本發(fā)明涉及一種熱水供應(yīng)系統(tǒng)，特別涉及一種主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊缺問(wèn)題日益明顯。同時(shí)隨著人民生活水平的提高，生活熱水的使用量也在快速增加。如何在保證人們生活質(zhì)量不受影響的前提下減少能源的消耗成為社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。由于空間、場(chǎng)地等的限制，用熱水點(diǎn)與加熱器之間經(jīng)常需要離開一定的距離，在使用熱水時(shí)往往需要先放掉管道中的冷水，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，才能流出熱水，不但不方便使用，也造成水的浪費(fèi)；而使用結(jié)束后殘留在管路中的熱水由于散熱，溫度不斷降低，也造成熱量的浪費(fèi)。在冬季，當(dāng)用水點(diǎn)的用水量較小時(shí)，此問(wèn)題尤其嚴(yán)重。針對(duì)這種問(wèn)題目前主要有兩種解決辦法：（1）在用水點(diǎn)和加熱器之間增置循環(huán)管，通過(guò)加熱器的加熱來(lái)彌補(bǔ)管道的散熱，這樣可以滿足快速出熱水的要求，也解決了水的浪費(fèi)問(wèn)題；但由于管道散熱損失的熱量十分可觀，有些熱水系統(tǒng)管路損失的熱量甚至超過(guò)實(shí)際的用熱量；（2）在用水點(diǎn)附近設(shè)置小型電熱水器，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需大量放掉管道的冷水，缺點(diǎn)是當(dāng)用水點(diǎn)大量用水時(shí)，設(shè)置在用水點(diǎn)附近的電加熱器由于加熱功率與儲(chǔ)水量的限制，經(jīng)常難以滿足要求。因此開發(fā)新型的熱水加熱系統(tǒng)，就具有很現(xiàn)實(shí)的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)存在的供熱水系統(tǒng)浪費(fèi)水以及熱量的問(wèn)題，提出了一種主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)及其控制方法，克服了當(dāng)用水點(diǎn)離主加熱器較遠(yuǎn)時(shí)不能及時(shí)出熱水以及管路散熱造成的能耗大的問(wèn)題，能夠快速出熱水而且管路不殘留熱水。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)，包括主加熱器、分水器與幾組末端加熱器系統(tǒng)，主加熱器與分水器通過(guò)主熱水管連接，分水器輸出接末端加熱器系統(tǒng)，每組末端加熱器系統(tǒng)包括依次順序連接分水器出口的水閥v1、分支熱水管、三通閥、末端加熱器、冷熱混合閥及分支冷水管，旁通管并聯(lián)在末端加熱器兩端，旁通管一端接三通閥，另一端接末端加熱器輸出端；各組末端加熱器系統(tǒng)的分支熱水管從分水器上并行接出，對(duì)應(yīng)接各組末端加熱器系統(tǒng)，分支冷水管接冷熱混合閥一端，末端加熱器與旁通管并聯(lián)后接冷熱混合閥另一端；冷熱混合閥的兩進(jìn)水分別來(lái)自分支熱水管與分支冷水管，用來(lái)調(diào)節(jié)出水溫度；末端加熱器靠近用水點(diǎn)設(shè)置，每個(gè)末端加熱器儲(chǔ)水量略大于主加熱器與對(duì)應(yīng)的末端加熱器之間連接的所有熱水管的容水量。

所述末端加熱器采用密閉承壓式水箱，自帶溫度控制系統(tǒng)，在水箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器。

所述主加熱器自帶溫度控制系統(tǒng)，在其內(nèi)部熱水出口處設(shè)置溫度傳感器和水流傳感器。

所述在各分支熱水管上三通閥前安裝溫度傳感器，控制器采集溫度傳感器溫度信號(hào)，通過(guò)有線信號(hào)控制主加熱器的開關(guān)以及三通閥的切換。

所述主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)有兩種工作模式：

a:末端加熱器單獨(dú)供熱水模式：當(dāng)用水點(diǎn)用熱水量較小時(shí)，只使用末端加熱器，主加熱器關(guān)閉，冷水流經(jīng)主加熱器但并沒有被加熱進(jìn)入末端加熱器,末端加熱器負(fù)責(zé)將冷水加熱到所需溫度；

b：末端加熱器配合主加熱器聯(lián)合供熱水模式，當(dāng)用水量較大時(shí)使用聯(lián)合模式，具體步驟如下：

1）打開主加熱器與末端加熱器，調(diào)節(jié)三通閥，使分支熱水管水直接進(jìn)入末端加熱器，旁通管支路關(guān)閉；

2）待末端加熱器內(nèi)的水達(dá)到要求的溫度后，打開冷熱混合閥，熱水從末端加熱器流出，冷水通過(guò)主冷水管進(jìn)入主加熱器，主加熱器感知到管道內(nèi)的水流，啟動(dòng)加熱裝置，冷水被加熱后進(jìn)入末端加熱器；

3）當(dāng)末端加熱器內(nèi)的水快要用盡時(shí)，調(diào)節(jié)三通閥，使分支熱水管水接通旁通管支路，關(guān)閉末端加熱器支路，主加熱器加熱，從主熱水管來(lái)的水將經(jīng)過(guò)旁通管到達(dá)用水點(diǎn)，末端加熱器僅對(duì)剛流入的管道內(nèi)的冷水進(jìn)行加熱；

4）在用水結(jié)束前一段時(shí)間，先關(guān)閉主加熱器，調(diào)節(jié)三通閥，使分支熱水管水直接進(jìn)入末端加熱器，旁通管支路關(guān)閉，末端加熱器儲(chǔ)存的已經(jīng)加熱好的水供給用水點(diǎn)使用，同時(shí)殘留在管道中的熱水流入末端加熱器。

對(duì)于一些家用的小型系統(tǒng)，也可以不專門設(shè)置控制系統(tǒng)，利用主加熱器與末端加熱器自帶的溫控系統(tǒng)，手工操作三通閥的切換與主加熱器的開關(guān)，也能夠?qū)崿F(xiàn)上述過(guò)程。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)及其控，用水時(shí)不需放掉主加熱器到用水點(diǎn)之間管道中的冷水，可以快速出熱水，節(jié)水，而且十分方便；用熱水結(jié)束后，管道中幾乎不殘留熱水，節(jié)能；末端加熱器容水量小，距離用水點(diǎn)近，加熱功率也大大縮小，方便安裝和使用；多個(gè)用水點(diǎn)都可以利用主加熱器的較大加熱能力，不用擔(dān)心末端加熱器儲(chǔ)水量用光產(chǎn)生的麻煩，特別適用于多處需要大量用熱水的場(chǎng)合。具有節(jié)能、節(jié)水、布置方便、運(yùn)行控制靈活、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)施例示意圖，系統(tǒng)包括主加熱器2、分水器4與幾組末端加熱器系統(tǒng)，主加熱器2與分水器4通過(guò)主熱水管3連接，分水器4輸出接末端加熱器系統(tǒng)，每組末端加熱器系統(tǒng)包括依次順序連接分水器4出口的水閥v1、分支熱水管6、溫度傳感器7、三通閥、末端加熱器10、冷熱混合閥13及分支冷水管14，旁通管9并聯(lián)在末端加熱器10兩端，旁通管9一端接三通閥8的3f，另一端接末端加熱器10輸出端。

本實(shí)施例設(shè)置組末端加熱器系統(tǒng)，三個(gè)末端加熱器10、11、12。主加熱器2的進(jìn)水口與主冷水管1相連，主加熱器2與分水器4通過(guò)主熱水管3連接，各組末端加熱器系統(tǒng)的分支熱水管6從分水器4上并行接出，對(duì)應(yīng)接各組末端加熱器系統(tǒng)，分支冷水管14接冷熱混合閥13一端，末端加熱器10與旁通管9并聯(lián)后接冷熱混合閥13另一端。冷熱混合閥13的兩進(jìn)水分別來(lái)自分支熱水管6與分支冷水管14，用來(lái)調(diào)節(jié)出水溫度。末端加熱器10、11、12靠近用水點(diǎn)設(shè)置，其儲(chǔ)水量應(yīng)略大于主加熱器2與末端加熱器10、11、12之間連接的所有熱水管的容水量。

末端加熱器應(yīng)盡量靠近用水點(diǎn)，應(yīng)為小型容積式熱水器，采用密閉承壓式水箱，末端加熱器儲(chǔ)水量應(yīng)略大于主加熱器與末端加熱器之間熱水管的容水量，末端加熱器在安裝投入使用后，內(nèi)部始終充滿水。末端加熱器應(yīng)自設(shè)溫度控制系統(tǒng)，可在水箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，在末端加熱器處于打開狀態(tài)時(shí)，根據(jù)用戶設(shè)定的水溫自動(dòng)控制加熱元件的啟停，實(shí)現(xiàn)水箱內(nèi)溫度符合要求。主加熱器也應(yīng)自設(shè)溫度控制系統(tǒng)，可在其內(nèi)部臨近熱水出口處設(shè)置溫度傳感器和水流傳感器，用戶可以設(shè)定出水溫度，主加熱器在打開狀態(tài)下，當(dāng)感知到水流，根據(jù)出水溫度控制加熱裝置的啟停和需投入的加熱功率。

在本實(shí)施例中，假設(shè)主加熱器2到用水點(diǎn)之間的管道距離為15m，供水管徑為24mm，管道容水量為6.8l，每個(gè)末端加熱器配備一個(gè)7l的水箱，每個(gè)末端加熱器功率為2kw，采用電加熱，且其自設(shè)溫度自動(dòng)控制功能，可根據(jù)用戶設(shè)定的水溫自動(dòng)控制加熱元件的啟停，保持儲(chǔ)水的溫度基本恒定。主加熱器2的額定供熱量為20kw，為燃?xì)鉄崴?，自設(shè)有溫度控制系統(tǒng)，在熱水出口處設(shè)有溫度傳感器和水流傳感器，在開啟狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到水流時(shí)，能夠自動(dòng)控制加熱裝置投入運(yùn)行。

本實(shí)施例中采用自動(dòng)控制，在各分支熱水管上三通閥前安裝溫度傳感器7，控制器5采集溫度傳感器7溫度信號(hào)，通過(guò)有線信號(hào)控制主加熱器的開關(guān)以及三通閥的切換。

主加熱器與末端加熱器聯(lián)合熱水供應(yīng)系統(tǒng)，有兩種工作模式：

一、末端加熱器配合主加熱器供水模式，當(dāng)用水量較大時(shí)（比如洗浴、洗衣服等），則使用聯(lián)合模式，操作步驟如下（以圖1中最上面一個(gè)分支用水為例）：

1、打開主加熱器2與末端加熱器10，使其進(jìn)入溫度自動(dòng)控制狀態(tài)，調(diào)節(jié)三通閥8，使其端口1f、2f相通，端口3f關(guān)閉；

2、根據(jù)假設(shè)條件，等待大約7分鐘末端加熱器10內(nèi)的水達(dá)到要求的溫度后（可以將末端加熱器10保持常開狀態(tài)，這樣就無(wú)需等待，末端加熱器10的水溫立即就能滿足要求），打開冷熱混合閥13，熱水從末端10流出，冷水通過(guò)主冷水管1進(jìn)入主加熱器2，主加熱器2感知到管道內(nèi)的水流，自動(dòng)啟動(dòng)加熱裝置，冷水被加熱后進(jìn)入末端加熱器10。

3、當(dāng)末端加熱器10內(nèi)的水快要用盡時(shí)（可以根據(jù)用水點(diǎn)水溫的變化或者根據(jù)溫度傳感器7檢測(cè)的溫度進(jìn)行判斷），調(diào)節(jié)三通閥8，使得三通閥8的端口1f、3f相通，主加熱器2繼續(xù)加熱，主熱水管3來(lái)的水將經(jīng)過(guò)旁通管9到達(dá)用水點(diǎn)；末端加熱器10則會(huì)對(duì)剛流入的管道內(nèi)的冷水進(jìn)行加熱。

4、在用水結(jié)束前一段時(shí)間（提前的時(shí)間為末端加熱器的容水量除以用水點(diǎn)的熱水流量，對(duì)于本例約為5～7分鐘左右），通過(guò)控制器5關(guān)閉主加熱器2，調(diào)節(jié)三通閥8，使其端口1f、2f相通，端口3f關(guān)閉，用水點(diǎn)使用的熱水這時(shí)是末端10儲(chǔ)存的已經(jīng)加熱好的水，殘留在管道中的熱水將進(jìn)入末端加熱器10。這樣在末端加熱器10的配合下，不僅一開始管道中的冷水不需放掉，使用結(jié)束后，管道也沒有殘留熱水。

二、末端加熱器單獨(dú)供熱水模式

當(dāng)用水點(diǎn)用熱水量較小時(shí)（比如洗手、洗臉等），即可只使用末端加熱器供熱水，主加熱器2關(guān)閉，冷水流經(jīng)主加熱器2但并沒有被加熱?？梢詫⒛┒思訜崞髟O(shè)置為自動(dòng)控溫模式，這樣就無(wú)需等待，末端加熱器的水溫立即就能滿足要求，這就實(shí)現(xiàn)了快速出熱水的目的。