[发明专利]一种基于热水器的节水及定温出水装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及热水器水温调节技术领域，具体涉及一种基于热水器的节水及 定温出水装置及控制方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平日益提高，热水器市场发展迅速。据中国国家 统计局统计数据显示，2016年中国每百户家庭热水器拥有量为71.6台，增长 7.1％。2015年国内热水器市场全年销量达到3100万台，同比增长4.5％；2016 年热水器整体市场规模突破3800万台；2017年热水器市场零售量将有望达到 4033万台。然而热水器在正常出热水前，滞留于热水管路内的余水以及未达 设定温度的冷水无法正常利用，由此导致用户等待热水时间长。此外，根据大 量调查数据，91％的用户会选择将这些冷水浪费。

目前市场上关于热水器节水式辅助出水方法主要分为以下两种：管道排空 式出水法，通过管道排空阀排空太阳能热水器竖直或倾斜向下部分管道内的冷 水，以达到避免冷水滞留以及管道冻裂的情况的目的；循环泵回水式出水法， 通过循环热水管路的水保证恒温出水。以上方法中，管道排空式无法排尽水平 管路内的无效冷水，且只适合于太阳能热水器使其应用范围局限；循环泵回水 式中循环泵持续工作，电能消耗多，管路改动大，不适合普通家庭用户。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种基于热水器的节水及 定温出水装置及控制方法，其有利于减少水资源浪费和能源消耗，推动热水器 行业向节能环保的方向发展；还可保障居民用水安全舒适，并可引导性地提高 节水意识；此外，本装置结构简单，成本低廉，普适性高，易于进行市场推广 应用。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种基于热水器的节水及定温出水装置 及控制方法，其装置包括水箱和控制器，所述水箱内设有温度传感器和水位传 感器，所述水箱上连接有输入管、输出管和空气管，所述控制器设置在水箱表 面，所述控制器包括显示屏、水温调节钮，所述输入管一端连接有三通阀，所 述输出管上设有出水阀，所述三通阀分别连接冷水输入管和热水输入管，所述 空气管的端口设有电磁空气阀；所述水温调节钮、温度传感器和水位传感器分 别与控制器的输入端连通，所述控制器的输出端与出水阀、三通阀和电磁空气 阀连通。

进一步地，所述控制器包括单片机，所述单片机的输入端包括水温检测单 元、水位检测单元和温度设定单元，所述单片机的输出端包括继电器模块和智 能混水模块，所述水温检测单元与温度传感器连通，所述水位检测单元与水位 传感器连通，所述温度设定单元与水温调节钮连通，所述继电器模块与电磁空 气阀连通，所述智能混水模块分别与出水阀和三通阀连通。

更进一步地，所述输出管上还设有增压泵，所述继电器模块分别与电磁空 气阀和增压泵连通。

进一步地，所述温度传感器设置在水箱底部，所述输入管、输出管也设置 在水箱底部，所述空气管设置在水箱顶部。

更进一步地，所述水位传感器为超声测距传感器，所述水位传感器设置在 水箱顶部。

其控制方法包括如下步骤：

步骤1：预混阶段：

控制器控制冷水输入管和热水输入管中的水进入水箱进行预混，控制器控 制三通阀关闭并提示用户开启出水阀，预混阶段结束，进入步骤2；

步骤2：出水阶段：

出水阶段根据使用状态不同，如在浴室、厨房等不同场合有不同使用模式， 分为单次大量用水模式和多次少量用水模式。

进一步地，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：用户通过水温调节钮按需设定温度档位T；

步骤1.2：单片机控制继电器模块开启电磁空气阀，同时控制智能混水模 块开启三通阀使热水输入管全开；实现箱内温水增压出水，提高洗浴舒适度；

步骤1.3：当t＜T时，热水输入管内滞留的冷水与热水输入管中的热水先 后进入水箱进行预混，直至水温t达到T；当t＞T时，单片机控制智能混水模 块开启三通阀使冷水输入管全开、热水输入管关闭，直至水温t达到T；

步骤1.4：单片机控制智能混水模块关闭三通阀开启水阀，并通过显示屏 提示用户出水阀开启。

进一步地，所述步骤2中单次大量用水模式包括如下步骤：

步骤2.1a：在水箱内水的液面到达水位线之前，水位不断下降，单片机控 制继电器模块开启增压泵；

步骤2.2a：当水箱内水的液面到达水位线时，单片机控制继电器模块关闭 电磁空气阀和增压泵；

步骤2.3a：通过水温检测单元输入单片机，单片机控制智能混水模块配合， 实现定温出水。

更进一步地，所述步骤2中多次少量用水模式包括如下步骤：