一种热泵热水器水路系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种热泵热水器水路系统。


背景技术：

[0002]
热水器是指在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，其通过供水管路与多个使用端连接，在用户需要热水时加热供给。由于各使用端的位置各异，热水器的出水口到使用端的管路较长，用户在使用热水时需要先将管路中的冷水排出才能获取到热水，导致等待时间较长，难以及时获取到热水，而且会造成水资源的浪费。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型提供一种热泵热水器水路系统，以解决现有的供水使用端无法及时排出热水的技术问题。通过对热水器出水口与使用端之间的管路中的冷水进行加热，能够缩短用户等待热水的时间。
[0004]
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种热泵热水器水路系统，包括热泵热水器，以及至少一个管路蓄能恒温装置；
[0005]
每一所述管路蓄能恒温装置包括控制器、蓄能加热模块以及恒温混水阀，所述控制器分别与所述蓄能加热模块、所述恒温混水阀连接；
[0006]
所述蓄能加热模块的进水端与所述热泵热水器的出水端连接，所述蓄能加热模块的出水端与所述恒温混水阀的第一进水端连接；所述热泵热水器的出水端与所述恒温混水阀的第二进水端连接；所述恒温混水阀的出水端与第一热水使用端连接。
[0007]
作为优选方案，所述蓄能加热模块包括电热水器。
[0008]
作为优选方案，所述电热水器的容积范围为2l～10l。
[0009]
作为优选方案，所述控制器包括单片机、温度检测电路与过热保护电路；
[0010]
所述单片机分别与所述温度检测电路、所述过热保护电路连接。
[0011]
作为优选方案，所述恒温混水阀的第一进水端设有第一温度传感器；所述恒温混水阀的第二进水端设有第二温度传感器；所述恒温混水阀的出水端设有第三温度传感器；
[0012]
所述温度检测电路分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器连接。
[0013]
作为优选方案，所述恒温混水阀的出水端设有高灵敏度热敏电阻，所述高灵敏度热敏电阻与所述过热保护电路连接。
[0014]
作为优选方案，所述恒温混水阀为流量可调的电磁阀。
[0015]
作为优选方案，所述热泵热水器水路系统还包括至少一条冷水管路，每一所述冷水管路的出水端分别与对应的冷水使用端连接。
[0016]
作为优选方案，所述热泵热水器的进水端与自来水管的出水端连接。
[0017]
作为优选方案，所述热泵热水器的出水端还与第二热水使用端连接。
[0018]
相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于，通过在热泵热水器的出水
端与使用端之间设置管路蓄能恒温装置，使得管路中的冷水在管路蓄能恒温装置中的控制器、蓄能加热模块以及恒温混水阀的配合动作下进行对应的加热、保温与混合处理，当用户需要使用热水时，由于管路蓄能恒温装置已经对管路中的冷水进行了有针对性处理，使用端不会像现有技术一样先排出冷水，而是直接排出经由管路蓄能恒温装置处理过的热水，用户无需进行等待，极大地缩短了用户等待热水的时间。
附图说明
[0019]
图1是本实用新型其中一种实施例中的热泵热水器水路系统的结构示意图；
[0020]
图2是本发明其中一种实施例中的电热水器的容积计算方法的流程示意图；
[0021]
图3是本发明其中一种实施例中的电热水器的容积计算方法的部分流程示意图；
[0022]
其中，说明书附图中的附图标记如下：
[0023]
1、热泵热水器；2、管路蓄能恒温装置；21、蓄能加热模块；22、恒温混水阀；a、第一热水使用端；b、第二热水使用端；m、热水管路；n、冷水管路。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
在本申请描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026]
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0027]
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0028]
本实用新型一实施例提供了一种热泵热水器水路系统，具体的，请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的热泵热水器水路系统的结构示意图，其中包括热泵热水器1，以及至少一个管路蓄能恒温装置2。
[0029]
需要说明的是，采用热泵热水器来获取热水供应的场景诸多，如公寓、商场、写字楼等等，本实用新型实施例中的热泵热水器1与管路蓄能恒温装置2均设置于提供热水的热水管路m上。通过设置多条热水管路m，并在相应的热水管路m上设置管路蓄能恒温装置2，能够实现多条热水管路m对不同的使用端进行供给，解决了管路末端水压和水温波动的问题。
例如，在现如今的居家用水中，厨房、卫生间、淋浴房等房间的用水端均共用一条热水供水管路，采用单循环水路系统，自来水进入热水器中加热到使用端需求的温度后再向各使用端供给，通过保温循环水泵进行热水的循环使用，各个用水使用端的动作将造成水量、水温波动，导致用户的用水体验较差。本实用新型通过冷水管路、热水管路并联供水，直接对每个使用端分别进行供水，并在管路较长的热水管路上设置管路蓄能恒温装置来缩短用户的等待热水时间，能够解决管路末端水压和水温波动的问题，且无需使用保温循环水泵来加强热水管路的循环，减少因保温循环带来的热损，起到了高效节能的作用。
[0030]
在本实施例中，每一所述管路蓄能恒温装置2均包括控制器(图未示)、蓄能加热模块21以及恒温混水阀22，所述控制器分别与所述蓄能加热模块21、所述恒温混水阀22连接；所述蓄能加热模块21的进水端与所述热泵热水器1的出水端连接，所述蓄能加热模块21的出水端与所述恒温混水阀22的第一进水端连接；所述热泵热水器1的出水端与所述恒温混水阀22的第二进水端连接；所述恒温混水阀22的出水端与第一热水使用端a连接。
[0031]
由于热泵热水器的出水口到某些使用端的管路较长，在现有技术中需要先将这一管路中的冷水排出，由热泵热水器加热后的热水才会在使用端排出，本实用新型实施例通过设置由控制器、蓄能加热模块以及恒温混水阀配合动作的管路蓄能恒温装置对管路中的冷水进行加热混合处理，在用户打开用水端后能够及时流出热水，当由热泵热水器加热后的热水抵达使用端后，再由热泵热水器继续提供热水，用户无需等待冷水排出，不会造成水资源的浪费，提高了用户的使用体验。
[0032]
作为其中一种优选方案，所述蓄能加热模块21包括电热水器，当然也可增设对应容积的保温水箱来实现对应的加热与蓄能的功能。当然，保温水箱的容积需要对应匹配电热水器，且需要综合考虑产品的成本限制与用户实际需求等。
[0033]
优选地，在本实施例中，所述电热水器的容积范围为2l～10l。
[0034]
应当说明的是，除了电热水器也可采用其他换热器、电加热丝等器件来实现对管路中冷水的加热处理，器件的选择由产品的实际要求与成本因素限制所决定。在本实施例中所述电热水器的进水端与所述热泵热水器的出水端连接，用于接收来自热泵热水器的出水端排出的热水；所述保温水箱的出水端与所述恒温混水阀的第一进水端连接，用于向恒温混水阀提供处理后的热水。
[0035]
此外，在本实施例中控制器还与热泵热水器连接，用于接收相关的触发信号，例如当控制器检测到热泵热水器没有工作时，控制蓄能加热模块工作，对管路内的用水进行加热处理，当然，具体的加热温度需要结合实际的参量进行设计，由于用户使用热水的时间范围无法确定，因此需要控制蓄能加热模块将水温加热到较高的温度(相对于热水使用端的温度较高)，以此方式来保证加热后的用水在保温水箱中不会丧失过多的热量，与保温水箱共同配合起到了蓄能保温的作用。
[0036]
在本实用新型实施例中，蓄能加热模块中的电热水器的容积在出厂前就已设置完毕，容积范围为2l～10l，因此在实际使用中无需再设置相关的检测元件，或执行额外的检测冷水容积等操作，节约了产品的成本，简化了整个热泵热水器水路系统的控制流程，能够相对降低电热水器的安装空间。
[0037]
为方便理解，本实用新型提供了一种电热水器的容积计算方法，请参见图2，图2示出为其中一种实施例的电热水器的容积计算方法的流程示意图，具体包括：
[0038]
s1、获取待加热水路内的冷水容积，并根据冷水水温与所述第一热水使用端的目标水温计算第一加热温差；
[0039]
s2、将所述冷水容积与所述第一加热温差代入预置的加热量计算式中，计算所述电热水器的加热当量；
[0040]
s3、根据所述加热当量、所述电热水器的加热参数与所述保温水箱的保温参数，获得所述电热水器的容积。
[0041]
首先根据热泵热水器到使用端之间的管路长度获取水路内的冷水容积，容积的获取可以根据待加热水路的管路长度与管径来进行计算，当然，也可参考对应的自来水厂厂家标准来直接获取；然后获取水路内的冷水水温(以平均值为标准)，根据冷水水温与所述第一热水使用端的目标水温计算第一加热温差；接着将所述冷水容积与所述第一加热温差代入预置的加热量计算式中，具体的计算式包括：
[0042]
q＝c
×
t
δ
[0043]
其中，q为电热水器的加热当量，c为冷水容积，t
δ
为第一加热温差。
[0044]
在计算出电热水器的加热当量后，根据所述加热当量、所述电热水器的加热参数与所述保温水箱的保温参数，获得所述电热水器的容积，在本实施例中，作为优选地，请参见图3，图3示出为其中一种实施例的电热水器的容积计算方法的部分流程示意图，包括：
[0045]
s301、分别获取所述电热水器的最大安全加热温度与所述保温水箱的热损比例，并根据所述最大安全加热温度与所述冷水水温计算第二加热温差；
[0046]
s302、根据所述第二加热温差、所述保温水箱的热损比例，以及所述加热当量确定所述电热水器的容积。
[0047]
电热水器的加热参数在本实施例中包括电热水器的最大安全加热温度，保温水箱的保温参数包括保温水箱的热损比例，通过分别获取所述电热水器的最大安全加热温度与所述保温水箱的热损比例，并根据所述最大安全加热温度与所述冷水水温计算第二加热温差的方式，来为电热水器的容积计算提供多方面的数据支撑，从而使得计算出的电热水器的容积满足容积、水温、热损与成本等多方面的因素要求，通过预先计算得到最合适的电热水器的容积，使得电热水器在热泵热水器水路系统中的占用空间小，结构更加紧凑，同时加热的热量利用更为充分，起到了高效节能的效果。
[0048]
举例来说，管路内的冷水容积为6l，冷水温度为15℃，使用端的目标热水温度要求≥45℃。因此管道内冷水的加热量当量为q1＝(45-15)*6＝180j；设电热水器的容积为a，初始水温55℃，即电热水器的蓄热量当量需要大于或等于上述加热量当量，也即q2＝(55-15)*a*70％≥q1＝180，计算即可得到当a≥6.43l时满足热量要求，按照市面的电热水器规格以及对应的保温水箱的选取规格，最小取a＝6.6l的电热水器即可满足加热的需求。
[0049]
在本实用新型实施例中，控制器用于对蓄能加热模块21与恒温混水阀22实现基本的控制；恒温混水阀22用于将蓄能加热模块21加热后排出的热水与管路的冷水进行混合，从而减少用户使用时排出冷水的不良体验及水量浪费，最终实现将管路内的冷水混合得到用户需求温度的稳定的出水。恒温水阀用于保证用户端用水的温度，其类型可以选用与控制器配合的智能控制水阀，可以选用流量可调的电磁阀，也可选用能够实现基本功能的调节水阀，由产品的实际要求与成本因素限制所决定。
[0050]
作为其中一种优选方案，所述控制器包括单片机、温度检测电路与过热保护电路；
所述单片机分别与所述温度检测电路、所述过热保护电路连接。当然所述控制器还可根据实际产品要求与成本因素限制增加或删除对应的相关功能模块。
[0051]
优选地，所述恒温混水阀的第一进水端设有第一温度传感器；所述恒温混水阀的第二进水端设有第二温度传感器；所述恒温混水阀的出水端设有第三温度传感器；所述温度检测电路分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器连接。温度传感器的引入能够提高控制的精确程度，通过实时采集水路中的各位置处的水温，方便控制器进行更为准确的水温计算，保障用户热水使用端能够排除预期目标温度的热水。
[0052]
优选地，所述恒温混水阀的出水端设有高灵敏度热敏电阻，所述高灵敏度热敏电阻与所述过热保护电路连接。过热保护电路起到了保护作用，提高了产品的安全可靠性。
[0053]
作为其中一种优选方案，所述热泵热水器水路系统还包括至少一条冷水管路n，每一所述冷水管路n的出水端分别与对应的冷水使用端连接(图中为方便显示，冷水使用端未显示，其与热水使用端设于一处)，当用户需要使用冷水时直接进行供给。
[0054]
优选地，本实施例中的所述热泵热水器的进水端与自来水管的出水端连接。
[0055]
优选地，所述热泵热水器1的出水端还与第二热水使用端b连接。在本实施例中，如图1所示，第二热水使用端b由于距离热泵热水器1较近，管路较短，因此无需采用上述管路蓄能恒温装置2，热泵热水器1的出水端直接与第二热水使用端b连接。而第一热水使用端a距离热泵热水器1较远，管路较长，因此需要采用上述管路蓄能恒温装置2进行相应的处理(图中第一热水使用端a的数量优选为两个，第二热水使用端b的数量优选为1个)。
[0056]
本实用新型实施例提供的热泵热水器水路系统，通过在热泵热水器的出水端与使用端之间设置管路蓄能恒温装置，使得管路中的冷水在管路蓄能恒温装置中的控制器、蓄能加热模块以及恒温混水阀的配合动作下进行对应的加热、保温与混合处理，当用户需要使用热水时，由于管路蓄能恒温装置已经对管路中的冷水进行了有针对性处理，使用端不会像现有技术一样先排出冷水，而是直接排出经由管路蓄能恒温装置处理过的热水，用户无需进行等待，极大地缩短了用户等待热水的时间。
[0057]
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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