水加熱系統(tǒng)及其操作方法
【專利摘要】一種熱水系統(tǒng)，包括：具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)；第一泵，所述第一泵具有與所述箱的附加出口流體連通的入口和與所述熱水器的入口流體連通的出口；和控制器，所述控制器適于根據(jù)用戶指令而啟動(dòng)所述泵，使得將水從所述熱水器的出口導(dǎo)向所述箱的入口并且從所述箱的第二出口導(dǎo)向所述熱水器的入口，從而加熱所述箱中的水。
【專利說(shuō)明】水加熱系統(tǒng)及其操作方法
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)日為2009年11月3日、申請(qǐng)?zhí)枮?00980104766.1 (PCT/AU2009/001432)、發(fā)明名稱為“水加熱系統(tǒng)及其操作方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種水加熱系統(tǒng)及其操作方法。
[0003]本發(fā)明主要開(kāi)發(fā)用于即熱式燃?xì)鉄崴?，因此下文中將參照這種應(yīng)用來(lái)進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明并不限于這種特定應(yīng)用領(lǐng)域，而是也可用于即熱式電熱水器。在美國(guó)，即熱式熱水器也稱為無(wú)水箱加熱器。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的即熱式加熱器具有連接到水源供水部部上的入口和連接到、例如水龍頭上的出口。通過(guò)加熱器的水流自動(dòng)啟動(dòng)加熱器內(nèi)的燃?xì)馊紵骰螂娫?。這種已知的結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)缺陷。
[0005]第一個(gè)缺陷涉及水的浪費(fèi)。當(dāng)用戶打開(kāi)熱水龍頭時(shí)，用戶必須等待水源供水部被加熱，并且在于水龍頭處接收熱水之前要等待加熱器出口和水龍頭之間的管道中的所有未加熱的水被放掉。澳大利亞聯(lián)邦政府水源保護(hù)部估計(jì)，一個(gè)中等家庭一天就要發(fā)生大約19次這種類型的使用，并且一天的水浪費(fèi)量高達(dá)90升。
[0006]第二個(gè)缺陷涉及兩種燃?xì)饫速M(fèi)。如上所述，第一種燃?xì)饫速M(fèi)的產(chǎn)生是因?yàn)?，已知的即熱式加熱器在檢測(cè)到由于熱水龍頭的打開(kāi)而導(dǎo)致的水流通過(guò)加熱器時(shí)點(diǎn)燃燃燒器。在淋浴時(shí)，加熱器需要花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)達(dá)到一定溫度，因此在加熱期間輸送的由冷至熱(cool-to-warm)的水通常被用戶倒掉浪費(fèi)了。第二種燃?xì)饫速M(fèi)的產(chǎn)生是因?yàn)椋S多用戶在洗手時(shí)只打開(kāi)熱水龍頭，用起初的由冷至微溫的水清洗，之后就關(guān)停水龍頭。在那種情況下，燃?xì)庵挥糜诮?jīng)歷啟動(dòng)階段，而熱水則留在管中，這些水在之后冷卻并因此被浪費(fèi)掉。
[0007]本發(fā)明的目的是減少使用即熱式熱水器的水加熱系統(tǒng)中的水及燃?xì)獾睦速M(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0009]具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；和
[0010]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口，
[0011]其中，所述熱水器響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)。
[0012]所述箱優(yōu)選是絕緣的。
[0013]所述箱的出口優(yōu)選與例如水龍頭之類的用戶控制的閥流體連通。
[0014]在第二方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0015]將水源水供給到即熱式熱水器的入口 ；
[0016]響應(yīng)于水被供給到所述即熱式熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器；[0017]將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；和
[0018]將熱水從所述儲(chǔ)水箱的出口導(dǎo)向用戶控制的出口。
[0019]在第三方面，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0020]具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；和
[0021]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口 ；和
[0022]控制器，所述控制器適于接收指示所述箱中的水的溫度的信號(hào)，并且給所述熱水器發(fā)送控制信號(hào)；
[0023]其中，所述控制器適于響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或低于第一預(yù)定值的溫度信號(hào)而啟動(dòng)所述熱水器。
[0024]所述控制器優(yōu)選還適于響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或高于第二預(yù)定值的溫度信號(hào)而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。
[0025]所述控制器優(yōu)選還適于響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或高于所述第一預(yù)定值并且大致等于或低于所述第二預(yù)定值的溫度信號(hào)而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。
[0026]所述控制器優(yōu)選還適于給所述熱水器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述熱水器改變施加到所述熱水器中的水的能量的量，從而改變離開(kāi)所述熱水器的水的溫度。
[0027]所述第一預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約55攝氏度。所述第二預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約75攝氏度。
[0028]在一種形式中，所述熱水系統(tǒng)包括位于或靠近所述箱的中部的第一溫度傳感器。
[0029]在另一種形式中，所述熱水系統(tǒng)包括位于或靠近所述箱的頂部的第一溫度傳感器和位于或靠近所述箱的底部的第二溫度傳感器，并且所述控制器適于響應(yīng)于所述第二溫度傳感器指示溫度大致等于或低于所述第一預(yù)定值而啟動(dòng)所述熱水器。所述控制器優(yōu)選還響應(yīng)于所述第一溫度傳感器指示溫度大致等于或高于所述第二預(yù)定值而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。所述控制器還適于響應(yīng)于所述第二溫度傳感器指示溫度大致等于或高于所述第一預(yù)定值并且所述第一溫度傳感器指示溫度大致等于或低于所述第二預(yù)定值而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。
[0030]所述控制器優(yōu)選還適于給所述熱水器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述熱水器改變施加到所述熱水器中的水的能量的量，從而改變離開(kāi)所述熱水器的水的溫度。
[0031]在第四方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0032]將水源水供給到即熱式熱水器的入口 ；
[0033]將水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；
[0034]將水從所述箱的出口導(dǎo)向用戶控制的出口；
[0035]監(jiān)控所述箱中的水的溫度；和
[0036]響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或低于第一預(yù)定值的溫度信號(hào)而啟動(dòng)響應(yīng)加熱器中的所述即熱式熱水器。
[0037]所述方法優(yōu)選包括響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或高于第二預(yù)定值的溫度信號(hào)而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。
[0038]所述方法優(yōu)選包括響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或高于所述第一預(yù)定值并且大致等于或低于所述第二預(yù)定值的溫度信號(hào)而不啟動(dòng)所述熱水器或關(guān)停所述熱水器。
[0039]所述第一預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約55攝氏度。所述第二預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約75攝氏度。
[0040]所述方法優(yōu)選還包括改變由所述即熱式熱水器施加于水的能量的量從而改變離開(kāi)所述熱水器的水的溫度。
[0041]在第五方面，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0042]具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；和
[0043]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)；
[0044]分流閥，所述分流閥具有:
[0045]與所述水源供水部流體連通的入口 ；與所述熱水器的入口流體連通的第一出口 ；和與所述箱的入口流體連通的第二出口 ；和
[0046]控制器，所述控制器適于接收指示所述箱中的水的溫度的信號(hào)，并且給所述閥發(fā)送控制信號(hào)；
[0047]其中，當(dāng)所述閥被致動(dòng)時(shí)，所述控制器適于響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或低于預(yù)定值的溫度信號(hào)而控制所述分流閥將水導(dǎo)向響應(yīng)中的所述第一出口 ；并且響應(yīng)于指示所述箱中的水的溫度大致等于或高于所述預(yù)定值的溫度信號(hào)而控制所述分流閥將水導(dǎo)向所述第二出口。
[0048]所述第一預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約55攝氏度。所述第二預(yù)定溫度值優(yōu)選為大約75攝氏度。
[0049]在一種形式中，所述熱水系統(tǒng)包括位于或靠近所述箱的頂部的第一溫度傳感器和位于或靠近所述箱的底部的第二溫度傳感器，當(dāng)所述閥被致動(dòng)時(shí)，所述控制器適于響應(yīng)于所述第二溫度傳感器指示溫度大致等于或低于預(yù)定值而控制所述分流閥將水導(dǎo)向響應(yīng)中的所述第一出口 ；以及響應(yīng)于所述第一溫度傳感器指示溫度大致等于或高于所述預(yù)定值而控制所述分流閥將水導(dǎo)向所述第二出口。
[0050]所述控制器優(yōu)選還適于給所述熱水器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述熱水器改變施加到所述熱水器中的水的能量的量，從而改變離開(kāi)所述熱水器的水的溫度。
[0051]在第六方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0052]將水源水供給到即熱式熱水器的入口或儲(chǔ)水箱的入口 ；
[0053]將水從所述箱的出口導(dǎo)向由用戶控制的出口；
[0054]監(jiān)控所述箱中的水的溫度；和
[0055]響應(yīng)于所述箱中的水的溫度大致等于或低于預(yù)定值而將水源水導(dǎo)向響應(yīng)中的所述即熱式熱水器的入口，并且響應(yīng)于所述箱中的水的溫度大致等于或高于所述預(yù)定值而將水源水導(dǎo)向所述儲(chǔ)水箱的入口。
[0056]在第七方面，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0057]具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；和
[0058]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)；[0059]第一泵，所述第一泵具有與所述箱的附加出口流體連通的入口和與所述熱水器的入口流體連通的出口 ；和
[0060]控制器，所述控制器適于根據(jù)用戶指令而啟動(dòng)所述泵，使得將水從所述熱水器的出口導(dǎo)向所述箱的入口并且從所述箱的第二出口導(dǎo)向所述熱水器的入口，從而加熱所述箱中的水。
[0061]優(yōu)選地，所述控制器適于改變所述泵的速度，以便改變通過(guò)所述熱水器的水的停留時(shí)間，從而改變所述熱水器出口處的水的溫度。
[0062]所述箱的附加出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的頂部，所述箱的第二入口優(yōu)選位于或靠近所述箱的底部。
[0063]在該實(shí)施例的變形中，所述箱的附加出口位于或靠近所述箱的頂部，所述箱的入口位于或靠近所述箱的中部。
[0064]在第八方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0065]啟動(dòng)泵以將水導(dǎo)入即熱式熱水器的入口；
[0066]響應(yīng)于水流過(guò)所述即熱式熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器；
[0067]將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；和
[0068]將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述即熱式熱水器的入口 ；
[0069]其中，能夠根據(jù)用戶的指令使水經(jīng)由所述即熱式熱水器進(jìn)行循環(huán)從而加熱所述箱中的水。
[0070]所述方法優(yōu)選還包括改變所述泵的速度，以便改變通過(guò)所述熱水器的水的停留時(shí)間，從而改變所述熱水器出口處的水的溫度。
[0071]在第九方面，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0072]儲(chǔ)水箱，所述儲(chǔ)水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口、第二出口和第三出Π ；
[0073]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有出口和與所述箱的第一出口流體連通的入口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)；
[0074]第一泵，所述第一泵具有與所述熱水器的出口流體連通的入口和與所述箱的第一入口流體連通的出口；
[0075]第二泵，所述第二泵具有出口和與所述水源供水部及所述箱的第二出口流體連通的入口 ；
[0076]至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板具有與所述第二泵的出口流體連通的入口和與所述箱的第二入口流體連通的入口 ；和
[0077]控制器，所述控制器適于選擇性地啟動(dòng)所述第一泵和/或所述第二泵，并且使水分別在所述熱水器與所述箱之間和/或在所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板與所述箱之間循環(huán)。
[0078]所述箱的第一出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的頂部。所述箱的第二出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的底部。所述箱的第三出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的頂部。所述箱的第一入口優(yōu)選位于或靠近所述箱的中部。所述箱的第二入口優(yōu)選位于或靠近所述箱的中部。
[0079]在第十方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0080]啟動(dòng)第一泵以將水導(dǎo)入即熱式熱水器的入口；
[0081]響應(yīng)于水流通過(guò)所述即熱式熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器；[0082]將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；
[0083]將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述即熱式熱水器的入口 ；
[0084]啟動(dòng)第二泵以便將水導(dǎo)入至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口；
[0085]將熱水從所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；
[0086]將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口 ；
[0087]由此，使所述箱中的水能夠經(jīng)由所述即熱式熱水器和/或所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行循環(huán)，以便在需要時(shí)加熱所述箱中的水。
[0088]在第十一方面，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)，包括:
[0089]儲(chǔ)水箱，所述儲(chǔ)水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口和第二出口 ；
[0090]即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有入口和與所述箱的第一入口流體連通的出口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)；
[0091]泵，所述泵具有出口和與所述箱的第一出口及水源供水部流體連通的入口 ；
[0092]分流閥，所述分流閥具有:與所述泵的出口流體連通的入口 ；與所述熱水器的入口流體連通的第一出口 ；和第二出口 ；
[0093]至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板具有與所述分流閥的第二出口流體連通的入口和與所述箱的第二入口流體連通的出口 ；和
[0094]控制器，所述控制器適于選擇性地啟動(dòng)所述第二泵并且控制所述分流閥，以將水導(dǎo)向所述第一出口從而使水在所述熱水器與所述箱之間循環(huán)或?qū)⑺畬?dǎo)向所述第二出口從而使水在所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板與所述箱之間循環(huán)。
[0095]所述分流閥優(yōu)選包括與大氣流體連通的第三出口。
[0096]所述箱的第一出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的頂部。所述箱的第二出口優(yōu)選位于或靠近所述箱的底部。所述箱的第一入口優(yōu)選位于或靠近所述箱的頂部。所述箱的第二入口優(yōu)選位于或靠近所述箱的中部。
[0097]在第十二方面，本發(fā)明提供了一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0098]啟動(dòng)栗；
[0099]將水從所述泵的出口導(dǎo)入:
[0100](I)即熱式熱水器的入口 ；
[0101]響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器；
[0102]將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；和/或
[0103](2)將水從所述泵的出口導(dǎo)向至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口 ；
[0104]將熱水從所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；和
[0105]將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口 ；
[0106]由此，使所述箱中的水能夠經(jīng)由所述即熱式熱水器和/或所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行循環(huán)，以便在需要時(shí)加熱所述箱中的水。
[0107]根據(jù)第二到第十二方面所述的系統(tǒng)優(yōu)選包括與所述控制器通信的至少一個(gè)水箱溫度傳感器。在一種形式中，系統(tǒng)包括靠近所述箱的頂部的第一水箱溫度傳感器，和靠近所述箱的底部的第二水箱溫度傳感器。在另一種形式中，系統(tǒng)還包括靠近所述箱的中部的第三水箱溫度傳感器。所述控制器優(yōu)選適于利用所述第一、第二及第三溫度傳感器中的至少兩個(gè)、更優(yōu)選為三個(gè)來(lái)確定在整個(gè)水箱高度上的溫度梯度?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0108]現(xiàn)在僅作為示例參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中:
[0109]圖1為水加熱系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；
[0110]圖2a為水加熱系統(tǒng)的第二實(shí)施例的第一種形式的示意圖；
[0111]圖2b為水加熱系統(tǒng)的第二實(shí)施例的第二種形式的示意圖；
[0112]圖3為水加熱系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖；
[0113]圖4為水加熱系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖；
[0114]圖5為水加熱系統(tǒng)的第五實(shí)施例的示意圖；
[0115]圖6為水加熱系統(tǒng)的第六實(shí)施例的示意圖；
[0116]圖7為水加熱系統(tǒng)的第七實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0117]圖1顯示了第一實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)10，其包括即熱式燃?xì)鉄崴?2，優(yōu)選為
4、5或6星級(jí)。在檢測(cè)到水流通過(guò)熱水器12時(shí)，熱水器12中的燃燒器自動(dòng)啟動(dòng)。系統(tǒng)10還包括(緩沖)儲(chǔ)水箱14，其體積優(yōu)選為4-50升。箱14由絕緣材料16包住。熱水器12具有入口 18和出口 20。箱14具有入口 22和出口 24。熱水器12的入口 18連接到水源供給(mains water supply)管26。熱水器12的出口經(jīng)由管28連接到箱14的入口 22。箱14的出口 24經(jīng)由管30連接到由用戶控制的出口裝置，諸如熱水龍頭(未顯示)。
[0118]當(dāng)用戶最初打開(kāi)水龍頭時(shí)，水從水源供給管26流入熱水器12中并且在熱水器中通過(guò)燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行加熱。然后，熱水經(jīng)管28流入箱14中，并且在注滿箱14之后經(jīng)管30流向用戶。之后，當(dāng)用戶致動(dòng)熱水供給時(shí)，就可從保存在箱14中的熱水容量中抽取熱水。這樣的有利之處在于，當(dāng)箱14中的水保持足夠的熱度時(shí)，用戶無(wú)需等待冷水被加熱之后才供給他們。這樣，系統(tǒng)10就能夠比前面描述的現(xiàn)有系統(tǒng)更加快捷地給用戶提供熱水，從而減少了用戶在其他情況下等待熱水到達(dá)水龍頭時(shí)所浪費(fèi)的水量。系統(tǒng)10還避免了用戶等待時(shí)要用的所用燃?xì)獾睦速M(fèi)。這種結(jié)果可通過(guò)將箱(或多個(gè)箱)安裝在由用戶控制的出口(或出口)附近來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。雖然箱14并不需要絕緣材料16，但是絕緣材料16可改善對(duì)供給到箱14中的熱水的能量的保持。還應(yīng)該指出，通過(guò)熱水器12在水源(mains)下輸送水的容量來(lái)限制水離開(kāi)箱14的流動(dòng)速度。
[0119]圖2a顯示了第二實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)的第一種形式40a。水加熱系統(tǒng)40a類似于圖1所示的水加熱系統(tǒng)10，相同的特征用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。然而，水加熱系統(tǒng)40a還包括控制器42?？刂破?2從安裝在箱14中部附近的傳感器44接收指示(4_50升)箱14中的水的溫度的信號(hào)。控制器42還連接到熱水器12上，并且能夠響應(yīng)水流來(lái)控制是否啟動(dòng)熱水器12。當(dāng)熱水器12并不響應(yīng)于水流而自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，則其可以更加簡(jiǎn)單并因此更加便宜。
[0120]如果傳感器44向控制器42指示水的溫度為大約55攝氏度或更低，則控制器42啟動(dòng)熱水器42。如果傳感器44向控制器42指示水的溫度在大約55攝氏度和大約75攝氏度之間，則控制器42不啟動(dòng)熱水器42，或者如果熱水器12正在工作則將其關(guān)停。
[0121]圖2b顯示了水加熱系統(tǒng)的第二實(shí)施例的第二種形式40b，其更適用于容積為50-400升的箱。水加熱系統(tǒng)40b類似于圖2所示的水加熱系統(tǒng)40a，相同的特征用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。然而，在水加熱系統(tǒng)40b中，控制器從分別安裝在箱14頂部及底部附近的第一及第二傳感器44a和44b接收指示箱14中的水的溫度的信號(hào)。
[0122]如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為大約55攝氏度或更低，則控制器42啟動(dòng)熱水器42。如果第一 /頂部傳感器44a向控制器42指示水的溫度為大約75攝氏度或更高，則控制器42不啟動(dòng)熱水器42，或者如果熱水器12正在工作則將其關(guān)停。如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為大約55攝氏度或更高，并且第一/頂部傳感器44a向控制器42指示水的溫度為大約75攝氏度或更低，則控制器42不啟動(dòng)熱水器12，或者如果熱水器12正在工作則將其關(guān)停。雙傳感器44a和44b提高了對(duì)熱水器40b控制的靈敏度和精度。
[0123]系統(tǒng)40a和40b以與參照水加熱系統(tǒng)10描述的方式相同的方式減少了水的浪費(fèi)。由于燃?xì)庠谏鲜鰲l件下并未供給至熱水器12，否則如上所述這些燃?xì)鈱⒈焕速M(fèi)掉，因此系統(tǒng)40a和40b還減少了燃?xì)饫速M(fèi)。
[0124]圖3顯示了第三實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)50。水加熱系統(tǒng)50類似于圖2a和圖2b所示的水加熱系統(tǒng)40a和40b，相同的特征用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。然而，在水加熱系統(tǒng)50中，控制器42還連接到泵52。箱14還包括經(jīng)由管58連接到泵52的入口 56的附加出口 54。泵52的出口 60經(jīng)由管62連接到水源供給管26。
[0125]如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為大約55攝氏度或更低，則控制器42啟動(dòng)熱水器42。如果第一 /頂部傳感器44a向控制器42指示水的溫度為大約75攝氏度或更高，則控制器42不啟動(dòng)熱水器42，或者如果熱水器12正在工作則將其關(guān)停。如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為大約55攝氏度或更高，并且第一/頂部傳感器44a向控制器42指示水的溫度為大約75攝氏度或更低，則控制器42不啟動(dòng)熱水器42，或者如果熱水器12正在工作則將其關(guān)停。
[0126]此外，控制器42可響應(yīng)用戶的指令而啟動(dòng)熱水器12和泵52，并且使水在箱14和熱水器12之間循環(huán)以便預(yù)熱箱14中的水量。這對(duì)于具有相對(duì)較大的存儲(chǔ)容量——例如50-400升——的箱14來(lái)說(shuō)是特別有利的特征。
[0127]在該實(shí)施例中，控制器42判斷箱14中的水是否已經(jīng)由于使用或者由于熱損失而冷卻，并且有利地相應(yīng)做出反應(yīng)。該實(shí)施例同樣允許在需要時(shí)(例如，為了穩(wěn)定箱14中的水的溫度)對(duì)箱14中整體水量進(jìn)行預(yù)熱，然后以水源供給流速供給(例如，供給浴缸)。由于水源供給流速高于即熱式熱水器的流速，因此這在許多情況下是有利的。
[0128]泵52的速度取決于所期望的熱水器12出口溫度。期望的熱水器出口溫度取決于熱水器12的設(shè)計(jì)和入水溫度。例如一般而言，對(duì)于給定的比方說(shuō)70攝氏度的出口溫度以及10度的流入水源供水溫度，將泵速設(shè)置得相對(duì)較低，以便增加水的停留時(shí)間并使熱水器12中的傳熱速率的效率最大化。然而,如果水源入水溫度為30攝氏度，則將增大泵52的速度以便使熱水器12中的傳熱最大化。周圍空氣也會(huì)影響泵的速度，但是其影響程度較小。
[0129]為了改變和控制水通過(guò)熱水器12的停留時(shí)間進(jìn)而改變和控制其最終溫度，控制器42也可改變泵52的速度。此外，對(duì)泵52的速度的控制可用于影響箱14中的水的混合(層化)量及溫度的降低。例如，一般而言，非常高的流速——例如12升每分鐘——將使進(jìn)入箱14的熱水與箱14中已有的水混合。然而，相對(duì)較低的流速一例如5升每分鐘一使得熱水基本上不與箱14中已有的水混合，而是在箱14內(nèi)形成層化或分層。在這些層中，箱14中最熱的水有利地最靠近出口 24，并由此最靠近用戶。
[0130]通過(guò)簡(jiǎn)單控制泵的速度來(lái)控制水的溫度由于不再需要例如通過(guò)改變?nèi)細(xì)饬髁俊⒒鹧鎻?qiáng)度和/或火焰大小來(lái)調(diào)節(jié)水的加熱所需的相對(duì)昂貴的控制電子元件，因此能夠降低水加熱系統(tǒng)50的成本。而熱水器12可在恒定的(高效率的)熱度下運(yùn)行，并且只是被打開(kāi)或關(guān)斷。
[0131]圖4顯示了第四實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)70。水加熱系統(tǒng)70類似于圖2a和圖2b所示的水加熱系統(tǒng)40a和40b，除了控制器42被連接到分流閥72。閥72包括:連接到水源供給管26的入口 72a ;經(jīng)由管74連接到熱水器12的入口 18的第一出口 72b ;和經(jīng)由管76連接到管28進(jìn)而連接到泵14的入口 22的第二出口 72c?？刂破?2可控制閥72以將來(lái)自水源供給管26的水從入口 72a導(dǎo)向第一出口 72b或第二出口 72c。在該實(shí)施例中，熱水器12在檢測(cè)到有水流通過(guò)熱水器時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。
[0132]如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更低，則控制器42會(huì)控制閥72從而使來(lái)自水源供給部76的水轉(zhuǎn)而流向第一出口 72b，并因此流向熱水器12的入口 18。如上所述，熱水器12在感測(cè)到由于例如用戶打開(kāi)熱水龍頭而導(dǎo)致有水流通過(guò)熱水器時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。
[0133]如果第二 /底部傳感器44b向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更高，并且第一 /頂部傳感器44a向控制器42指示水的溫度為大約75攝氏度或更低，則控制器42控制閥72而將水從水源供給部26導(dǎo)向第二出口 72c，并因此直接導(dǎo)向箱14的入口 22。
[0134]至于加熱器40，當(dāng)控制器42感測(cè)到箱14中的水已足夠熱時(shí)，則其控制閥72從而將水從水源供給部26導(dǎo)向第二出口 72c，并因此導(dǎo)向箱14的入口 22。因此，這些水量并不通過(guò)熱水器12，因此熱水器12并不啟動(dòng)，從而減少了燃?xì)獾氖褂谩?br> [0135]同樣以與關(guān)于水加熱系統(tǒng)40a和40b所描述的相同方式減少了水的使用。
[0136]除了前面所述的燃?xì)饧八墓?jié)省之外，熱水器70還具有附加的優(yōu)點(diǎn)，S卩，由于熱水器12在感測(cè)到有水流通過(guò)時(shí)只是簡(jiǎn)單地自動(dòng)啟動(dòng)并且以全容量運(yùn)行，因此可實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單且便宜的熱水器12，而無(wú)需控制部件。
[0137]圖5顯示了第五實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)80。水加熱系統(tǒng)80具有與先前所示的水加熱系統(tǒng)相同的部件，因此還是用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的特征。水加熱系統(tǒng)80具有總體上用附圖標(biāo)記82來(lái)指示的燃?xì)?即熱式)水加熱回路和總體上用附圖標(biāo)記84來(lái)指示的太陽(yáng)能水加熱回路。燃?xì)饣芈?2包括泵84，其具有經(jīng)由管88連接到熱水器12的出口 20的入口 86和連接到大約位于箱14的中間位置處的入口 92的出口 90。箱14還包括經(jīng)由管96連接到熱水器12的入口 18的附加出口 94。太陽(yáng)能回路84包括太陽(yáng)能電池板98和泵100。泵100的出口 102經(jīng)由管106連接到太陽(yáng)能電池板98的入口 104。太陽(yáng)能電池板98還具有經(jīng)由管112連接到箱14的附加入口 110的出口 108。泵100還具有經(jīng)由管118連接到出口 116的入口 114。水源供給管26呈T字形進(jìn)入管118中。系統(tǒng)80還包括靠近箱14中部的第三溫度傳感器44c和位于太陽(yáng)能電池板98的出口處的第四溫度傳感器44d。傳感器44c和44d都連接到控制器42。
[0138]當(dāng)控制器啟動(dòng)第一泵84時(shí)，水在箱14的上部和熱水器12之間循環(huán)，以便對(duì)水進(jìn)行預(yù)加熱。當(dāng)控制器42啟動(dòng)第二泵100時(shí)，并且有足夠的太陽(yáng)能可用時(shí)，水在箱14的底部和太陽(yáng)能電池板98之間循環(huán)，以便對(duì)水進(jìn)行預(yù)加熱。
[0139]一般而言，控制器42決定何時(shí)使泵84和100中的一個(gè)或兩個(gè)工作，以便能最佳適應(yīng)不同的期望需求?？刂破?2總是試圖利用太陽(yáng)能而不是燃?xì)饽軄?lái)加熱水。更具體地，如果傳感器44d處的溫度比傳感器44c處的溫度高大約4攝氏度，則控制器42將啟動(dòng)(太陽(yáng)能回路84的)第二泵100?？刂破?2將保持啟動(dòng)第二泵102，除非傳感器44d和傳感器44b之間的溫差小于大約4攝氏度，或者如果傳感器44a指示水的溫度為80攝氏度或更高。箱14下部中的溫度為80度是可接受的，因?yàn)槿绻皇褂脽崴畡t熱量將會(huì)再分配到箱的上半部中。
[0140]如果第三/中間傳感器44c向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更低，則控制器42啟動(dòng)(燃?xì)饣芈?2的)泵90。如果第一 /頂部傳感器44a指示水的溫度為大約75攝氏度或更高，則控制器42關(guān)停泵90。如果第三/中間傳感器44c向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更高，并且第一 /頂部傳感器44a指示水的溫度為大約75攝氏度或更低，則控制器42不啟動(dòng)或關(guān)停泵90。
[0141]如果傳感器44a指示水的溫度為大約80攝氏度或更高，則關(guān)停第一泵90和第二泵102以防止過(guò)熱。
[0142]此外，控制器42可以響應(yīng)用戶指令而啟動(dòng)熱水器12及泵90，并且使水在箱14和熱水器12之間循環(huán)以便預(yù)熱或穩(wěn)定箱14中的水量。這對(duì)于具有相對(duì)較大存儲(chǔ)容量——例如50-400升——的箱14來(lái)說(shuō)是非常期望的特征。
[0143]圖6顯示了第六實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)120。水加熱系統(tǒng)120類似于圖5所示的水加熱系統(tǒng)80，相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示。然而，水加熱系統(tǒng)120只包括單個(gè)泵122和具有入口 126、第一出口 128及第二出口 130的分流閥124。
[0144]當(dāng)控制器42判定水應(yīng)該通過(guò)燃?xì)饣芈?2循環(huán)時(shí)，則啟動(dòng)泵122，并且控制分流閥124以使水從入口 126轉(zhuǎn)而流向第一出口 128，并進(jìn)而經(jīng)由管132流向熱水器12的入口 18。熱水離開(kāi)熱水器12的出口 20，并且經(jīng)由管136供至箱14的入口 134。通過(guò)管140將水從箱的出口 138抽入泵122的入口 142。該泵還具有經(jīng)由管146連接到分流閥124的入口 126的出口 144。
[0145]當(dāng)控制器42判定水應(yīng)該通過(guò)太陽(yáng)能回路84循環(huán)時(shí)，則啟動(dòng)泵122，并且控制分流閥124以使水從入口 126轉(zhuǎn)向至第二出口 130。第二出口 130經(jīng)由管148連接到太陽(yáng)能電池板98的入口 104。太陽(yáng)能電池板98的出口 108經(jīng)由管152連接到箱14的入口 150。
[0146]控制器42總是試圖利用太陽(yáng)能而不是燃?xì)饽軄?lái)加熱水。更具體地，如果傳感器44d處的溫度比傳感器44c處的溫度高大約4攝氏度，則控制器42將使水轉(zhuǎn)向通過(guò)太陽(yáng)能回路84?？刂破?2將保持水在太陽(yáng)能回路84中流通，除非傳感器44d和傳感器44b之間的溫差小于大約4攝氏度，或者如果傳感器44a指示水的溫度為85攝氏度或更高。箱14的下部中的溫度為85度是可接受的，因?yàn)槿绻皇褂脽崴畡t熱量將會(huì)再分配到箱的上半部中。
[0147]如果第三/中間傳感器44c向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更低，則控制器42將使水轉(zhuǎn)向通過(guò)燃?xì)饣芈贰Ｈ绻谝?/頂部傳感器44a指示水的溫度為大約75攝氏度或更高，則控制器42將關(guān)停泵122。如果第三/中間傳感器44c向控制器42指示水的溫度為55攝氏度或更高，并且第一 /頂部傳感器44a指示水的溫度為大約75攝氏度或更低，則控制器42將使水轉(zhuǎn)向通過(guò)太陽(yáng)能回路84。
[0148]此外，控制器42可以響應(yīng)于用戶指令而啟動(dòng)熱水器12及泵122，并且使水在箱14和熱水器12之間循環(huán)以便預(yù)熱或穩(wěn)定箱14中的水量。這對(duì)于存儲(chǔ)容量相對(duì)較大——例如50-400升——的箱14來(lái)說(shuō)是非常期望的特征。因?yàn)橛幸?guī)定，還期望有時(shí)對(duì)箱14進(jìn)行殺菌(例如，用于軍團(tuán)桿菌(Iegionella)控制)。根據(jù)一些意見(jiàn)，這可以通過(guò)使用燃?xì)饣芈?2直到頂部傳感器44a和中間傳感器44c的溫度指示為60攝氏度或更高來(lái)進(jìn)行。可選地，根據(jù)其他意見(jiàn)，這可以通過(guò)使用燃?xì)饣芈?2直到頂部傳感器44a和底部傳感器44b(S卩，整個(gè)水箱14)指示為60攝氏度來(lái)進(jìn)行。
[0149]圖7顯示了第七實(shí)施例中的水加熱系統(tǒng)160。系統(tǒng)160類似于圖6所示的系統(tǒng)120，因此相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示。然而，在系統(tǒng)160中，分流閥124還具有連接到管164的第三出口 162，該管164可以排放到大氣中，或者用于收集以便再利用。如果控制器42判定環(huán)境溫度低到足以凍結(jié)太陽(yáng)能電池板98中的水并對(duì)其產(chǎn)生損害，則控制分流閥124以將水從入口 126引導(dǎo)至第三出口 162。這就使得太陽(yáng)能電池板98中的水通過(guò)管164排空。也可執(zhí)行排水來(lái)防止太陽(yáng)能電池板98過(guò)熱。這些排水操作在 申請(qǐng)人:于2008年10月3日提交的國(guó)際PCT專利申請(qǐng)N0.PCT/AU2008/001476中有描述，其相關(guān)內(nèi)容通過(guò)交叉引用結(jié)合在本文中。
[0150]雖然已經(jīng)參照具體示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明還可以以許多其它形式來(lái)實(shí)施。例如，可用即熱式電熱水器來(lái)代替即熱式燃?xì)鉄崴?，該電熱水器使得能夠?jié)省電能而不是燃?xì)狻?br> 【權(quán)利要求】
1.一種熱水系統(tǒng)，包括: 具有入口和出口的儲(chǔ)水箱；和 即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有與水源供水部流體連通的入口和與所述箱的入口流體連通的出口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)； 第一泵，所述第一泵具有與所述箱的附加出口流體連通的入口和與所述熱水器的入口流體連通的出口 ；和 控制器，所述控制器適于根據(jù)用戶指令而啟動(dòng)所述泵，使得將水從所述熱水器的出口導(dǎo)向所述箱的入口并且從所述箱的第二出口導(dǎo)向所述熱水器的入口，從而加熱所述箱中的水。
2.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述控制器適于改變所述泵的速度，以便改變通過(guò)所述熱水器的水的停留時(shí)間，從而改變所述熱水器出口處的水的溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的所述附加出口位于或靠近所述箱的頂部，而所述箱的第二入口位于或靠近所述箱的底部。
4.如權(quán)利要求1或2所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的所述附加出口位于或靠近所述箱的頂部，而所述箱的入口位于或靠近所述箱的中部。
5.一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 啟動(dòng)泵以將水導(dǎo)入即熱式熱水器的入口； 響應(yīng)于水流過(guò)所述即熱式熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器； 將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ；和 將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述即熱式熱水器的入口； 其中，能夠根據(jù)用戶的指令使水經(jīng)由所述即熱式熱水器進(jìn)行循環(huán)從而加熱所述箱中的水。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述方法還包括改變所述泵的速度，以便改變通過(guò)所述熱水器的水的停留時(shí)間，從而改變所述熱水器出口處的水的溫度。
7.一種熱水系統(tǒng)，包括: 儲(chǔ)水箱，所述儲(chǔ)水箱具有第一入口和第二入口以及第一出口、第二出口和第三出口 ；即熱式熱水器，所述即熱式熱水器具有出口和與所述箱的第一出口流體連通的入口，所述熱水器適于響應(yīng)于水流通過(guò)所述熱水器而啟動(dòng)； 第一泵，所述第一泵具有與所述熱水器的出口流體連通的入口和與所述箱的第一入口流體連通的出口； 第二泵，所述第二泵具有出口和與所述水源供水部及所述箱的第二出口流體連通的入Π ； 至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板具有與所述第二泵的出口流體連通的入口和與所述箱的第二入口流體連通的入口 ；和 控制器，所述控制器適于選擇性地啟動(dòng)所述第一泵和/或所述第二泵，并且使水分別在所述熱水器與所述箱之間和/或在所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板與所述箱之間循環(huán)。
8.如權(quán)利要求7所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的第一出口位于或靠近所述箱的頂部。
9.如權(quán)利要求7或8所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的第二出口位于或靠近所述箱的底部。
10.如權(quán)利要求7到9中任意一項(xiàng)所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的第三出口位于或靠近所述箱的頂部。
11.如權(quán)利要求7到10中任意一項(xiàng)所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的第一入口位于或靠近所述箱的中部。
12.如權(quán)利要求7到11中任意一項(xiàng)所述的熱水系統(tǒng)，其中，所述箱的第二入口位于或靠近所述箱的中部。
13.一種操作熱水系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 啟動(dòng)第一泵以將水導(dǎo)入即熱式熱水器的入口； 響應(yīng)于水流通過(guò)所述即熱式熱水器而啟動(dòng)所述即熱式熱水器； 將熱水從所述即熱式熱水器的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口； 將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述即熱式熱水器的入口； 啟動(dòng)第二泵以便將水導(dǎo)入至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口； 將熱水從所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的出口導(dǎo)向儲(chǔ)水箱的入口 ； 將水從所述箱的出口導(dǎo)向所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板的入口 ； 由此，使所述箱中的水能夠經(jīng)由所述即熱式熱水器和/或所述至少一個(gè)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行循環(huán)，以便在需要時(shí)加 熱所述箱中的水。
【文檔編號(hào)】F24D19/10GK103604208SQ201310499097
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2008年12月9日
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