一種節水燃氣熱水系統的製作方法
2023-07-07 09:20:01
本發明涉及加熱設備領域，特別是涉及一種節水燃氣熱水系統。
背景技術：
燃氣熱水器又稱燃氣熱水爐，它是指以燃氣作為燃料，通過燃燒加熱方式將熱量傳遞到流經熱交換器的冷水中以達到製備熱水的目的的一種燃氣用具。
現有的燃氣熱水器在使用時，通常會放掉一段冷水，這段冷水大多數的人不就將其放掉，而不會用容器將其回收，特別是浴室，從熱水器連接到浴室的水管很長，需要放掉大量的熱水才能夠有熱水出來，而導致大量的水資源被浪費掉，既不經濟，也不環保，形成了嚴重的浪費，通非常保守的方式計算，每戶平均一天浪費2斤水，一年就超過700斤的乾淨水，再到一個城市，整個國家，水的浪費非常嚴重。
技術實現要素：
針對上述存在的問題，本發明的技術目的在於提供一種節水燃氣熱水系統，這種節水燃氣熱水系統能夠對沒有加熱的涼水進行循環再利用，並且不會在使用後關閉水龍頭，再使用而使得涼水流出而再浪費，解決了傳統熱水器對水資源嚴重浪費的問題，並且還解決了水壓較小而不能夠使用熱水器的問題。
本發明通過以下技術方案實現：
一種節水燃氣熱水系統，包括熱交換裝置、進水管、前置水箱及出液管，所述前置水箱的進液口連有進水管及回水管，前置水箱的出液口連有熱交換裝置的進液口，熱交換裝置的出液口連有出液管，出液管的末端設有出水頭，出液管為保溫管，靠近出水頭處的出液管上設有與回水管連接的回水口，通過回水管與前置水箱連接，所述前置水箱內設有與出液管連接的加壓泵，熱交換裝置的出液口設於與前置水箱的進液口連接的導水管。
進一步地，前置水箱的外壁設為若干封閉的換熱槽，換熱槽設為波浪形，所述換熱槽沿前置水箱的四周設為回形，換熱槽的一端連有進氣管，另一端連有出氣管，進氣管連有熱風加壓裝置，熱風加壓裝置與熱交換裝置的排氣口連接。
進一步地，前置水箱內的加壓泵通過電機驅動，加壓泵與電機共軸，加壓泵的轉軸伸出加壓泵並在伸出加壓泵的部位設有攪拌葉輪。
進一步地，熱風加壓裝置為風機，風機的驅動裝置為電機，電機與風機共用電機的驅動軸，電機與風機之間的驅動軸設有隔熱段，隔熱段中心設有通孔，隔熱段上設有與通孔連通的抽氣孔，隔熱段的兩端結構相同，其端面設有密封環面，密封環面與驅動軸的連接面之間設有密墊封圈，將隔熱段中心抽真空，從而將驅動軸與隔熱段連接成一整體，隔熱段靠近兩端外圓柱面上設有若干均布的凹槽，驅動軸與隔熱段連接的端面設有伸入到凹槽內的凸齒，形成抗扭矩連接。
進一步地，熱風加壓裝置為風機，風機的驅動裝置為電機，電機與風機共用電機的驅動軸，電機與風機之間的驅動軸設有隔熱段，隔熱段中心設有通孔，隔熱段上設有與通孔連通的抽氣孔，隔熱段兩端與驅動軸通過螺紋連接隔熱段與驅動軸的連接面之間設有密墊封圈，將隔熱段中心抽真空，從而將驅動軸與隔熱段連接成一整體，隔熱段與驅動軸之間連接的螺紋方向為轉動軸越轉越緊的方向，隔熱段的材質為陶瓷材質。
節水燃氣熱水系統，出液管的出水頭處設有第五控制閥，第五控制閥設於出液管上回水管接頭的下遊端，回水管上設有第一控制閥，導水管靠近出液管的位置上設有第二控制閥，進水管上設有第三控制閥，回水管及導水管設於第三控制閥的出口端，出液管上設有第四控制閥，第四控制閥設於導水管在出液管上的下遊端，熱交換裝置的出液口內設有溫度傳感器，前置水箱內設有壓力傳感器，出水頭上設有出水閥，出水頭上設有用於控制為熱交換裝置（1）加熱的燃氣加熱器的啟動及關閉的選擇開關，三通閥、第五控制閥、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、選擇開關、溫度傳感器、壓力傳感器及加壓泵分別於MCU連接，出水閥上設有與燃氣熱水氣連接的控制開關。
節水燃氣熱水系統的控制方法，打開出水閥及第三控制閥，其他閥門關閉，選擇開關處於打開，壓力傳感器檢測前置水箱內的壓力並把數據實時傳給MCU，當壓力大於或等於燃氣熱水器開啟壓力，通過聯動閥，使得燃氣熱水器工作，第五控制閥內設有與MCU連接的溫度傳感器，當第五控制閥處的溫度小於使用溫度時，MCU控制第一控制閥及第四控制閥打開，第三控制閥關閉，加壓泵打開，從而使得出液管內的低溫介質回流至水箱，節約水資源，避免傳統將涼水放掉的浪費，當第五控制閥處的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第五控制閥及第三控制閥打開，第一控制閥關閉，若前置水箱內的壓力傳感器測得的壓力符合換熱器正常工作的壓力，則MCU控制加壓泵關閉，反之，則開啟，使得加熱系統能夠正常使用；
若在使用一段時間熱水後需要關停出水閥，而再使用較少的熱水時，關閉選擇開關，使得打開出水閥時，燃氣加熱器不啟動，使得出液管內的適溫介質從出水閥排出，保護了燃氣加熱器，避免燃氣加熱器經常啟動而損壞，也大大降低聯動閥頻繁開閉而密封失效，使得聯動閥及燃氣加熱器的使用壽命延長2倍以上；
當熱交換裝置出液口處的溫度傳感器測得的溫度小於使用溫度，則MCU控制第四控制閥關閉，第二控制閥打開，使得低溫介質通過導水管回流至前置水箱內，當熱交換裝置出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉。
節水燃氣熱水系統的控制方法，每次開啟出水閥時，MCU控制第二控制閥打開，控制第三控制閥關閉，熱交換裝置出液口處的溫度傳感器有一次測得的溫度小於使用溫度後，並且在之後熱交換裝置出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉，第三控制閥出於打開或關閉狀態。
本發明的有益效果是:
1、通過本發明的節水燃氣熱水系統能夠節約大量的乾淨水，大大降低了水資源的浪費，並且還能夠在關閉燃氣熱水器後，再開啟，能夠持續提供熱水，避免熱水與涼水的間斷供應，從而帶來非常不好的使用體驗，大大提高了使用的舒適程度，特別是在洗澡、洗頭時；並且還能夠根據使用者使用水量的多少，比如刷牙時，會多次，間斷地打開水龍頭，導致熱水器頻繁開閉，從而使得熱水器的使用壽命及故障率大大增加，並且頻繁開啟也會使得冷熱水交替供應，增加了水的消耗；通過將熱交換裝置排出的高溫氣體對前置水箱進行加熱，從而能夠提前對介質進行預熱，大大節約了能源，並且還大大降低了加熱系統的體積，設有的攪拌葉輪能夠使得前置水箱內的水溫均勻，並且能夠大大提高換熱效率。
附圖說明
圖1是節水燃氣熱水系統的結構示意圖；
圖2是前置水箱的截面結構圖；
圖3是隔熱段的端面圖；
圖4是驅動軸的結構圖。
圖中標記：1為熱交換裝置、2為進水管、3為前置水箱、4為出液管、5為回水管、6為加壓泵、7為導水管、8為換熱槽、9為熱風加壓裝置、10為驅動軸、11為隔熱段、12為密封環面、13為凹槽。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作詳細描述。
實施例一：
如圖1、圖2、圖3及圖4的節水燃氣熱水系統，包括熱交換裝置1、進水管2、前置水箱3及出液管4，所述前置水箱3的進液口連有進水管2及回水管5，前置水箱3的出液口連有熱交換裝置1的進液口，前置水箱3為保溫水箱，熱交換裝置的出液口連有出液管4，出液管4的末端設有出水頭，出液管為保溫管，靠近出水頭處的出液管4上設有與回水管5連接的回水口，通過回水管5與前置水箱3連接，所述前置水箱3內設有與出液管4連接的加壓泵6，熱交換裝置1的出液口設於與前置水箱3的進液口連接的導水管7。
前置水箱3的外壁設為若干封閉的換熱槽8，換熱槽8設為波浪形，所述換熱槽8沿前置水箱3的四周設為回形，換熱槽8的一端連有進氣管，另一端連有出氣管，進氣管連有熱風加壓裝置9，熱風加壓裝置9與熱交換裝置1的排氣口連接，通過將熱交換裝置1排出的高溫氣體通過熱風加壓裝置9的增壓，從前置水箱3的換熱槽8流出，從而對前置水箱3進行加熱，使得熱量再利用，提高能源的利用效率。
前置水箱3內的加壓泵6通過電機驅動，加壓泵6與電機共軸，共軸能夠使得結構更加緊湊、重量更輕，加壓泵6的轉軸伸出加壓泵6並在伸出加壓泵6的部位設有攪拌葉輪，設有的攪拌葉輪能夠使得前置水箱3內的溫度均勻，將溫度較低的介質帶到溫度較高的換熱槽處，大大提高了換熱的效率。
熱風加壓裝置9為風機，風機的驅動裝置為電機，電機與風機共用電機的驅動軸，電機與風機之間的驅動軸10設有隔熱段11，設有的隔熱段11能夠防止高溫通過軸傳到電機上，避免電機升溫，增加電機的效率、使用壽命與可靠性，隔熱段11中心設有通孔，隔熱段11上設有與通孔連通的抽氣孔，隔熱段11的兩端結構相同，其端面設有密封環面12，密封環面12上設有若干凸起的密封紋，密封環面12與驅動軸10的連接面之間設有密墊封圈，將隔熱段11中心抽真空，從而將驅動軸10與隔熱段11連接成一整體，隔熱段11靠近兩端外圓柱面上設有若干均布的凹槽13，驅動軸10與隔熱段11連接的端面設有伸入到凹槽13內的凸齒，形成抗扭矩連接；通過真空連接，使得連接的零部件更少，重量更輕，結構更加緊湊，大大縮小了燃氣系統的體積，節約了成本。隔熱段11的材質可為高強度陶瓷材質。
出液管4的出水頭處設有第五控制閥，第五控制閥設於出液管4上回水管5接頭的下遊端，回水管5上設有第一控制閥，導水管7靠近出液管4的位置上設有第二控制閥，進水管2上設有第三控制閥，回水管5及導水管7設於第三控制閥的出口端，出液管4上設有第四控制閥，第四控制閥設於導水管7在出液管4上的下遊端，熱交換裝置1的出液口內設有溫度傳感器，前置水箱3內設有壓力傳感器，出水頭上設有出水閥，出水頭上設有用於控制為熱交換裝置1加熱的燃氣加熱器的啟動及關閉的選擇開關，三通閥、第五控制閥、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、選擇開關、溫度傳感器、壓力傳感器及加壓泵分別於MCU連接，出水閥上設有與燃氣熱水氣連接的控制開關。
節水燃氣熱水系統的控制方法，打開出水閥及第三控制閥，其他閥門關閉，選擇開關處於打開，壓力傳感器檢測前置水箱3內的壓力並把數據實時傳給MCU，當壓力大於或等於燃氣熱水器開啟壓力，通過聯動閥，使得燃氣熱水器工作，第五控制閥內設有與MCU連接的溫度傳感器，當第五控制閥處的溫度小於使用溫度時，MCU控制第一控制閥及第四控制閥打開，第三控制閥關閉，加壓泵打開，從而使得出液管4內的低溫介質回流至水箱，節約水資源，避免傳統將涼水放掉的浪費，當第五控制閥處的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第五控制閥及第三控制閥打開，第一控制閥關閉，若前置水箱3內的壓力傳感器測得的壓力符合換熱器正常工作的壓力，則MCU控制加壓泵關閉，反之，則開啟，使得加熱系統能夠正常使用；
若在使用一段時間熱水後需要關停出水閥，而再使用較少的熱水時，關閉選擇開關，使得打開出水閥時，燃氣加熱器不啟動，使得出液管內的適溫介質從出水閥排出，保護了燃氣加熱器，避免燃氣加熱器經常啟動而損壞，也大大降低聯動閥頻繁開閉而密封失效，使得聯動閥及燃氣加熱器的使用壽命延長2倍以上；
當熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度小於使用溫度，則MCU控制第四控制閥關閉，第二控制閥打開，使得低溫介質通過導水管7回流至前置水箱3內，當熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉。
上述方法中，每次開啟出水閥時，MCU控制第二控制閥打開，控制第三控制閥關閉，熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器有一次測得的溫度小於使用溫度後，並且在之後熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉，第三控制閥出於打開或關閉狀態。
實施例二：
如圖1、圖2及圖4的節水燃氣熱水系統，包括熱交換裝置1、進水管2、前置水箱3及出液管4，所述前置水箱3的進液口連有進水管2及回水管5，前置水箱3的出液口連有熱交換裝置1的進液口，前置水箱3為保溫水箱，熱交換裝置的出液口連有出液管4，出液管4的末端設有出水頭，出液管為保溫管，靠近出水頭處的出液管4上設有與回水管5連接的回水口，通過回水管5與前置水箱3連接，所述前置水箱3內設有與出液管4連接的加壓泵6，熱交換裝置1的出液口設於與前置水箱3的進液口連接的導水管7。
前置水箱3的外壁設為若干封閉的換熱槽8，換熱槽8設為波浪形，所述換熱槽8沿前置水箱3的四周設為回形，換熱槽8的一端連有進氣管，另一端連有出氣管，進氣管連有熱風加壓裝置9，熱風加壓裝置9與熱交換裝置1的排氣口連接，通過將熱交換裝置1排出的高溫氣體通過熱風加壓裝置9的增壓，從前置水箱3的換熱槽8流出，從而對前置水箱3進行加熱，使得熱量再利用，提高能源的利用效率。
前置水箱3內的加壓泵6通過電機驅動，加壓泵6與電機共軸，共軸能夠使得結構更加緊湊、重量更輕，加壓泵6的轉軸伸出加壓泵6並在伸出加壓泵6的部位設有攪拌葉輪，設有的攪拌葉輪能夠使得前置水箱3內的溫度均勻，將溫度較低的介質帶到溫度較高的換熱槽處，大大提高了換熱的效率。
熱風加壓裝置9為風機，風機的驅動裝置為電機，電機與風機共用電機的驅動軸，電機與風機之間的驅動軸10設有隔熱段11，隔熱段11中心設有通孔，隔熱段11上設有與通孔連通的抽氣孔，隔熱段11兩端與驅動軸10通過螺紋連接隔熱段11與驅動軸10的連接面之間設有密墊封圈，將隔熱段11中心抽真空，從而將驅動軸10與隔熱段11連接成一整體，既能夠承受徑向的扭矩，也避免鬆動的發生，可靠性大大增加，隔熱段11與驅動軸10之間連接的螺紋方向為轉動軸越轉越緊的方向，隔熱段11的材質為陶瓷材質。
出液管4的出水頭處設有第五控制閥，第五控制閥設於出液管4上回水管5接頭的下遊端，回水管5上設有第一控制閥，導水管7靠近出液管4的位置上設有第二控制閥，進水管2上設有第三控制閥，回水管5及導水管7設於第三控制閥的出口端，出液管4上設有第四控制閥，第四控制閥設於導水管7在出液管4上的下遊端，熱交換裝置1的出液口內設有溫度傳感器，前置水箱3內設有壓力傳感器，出水頭上設有出水閥，出水頭上設有用於控制為熱交換裝置1加熱的燃氣加熱器的啟動及關閉的選擇開關，三通閥、第五控制閥、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、選擇開關、溫度傳感器、壓力傳感器及加壓泵分別於MCU連接，出水閥上設有與燃氣熱水氣連接的控制開關。
節水燃氣熱水系統的控制方法，打開出水閥及第三控制閥，其他閥門關閉，選擇開關處於打開，壓力傳感器檢測前置水箱3內的壓力並把數據實時傳給MCU，當壓力大於或等於燃氣熱水器開啟壓力，通過聯動閥，使得燃氣熱水器工作，第五控制閥內設有與MCU連接的溫度傳感器，當第五控制閥處的溫度小於使用溫度時，MCU控制第一控制閥及第四控制閥打開，第三控制閥關閉，加壓泵打開，從而使得出液管4內的低溫介質回流至水箱，節約水資源，避免傳統將涼水放掉的浪費，當第五控制閥處的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第五控制閥及第三控制閥打開，第一控制閥關閉，若前置水箱3內的壓力傳感器測得的壓力符合換熱器正常工作的壓力，則MCU控制加壓泵關閉，反之，則開啟，使得加熱系統能夠正常使用；
若在使用一段時間熱水後需要關停出水閥，而再使用較少的熱水時，關閉選擇開關，使得打開出水閥時，燃氣加熱器不啟動，使得出液管內的適溫介質從出水閥排出，保護了燃氣加熱器，避免燃氣加熱器經常啟動而損壞，也大大降低聯動閥頻繁開閉而密封失效，使得聯動閥及燃氣加熱器的使用壽命延長2倍以上；
當熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度小於使用溫度，則MCU控制第四控制閥關閉，第二控制閥打開，使得低溫介質通過導水管7回流至前置水箱3內，當熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度時，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉。
上述方法中，每次開啟出水閥時，MCU控制第二控制閥打開，控制第三控制閥關閉，熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器有一次測得的溫度小於使用溫度後，並且在之後熱交換裝置1出液口處的溫度傳感器測得的溫度大於或等於使用溫度，MCU控制第四控制閥打開，第二控制閥關閉，第三控制閥出於打開或關閉狀態。