一种基于热水器的节水及定温出水装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了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，水箱内设有温度传感器和水位传感器，水箱上连接有输入管、输出管和空气管，控制器设置在水箱表面，控制器包括显示屏、水温调节钮，输入管一端连接有三通阀，输出管上设有出水阀，三通阀分别连接冷水输入管和热水输入管，空气管的端口设有电磁空气阀。本发明专利技术的优点在于：其利用储水箱对用于滞留冷水的暂储或冷热水的预混功能，在不改变居民用水习惯同时，实现热水器水资源无浪费。装置的尺寸系列化设计和单次大量用水与多次少量用水的模式切换，有效提高其适用范围，体现人性化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热水器的节水及定温出水装置及控制方法
本专利技术涉及热水器水温调节
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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：步骤2.1b：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2.2b：由于用水量少，在液面到达水位线之前，用水结束，水位停止变化，系统进入死循环，等待下次用水；步骤2.3b：多次少量用水时间跨度长，箱内水温下降，当用t＜T时，提示重设温度T，进入步骤1。作为优选项，所述步骤2中所述单次大量用水模式和多次少量用水模式为自动切换。本专利技术的优点在于：其利用储水箱对用于滞留冷水的暂储或冷热水的预混功能，在不改变居民用水习惯同时，实现热水器水资源无浪费。装置的尺寸系列化设计和单次大量用水与多次少量用水的模式切换，有效提高其适用范围，体现人性化设计。附图说明图1为本专利技术装置的外部结构示意图；图2为本专利技术装置的内部结构示意图；图3为控制器的控制构架图；图4为预混阶段流程图；图5为出水阶段流程图。图中：水箱1、控制器2(其中：显示屏2.1、水温调节钮2.2、单片机2a、水温检测单元2b、水位检测单元2c、温度设定单元2d、继电器模块2e、智能混水模块2f)、温度传感器3、水位传感器4、输入管5、输出管6(其中：出水阀6.1)、空气管7、三通阀8、冷水输入管9、热水输入管10、电磁空气阀11、增压泵12。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：如图1～2所示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1和控制器2，所述水箱1内设有温度传感器3和水位传感器4，所述水箱1上连接有输入管5、输出管6和空气管7，所述控制器2设置在水箱1表面，所述控制器2包括显示屏2.1、水温调节钮2.2，所述输入管5一端连接有三通阀8，所述输出管6上设有出水阀6.1，所述输出管6上还设有增压泵12，所述三通阀8分别连接冷水输入管9和热水输入管10，所述空气管7的端口设有电磁空气阀11；所述水温调节钮2.2、温度传感器3和水位传感器4分别与控制器2的输入端连通，所述控制器2的输出端与出水阀6.1、三通阀8和电磁空气阀11连通。如图3，所述控制器2包括单片机2a，所述单片机2a的输入端包括水温检测单元2b、水位检测单元2c和温度设定单元2d，所述单片机2a的输出端包括继电器模块2e和智能混水模块2f，所述水温检测单元2b与温度传感器3连通，所述水位检测单元2c与水位传感器4连通，所述温度设定单元2d与水温调节钮2.2连通，所述继电器模块2e分别与电磁空气阀11和增压泵12连通，所述智能混水模块2f分别与出水阀6.1和三通阀8连通。所述温度传感器3设置在水箱1底部，所述输入管5、输出管6也设置在水箱1底部，所述空气管7设置在水箱1顶部。所述水位传感器4为超声测距传感器，所述水位传感器4设置在水箱顶部。如图4～5，其控制方法包括如下步骤：步骤1：预混阶段：步骤1.1：用户通过水温调节钮2.2按需设定温度档位T；步骤1.2：单片机2a控制继电器模块2e开启电磁空气阀11，同时控制智能混水模块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热水器的节水及定温出水装置，其特征在于：包括水箱(1)和控制器(2)，所述水箱(1)内设有温度传感器(3)和水位传感器(4)，所述水箱(1)上连接有输入管(5)、输出管(6)和空气管(7)，所述控制器(2)设置在水箱(1)表面，所述控制器(2)包括显示屏(2.1)、水温调节钮(2.2)，所述输入管(5)一端连接有三通阀(8)，所述输出管(6)上设有出水阀(6.1)，所述三通阀(8)分别连接冷水输入管(9)和热水输入管(10)，所述空气管(7)的端口设有电磁空气阀(11)；所述水温调节钮(2.2)、温度传感器(3)和水位传感器(4)分别与控制器(2)的输入端连通，所述控制器(2)的输出端与出水阀(6.1)、三通阀(8)和电磁空气阀(11)连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于热水器的节水及定温出水装置，其特征在于：包括水箱(1)和控制器(2)，所述水箱(1)内设有温度传感器(3)和水位传感器(4)，所述水箱(1)上连接有输入管(5)、输出管(6)和空气管(7)，所述控制器(2)设置在水箱(1)表面，所述控制器(2)包括显示屏(2.1)、水温调节钮(2.2)，所述输入管(5)一端连接有三通阀(8)，所述输出管(6)上设有出水阀(6.1)，所述三通阀(8)分别连接冷水输入管(9)和热水输入管(10)，所述空气管(7)的端口设有电磁空气阀(11)；所述水温调节钮(2.2)、温度传感器(3)和水位传感器(4)分别与控制器(2)的输入端连通，所述控制器(2)的输出端与出水阀(6.1)、三通阀(8)和电磁空气阀(11)连通。2.根据权利要求1所述的基于热水器的节水及定温出水装置，其特征在于：所述控制器(2)包括单片机(2a)，所述单片机(2a)的输入端包括水温检测单元(2b)、水位检测单元(2c)和温度设定单元(2d)，所述单片机(2a)的输出端包括继电器模块(2e)和智能混水模块(2f)，所述水温检测单元(2b)与温度传感器(3)连通，所述水位检测单元(2c)与水位传感器(4)连通，所述温度设定单元(2d)与水温调节钮(2.2)连通，所述继电器模块(2e)与电磁空气阀(11)连通，所述智能混水模块(2f)分别与出水阀(6.1)和三通阀(8)连通。3.根据权利要求1～2中任意一项所述的基于热水器的节水及定温出水装置，其特征在于：所述输出管(6)上还设有增压泵(12)，所述继电器模块(2e)分别与电磁空气阀(11)和增压泵(12)连通。4.一种基于热水器的节水及定温出水装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：预混阶段：控制器(2)控制冷水输入管(9)和热水输入管(10)中的水进入水箱(1)进行预混，控制器(2)控制三通阀(8)关闭并提示用户开启出水阀(6.1)，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，分为单次大量用水模式和多次少量用水模式。5.根据权利要求4所述的一种基于热水器的节水及定温出水装置的控制方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1：用户通过水温调节钮(2.2)按需设定温度档位T；步骤1.2：单片机(2a)控制继...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛娅，汪林磊，刘瑞瑞，张梓涵，于文峰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42