[发明专利]一种直热式燃气热水器恒温系统

说明书

本发明涉及一种直热式燃气热水器用水温恒定系统装置。

直热式热水器因加热方式决定，进口水压或然气压力或出口水流量变化均要引起出口水温波动。且无法在热水器工作前预设水温。一些市售产品及专利申请提出了许多解决办法，如进口处增加水压稳定装置，利用进口水压比例调节燃气流量，增加温度传感器并以此控制电控或机械控制的流量阀对水流量、气流量进行调节达到稳定水温的目的。以上方案的主要问题是调温振荡时间过长(30秒以上)过冲超调较大(±4℃)且多处调节容易因逻辑混乱造成振荡加剧。恒温过程较好的方案如专利申请952420481，利用旁通冷水负反馈调节又存在难以适应水压过低或过高的问题。

本发明目的是，提供一种用于直热式燃气热水器的恒温装置，抑制因水气流量变化导致的出口水温波动，自动将水温恒定于设定值附近，恒温过程具有较小的过冲超调及调温振荡，且能适应变化较大的工作水压。

本发明目的是这样实现的，热水器主水通道、与主水通道热水混合的旁通道冷水通道及燃气通道均设置有调节阀，还在混水处设置有温度传感器，该传感器实时检测温度变化，并以此变化信号控制相关阀调节工质流量，将出口水温稳定于设定值附近，为防止因多处阀同时调节造成逻辑混乱或振荡加剧，需设置逻辑控制元件或组件保证各相关阀以异步顺序方式进行调节，即保证同一时刻只对某一处相关工作参数进行调节，逻辑控制元件主要依据上述工况变化信号控制各阀的工作状态，为适应较低的工作水压，防止因旁通道泄压造成主通道压力不足导致意外停机，还在旁通阀行程控制环节中设置有旁通阀最大开度控制元件或组件，在进口工作水压接近启动水压下限时手动或自动减小旁通阀最大开度，甚至关闭旁通阀。

在主通道进口处，最好是旁通阀和主通阀后还设置有压力或流量检测元件，所检出的工况变化信号用于控制旁通阀最大开度调节元件，实现自动控制旁通阀最大开度目的。

上述进口工况检测元件还用于自动控制进口主通阀开度调节，该处调节保证主通道流量即主通道热水温度与设定值大致相符。此处调节与工况信号变化几乎同步实现；进口水压在适用值中部波动时主要靠旁通冷水较精确地调节水温，旁通阀调节最好由混合水温信号控制形成传递路径较短的负反馈调节，上述进口工况信号所致的水温波动因热水器结构决定滞后反映，故上述二阀形成对此工况变化的顺序调节；相关阀异步顺序调节还包括，在进口水压较低或冷热水设置温差较小或燃气压力较大时，旁通阀全开仍无法消除高于设置温度的正向温差，故需启动燃气阀调小开度，燃气阀启动时机最好由旁通阀最大开度阀位信号和正向温差信号决定以保证燃气阀调节时旁通阀保持最大开度不变，实现二者异步调节；进口水压过大或冷热水设置温差较大或燃气流量较小时，因结构或进口工况检测元件灵敏度所限，主通阀调至最小开度、旁通阀完全关闭时出口水温可能仍低于设置温度，故需保持旁通阀零开度由低于设定值的负向温差信号控制主通阀进一步调小开度提升主通道水温，上述主通道阀工作状态最好由旁通阀零开度阀位信号和负向温差信号确定。

主通道热水出口处设置与旁通冷水混合的腔体，在主通道进口处最好是旁通阀后设置冷水腔体，混水腔内设置温包式温度检测元件，机械式压力或流量检测元件设置于进口水腔内。上述检测元件在工况变化时输出相应变化的机械量，该机械量直接或通过机械式驱动机构调节相关阀。调节过程中工况差值信号逐渐消失，相关阀保持与工况变化条件适应的新开度。逻辑控制组件包括设置于相关阀行程上的触发元件，还可包括具有行程关联结构的特殊开孔阀芯，此阀芯在驱动机构不同行程段实现开度调节、开度保持不变、改变调节时机等功能。旁通阀最大开度控制由一行程控制机构实现，该结构中设置有由进口工况信号控制的活动式触发元件或具有行程关联结构的特殊开孔阀芯。