帶預(yù)熱功能燃?xì)鉄崴魉贩桨柑接?/h1>
2019-09-03 01:33張華平
日用電器 2019年8期
張華平
（廣東萬和新電氣股份有限公司 佛山 528305）
引言
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民的生活水平不斷提高，對燃?xì)鉄崴鱗1]的要求已經(jīng)不再局限于出熱水這一單一功能上，燃?xì)鉄崴餍枰獮橛脩籼峁└鼮槭孢m的熱水生活體驗(yàn)。然而普通燃?xì)鉄崴餍枰压艿纼?nèi)殘留的冷水排除干凈才能使用熱水器提供的熱水；住房面積越大、衛(wèi)浴數(shù)量愈多、管路越長，洗浴前需要排的冷水越多，假如管路特別長的用戶，甚至?xí)驗(yàn)榕爬渌臅r(shí)間太長太浪費(fèi)自來水而導(dǎo)致該用水點(diǎn)無法正常使用，因此普通燃?xì)鉄崴鞑粌H浪費(fèi)水資源，還嚴(yán)重影響現(xiàn)代熱水生活洗浴的舒適性[2]。
雖然帶預(yù)熱功能的燃?xì)鉄崴髂軌蚝芎玫慕鉀Q上述問題，但是，內(nèi)部水路結(jié)構(gòu)對整機(jī)可靠性的影響卻不被業(yè)界所重視，本文通過對各種水路結(jié)構(gòu)理論分析與試驗(yàn)測試，論證不同水路結(jié)構(gòu)對用戶使用舒適性與整機(jī)可靠性的影響。
1 燃?xì)鉄崴魍獠克废到y(tǒng)分析
現(xiàn)代家庭水路系統(tǒng)[3]一般分為兩種：一種水路系統(tǒng)由冷水管與熱水管組成，用水點(diǎn)通過混水閥與冷熱水管連接，用戶根據(jù)實(shí)際水溫需要通過混水閥使用冷熱水管中的水；另一種水路系統(tǒng)在第一種水路系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一根回水管，回水管的起始端與熱水管的末端連通，即這種水路系統(tǒng)由冷水管、熱水管與回水管所構(gòu)成，同樣，用水點(diǎn)通過混水閥與冷熱水管連接，回水管負(fù)責(zé)與熱水管連通，便于將熱水管中的水通過回水管循環(huán)流動(dòng)，并且不影響冷水管中的冷水；兩種水路系統(tǒng)如圖1、圖3所示。
要實(shí)現(xiàn)對上述兩種水路系統(tǒng)中冷水預(yù)熱的目的，對于第一種無回水管水路，需要將熱水器與熱水管、冷水管構(gòu)成一個(gè)回路，因此首先需要將第一種無回水管水路系統(tǒng)中的冷水管與熱水管連通，如圖2所示，可以將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)混水閥的冷熱水管通過兩個(gè)三通接頭連通，從而借用冷水管作為循環(huán)水路中的回水管，冷水管同時(shí)起冷水管與回水管的作用，從而解決了外部冷水管、熱水管的連通問題，這就為外部水路系統(tǒng)與熱水器內(nèi)部水路構(gòu)成一個(gè)閉合循環(huán)水路創(chuàng)造了先決條件。對于第二種回水管的水路系統(tǒng)，其外部熱水管與回水管已經(jīng)連通，不同于第一種無回水管水路系統(tǒng)，這種回水管水路系統(tǒng)其冷水管獨(dú)立于熱水管與回水管之外，只起冷水管的作用。因此，通過對熱水器內(nèi)部管路設(shè)計(jì)，對以上兩種管路構(gòu)成一個(gè)閉合循環(huán)管路系統(tǒng)，在水泵的驅(qū)動(dòng)與燃燒系統(tǒng)的加熱條件下實(shí)現(xiàn)對管路中冷水的預(yù)熱功能。
2 燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)水泵在燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部位置的不同，行業(yè)內(nèi)燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路結(jié)構(gòu)主要分為三種。
2.1 水路方案一
如圖4所示，水泵串聯(lián)在回水連接管上，對于無回水管用戶，外部水路將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通，熱水管與出水嘴連接，冷水管分別與進(jìn)水嘴、回水嘴連通；圖5為該水路方案回水管連接圖。
該水路方案能同時(shí)使回水管用戶、無回水管用戶與燃?xì)鉄崴鹘M成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，通過水泵驅(qū)動(dòng)，使管路中的冷水流動(dòng)，達(dá)到燃?xì)鉄崴鲉?dòng)水流量后，整機(jī)點(diǎn)火加熱，從而實(shí)現(xiàn)對水路系統(tǒng)中冷水的預(yù)熱功能。但圖4水路方案的無回水管連接方式，需要將外部水路系統(tǒng)的冷水管分別與回水嘴、進(jìn)水嘴連通，進(jìn)水嘴處需設(shè)一單向閥，安裝復(fù)雜，影響家裝的美觀性，難以實(shí)施。
2.2 水路方案二
如圖6、圖7所示，水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上。
圖1 無回水管水路系統(tǒng)
圖2 無回水管水路系統(tǒng)，最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通
圖3 回水管水路系統(tǒng)
此水路結(jié)構(gòu)，熱水器內(nèi)部沒有回水嘴。對于圖6無回水管用戶，只需要將外部水路系統(tǒng)的熱水管與熱水器出水嘴連接，熱水器進(jìn)水嘴與用戶進(jìn)水管連接，從而實(shí)現(xiàn)外部水路與熱水器內(nèi)部水路形成一個(gè)閉合的管路系統(tǒng)；對于圖7回水管用戶，熱水管與出水嘴連接，回水管、用戶進(jìn)水管通過三通連接閥以及進(jìn)水連接管與進(jìn)水嘴連接，無需連通最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)。
此熱水器水路結(jié)構(gòu)，由于水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上，因此用戶開水龍頭進(jìn)行衛(wèi)浴用水時(shí)，自來水都要流經(jīng)水泵后才能進(jìn)入換熱器進(jìn)行換熱，由于水泵本身阻力較大，對整個(gè)進(jìn)水管產(chǎn)生了很大的截流作用，從而在相同的進(jìn)水壓力下，熱水器的水流量會(huì)變得非常小影響洗浴舒適性，而且衛(wèi)浴用水時(shí)，外界自來水長期沖擊水泵，水泵容易被水中的雜質(zhì)與水垢堵塞，影響水泵的使用壽命，若嚴(yán)重堵塞，不但會(huì)造成整機(jī)預(yù)熱功能失效，還會(huì)影響燃?xì)鉄崴鞯恼Ｐl(wèi)浴用水，大大降低燃?xì)鉄崴鞯氖褂每煽啃浴?/p>
2.3 水路方案三
如圖8、圖9所示，水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上。
此水路方案，與外部水路連接方便，圖8無回水管用戶，同方案一與方案二，只需將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)連通，外部管路的熱水管與出水嘴連接，用戶進(jìn)水管與進(jìn)水嘴連接，從而實(shí)現(xiàn)外部水路系統(tǒng)與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，同樣，冷水管同時(shí)扮演了冷水管與回水管的作用。對于圖9回水管用戶，只需將回水嘴與外部回水管連接即可，熱水管、冷水管與燃?xì)鉄崴鞯倪B接同無回水管用戶的連接方法。
圖4 水路方案一①
圖5 水路方案一②
圖6 水路方案二 ①
圖7 水路方案二②
圖8 水路方案三①
圖9 水路方案三②
為防止水泵工作時(shí)循環(huán)管路中的水在如圖10的小循環(huán)水路中循環(huán)流動(dòng)，需要在進(jìn)水管上設(shè)一單向閥并且置于圖11節(jié)點(diǎn)A，B之間，從而有效保證水流在外部管路與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部管路構(gòu)成的大循環(huán)水路中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鉄崴鲗φ麄€(gè)管路系統(tǒng)中冷水的預(yù)熱功能。
此水路結(jié)構(gòu)，打開水龍頭衛(wèi)浴用水時(shí)，自來水主要通過進(jìn)水管進(jìn)入換熱器進(jìn)行換熱，較串聯(lián)結(jié)構(gòu)，管阻小，水泵不易堵塞，可以延長水泵使用壽命，整機(jī)可靠性與洗浴舒適性大大提高，采用此結(jié)構(gòu)燃?xì)鉄崴鳎c外部水路安裝簡單，便于售后安裝維修。
表1為水路方案二（水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上）與水路方案三（水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上）在相同外部條件下水流量（L/min）對比情況。
3 結(jié)論
圖10 小循環(huán)水路
圖10 小循環(huán)水路
表1 水路方案二與水路方案三在相同外部條件下水流量（L/min）對比情況
表2 燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部三種水路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)對比
1）無回水管外部水路系統(tǒng)可以通過將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通，借用冷水管作為回水管，實(shí)現(xiàn)與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部管路系統(tǒng)組成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，通過水泵驅(qū)動(dòng)與燃?xì)鉄崴骷訜?，有效預(yù)熱管路中的冷水，減少出熱水時(shí)間與水資源的浪費(fèi)。
2）燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部三種水路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表2。
3）對于帶預(yù)熱功能燃?xì)鉄崴?，在條件允許的情況下，優(yōu)先采用方案三（水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上）水路結(jié)構(gòu)，可以減少水泵故障與管阻，提高洗浴舒適性與燃?xì)鉄崴髡麢C(jī)可靠性。
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張華平
（廣東萬和新電氣股份有限公司 佛山 528305）
引言
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民的生活水平不斷提高，對燃?xì)鉄崴鱗1]的要求已經(jīng)不再局限于出熱水這一單一功能上，燃?xì)鉄崴餍枰獮橛脩籼峁└鼮槭孢m的熱水生活體驗(yàn)。然而普通燃?xì)鉄崴餍枰压艿纼?nèi)殘留的冷水排除干凈才能使用熱水器提供的熱水；住房面積越大、衛(wèi)浴數(shù)量愈多、管路越長，洗浴前需要排的冷水越多，假如管路特別長的用戶，甚至?xí)驗(yàn)榕爬渌臅r(shí)間太長太浪費(fèi)自來水而導(dǎo)致該用水點(diǎn)無法正常使用，因此普通燃?xì)鉄崴鞑粌H浪費(fèi)水資源，還嚴(yán)重影響現(xiàn)代熱水生活洗浴的舒適性[2]。
雖然帶預(yù)熱功能的燃?xì)鉄崴髂軌蚝芎玫慕鉀Q上述問題，但是，內(nèi)部水路結(jié)構(gòu)對整機(jī)可靠性的影響卻不被業(yè)界所重視，本文通過對各種水路結(jié)構(gòu)理論分析與試驗(yàn)測試，論證不同水路結(jié)構(gòu)對用戶使用舒適性與整機(jī)可靠性的影響。
1 燃?xì)鉄崴魍獠克废到y(tǒng)分析
現(xiàn)代家庭水路系統(tǒng)[3]一般分為兩種：一種水路系統(tǒng)由冷水管與熱水管組成，用水點(diǎn)通過混水閥與冷熱水管連接，用戶根據(jù)實(shí)際水溫需要通過混水閥使用冷熱水管中的水；另一種水路系統(tǒng)在第一種水路系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一根回水管，回水管的起始端與熱水管的末端連通，即這種水路系統(tǒng)由冷水管、熱水管與回水管所構(gòu)成，同樣，用水點(diǎn)通過混水閥與冷熱水管連接，回水管負(fù)責(zé)與熱水管連通，便于將熱水管中的水通過回水管循環(huán)流動(dòng)，并且不影響冷水管中的冷水；兩種水路系統(tǒng)如圖1、圖3所示。
要實(shí)現(xiàn)對上述兩種水路系統(tǒng)中冷水預(yù)熱的目的，對于第一種無回水管水路，需要將熱水器與熱水管、冷水管構(gòu)成一個(gè)回路，因此首先需要將第一種無回水管水路系統(tǒng)中的冷水管與熱水管連通，如圖2所示，可以將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)混水閥的冷熱水管通過兩個(gè)三通接頭連通，從而借用冷水管作為循環(huán)水路中的回水管，冷水管同時(shí)起冷水管與回水管的作用，從而解決了外部冷水管、熱水管的連通問題，這就為外部水路系統(tǒng)與熱水器內(nèi)部水路構(gòu)成一個(gè)閉合循環(huán)水路創(chuàng)造了先決條件。對于第二種回水管的水路系統(tǒng)，其外部熱水管與回水管已經(jīng)連通，不同于第一種無回水管水路系統(tǒng)，這種回水管水路系統(tǒng)其冷水管獨(dú)立于熱水管與回水管之外，只起冷水管的作用。因此，通過對熱水器內(nèi)部管路設(shè)計(jì)，對以上兩種管路構(gòu)成一個(gè)閉合循環(huán)管路系統(tǒng)，在水泵的驅(qū)動(dòng)與燃燒系統(tǒng)的加熱條件下實(shí)現(xiàn)對管路中冷水的預(yù)熱功能。
2 燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)水泵在燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部位置的不同，行業(yè)內(nèi)燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路結(jié)構(gòu)主要分為三種。
2.1 水路方案一
如圖4所示，水泵串聯(lián)在回水連接管上，對于無回水管用戶，外部水路將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通，熱水管與出水嘴連接，冷水管分別與進(jìn)水嘴、回水嘴連通；圖5為該水路方案回水管連接圖。
該水路方案能同時(shí)使回水管用戶、無回水管用戶與燃?xì)鉄崴鹘M成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，通過水泵驅(qū)動(dòng)，使管路中的冷水流動(dòng)，達(dá)到燃?xì)鉄崴鲉?dòng)水流量后，整機(jī)點(diǎn)火加熱，從而實(shí)現(xiàn)對水路系統(tǒng)中冷水的預(yù)熱功能。但圖4水路方案的無回水管連接方式，需要將外部水路系統(tǒng)的冷水管分別與回水嘴、進(jìn)水嘴連通，進(jìn)水嘴處需設(shè)一單向閥，安裝復(fù)雜，影響家裝的美觀性，難以實(shí)施。
2.2 水路方案二
如圖6、圖7所示，水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上。
圖1 無回水管水路系統(tǒng)
圖2 無回水管水路系統(tǒng)，最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通
圖3 回水管水路系統(tǒng)
此水路結(jié)構(gòu)，熱水器內(nèi)部沒有回水嘴。對于圖6無回水管用戶，只需要將外部水路系統(tǒng)的熱水管與熱水器出水嘴連接，熱水器進(jìn)水嘴與用戶進(jìn)水管連接，從而實(shí)現(xiàn)外部水路與熱水器內(nèi)部水路形成一個(gè)閉合的管路系統(tǒng)；對于圖7回水管用戶，熱水管與出水嘴連接，回水管、用戶進(jìn)水管通過三通連接閥以及進(jìn)水連接管與進(jìn)水嘴連接，無需連通最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)。
此熱水器水路結(jié)構(gòu)，由于水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上，因此用戶開水龍頭進(jìn)行衛(wèi)浴用水時(shí)，自來水都要流經(jīng)水泵后才能進(jìn)入換熱器進(jìn)行換熱，由于水泵本身阻力較大，對整個(gè)進(jìn)水管產(chǎn)生了很大的截流作用，從而在相同的進(jìn)水壓力下，熱水器的水流量會(huì)變得非常小影響洗浴舒適性，而且衛(wèi)浴用水時(shí)，外界自來水長期沖擊水泵，水泵容易被水中的雜質(zhì)與水垢堵塞，影響水泵的使用壽命，若嚴(yán)重堵塞，不但會(huì)造成整機(jī)預(yù)熱功能失效，還會(huì)影響燃?xì)鉄崴鞯恼Ｐl(wèi)浴用水，大大降低燃?xì)鉄崴鞯氖褂每煽啃浴?/p>
2.3 水路方案三
如圖8、圖9所示，水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上。
此水路方案，與外部水路連接方便，圖8無回水管用戶，同方案一與方案二，只需將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)連通，外部管路的熱水管與出水嘴連接，用戶進(jìn)水管與進(jìn)水嘴連接，從而實(shí)現(xiàn)外部水路系統(tǒng)與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部水路構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，同樣，冷水管同時(shí)扮演了冷水管與回水管的作用。對于圖9回水管用戶，只需將回水嘴與外部回水管連接即可，熱水管、冷水管與燃?xì)鉄崴鞯倪B接同無回水管用戶的連接方法。
圖4 水路方案一①
圖5 水路方案一②
圖6 水路方案二 ①
圖7 水路方案二②
圖8 水路方案三①
圖9 水路方案三②
為防止水泵工作時(shí)循環(huán)管路中的水在如圖10的小循環(huán)水路中循環(huán)流動(dòng)，需要在進(jìn)水管上設(shè)一單向閥并且置于圖11節(jié)點(diǎn)A，B之間，從而有效保證水流在外部管路與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部管路構(gòu)成的大循環(huán)水路中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鉄崴鲗φ麄€(gè)管路系統(tǒng)中冷水的預(yù)熱功能。
此水路結(jié)構(gòu)，打開水龍頭衛(wèi)浴用水時(shí)，自來水主要通過進(jìn)水管進(jìn)入換熱器進(jìn)行換熱，較串聯(lián)結(jié)構(gòu)，管阻小，水泵不易堵塞，可以延長水泵使用壽命，整機(jī)可靠性與洗浴舒適性大大提高，采用此結(jié)構(gòu)燃?xì)鉄崴鳎c外部水路安裝簡單，便于售后安裝維修。
表1為水路方案二（水泵串聯(lián)在進(jìn)水管上）與水路方案三（水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上）在相同外部條件下水流量（L/min）對比情況。
3 結(jié)論
圖10 小循環(huán)水路
圖10 小循環(huán)水路
表1 水路方案二與水路方案三在相同外部條件下水流量（L/min）對比情況
表2 燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部三種水路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)對比
1）無回水管外部水路系統(tǒng)可以通過將最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)冷熱水管連通，借用冷水管作為回水管，實(shí)現(xiàn)與燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部管路系統(tǒng)組成一個(gè)閉合的循環(huán)水路，通過水泵驅(qū)動(dòng)與燃?xì)鉄崴骷訜?，有效預(yù)熱管路中的冷水，減少出熱水時(shí)間與水資源的浪費(fèi)。
2）燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部三種水路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表2。
3）對于帶預(yù)熱功能燃?xì)鉄崴?，在條件允許的情況下，優(yōu)先采用方案三（水泵以旁通方式連接在進(jìn)水管上）水路結(jié)構(gòu)，可以減少水泵故障與管阻，提高洗浴舒適性與燃?xì)鉄崴髡麢C(jī)可靠性。
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