节能热水器制造技术

一种热水器，包括水容器，其具有冷水入口、热水出口以及与所述水容器相邻的燃烧室，与所述容器联接的燃烧器；与所述水容器联接的温度探测器，用于检测所述水容器上部的水温；以及用于激活所述燃烧器的控制器，所述控制器建立初始水温设定点，当所述热水器的燃烧器被激活时，将检测到的水温与所述设定点进行比较，以及当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降小于选定量，则使所述设定点降低第一选定量，或者当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降大于选定量，则使所述设定点升高第二选定量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热水器。特别地，本专利技术涉及具有电子控制系统的热水器。
技术介绍
一方面，热水器包括水容器/水箱和用于加热水箱中的水的燃烧器。热水器还可以包括用于控制燃烧器的控制器。通过控制燃烧器，控制器至少部分地确定热水器的热水输出。例如，当控制器与水容器内的温度监测探测器以及恒温器关联时，其可以将诸如水温的感知参数与诸如预定的温度范围的控制参数联系起来，以确定是否需要燃烧器操作来实现期望的热水输出。对于燃气热水器，控制器可包括气阀。例如，气阀可以作为用于开启和关闭燃烧器的开关。还可以根据控制算法电子地控制气阀操作。例如，控制算法被设计用来控制加热元件的操作，以满足各种环境和/或效率目标。在典型的存储型热水器的加热周期内，热水趋向于上升到水箱顶部，而冷水则趋向于停留在水箱底部。水箱顶部和底部的温差量受各种参数的影响，这些参数包括温度监测探测器的放置、燃烧器的输出和尺寸、水箱和/或燃烧室的材料成分，使用水的速率和频率等。水箱顶部和底部的温度差通常被称作“分层”。在热水供应频繁地循环开启和关闭的情况下(即当将热水抽到控制器激活燃烧器的位置并随后立即关闭水时)，分层是显著的。在这种情况下，水箱中已存在基本量的备用热水。进一步地加热将使水箱上部的水的温度进一步升高而扩大了分层问题。同样地，在延长的周期连续循环可进一步产生所不希望的分层。如人们可推断的那样，水箱内的温度监测探测器、冷水入口以及热水出口的位置是影响分层的因素。目前，花费了大量的开发时间来确定这些元件在水箱中的放置位置，以在分层状态较严重的情况下获得热水容量与最高希望水温之间的折衷。Troost的第6,560,409号美国专利公开了一种用于控制分层的方法。Troost描述了这样一种方法，其中监测水从水容器中排出的频率并将其与水温联系起来以控制加热元件的操作。例如，根据水箱中的水温状况和某个时间周期内水排出的频率，可降低或复位温度控制设定点。虽然实现了其目的，不过将Troost中控制分层的方法推广到能够增大普通热水器种的热水输出和能量效率的应用将非常有用。例如，在希望控制分层的同时，还希望尽可能地增加水箱最底部的冷水以使热水输出达到最大。热水器的持续时间与其维持热水输出的能力有关，其以“第一小时”速率来衡量。使吸入的冷水与水箱顶部被加热的水的混合最小将使第一小时速率最大。然而，为了增加所提供的热水并避免不利条件，需要进一步改进分层控制。
技术实现思路
本专利技术涉及一种热水器，包括水容器，其具有冷水入口、热水出口以及与所述水容器相邻的燃烧室，与所述容器联接的燃烧器，与所述水容器联接的温度传感器，用于检测所述水容器上部的水温，以及用于激活所述燃烧器的控制器，所述控制器建立初始水温设定点；当所述热水器的燃烧器被激活时，将检测到的水温与所述设定点进行比较；以及当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降小于选定量，则使所述设定点降低第一选定量，或者当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降等于或大于选定量，则使所述设定点升高第二选定量。本专利技术还涉及一种控制热水器的方法，包括检测所述热水器中的水容器上部的水温，建立初始水温设定点，当所述热水器的燃烧器被激活时，将检测到的水温与所述设定点进行比较；当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降小于选定量，则使所述设定点降低第一选定量，或者当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降等于或大于选定量，则使所述设定点升高第二选定量，以及当所述加热元件被激活时，监测与从所述容器中水排出的频率有关的水温，以便连续地调整温度控制设定点。本专利技术还涉及一种热水器，包括水容器，其具有冷水入口、热水出口以及与所述水容器相邻的燃烧室，与所述冷水入口相连的下垂管，该下垂管从所述水容器顶部向下延伸，且长度约为所述水容器高度的85％至90％，与所述燃烧室联接的燃烧器，与所述水容器联接的上部传感器，用于检测所述水容器上部的水温，与所述水容器联接的下部传感器，用于检测所述水容器下部的水温，以及控制器，其响应于所述上部传感器和所述下部传感器所感知的温度而激活所述燃烧器。附图说明图1a是根据本专利技术的热水器的示意性的局部剖视图，为了便于理解，其中强调了热水器的某些特征而忽略了其他特征；图1b是具有附加的温度传感器的图1a的热水器的示意性的局部剖视图；图2a是与图1中示出的热水器关联并且与水箱内部温度传感器相连的控制器的示意性的前视图；图2b是与图1中示出的热水器关联并且与水箱外部温度传感器相连的控制器的示意性的前视图；以及图3是图解说明本专利技术的各个方面的操作的流程图。具体实施例方式应当理解，下面的说明是通过特定的实施方案对附图进行解释，而不是用于限定或限制本专利技术，本专利技术由所附的权利要求书来限定。现在参考附图，特别是图1和图2，其示出了用于实施本专利技术的环境，包括热水器10。本领域的技术人员将会理解的是，热水器10包含多个部件，其中一些部件被示出，而一些部件未被示出。与热水器10的运转有关的这些附加部件，与本专利技术的说明并不是特别相关，因而在此未对其进行描述。热水器10包括外罩12，外罩12围绕泡沫绝缘材料14。泡沫绝缘材料14围绕水箱16。上盘18在上端盖住外罩12，而底盘20在下端盖住外罩12。水箱16上部的入口22使冷水例如通过入口管23进入水箱16。类似地，出口24使热水流出水箱16的上部。热水器10进一步包括燃烧器26。燃烧器26可以包括任何可商业获得的燃烧器。燃烧器26被设置以接纳来自于燃料管28的燃料，燃料管28与气阀30相连，气阀30与燃料供给管32相连，而燃料供给管32与燃料供给(未示出)相连。燃烧器26可进一步设置于燃烧室34内，并且在底盘20中进气口36上方，以接纳助燃气体。图1和图2中示出的温度监测传感器38与水箱16联接，以监测水箱16中的水温。作为实施例，如图1a所示，温度监测传感器38可被设置以监测水箱16上部的水温。传感器38可位于如图2a所示的水箱16的内部，也可以是外部。例如，如图2b所示，在水箱16外部可采用热敏电阻。可以采用诸如热电偶，RTD’s(电阻式温度检测器)，双金属器件等任何类型的传感器。温度监测传感器38进一步提供与从水箱16中排出热水的频率有关的信息。例如，可以将水箱16上部的水温的降低与从水箱16中排出热水的频率联系起来。作为实施例，可以像图1b那样将多个温度监测传感器38与水箱16关联。例如，可将多个温度监测传感器38电连接在一起，以监测水箱16上部和下部相对于彼此的水温。可以利用多个温度监测传感器38对水箱16各个部分的水温进行平均。上部传感器帮助监测和控制分层，并便于延长下垂管以输送更多热水。下面的表1和表2示出了延长下垂管的效果。因此，使下垂管的长度约为水箱高度的85％-90％是有利的。表1 表2 如图2中所示，控制器40与例如气阀30的燃料控制元件联接，并用于接收表明水温和排水频率的信号。控制器40随后发送信号以控制加热元件26的操作。例如，可以通过监测水箱16上部的水温下降来指示排水的频率。由温度监测传感器38来实现这种温度监测。作为一种选择，可以直接监测排水的频率或采用本领域的技术人员所熟知的其他装置来监测排水的频率，例如，水流监测或水压监测。控制器40可以包括微处理器42。微处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制热水器的方法，包括：检测所述热水器中的水容器上部的水温；建立初始水温设定点；当所述热水器的燃烧器被激活时，将检测到的水温与所述设定点进行比较；当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降小于选定量，则使所述设定点降低第一选定量，或者当所述燃烧器处于激活时，如果水温的下降等于或大于选定量，则使所述设定点升高第二选定量；以及当所述加热元件被激活时，监测与从所述容器中水排出的频率有关的水温，以便连续地调整温度控制设定点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼克雷尔，詹姆士约克，蒂莫西J谢伦伯格，
申请(专利权)人：美国热水器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]