一种具有回冷水功能的热水供水系统

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，更具体地说，是涉及一种具有回冷水功能的热水供水系统。

背景技术

目前，市场上有些热水器具有回冷水功能，即，热水器在提供热水前先将使用端管道内的冷水通过水泵抽回到热水器内，在使用中央热水系统的家庭里，为了实现打开水龙头能尽快有热水出来，一般会在热水管网安装一个循环水泵，把管网里的冷水输送回热水器，当用水端水龙头打开时，不需先排空一段冷水，而是直接有热水出来，以避免水资源的浪费。现有家用热水器热水循环泵的启动控制方式有两种：1. 热水管网恒温控制。这种方式是在热水使用终端放置温度传感器，只要检测到热水管网的水温低于设定值，水泵就启动，直至符合设定值；2. 使用者专门为启动热水循环泵输入信号。在使用热水前通过手动按钮，或者通过手机应用软件等，给水泵启动信号，让水泵运行2分钟，把热水管网里的冷水输送回热水器。对于第一种控制方式，其优点是方便，不需要在使用热水前输入水泵启动信号，热水即开即有，但缺点是能耗高，热水在管网里散热速度极快，温度很快就会降低，导致全天恒温的热水管网变成了一个巨大的散热体，而且水泵也会因长时间运行而增加能耗。对于第二种控制方式，使用者需要专门为启动热水循环泵输入信号，其优点是节能，需要使用热水前才启动水泵2分钟，热水管网无须全天24小时恒温，不会形成一个巨大的散热体，而且水泵也不会长时间运行。但缺点是使用不方便，无论通过哪种信号传输方式，都需要使用者专门为此目的执行输入信号的动作。

发明内容

本发明的目的就是提供一种节能、使用方便的、自动识别启动信号的具有回冷水功能的热水供水系统，以克服现有技术之不足。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种具有回冷水功能的热水供水系统，包括热水器，所述热水器具有冷水进水端和热水出水端，所述热水出水端通过热水出水管连接用水端，在热水出水管靠近用水端侧与冷水进水端之间设置第一旁通回水管路，所述第一旁通回水管路上设有水泵和止回阀，所述水泵由水泵控制器驱动，在其特征在于，还包括卫生间的门开关，所述门开关通过信号线或无线传输方式与所述水泵控制器通讯连接。

所述门开关是行程开关，所述行程开关通过信号线连接所述水泵控制器，所述水泵控制器在接收到卫生间门关闭信号后，驱动所述水泵启动Xmin。

还包括云端服务器、安装在热水器侧的无线信号接收模块，在门开关侧的无线信号发射模块，所述无线信号接收模块通过WIFI接收云端服务器转发的门开关信号，当卫生间门开关关闭时，驱动无线信号发射模块发出门关闭信号，所述门开关通过无线传输方式与所述水泵控制器通讯连接。

一种具有回冷水功能的热水供水系统，包括热水器，所述热水器具有冷水进水端和热水出水端，所述热水出水端通过热水出水管连接用水端，其特征在于，所述热水器包括主机和水箱、水泵，所述主机包括压缩机、毛细管、蒸发器、冷凝器，所述冷凝器通过制冷剂和水交换热量，水箱内胆与冷凝器水管之间设置热交换循环水路；所述水泵将热交换循环水路分为泵前侧水管和泵后侧水管，在所述泵前侧水管上设置第一三通阀，第一三通阀的第一旁通口连接第二旁通回水管路，所述第二旁通回水管路的另一端连接在热水出水管靠近用水端侧，所述第二旁通回水管路上设有止回阀，第二三通阀分别连接泵前侧水管、第三旁通管、冷凝器水管的入口，所述冷凝器水管与第三旁通管并联后再与水泵连接；所述水泵由水泵控制器驱动；还包括卫生间的门开关，所述门开关通过信号线或无线传输方式与所述水泵控制器通讯连接。

上述的具有回冷水功能的热水供水系统中，所述门开关是行程开关，所述行程开关通过信号线连接所述水泵控制器，所述水泵控制器在接收到卫生间门关闭信号后，驱动所述水泵启动Xmin。

上述的具有回冷水功能的热水供水系统中，还包括云端服务器、安装在热水器侧的无线信号接收模块，在门开关侧的无线信号发射模块，所述无线信号接收模块通过WIFI接收云端服务器转发的门开关信号，当卫生间门开关关闭时，驱动无线信号发射模块发出门关闭信号，所述门开关通过无线传输方式与所述水泵控制器通讯连接。

上述的具有回冷水功能的热水供水系统中，所述水箱内胆容量小于150升。

水箱内胆的中下部设置挡水板。

所述挡水板设有蜂巢状通孔。

所述水箱内胆里设有电加热器。

本发明的有益效果是：

1）本发明实现了省时、节水，舒适的目的，解决了热水管道较长，水管中总会有很长一段冷水无法加热和需要排空才能用上热水的问题，并且以卫生间门的开关信号作为热水循环水泵的启动信号，让水泵运行2分钟。一般家庭里，使用热水的场景，最多的是洗澡和大小便后的洗手，而这两个场景都需要在使用热水前关闭卫生间门，因此，通过在卫生间门与门框之间安装行程开关，让卫生间门的开关动作产生启动水泵的输入信号，让水泵运行2分钟，从而把热水管网里的冷水输送回热水器。水泵启动信号由卫生间门开关提供，用户不需要专门为启动水泵而输入信号，热水系统使用十分方便。在有需要回冷水时，由于系统自动识别回冷水的需求信号，因此，不需要热水管网全天24小时恒温，从而达到使用节能的目的。

2）本发明的热水供水系统可以采用壁挂式空气能热泵热水器，水箱和主机都可采用壁挂式安装方式，不占用地面面积，使用成本低，符合消费者需求。该壁挂式空气能热泵热水器摒弃传统空气能热泵热水器采用水箱外壳缠绕换热盘管式结构和氟循环工作原理，主机冷凝器采用市面上在售的套管式换热器，套管式换热器的水路连接水箱，从而降低生产成本，并使换热效率更高。热水器的水箱内可以增设电加热管，使用水循环式热泵加热与电辅助加热的方式，即使将水箱较小，但热水加热速度快，小容积也能满足用户的热水使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例一结构示意图。

图2为本发明实施例二结构示意图。

图3为本发明实施例二回冷水状态的水路示意图。

图4为本发明实施例二供热水状态的水路示意图。

图5为本发明实施例二的水箱结构示意图。

图6为图5所示水箱的横截面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1所示，本发明公开一种具有回冷水功能的热水供水系统，包括热水器10，热水器具有冷水进水端15（接自来水）和热水出水端，热水出水端通过热水出水管101连接用水端，在热水出水管靠近用水端40侧与冷水进水端之间设置第一旁通回水管路20，第一旁通回水管路上设有水泵8和止回阀201，水泵由水泵控制器50驱动，还包括卫生间61的门开关60，门开关60通过信号线80或无线传输方式与水泵控制器50通讯连接。门开关是行程开关，行程开关通过信号线连接水泵控制器，水泵控制器在接收到卫生间门关闭信号后，驱动水泵启动Xmin。X可设置为1-3min。当水泵驱动时，热水出水管101里静止的冷水被水泵带回热水器，Xmin后，热水出水管101里的水是从热水器水箱内的热水，此时，打开用水端40，很快就可获得热水。由于止回阀201连接第一旁通回水管路20与热水出水管101，在非回冷水状态时，第一旁通回水管路20内的水体不能倒行到用水端40。

一般家庭里，使用热水的场景，最多的是洗澡和大小便后的洗手，而这两个场景都需要在使用热水前关闭卫生间门，因此，在卫生间门与门框之间安装行程开关，让卫生间门的开关动作产生启动水泵的输入信号，让水泵运行2 min，把热水管网里的冷水输送回热水器，不需要使用者专门为启动水泵而输入信号，也不需要热水管网全天24小时恒温。

门开关的信号还可以通过WIFI传输，具体是：还包括云端服务器70、安装在热水器侧的无线信号接收模块（图未示），在门开关侧的无线信号发射模块（图未示），无线信号接收模块通过WIFI接收云端服务器70转发的门开关信号，当卫生间门开关60关闭时，驱动无线信号发射模块发出门关闭信号，门开关通过无线传输方式与水泵控制器通讯连接。

实施例二

如图2-6所示，本发明公开另一种具有回冷水功能的热水供水系统，包括热水器，热水器具有冷水进水端和热水出水端，热水出水端通过热水出水管连接用水端，热水器包括主机2和水箱1、水泵、循环水路，主机2与水箱1通过热交换循环水路连接。其中，主机2包括压缩机23、毛细管21、蒸发器24、冷凝器22，冷凝器22通过制冷剂和水交换热量，蒸发器24侧设置风扇加强空气换热，冷凝器22采用套管式换热器，在水箱1内胆与冷凝器22水管之间设置热交换循环水路，水泵连接在热交换循环水路上，驱使流动的水在水箱1内胆与套管式换热器的载冷剂管道中循环，从而将水箱内的水体加热。

水泵8将热交换循环水路分为泵前侧水管81和泵后侧水管82，在泵前侧水管81上设置第一三通阀4，第一三通阀的第一旁通口41连接第二旁通回水管路30，第二旁通回水管路的另一端连接在热水出水管靠近用水端40侧，第二旁通回水管路30上设有止回阀201，水泵由水泵控制器50驱动；还包括卫生间的门开关60，门开关通过信号线与水泵控制器通讯连接。门开关是行程开关，水泵控制器50在接收到卫生间门关闭信号后，驱动水泵启动2min。热交换循环水路上还设有第三旁通管83，使系统在回冷水时不需要经过冷凝器22。具体是：第二三通阀84分别连接泵前侧水管81、第三旁通管83、冷凝器水管的入口，冷凝器水管与第三旁通管并联后再与水泵8连接。

如图3所示，当水泵控制器接收到卫生间门关闭信号后，控制水泵8运行2min，在此期间，第一三通阀4打开第二旁通回水管路30与泵前侧水管81的通路，水箱内胆与泵前侧水管81的水路关闭，第二三通阀84打开泵前侧水管81与第三旁通管83的通路，驱动水泵8使第二旁通回水管路30内的水经过第三旁通管83流回水箱内胆。当水泵驱动时，热水出水管101里静止的冷水能被水泵带回水箱，Xmin后，热水出水管101里的水是从热水器水箱内的热水，此时，打开用水端40，很快就可获得热水。由于止回阀201连接第二旁通回水管路30与热水出水管101，使第二旁通回水管路30内的水体不能倒行到用水端40。

如图4所示，当系统在供热水状态时，第一三通阀4打开水箱内胆与泵前侧水管81的水路，第二旁通回水管路30与泵前侧水管81的通路关闭，第二三通阀84打开泵前侧水管81与冷凝器水管的通路，第三旁通管83没有水流过，水泵8驱使冷凝器水管内的高温水进入水箱内胆。

考虑到水泵扬程的因素，为了保证在使用需要时，热水出水管内的冷水尽快回到水箱内胆，因此，系统增设第二三通阀84和第三旁通管83，使得在回冷水状态时避开冷凝器，从而使水路运行可减去冷凝器的阻力，从而，使得回冷水的运行可尽快结束。

门开关的信号还可以通过WIFI传输，具体是：还包括云端服务器（参考图1的云端服务器70）、安装在热水器侧的无线信号接收模块（图未示），在门开关侧的无线信号发射模块（图未示），无线信号接收模块通过WIFI接收云端服务器转发的门开关信号，当卫生间门开关60关闭时，驱动无线信号发射模块发出门关闭信号，门开关通过无线传输方式与水泵控制器通讯连接。

水箱1内胆容量小于150升，水箱1设有外挂支架3，水箱1通过外挂支架3可挂装在外墙上，从而节省了占地空间。主机2也可以挂装在外墙上。

水箱1是卧式水箱1，水箱1内胆的冷水进水端15接自来水，设有循环进水管16与循环出水管14分别与泵后侧水管82、泵前侧水管81连接，内胆里的热水管13连接热水出水管101，卧式水箱1在进水时更容易出现冷热水紊流现象，从而导致热水供应温度不稳定，影响热水使用的舒适性，因此，在水箱1内胆的中下部设置挡水板12，挡水板12上设蜂巢状通孔，并且，将循环进水管16与出水管14、自来水进水管15的进出水口均设置在挡水板12的下方，循环进水管16与自来水进水管15的出水方向与挡水板12平行或向下倾斜，如此一来，进入水箱1内胆的冷水或循环水路的回水均进入到内胆的底部，挡水板12上密布的蜂巢肋有助于降低板下水体向上走的速度，减缓内胆里上下水体的热量交换，并避免冷水与热水之间产生紊流。挡水板12既不仅能在热泵启动水流加速时，避免冷水与热水之间产生紊流，又能让加热后的高温水，因为密度减小的原因缓慢流动到水箱1的高温区。

水箱1内胆是承压内胆，由于壁挂式水箱1的容量因墙体承重原因不能无限增加，适宜的容积是50-150L，同比现有的空气能热泵热水器略小，因此，热水器需要快速加热，使内胆的水迅速升温而满足用户洗浴的热水需求，为了加快水箱1内热水的加热速度，在水箱1的高温区增加一根功率为1.5kw-2.5kw的电加热棒11，使用水循环式热泵加热与电辅助加热的方式，在需要时作为热泵加热的一个补充。电加热器位于挡水板12上方，根据水箱1高温区水温以及是否在高峰用水期间来进行调节加热，用于检测内胆水体温度有两个温度传感器，分别是设置在高温区内的高温区温度传感器18和设置在低温区内的低温区温度传感器17，具体以挡水板12所在平面为分界。对于传统的空气能热泵热水器，其水箱1内最高设定水温一般是50゜C，若需要更高的水温，则主机2的制冷效率会大打折扣，本发明也是基于现有空气能热泵热水器该特点，在内胆里增加热源补充，在加热控制上，可以执行：当内胆水体温度在50゜C以下时，以热泵方式供热，当温度要求在50゜C以上时，启动电加热。从而综合性能和节能考虑，在达到使用舒适度的同时达到节能环保的目的。通常，高峰用水期间是晚上的7点至12点，控制器默认设定高峰用水期间水箱1的水温是60゜C，白天则维持在40゜C左右，从而降低使用能耗。

通过主机2与水箱1之间的水循环使得热泵热水器热交换效率高，能快速加热水箱1内的水，而且可以有效防止水垢的产生。

以下，是主机的关键零部件型号、规格、说明：

1. 热泵主机

1.1 压缩机

采用1匹的压缩机。

1.2 冷凝器

采用套管式换热器。

1.3 蒸发器

采用翼片式换热器。

1.4 节流装置

采用毛细管。

1.5 循环水泵

采用德国威乐（WILO）水泵，型号为RS15/6（扬程：6m，流量：2m³/h）。

2. 水箱

2.1 形式

承压式水箱，圆筒形。

2.2 放置

卧式、壁挂式。

2.3 容积

50升<容积<150升。

2.4 内胆

搪瓷内胆。

2.5 保温层

保温材料：聚氨酯；厚度：50mm。

2.6 挡水板

挡水板的位置应该设置在：让低温区的容积占总容积的约1/3处。挡水板的大小满足与所在的内胆水平平面的面积比为1：3。

3. 热泵主机与水箱之间的连接

热泵主机与水箱之间的水管路总长不超过5米，如果安装时超过这个数值，将导致水泵负荷增加，循环水量不足，主机会产生高压保护。

4. 电加热棒

4.1 功率

额定功率分为：1.5kw/2kw/2.5kw，根据客户需求来订制。

4.2 放置区域

放置在水箱内的高温区。

5. 控制系统

5.1 热泵主机的启停控制

热泵主机的启停由水箱低温区水温T1来控制，当水箱低温区水温T1≤45℃，热泵主机启动；当水箱低温区水温T1≥50℃，热泵主机停止运行。

5.2 电加热棒的启停控制

电加热棒的启停由水箱高温区水温T2以及是否在高峰用水期间来控制。

5.2.1 在非高峰用水期间（0:00-6:30和8:30-17:30）。

A. 没有手动快速加热信号，电加热棒不启动；

B．有手动快速加热信号，并且水箱高温区水温T2<60℃时，电加热棒启动，T2升高，当T2≥60℃，电加热棒停止加热；

C．有手动快速加热信号，并且水箱高温区水温T2≥60℃时，电加热棒不启动。

5.2.2 在高峰用水期间（6:30-8:30和17:30-24:00）

A．水箱高温区水温T2<60℃时，电热棒启动，T2升高，当T2≥60℃，电加热棒停止加热；

B．水箱高温区水温T2≥60℃时，电热棒不启动。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。