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      混水裝置和熱水系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:9972032閱讀:1757來源:國知局
      混水裝置和熱水系統(tǒng)的制作方法
      【技術領域】
      [0001]本實用新型涉及熱水系統(tǒng)領域,尤其涉及一種混水裝置和熱水系統(tǒng)。
      【背景技術】
      [0002]熱水系統(tǒng)供熱水時,為了產(chǎn)生使用者所需的水溫,熱水系統(tǒng)一般通過冷水管送來的冷水和熱水管送來的熱水進行混合后,再輸出水至混水管,即可得到所需的水溫。但是在熱水系統(tǒng)點火的幾秒鐘時間內(nèi),會產(chǎn)生超過60°C的一段熱水,而現(xiàn)有的恒溫混水閥都只采用了在混水后的輸出端單點測溫進行反饋調(diào)節(jié)的方式,要調(diào)整溫差超過20°C的突變水溫,一般都需要10-15秒的響應時間。對于淋浴而言,需要這個調(diào)整時間越短越好,現(xiàn)有的自動恒溫混水閥的響應時間相對比較長,不能及時調(diào)整出適合使用者需求的水溫,這樣很容易燙傷洗浴者。因此亟需一種可以快速實現(xiàn)自動調(diào)整恒溫混水得到目標水溫。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0003]本實用新型的主要目的在于提供一種混水裝置和熱水系統(tǒng),旨在提高混水裝置調(diào)節(jié)水溫的速度,實現(xiàn)縮短得到目標水溫的時間。
      [0004]為了達到上述目的,本實用新型提供了一種混水裝置,所述混水裝置包括冷水管、熱水管和混水管,所述混水裝置還包括電子比例閥,該電子比例閥設有兩個進水口和一個出水口,所述進水口對應與冷水管和熱水管連通,所述出水口與所述混水管連通;所述冷水管上設有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器;所述熱水管上設有第二壓力傳感器和第二溫度傳感器。
      [0005]優(yōu)選地,所述混水裝置還包括控制器,所述控制器的信號輸入端與所述第一壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二壓力傳感器、第二溫度傳感器電連接,所述控制器的信號輸出端與所述電子比例閥電連接。
      [0006]優(yōu)選地,所述混水管上設有第三溫度傳感器。
      [0007]優(yōu)選地,所述控制器的信號輸入端還與所述第三溫度傳感器電連接。
      [0008]優(yōu)選地,所述電子比例閥包括雙管堵頭、驅動裝置,所述雙管堵頭的一端與驅動裝置固定連接,所述雙管堵頭隨驅動裝置移動,以使雙管堵頭的另一端完全封堵其中一個進水口,或者同時部分封堵兩個進水口。
      [0009]優(yōu)選地,所述驅動裝置包括步進電機、齒輪和齒條,所述步進電機驅動齒輪運動,所述齒輪與齒條組成一個傳動機構,以帶動齒條線性運動。
      [0010]優(yōu)選地,所述第一壓力傳感器在所述冷水管上的安裝位置與所述電子比例閥的距離,以及所述第二壓力傳感器在所述熱水管上的安裝位置與所述電子比例閥的距離相等。
      [0011]優(yōu)選地,所述雙管堵頭的移動過程中,冷水管的出水口面積和熱水管的出水口面積之和維持不變。
      [0012]優(yōu)選地,所述步進電機的啟動轉速為60RPM,所述齒輪的周長為15mm。
      [0013]此外,為實現(xiàn)上述目的,本實用新型還提供了一種熱水系統(tǒng),包括熱水出口,以輸出加熱后的熱水;混水裝置通過熱水管與所述熱水出口連通,將所述熱水系統(tǒng)輸出的熱水和冷水混合后,輸出混合后的熱水,該混水裝置為上述結構的混水裝置。
      [0014]本實用新型實施例通過冷水管上的第一壓力傳感器和第一溫度傳感器檢測冷水管內(nèi)的壓力值及水溫,以及熱水管上的第二壓力傳感器和第二溫度傳感器檢測熱水管內(nèi)的壓力值及水溫,并結合所設定的目標溫度,將采集得到的數(shù)據(jù)信號反饋至控制器,控制器進行數(shù)據(jù)處理后,獲取冷水管道中的冷水和熱水管中的熱水混合后,流入混水管的水溫的變化趨勢;并根據(jù)當前電子比例閥的位置,控制器通過控制電子比例閥對雙管堵頭的移動,從而調(diào)節(jié)冷水管和熱水管的出水量,實現(xiàn)了混水管水溫恒定的目的。本實用新型還可以通過混水管上的第三溫度傳感器檢測混水管內(nèi)的水溫,根據(jù)混水管的水溫與目標水溫的偏差,再次調(diào)節(jié)雙管堵頭的移動位置,以對冷水管和熱水管出水量進行控制,直至得到目標水溫;從而實現(xiàn)了縮短調(diào)溫時間,快速達到目標水溫的目的。同時,本實用新型還通過對驅動裝置中齒輪參數(shù)的設置,可進一步提高得到目標水溫的速度。
      【附圖說明】
      [0015]圖1為本實用新型混水裝置的結構示意圖;
      [0016]圖2為本實用新型控制器的電連接結構示意圖;
      [0017]圖3為本實用新型電子比例閥的結構示意圖。
      [0018]為了使本實用新型的技術方案更加清楚、明了,下面將結合附圖作進一步詳述。
      【具體實施方式】
      [0019]應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
      [0020]如圖1所示,示出了本實用新型一種熱水系統(tǒng)的混水裝置結構。該熱水系統(tǒng)包括熱水出口,以輸出加熱后的熱水;混水裝置通過熱水管與熱水出口連通,將熱水系統(tǒng)輸出的熱水和冷水混合后,輸出混合后的熱水。該混水裝置包括冷水管1、熱水管2和混水管3。
      [0021]混水裝置還包括電子比例閥4,該電子比例閥4設有兩個進水口和一個出水口,兩個進水口對應與冷水管I和熱水管2連通,出水口與混水管3連通。通過控制兩個進水口的大小,即可控制冷水管I內(nèi)冷水的水量和熱水管2內(nèi)熱水的水量流入混水管3,水的流動方向為圖1中箭頭的指示方向。本實施例中,設電子比例閥4中與冷水管I連通的進水口的進水比例為冷水比例因子S1,電子比例閥4中與熱水管2連通的進水口的進水比例為熱水比例因子S2,該冷水比例因子SjP熱水比例因子S 2的取值范圍均為[0,1]。以冷水比例因子S1為例,當與冷水管I連通的進水口完全打開時,該冷水比例因子S:為1,當與冷水管I連通的進水口完全封住時,該冷水比例因子S1S O。
      [0022]為了對冷水管I和熱水管2內(nèi)的壓力值和水溫進行采集,冷水管I上設有第一壓力傳感器5和第一溫度傳感器7。第一壓力傳感器5用于檢測冷水管I內(nèi)的壓力值P1,第一溫度傳感器7用于檢測冷水管I內(nèi)的水溫1\。熱水管2上設有第二壓力傳感器6和第二溫度傳感器8,第二壓力傳感器6用于檢測熱水管2內(nèi)的壓力值P2,第二溫度傳感器8用于檢測熱水管2內(nèi)的水溫T2。第一壓力傳感器5在冷水管上的安裝位置與電子比例閥4的距離,以及第二壓力傳感器6在熱水管上的安裝位置與電子比例閥4的距離相等,可以在應用水流量計算公式時,將與水流量計算公式有關的管路長度參數(shù)歸一化為1,減少公式中的變量參數(shù),方便計算?;焖?上設有第三溫度傳感器9,用于實時檢測混水管3內(nèi)的水溫。
      [0023]本實用新型實施例的混水裝置將根據(jù)冷水管I內(nèi)的壓力值P1和水溫T 1、熱水管2內(nèi)的壓力值P2和水溫T 2以及目標水溫Ts,可計算獲得電子比例閥4的目標比例,即冷水比例因子31與熱水比例因子52的比值。具體工作原理如下:
      [0024]假設冷水管I和熱水管2的供水管型號一致,且均為DN20標準管,則冷水管I和熱水管2所適應的水流量計算公式也一致,即管內(nèi)水流量的大小與管內(nèi)壓力、阻尼系數(shù)和管路長度有關。另外,由于阻尼系數(shù)又和管徑相關,而混水裝置的冷水管I和熱水管2均為DN20標準管,其管徑一致,所以阻尼系數(shù)都可以歸一化為I。假設冷水管I上安裝的第一壓力傳感器5和熱水管2上安裝的第二壓力傳感器6的位置相對于電子比例閥4的距離相等,則管路長度也可以歸一化為I。因此歸一化變量后,混水裝置的冷水管I和熱水管2能夠為其提供水量的能力就由其各自管內(nèi)的壓力值PJP P2決定。混水管3的水溫T與冷水管I的冷水流量、熱水管2的熱水流量、冷水管I水溫和熱水管2水溫有關。由于冷水和熱水的化學性能一致,因此兩者的熱比容一致,都為I。綜上則可得到混水管3的水溫T計算公式為:
      [0025]T = (P1=KTAP2=KT2) / (P^P2)
      [0026]若要得到目標溫度Ts的熱水,即混水管3的水溫要達到目標溫度Ts,則可根據(jù)上述公式,并引入冷水比例因子S1和熱水比例因子32,可獲得目標溫度Ts的計算公式:
      [0027]Ts= (S ^P^Ti+S^P^^) / (S^Pi+S^)
      [0028]因此,根據(jù)上述目標溫度Ts的計算變換將得到電子比例閥4的目標比例Sx的計算公式:
      [0029]Sx = S1ZiS2 = (P 2* (T2-Ts)) / ((Ts - T1))
      [0030]根據(jù)上述目標比例的計算公式,若獲得冷水管I內(nèi)的壓力值和水溫,以及熱水管2內(nèi)的壓力值和水溫后,即可獲得目標溫度Ts下電子比例閥4的目標比例。通過控制電子比例閥4的目標比例,來調(diào)節(jié)冷水管和熱水管的出水量,即可使得混水管3內(nèi)的水溫T達到目標溫度Ts。
      [0031]上述工作原理中冷水管和熱水管都以
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