7上連有熱水輸出管8，所述的循環(huán)管路2上依次裝有能截止水流控制流速的循環(huán)水泵 3、主機(jī)4和輔助加熱器5，所述水箱1出水口上裝有熱水閥門9，所述的水箱1內(nèi)設(shè)有至少 三個(gè)溫度傳感器且分別設(shè)置在水箱的高水位段、中水位段和低水位段。一控制器連接各部 件，所述的輔助加熱器5連接一設(shè)置在循環(huán)管路2中且位于輔助加熱器5下游的輔助溫度 傳感器14。整機(jī)為一體式圓柱形，水箱1容積約為50L，主機(jī)4包括0. 75匹壓縮機(jī)，輔助加熱 器5為3kw快速電加熱器，機(jī)身小巧緊湊，水箱輸出水溫Ts設(shè)定為58°C，水箱水溫維持溫度 區(qū)間為48 58°C (即ΤΦ為48度)，設(shè)定水溫低于33°C視為冷水(即T低為33度)，設(shè)定 空氣源主機(jī)停機(jī)超過25分種，熱水器轉(zhuǎn)入保溫運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)熱水輸出開啟，處于水箱中水位段的第二溫度傳感器11檢測到溫度低于預(yù)設(shè) 值33°時(shí)，啟動循環(huán)水泵3和主機(jī)4，不啟動輔助加熱器5，水箱內(nèi)部熱水閥門9處于開啟狀 態(tài)，輔助溫度傳感器14實(shí)時(shí)檢測出水溫度，循環(huán)水泵3以保證循環(huán)管路出水溫度達(dá)到預(yù)設(shè) 值58°水溫要求來調(diào)節(jié)水流大小，直到水箱底部的第一溫度傳感器10測得溫度高于預(yù)設(shè) 值58°時(shí)停止；當(dāng)熱水輸出開啟，而處于水箱高水位段的第三溫度傳感器13檢測到溫度低 于預(yù)設(shè)值33°時(shí)，關(guān)閉水箱內(nèi)部熱水閥門9，循環(huán)水泵3、主機(jī)4和輔助加熱器5均開啟，循 環(huán)水泵3調(diào)節(jié)流速大小滿足循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到58° ；當(dāng)熱水輸出關(guān)閉，而 處于水箱低水位段的第一溫度傳感器10檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值33°時(shí)，循環(huán)水泵3和主 機(jī)4繼續(xù)運(yùn)行，輔助加熱器5關(guān)閉，水箱內(nèi)部熱水閥門9打開，循環(huán)水泵3調(diào)節(jié)流速大小滿 足循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到58° ；當(dāng)熱水輸出關(guān)閉超過設(shè)定時(shí)間25分鐘，啟用保 溫模式的第四溫度傳感器12，系統(tǒng)進(jìn)入保溫模式所述的第四溫度傳感器12檢測溫度低于 預(yù)設(shè)值48°時(shí)，開啟循環(huán)水泵3和主機(jī)4進(jìn)行循環(huán)加熱至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值58° ；當(dāng)熱水輸 出開啟，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入使用模式，根據(jù)實(shí)時(shí)情況執(zhí)行a、b、c、d程序。所述的主機(jī)剛啟動時(shí)，位于 輔助加熱器后的循環(huán)管路溫度傳感器檢測水溫，當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)值Tis時(shí)則開啟輔助加熱，高于 Ts時(shí)關(guān)閉輔助加熱器，以避免循環(huán)管路內(nèi)的低溫儲水影響水溫。所述的第四溫度傳感器12 也可以用第一溫度傳感器來代替。實(shí)施例2本實(shí)施例描述的一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法，機(jī)身外型以傳統(tǒng)燃?xì)鉄?水器的長方體，另加一個(gè)同樣尺寸同樣形狀的保溫水箱(水箱容積約為20L)，有利于按照 傳統(tǒng)廚衛(wèi)裝修來安裝本熱水器。輔助加熱器為燃?xì)獾暮锰幨强諝庠聪到y(tǒng)可以利用輔熱燃?xì)?加熱后的余熱還提高蒸發(fā)溫度，特別是在冬季低溫環(huán)境下，此方案有更高的能效比。本實(shí)例 出風(fēng)口接至室外，冬季可將運(yùn)行后的廢氣及冷風(fēng)排出室外，減少對室溫的影響。本實(shí)例采用0. 75匹壓縮機(jī)，產(chǎn)水量為4L的燃?xì)鉄崴K，水箱輸出水溫Ts設(shè)定為55°C，水箱水溫維持 溫度區(qū)間為45 55°C (即ΤΦ為45度)，設(shè)定水溫低于30°C視為冷水(即T低為30度)， 設(shè)定空氣源主機(jī)停機(jī)超過20分種，熱水器轉(zhuǎn)入保溫運(yùn)行狀態(tài)。快速出熱水時(shí)，為先經(jīng)空氣 源加熱低溫水到合適溫度，再經(jīng)燃?xì)饧訜嶂滤?5°C，減少一次性從低溫水加熱到所需溫 度的燃?xì)饬浚谎a(bǔ)水狀態(tài)和保溫狀態(tài)均為只有空氣源系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，不同的是補(bǔ)水狀態(tài)下，增減水 流量恒定55°C出水溫度，保溫狀態(tài)下為恒定水流量，多次循環(huán)加熱至55°C，熱水裝置更為 節(jié)能，控制方法如實(shí)施例1。本實(shí)施例省略附圖。實(shí)施例3本實(shí)施例描述的一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法，輔助加熱器為電加熱 器。本實(shí)例二機(jī)身外型等同于傳統(tǒng)燃?xì)鉄崴鞯拈L方體，為主機(jī)水箱一體式(水箱容積 約為15L)，可完全按照傳統(tǒng)廚衛(wèi)裝修來安裝本熱水器。本實(shí)例采用0.75匹壓縮機(jī)，輔助 加熱為3KW快速電磁加熱，水箱輸出水溫Ts設(shè)定為52°C，水箱水溫維持溫度區(qū)間為42 52°C (即T Φ為45度)，設(shè)定水溫低于27°C視為冷水(即Tte為30度)，設(shè)定空氣源主機(jī)停 機(jī)超過40分種，熱水器轉(zhuǎn)入保溫運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)施例省略附圖。
權(quán)利要求
1.一種速熱式空氣源熱水器，包括主機(jī)和水箱，所述的水箱兩端分別開有進(jìn)水口和出 水口，其特征是所述的所述水箱的進(jìn)水口側(cè)連通一循環(huán)管路，所述循環(huán)管路的另一管口與 水箱的出水口交匯形成一空腔，所述的空腔上連有熱水輸出管，所述的循環(huán)管路上裝有能 截止水流及調(diào)節(jié)流量的循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器，所述水箱出水口上裝有熱水閥門，所 述的水箱內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)溫度傳感器且分別設(shè)置在水箱的高水位段、中水位段和低水位 段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速熱式空氣源熱水器，其特征是所述的輔助加熱器為電加熱 器或燃?xì)饧訜崞鳌?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速熱式空氣源熱水器，其特征是所述的溫度傳感器有四個(gè) 第一溫度傳感器用于測得水箱內(nèi)整體水的加熱情況，位于水箱底部；第二溫度傳感器用于 當(dāng)使用部分熱水后，啟動主機(jī)加熱，位于水箱中部；第三溫度傳感器用于當(dāng)將使用完水箱內(nèi) 全部熱水時(shí)，啟動輔助加熱器，位于水箱上部；第四溫度傳感器用于系統(tǒng)進(jìn)入保溫程序后， 連續(xù)監(jiān)測水箱內(nèi)水溫，當(dāng)水溫低于設(shè)定值ΤΦ時(shí)啟動主機(jī)加熱，第四傳感器設(shè)置在水箱底 部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速熱式空氣源熱水器，其特征是一控制器連接各部件，所述 的循環(huán)管路中依次裝有循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器，所述的輔助加熱器連接一設(shè)置在循 環(huán)管路中且位于輔助加熱器下游的輔助溫度傳感器。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是a.當(dāng)處于水箱中水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值Tis時(shí)，啟動循環(huán)水泵和 主機(jī)，不啟動輔助加熱器，循環(huán)水泵以保證循環(huán)管路出水溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值Ts水溫要求來調(diào) 節(jié)水流大小，直到水箱底部溫度傳感器測得溫度高于預(yù)設(shè)值Ts時(shí)停止，水箱內(nèi)部熱水閥門 處于開啟狀態(tài)；b.當(dāng)熱水輸出開啟，而處于水箱高水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值Tis時(shí)， 關(guān)閉水箱內(nèi)部熱水閥門，循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器均開啟，循環(huán)水泵調(diào)節(jié)流速大小滿足 循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到Ts ；c.當(dāng)熱水輸出關(guān)閉，而處于水箱低水位段的溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值Tis時(shí)， 循環(huán)水泵和主機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，輔助加熱器關(guān)閉，水箱內(nèi)部熱水閥門打開，循環(huán)水泵調(diào)節(jié)流速大 小滿足循環(huán)管路溫度傳感器所測溫度達(dá)到Ts ；d.當(dāng)熱水輸出關(guān)閉超過保溫模式預(yù)設(shè)時(shí)間，系統(tǒng)傳入保溫模式。保溫模式下，處于水箱 低水位段的保溫模式溫度傳感器檢測到溫度低于預(yù)設(shè)值Τφ時(shí)，開啟循環(huán)水泵和主機(jī)進(jìn)行 循環(huán)加熱至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值Ts ；e.系統(tǒng)處于保溫模式，當(dāng)熱水輸出開啟，即轉(zhuǎn)入使用模式，執(zhí)行a、b、c、d各程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是所述d步驟中保 溫模式的預(yù)設(shè)時(shí)間為20-40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是所述d步驟中的 保溫模式溫度傳感器為第四溫度傳感器或?yàn)榈谝粋鞲衅骷嬗谩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是所述各步驟中循 環(huán)管路中的出水溫度通過輔助溫度傳感器測定。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是所述的主機(jī)剛啟動時(shí)，位于輔助加熱器后的輔助溫度傳感器檢測水溫，當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)值Tis時(shí)則開啟輔助加 熱，高于Ts時(shí)關(guān)閉輔助加熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速熱式空氣源熱水器的控制方法，其特征是各溫度預(yù)設(shè)值 為50° < Τκ< 58°，42° < ΤΦ< 48°，27° < Tffi< 33°。
全文摘要
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種速熱式空氣源熱水器及其控制方法，涉及熱水器領(lǐng)域，解決了目前空氣源熱水器體積大、熱水出量小、頻繁開啟易損壞的技術(shù)問題。本發(fā)明包括主機(jī)和水箱，所述的水箱兩端分別開有進(jìn)水口和出水口，其特征是所述的所述水箱的進(jìn)水口側(cè)連通一循環(huán)管路，所述循環(huán)管路的另一管口與水箱的出水口交匯形成一空腔，所述的空腔上連有熱水輸出管，所述的循環(huán)管路上裝有能截止水流及調(diào)節(jié)流量的循環(huán)水泵、主機(jī)和輔助加熱器，所述水箱出水口上裝有熱水閥門，所述的水箱內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)溫度傳感器且分別設(shè)置在水箱的高水位段、中水位段和低水位段。本發(fā)明將儲水和速熱結(jié)合在一起，即能保證熱水的大量供應(yīng)，又可速開速熱。
文檔編號F24H9/20GK102109220SQ20111008447
公開日2011年6月29日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者張偉 申請人:張偉