具有用于热水温度因果前馈控制的混合罐延时的热水器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有用于热水温度因果前馈控制的混合罐延时的热水器，可控制的三通比例阀向热交换器的热水入口和锅炉回水出口提供按比例控制的流量。混合桶将冷水和热水混合。混合罐提供延时的混合水。温度传感器设置在混合罐中或混合罐上，以测量延时混合水的温度，以提供延时混合水的温度。在处理器上运行的前馈控制过程会调整可控三通比例阀的比例操作位置，以根据延时混合水温来调节hx生活热水出口处的热水温度。还描述了一种使用基于流量计的前馈控制来控制热水器和热水器的热水温度的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有用于热水温度因果前馈控制的混合罐延时的热水器
本申请涉及热水加热器，特别是涉及热交换器式热水器。
技术介绍
热水器加热生活用水以为建筑物提供热水。热交换器型热水加热器从加热的气体或加热的水流中传递热能，以加热生活冷水以提供生活热水。
技术实现思路
根据一个方面，一种热水器包括具有热交换器(hx)热水入口，hx回水出口，hx生活冷水入口和hx生活热水出口的热交换器(hx)。可控三通比例阀具有适于接收锅炉水的锅炉水热水入口，并向所述hx热水入口和锅炉回水出口提供按比例可控的流量。锅炉回水出口适于将锅炉回水返回到锅炉。混合罐(mt)具有适于从生活冷水源接收冷水的mt冷水入口，mt热水入口和mt混合水出口。混合罐将来自mt热水入口的冷水和热水混合。混合罐提供延时的混合水。恒流泵流体连接到hx生活热水出口和mt热水入口并设置在它们之间。温度传感器设置在混合罐中或混合罐上，以测量延时混合水的温度，以提供延时混合水的温度。处理器可操作地联接至温度传感器，并且可操作地联接至可控三通比例阀。处理器基于延时混合水的温度运行前馈控制过程，以控制锅炉水流入热交换器的流量。前馈控制过程根据延时混合水的温度调节可控三通比例阀的比例工作位置，以调节hx生活热水出口处的热水温度。在一个实施例中，恒定流量泵是具有多个预设或可选择的恒定流量的变速泵。在另一实施例中，混合罐包括由至少一个挡板隔开的至少两个腔室，在至少一个挡板中具有至少一个开口。在又一个实施例中，至少两个腔室包括混合腔室和流体延时腔室。在又一实施例中，至少一个挡板包括开口的V形弯曲部，以增强混合室中的混合作用。在又一实施例中，至少一个挡板中的至少一个开口被布置成与混合罐的第一端相邻。在又一个实施例中，温度传感器设置在混合罐的第一端。在又一实施例中，混合罐包括多个挡板，每个挡板具有至少一个开口以提供通过混合罐的蛇形流动路径。在又一个实施例中，热水器还包括一个或多个另外的延迟罐，其布置在混合罐和生活冷水入口之间。在又一实施例中，热水器还包括布置在混合罐与生活冷水入口之间的一个或多个附加长度的流体延时管。在又一个实施例中，延时的混合水温度提供了可控三通比例阀的因果前馈控制，以稳定地调节生活热水出口处的热水。在又一实施例中，温度传感器设置在混合罐的一端中，该端部大约与至少一个挡板中的至少一个开口相邻。在又一实施例中，热交换器和混合罐机械地联接到共同的安装滑橇。在又一个实施例中，前馈控制过程包括2阶或更大的多项式过程方程。根据另一方面，一种用于控制热水器的热水温度的方法包括：提供一种热交换器，该热交换器具有与冷水源流体耦合的hx冷水入口和混合罐，该混合罐具有一个冷水入口和恒流热水入口；将冷水源与来自混合罐中热交换器的恒定热水混合，以提供混合水；通过流体延迟延时混合水以提供延迟流体时间的混合水；在混合罐中测量延迟时间的混合水的温度，以提供延迟时间的混合水的温度测量；通过执行前馈控制过程的处理器来设置比例阀的位置，该比例阀基于对流体延时的混合水的温度测量来控制锅炉水进入热交换器的流量。根据另一方面，一种热水器包括具有hx热水入口，hx回水出口，hx生活冷水入口和hx生活热水出口的热交换器(hx)。可控制的三通线性比例阀具有适于接收锅炉水的锅炉水热水入口，并向hx热水入口和锅炉回水出口提供按比例可控的流量，以及适于回水的锅炉回水出口。锅炉将水返回锅炉。流量传感器设置成与hx生活冷水入口流体连通以提供生活冷水流量。处理器可操作地连接到流量传感器，并且可操作地连接到可控三通线性比例阀。处理器基于生活的冷水流量运行前馈控制过程，以控制锅炉水进入热交换器的流量。前馈控制过程调整可控三通线性比例阀的比例工作位置，以根据生活冷水流量调节hx生活热水出口处的热水温度。根据以下描述和权利要求，本申请的前述和其他方面，特征和优点将变得更加显而易见。附图说明参考以下描述的附图和权利要求，可以更好地理解本申请的特征。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本文所述的原理上。在附图中，贯穿各个视图，相似的数字用于指示相似的部分。图1示出了根据本申请的示例性前馈控制系统；图2是表示将流量计流量值作为热水加热器的前馈参数的热水系统的示意图的图。图3是示出示例性控制回路图的图，该控制回路图示出了通过混合水温度和热水出口温度进行的控制；图4是示例性混合罐的俯视图；图5是图4的混合罐的剖视图；图6是示出另一示例性混合罐的透视图的图。图7是示出图6的混合罐的俯视图的图；图8是示出图6的混合罐的侧视图的图；图9是示出图6的混合罐的另一侧视图的图；图10是示出图6的混合罐的另一不同侧视图的图；图11是示出根据本申请的前馈锅炉水热交换器热水器的热水器滑橇的透视图的图；图12是示出图11的热水器的俯视图；图13是示出图11的热水器的另一立体图的图；图14是示出图11的热水器的左侧视图的图；图15是示出图11的热水器的正视图的图；图16是示出图11的热水器的右侧视图的图；图17是示出图11的热水器的后视图的图；和图18是示出示例性前馈处理关系和方程式的MSExcel电子表格。具体实施方式热水系统向建筑物的热水分配管提供热水。建筑物使用的热水量可能会根据一天中的时间，季节，各种类型的机器周期等而变化。一个问题是在变化的负载下调节供应给热水管道的热水温度。负载的短时限变化(例如分钟)可能会特别麻烦。例如，在热水加热器的控制装置已经倾斜以提供相对较高的热水流量的同时，保持所需的热水温度的情况下，如果流量突然下降(例如，一个或多个机器循环停止使用热水)，则那里可能是不希望的时间段，在此期间过高的热水。在热水太热的最坏情况下，直接使用热水的人(例如水槽或淋浴器)可能会造成烫伤危险。在使用较高压力或较高流速的应用中，建筑物热水温度控制可能会更加困难。在前馈控制系统中，根据测量值采取措施。这些动作已针对预期的测量值进行了预编程。与反馈系统不同，前馈控制系统不会自动调整以控制测量值，而是简单地测量该值，然后根据测量值采取预定动作，作为开环控制系统。前馈系统的一个优点是，可以与控制装置，致动器，阀等的操作速度相一致地相对迅速且果断地采取措施。然而，特别是作为开环控制系统，需要在测量值和被控制量之间建立并预先确定的因果关系，例如通过热水器系统中的比例阀进行控制。特别是在较大的商业环境中，通常通过加热来自任何合适的冷水源(例如与市政水源的生活冷水连接)的供应的生活冷水来提供生活热水。热水器可以使用任何合适的热交换器，其中来自任何合适的热能源(例如锅炉的热水)的热能通过热交换器内的热传递来加热生活的冷水。为了更好地理解本申请的新方法，考虑在现有技术的更常规的方法中，调节发送到建筑物的热水管的热水温度的一种方法是测量热水。换热器热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热水器，其特征在于，包括：/n具有hx热水入口，hx回水出口，hx生活冷水入口和hx生活热水出口的热交换器(hx)；/n可控三通比例阀，其具有锅炉水热水入口，所述锅炉水热水入口适于接收锅炉水，并向所述hx热水入口和锅炉回水出口提供按比例可控的流量，并且所述锅炉回水出口适于将锅炉回水返回锅炉；/n混合罐(mt)，其具有适于从生活冷水源接收冷水的mt冷水入口、mt热水入口和mt混合水出口，所述混合罐将所述冷水和来自所述mt热水入口的热水混合，所述混合罐提供延时混合水；/n恒流泵，其流体连接到所述生活热水出口和所述mt热水入口之间并设置在其之间；/n温度传感器，其设置在所述混合罐中或所述混合罐上，以测量所述延时混合水的温度以提供延时混合水的温度；/n可操作地连接到所述温度传感器并且可操作地连接到所述可控三通比例阀的处理器，所述处理器基于所述延时混合水的温度运行前馈控制过程，以控制锅炉水向所述热交换器的流动；和/n其中，所述前馈控制过程基于所述延时混合水的温度调节所述可控三通比例阀的比例操作位置，以调节所述hx生活热水出口处的热水温度。/n

【技术特征摘要】
20181220 US 16/227,0631.一种热水器，其特征在于，包括：
具有hx热水入口，hx回水出口，hx生活冷水入口和hx生活热水出口的热交换器(hx)；
可控三通比例阀，其具有锅炉水热水入口，所述锅炉水热水入口适于接收锅炉水，并向所述hx热水入口和锅炉回水出口提供按比例可控的流量，并且所述锅炉回水出口适于将锅炉回水返回锅炉；
混合罐(mt)，其具有适于从生活冷水源接收冷水的mt冷水入口、mt热水入口和mt混合水出口，所述混合罐将所述冷水和来自所述mt热水入口的热水混合，所述混合罐提供延时混合水；
恒流泵，其流体连接到所述生活热水出口和所述mt热水入口之间并设置在其之间；
温度传感器，其设置在所述混合罐中或所述混合罐上，以测量所述延时混合水的温度以提供延时混合水的温度；
可操作地连接到所述温度传感器并且可操作地连接到所述可控三通比例阀的处理器，所述处理器基于所述延时混合水的温度运行前馈控制过程，以控制锅炉水向所述热交换器的流动；和
其中，所述前馈控制过程基于所述延时混合水的温度调节所述可控三通比例阀的比例操作位置，以调节所述hx生活热水出口处的热水温度。


2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述恒流泵包括具有多个预设或可选择的恒定流率的变速泵。


3.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述混合罐包括至少两个由至少一个挡板隔开的腔室，在所述至少一个挡板中具有至少一个开口。


4.根据权利要求3所述的热水器，其特征在于，所述至少两个腔室包括混合腔室和流体延时腔室。


5.根据权利要求4所述的热水器，其特征在于，所述至少一个挡板包括开放的V形弯曲部，以增强在所述混合腔室中的混合作用。


6.根据权利要求3所述的热水器，其特征在于，所述至少一个挡板中的所述至少一个开口被布置成与所述混合罐的第一端相邻。


7.根据权利要求6所述的热水器，其特征在于，所述温度传感器布置在所述混合罐的所述第一端中。


8.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述混合罐包括多个挡板，每个挡板具有至少一个开口，以提供通过所述混合罐的蛇形流动路径。


9.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，还包括一个或多个附加的延迟罐，所述延迟罐设置在所述混合罐和所述生活冷水入口之间。


10.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，还包括布置在所述混合罐和所述生活冷水入口之间的一个或多个附加长度的流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·丹尼尔斯，阿德里安·沃伊克，
申请(专利权)人：热高国际公司，
类型：新型
国别省市：美国;US