一种恒温一体式高效热水器及其控制方法与流程

1.本发明涉及热水器技术领域，具体是指一种恒温一体式高效热水器及其控制方法。


背景技术：

2.热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置。按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、磁能热水器、空气能热水器，暖气热水器等。
3.目前，电热水器有储水式电热水器和即热电热水器两种，储水式电热水器的体积大，因此安装占用空间大，而且随着储水箱内的热水的排出，其需要注入等量的冷水，导致后续的热水的温度较低，给热水器的后续使用照成影响。而即热热水器则是在使用时对流动的水流进行加热，具有出水温度稳定的特征，但是直接将冷水加热至出水温度需要具备较大加工功率，易造成电路过载。为了解决上述问题，同时具有储水式电热水器和即热热水器的一体式热水器开始被运用。
4.现有的带有储水式电热水器和即热热水器的一体式热水器一般是先将水源与储水箱内导出的存水混合，再由即热热水器加热后进行输出，既有效降低了即热热水器的最高需求功率，并且，由于设置有即热热水器，从而可以降低储水箱的体积，有效减小热水器的占用空间，整体在输出温度更加稳定的情况下，更加节能。但是储水箱式热水器在出水过程中，一样需要注入等量的冷水，导致后续输出的混合水的水温会逐渐降低，一来，储水式电热水器的热水并不能100％放出，其热水输出率大概在60％左右，这样导致了热水器的体积并没有缩小很多；二来，即热式热水器的加热功率在使用过程中，也需要随着混合水温的降低而不断提升加热功率，导致其最大加热功率并没有得到降低，导致依然存在电路过载的隐患。
5.因此，设计一款既能够有效提升水箱式热水器的热水输出率，从而有效实现体积的大幅缩减；并能够有效控制即热式热水器的最大加热功率，从而有效防止电路过载的恒温一体式高效热水器及其控制方法是本发明的研究目的。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术存在的技术问题，本发明在于提供一种恒温一体式高效热水器及其控制方法，该恒温一体式高效热水器及其控制方法能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。
7.本发明的技术方案是：
8.一种恒温一体式高效热水器，包括
9.储水箱，所述储水箱内置有相应的电加热器，储水箱的顶部设有透气孔，储水箱的底部向下连接有热水出水管；
10.即热式热水器，所述即热式热水器的进水端连接有温水进入管，即热式热水器的
出水端向外连接有相应的恒温出水管；
11.混水机构，包含连接到外界水源的冷水管，所述冷水管的出水端通过抽水泵连接有一相应的虹吸三通管，所述虹吸三通管连接至所述抽水泵的一端设置有射流孔，虹吸三通管未连接于抽水泵的两端分别连接到所述热水出水管和温水进入管上；
12.所述储水箱的一侧底部向下延伸设有相应的加热区，所述电加热器固定装置于所述加热区内，所述即热式热水器和抽水泵均置于所述储水箱底部未设有加热区的空间内。
13.还包括温控制系统，所述温控制系统包含控制器以及连接到所述控制器上的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器；所述第一温度传感器设置于所述冷水管的出水端，所述第二温度传感器设置于所述温水进入管的进水端，所述第三温度传感器设置于所述恒温出水管上；所述抽水泵为流量可调的离心泵，所述热水出水管上固定装置有一相应的出水电磁阀，所述出水电磁阀、抽水泵、电加热器，以及即热式热水器均连接到所述控制器上。
14.还包括流量传感器，连接到所述控制器上，所述流量传感器设置于所述冷水管、或虹吸三通管、或温水进入管、或恒温出水管上。
15.所述储水箱的内侧上下部分别固定装置有相应的液位传感器，所述液位传感器分别连接到所述控制器上。
16.还包括热水器壳体，所述储水箱、即热式热水器和抽水泵均装置于所述热水器壳体内，所述储水箱的外围包覆有一层相应的隔热层。
17.所述储水箱的顶部向外连接有一相应的溢流管，所述溢流管的出水端、冷水管的进水端，以及恒温出水管的出水端分别连接到所述热水器壳体的底部。
18.所述即热式热水器的外侧覆盖安装有一相应的保护罩，所述保护罩包含围设于所述即热式热水器外围的护板、以及设置于所述即热式热水器上侧的罩盖，所述控制器、虹吸三通管和热水出水管分别固定装置于所述保护罩的罩盖上。
19.所述护板的顶部可拆卸安装有相应的盖板，所述控制器、虹吸三通管和热水出水管分别位于所述盖板的下侧。
20.一种恒温一体式高效热水器的控制方法，包含以下具体步骤：
21.s1：当流量传感器感应到水流经过时，执行步骤s2；
22.s2：分别启动抽水泵、出水电磁阀，控制外界冷水经冷水管进入虹吸三通管，再经射流孔增压后射流进入温水进入管内，经射流增压后的冷水在流通过程中产生虹吸效应，使冷水与位于储水箱内的热水一并抽排进入温水进入管内；
23.s3：获取第一温度传感器和第二温度传感器的数值，计算第二温度传感器与第一温度传感器的数值的实际温差值，针对不同的实际温差值控制抽水泵的转速，得到混合水，
24.所述针对不同的实际温差值控制抽水泵的转速包括：
25.当实际温差值大于预设定的第一阈值时，则降低抽水泵的转速，以降低水压，从而缩减虹吸压力，以减少储水箱内的热水的抽排量，
26.当实际温差值小于预设定的第一阈值时，则提升抽水泵的转速，以增加水压，从而增强虹吸压力，以提升储水箱内的热水的抽排量；
27.s4：控制即热式热水器对所述混合水二次加热，经恒温出水管进行排出使用。
28.所述步骤s4之后还包含步骤s5：
29.获取第三温度传感器的数值，并将第三温度传感器的数值与预先设定的第二阈值进行比对，当第三温度传感器的数值大于第二阈值时，则降低即热式热水器的加热功率，以降低出水温度；当第三温度传感器的数值小于第二阈值时，则提升即热式热水器的功率，以提升出水温度。
30.本发明的优点：
31.1)本发明在储水箱进行设计改进的基础上增设有混水机构，通过冷水管有效将外界冷水输入，外界冷水经射流孔增压后射流进入温水进入管内，经射流增压后的冷水在虹吸三通管内进行流通的过程中，可产生虹吸效应，有效将位于储水箱内的热水一并抽排进入温水进入管内，这样一来，储水箱内的热水便可在没有外界水源输入的情况下实现热水外排，可有效把储水箱内的热水的输出率提升到100％，同样出水量的情况下，可将体积缩小40％。
32.2)外界冷水和储水箱内的热水经混合后沿温水进入管进入即热式热水器内进行二次加热后排出使用，由于储水箱内排出的热水并未混入外界冷水，因此水温相对恒定，进而能够确保排入即热式热水器内进行二次加热的混合水的水温相对恒定，因此不会造成即热式热水器的加热功率产生明显浮动和上升，从而能够有效降低即热式热水器的最大加热功率，以有效防止产生电路过载。
33.3)本发明在增设有加热区的基础上，将电加热器固定装置于加热区内，就算储水箱内的热水被完全使用完，电加热器所在的空间内依然有水，因此能够有效防止因误操作而导致电加热器被烧坏。而且能够将即热式热水器和抽水泵分别装置在储水箱底部未设有加热区的空间内，以实现更加紧凑的装配效果，从而有效进一步降低空间占用。
34.4)本发明还包括温控制系统，温控制系统的第一温度传感器设置于冷水管的出水端，第二温度传感器设置于温水进入管的进水端，通过第二温度传感器与第一温度传感器所实际测得的温差值与预设温差值进行比对，当实际温差值大于预设温差值时，则降低抽水泵的转速，以降低水压，从而缩减虹吸压力，以减少储水箱内的热水的抽排量；反之，当实际温差值小于预设温差值时，则提升抽水泵的转速，以增加水压，从而增强虹吸压力，以提升储水箱内的热水的抽排量。从而将实际温差值控制在与预设温差值相近的范围内，以有效平衡冷、热水的混合比例，且能够确保排入即热式热水器内的混合水体的温度稳定性。
35.5)本发明进一步将温控制系统的第三温度传感器设置于恒温出水管上，可直接检测出水的实际温度，并实时反馈出实际出水温度与预设出水温度的少量差值，该差值通过即热式热水器的加热功率的微调整便可消除。
36.6)本发明还包括流量传感器，流量传感器设置于冷水管、或温水进入管、或恒温出水管上，通过流量传感器的设置，可有效实时进行水流检测，从而自动判定要用户是否要使用热水，进而有效控制抽水泵和出水电磁阀的启闭，以提升本发明的智能化和实用效果。
37.7)本发明的即热式热水器的外侧覆盖安装有一相应的保护罩，保护罩包含围设于即热式热水器外围的护板，以及设置于即热式热水器上侧的罩盖，虹吸三通管和热水出水管分别固定装置于保护罩的罩盖上。从而在装配紧凑的基础上，有效实现对各部空间的分隔，以确保各部件的装配稳定性和使用安全性。
附图说明
38.图1为本发明的结构示意图。
39.图2为本发明的零件爆炸图。
40.图3为图2的俯视图。
41.图4为控制器、虹吸三通管和热水出水管装置于罩盖上的结构示意图。
42.图5为混水机构连接到即热式热水器和热水出水管上的结构示意图。
43.图6为虹吸三通管的剖视图。
具体实施方式
44.为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
45.参考图1
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6，一种恒温一体式高效热水器，包括
46.储水箱1，所述储水箱1内置有相应的电加热器2，储水箱1的顶部设有透气孔101，储水箱1的底部向下连接有热水出水管3；
47.即热式热水器4，所述即热式热水器4的进水端连接有温水进入管5，即热式热水器4的出水端向外连接有相应的恒温出水管6(本实施例中的即热式热水器4是由小型过水容器内置电加热管组成，所述温水进入管5连接到小型过水容器的进水端，所述恒温出水管6连接到所述小型过水容器的出水端)；
48.混水机构，包含连接到外界水源的冷水管701，所述冷水管701的出水端通过抽水泵702连接有一相应的虹吸三通管703，所述虹吸三通管703连接至所述抽水泵702的一端设置有射流孔7031，虹吸三通管703未连接于抽水泵702的两端分别连接到所述热水出水管3和温水进入管5上；
49.所述储水箱1的一侧底部向下延伸设有相应的加热区102，所述电加热器2固定装置于所述加热区102内，所述即热式热水器4和抽水泵702均置于所述储水箱1底部未设有加热区102的空间内。
50.还包括温控制系统，所述温控制系统包含控制器801以及连接到所述控制器801上的第一温度传感器802、第二温度传感器803、第三温度传感器804；所述第一温度传感器802设置于所述冷水管701的出水端，所述第二温度传感器803设置于所述温水进入管5的进水端，所述第三温度传感器804设置于所述恒温出水管6上；所述抽水泵702为流量可调的离心泵，所述热水出水管3上固定装置有一相应的出水电磁阀9，所述出水电磁阀9、抽水泵702、电加热器2，以及即热式热水器4均连接到所述控制器801上。
51.还包括流量传感器10，连接到所述控制器801上，所述流量传感器10设置于所述虹吸三通管703上。
52.所述储水箱1的内侧上下部分别固定装置有相应的液位传感器11，所述液位传感器11分别连接到所述控制器801上。当储水箱1内的热水被使用至位于下部的液位传感器11的所在位置时，停止用水，尔后出水电磁阀4和抽水泵702开启，开始进行冷水注入，注入至位于上部的液位传感器11的所在位置时，出水电磁阀4和抽水泵702关闭，然后开始对储水箱1内的水进行加热。
53.还包括热水器壳体12，所述储水箱1、即热式热水器4和抽水泵702均装置于所述热
水器壳体12内，所述储水箱1的外围包覆有一层相应的隔热层13。
54.所述储水箱1的顶部向外连接有一相应的溢流管14，所述溢流管14的出水端、冷水管701的进水端，以及恒温出水管6的出水端分别连接到所述热水器壳体12的底部。
55.所述即热式热水器4的外侧覆盖安装有一相应的保护罩15，所述保护罩15包含围设于所述即热式热水器4外围的护板1501、以及设置于所述即热式热水器4上侧的罩盖1502，所述控制器801、虹吸三通管703和热水出水管3分别固定装置于所述保护罩15的罩盖1502上。
56.所述护板1501的顶部可拆卸安装有相应的盖板16，所述控制器801、虹吸三通管703和热水出水管3分别位于所述盖板16的下侧。
57.上述所述的一种恒温一体式高效热水器的控制方法，包含以下具体步骤：
58.s1：当流量传感器10感应到水流经过时，执行步骤s2；
59.s2：分别启动抽水泵702、出水电磁阀9，控制外界冷水经冷水管701进入虹吸三通管703，再经射流孔7031增压后射流进入温水进入管5内，经射流增压后的冷水在流通过程中产生虹吸效应，使冷水与位于储水箱1内的热水一并抽排进入温水进入管5内；
60.s3：获取第一温度传感器802和第二温度传感器803的数值，计算第二温度传感器803与第一温度传感器802的数值的实际温差值，针对不同的实际温差值控制抽水泵702的转速，得到混合水，
61.所述针对不同的实际温差值控制抽水泵702的转速包括：
62.当实际温差值大于预设定的第一阈值时，则降低抽水泵702的转速，以降低水压，从而缩减虹吸压力，以减少储水箱1内的热水的抽排量，
63.当实际温差值小于预设定的第一阈值时，则提升抽水泵702的转速，以增加水压，从而增强虹吸压力，以提升储水箱1内的热水的抽排量；
64.s4：控制即热式热水器4对所述混合水二次加热，经恒温出水管6进行排出使用；
65.s5：获取第三温度传感器804的数值，并将第三温度传感器804的数值与预先设定的第二阈值进行比对，当第三温度传感器804的数值大于第二阈值时，则降低即热式热水器4的加热功率，以降低出水温度；当第三温度传感器804的数值小于第二阈值时，则提升即热式热水器4的功率，以提升出水温度。
66.其中，所述第一阈值和第二阈值可在本发明投入使用前进行预先设定、或在使用时进行调整。
67.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱硫本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。