水流加熱裝置的節(jié)流方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種水流加熱裝置的節(jié)流方法，旨在讓水流加熱裝置初期運作時所排放的冷水能夠大幅減少，并加快熱水的加熱速度，以達成節(jié)流省水及節(jié)約燃氣能源的雙重目的。該方法是于水流加熱裝置的出水端設置一水溫偵測器，并于入水端設置一可調(diào)節(jié)流量大小的節(jié)流器，當水流加熱裝置在使用初期水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，可通過節(jié)流器調(diào)節(jié)至小流量出水以加速加熱運作，當水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定值時，可驅(qū)動節(jié)流器以大流量正常流量供水，使得水流加熱裝置初期運作時所釋出的冷水能夠大幅減少，并加快加熱時間以節(jié)約燃氣的能源。
【專利說明】水流加熱裝置的節(jié)流方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明水流加熱裝置的節(jié)流方法，適用在燃氣熱水器或電熱水器等即熱式水流加 熱裝置，可以大幅減少水流加熱裝置初期運作時所排放掉的冷水，達到省水的目的。

【背景技術】
[0002] 水流加熱系統(tǒng)大概分為即熱式加熱系統(tǒng)以及蓄熱式(儲熱式)加熱系統(tǒng)。其中蓄熱 式加熱系統(tǒng)是將冷水先儲存在一加熱鍋爐內(nèi)，當冷水被加熱到一定溫度時再開啟使用；這 種蓄熱式加熱系統(tǒng)雖然可以一次提供大量熱水，但由于加熱速度慢，而且停止加熱后水溫 會慢慢冷卻而造成資源浪費，所以大多使用在需要大量使用熱水的工業(yè)或飯店等場所。
[0003] 相較于蓄熱式加熱系統(tǒng)，即熱式水流加熱系統(tǒng)是在使用者開啟熱水龍頭后，才開 始對水流加熱；例如一般家庭用的燃氣熱水器或電熱水器等皆屬之。其加熱方法通常是利 用一水流偵測開關在偵測到水流開始排放時，也就是使用者開啟熱水龍頭排水時，才驅(qū)動 電熱或燃氣加熱模塊開始對通過熱交換模塊的水流加熱。
[0004] 上述即熱式水流加熱系統(tǒng)中，雖然能夠通過熱交換模塊的盤繞式水道設計延長水 流的受熱距離，有加熱速度快的優(yōu)點，但是在水流被加熱到達堪用的溫度以前，仍然會排放 掉大量的冷水，造成水資源的浪費。這種情形在天氣寒冷、水溫較低時更為明顯，使用者往 往在開啟熱水龍頭后，需要不斷的先排放掉冷水，并且觸摸測試水溫，直到水溫被加熱到達 所需的溫度才能正常使用，對水資源造成相當大浪費。
[0005] 有鑒于上述水資源浪費的情形，許多業(yè)者紛紛提出各種改良的方法，例如中國臺 灣TW M349998、TW M443146等專利案，主要是讓無法使用的冷水先排放到儲水桶里另作他 用。然而這些方法只是消極地將無法使用的冷水暫時儲存而已，若不能有效利用，還是無法 讓被排放掉的冷水減少，達到真正的省水目的。
[0006] 此外，例如中國臺灣TW M326140案提到，開啟熱水龍頭時讓冷水循環(huán)到熱交換器 加熱。這種設計的問題是，開啟水龍頭時因水溫尚未到達設定溫度而無法流動，此時若要讓 封閉管路內(nèi)的水循環(huán)流通，不但要更改整個水流加熱系統(tǒng)的管路設計，還需要使用額外的 加壓裝置，以及供使用者操作的啟動開關。如此一來，不但在使用上不方便，還增加了加壓 裝置及管路重新設計的成本，尤其是加壓裝置在運作時需要消耗額外的電能，簡言之就是 以增加耗電量來減少排水量，這種方法對于廣義的環(huán)保課題上顯然并無任何增益效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于先前技術的各種問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種水流加熱裝置的節(jié) 流方法，旨在讓水流加熱裝置初期運作時所排放的冷水能夠大幅減少，并加快熱水的加熱 速度，以達成節(jié)流省水及節(jié)約燃氣能源的雙重目的。特別是本發(fā)明實施時只需切換節(jié)流閥 的大小流量供水，所耗費的電量相當少，而且不需要更改水流加熱裝置原有的管路設計，讓 使用者能夠在維持原使用習慣下，有效達成省水的目的。
[0008] 為達成上述目的，本發(fā)明方法是于水流加熱裝置的出水端設置一水溫偵測器，并 于水流加熱裝置的入水端設置一可調(diào)節(jié)流量大小的節(jié)流器，當水流加熱裝置在使用初期 水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，可通過節(jié)流器調(diào)節(jié)至小流量出水以加速加熱運 作，當水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定值時，可驅(qū)動節(jié)流器開啟以大流量流量 供水，使得水流加熱裝置初期運作時所釋出的冷水能夠大幅減少，并加快加熱時間以節(jié)約 燃氣的能源。
[0009] 根據(jù)上述方法特征，所述的節(jié)流器具有一能夠切換大、小流量的電動閥，該電動閥 在水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，限制節(jié)流器以小流量供水，當電動閥在水溫 偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定溫度時，驅(qū)動節(jié)流器的電動閥以相對較大流量正常 供水。
[0010] 根據(jù)上述方法特征，所述的節(jié)流器具有一小流量通道、一大流量通道，該電動閥為 一兩段式自保持型電磁閥，在水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時為封閉大流量通道 狀態(tài)，使水流加熱裝置小流量出水，且該電動閥在水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近 設定值時開啟大流量通道以正常流量供水。
[0011] 根據(jù)上述方法特征，所述的節(jié)流器具有一小流量通道、一大流量通道，該電動閥為 一設置在大流量通道上的常開型電磁閥，小流量通道為一設置在節(jié)流器內(nèi)繞過大流量通道 及電動閥而恒常保持開通的通孔，當前述冷水狀態(tài)時，控制單元驅(qū)動電動閥封閉大流量通 道，使節(jié)流器只能通過小流量通道供水，當水溫到達設定溫度時，只需切斷電動閥的電源， 即可開啟大流量通道。
[0012] 所述的節(jié)流器具有一小流量通道、一大流量通道，該電動閥為一設置在大流量通 道上的常閉型電磁閥，小流量通道為一設置在節(jié)流器內(nèi)繞過大流量通道及電動閥而恒常保 持開通的通孔，當水溫到達設定溫度時，只需啟動電動閥即可開啟大流量通道。
[0013] 根據(jù)上述方法特征，所述的節(jié)流器上設有一可調(diào)節(jié)小流量通道的水流量的調(diào)節(jié)裝 置，該調(diào)節(jié)裝置為一設置在節(jié)流器外部相對于旁通孔位置的螺桿，且該螺桿底部呈錐形位 于旁通孔外側(cè)，通過調(diào)節(jié)螺桿錐形底部與旁通孔之間的距離，可以調(diào)節(jié)旁通孔的開度，進而 調(diào)整小流量通道的水流量，讓使用者或安裝施工人員可以視氣溫、水壓等不同條件來適配 調(diào)整。
[0014] 根據(jù)上述方法特征，所述的節(jié)流器具有一主通道，所述電動閥為一具有閥塞的馬 達電磁閥，且閥塞設置在主通道上具有漸開的開口，該電動閥驅(qū)動閥塞以不同位移量位移 時，能通過漸開的開口來調(diào)整通過主通道的流量大小。
[0015] 根據(jù)上述方法特征，所述的水流加熱裝置包含一與水溫偵測器及節(jié)流器電氣連接 的控制單元，該控制單元在水溫偵測器所偵測到的水溫信號后控制該節(jié)流器的大小流量切 換。
[0016] 根據(jù)上述方法特征，所述的控制單元接收到水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀 態(tài)時，在設定時間內(nèi)令水流加熱裝置以最大效率加熱，并且在水溫偵測器偵測到達或接近 設定溫度后延遲一段時間，再令水流加熱裝置回復正常加熱狀態(tài)。
[0017] 根據(jù)上述方法特征，所述的水流加熱裝置為一利用燃氣作為燃料的燃氣熱水器或 一電力發(fā)熱的電熱水器。
[0018] 相較于先前技術，本發(fā)明所能增益的效果如下：
[0019] 使用者開啟熱水龍頭使水流加熱裝置運作初期以通過小流量通道供水，可以大幅 減少冷水的排放量，減少水資源的浪費。
[0020] 水流加熱裝置開始運作時，冷水流量減少可以使水溫快速到達設定的溫度后正常 供水，可以在使用者無需改變使用習慣的情形下節(jié)省燃料能源。
[0021] 節(jié)流器中，電動閥只需要在移動時提供一微小電力即可保持，相較于利用加壓裝 置的先前技術較為省電。
[0022] 除了節(jié)流器以外，水流加熱裝置及控制單元等，皆可沿用水流加熱裝置原有的元 件，且無論是電動閥及大、小流量通道皆可在一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)完成，可以在不需要更改現(xiàn)有產(chǎn) 品的情形下，以最少成本達成省水及節(jié)省燃料的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明方法的系統(tǒng)圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明第一實施例小流量供水的示意圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明第一實施例旁通孔小流量供水的示意圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明第一實施例大流量供水的示意圖。
[0027] 圖5為本發(fā)明第二實施例小流量供水的示意圖。
[0028] 圖6為本發(fā)明第二實施例大流量供水的示意圖。
[0029] 圖7為本發(fā)明第三實施例小流量供水的示意圖。
[0030] 圖8為本發(fā)明第三實施例大流量供水的示意圖。
[0031] 附圖標記說明：10-水流加熱裝置；11-出水端；12-水溫偵測器；13-入水端； 14-熱水龍頭；20-控制單元；30-節(jié)流器；31-小流量通道；32-大流量通道；33-電動閥； 34-調(diào)節(jié)裝置；35-主通道；36-閥塞；37-開口。

【具體實施方式】
[0032] 以下依據(jù)本發(fā)明的技術手段，列舉出適于本發(fā)明的實施方式，并配合圖式說明如 后：
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明水流加熱裝置的節(jié)流方法，是于水流加熱裝置10的出水端11 設置一水溫偵測器12,該水溫偵測器12可將水流溫度信號傳送至一控制單元20,所述水流 加熱裝置10在入水端13上另設置有一受控制單元20所控制的節(jié)流器30,該節(jié)流器30具 有一小流量通道31、一大流量通道32,以及一電動閥33,且該電動閥33該在水溫偵測器12 偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時為封閉大流量通道32狀態(tài)。
[0034] 當使用者開啟熱水龍頭14,使水流依序通過節(jié)流器30進入水流加熱裝置10,并且 通過出水端11出水時，由于水溫偵測器12偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)，使大流量通道32 被電動閥33封閉，限制了水流僅能通過小流量通道31以小流量進入水流加熱裝置10,因此 不但可以讓水流在水流加熱裝置10內(nèi)被迅速地加熱以節(jié)省燃料能源，同時在水流加熱裝 置10初期運作而且水溫尚未到達設定溫度以前，由出水端11及熱水龍頭14所排放的冷水 也能夠大幅減少。
[0035] 而當水溫偵測器12偵測到出水溫度到達或接近設定值時，即通過控制單元20驅(qū) 動節(jié)流器30的電動閥33位移開啟大流量通道32,進而讓入水端13能以正常流量供水，如 此可以讓使用者在維持一般使用習慣的情形下，減少水資源的浪費以及節(jié)省燃料能源。
[0036] 實施時，本發(fā)明水流加熱裝置可以應用在燃氣熱水器或電熱水器，而控制單元20 亦可以利用該等水流加熱裝置內(nèi)原有的控制器。其中，所述的控制單元20可以在接收到水 溫偵測器12偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，在設定時間內(nèi)令水流加熱裝置10以最大效率 加熱，并且在水溫偵測器12偵測到達或接近設定溫度后延遲一段時間，再令水流加熱裝置 回復正常加熱狀態(tài)。
[0037] 此外，當使用者關閉熱水龍頭14停止使用水流加熱裝置10時，控制單元20即驅(qū) 動節(jié)流器30的電動閥33位移封閉大流量通道32,使得下一次開啟熱水龍頭14初期，仍然 只能通過小流量通道31供水，以達成省水的目的；當然，節(jié)流器30的電動閥33位移封閉大 流量通道32的時機，不一定要在停止使用水流加熱裝置10時完成，也可以在下次開啟熱水 龍頭14開始使用水流加熱裝置10時，再令電動閥33位移封閉大流量通道32,同樣能達成 前述省水及節(jié)省燃料能源的目的。
[0038] 上述本發(fā)明方法中，基本上只要利用電動閥33在冷水狀態(tài)時封閉大流量通道32， 水溫到達或接近設定溫度時開啟大流量通道32即可以達成效果；實施時所述的電動閥33 可以為一般常見的兩段式自保持型電磁閥、常開型電磁閥、常閉型電磁閥或馬達電磁閥等 等；而大、小流量通道31、32則可以視電動閥33的型態(tài)以單一通道，或者一主通道與旁通孔 即可達成。以下舉例說明各種可能的實施方式：
[0039] 如圖2至圖4所示，上述節(jié)流器30的電動閥33可以為一只對大流量通道32封閉 或開啟的兩段式自保持型電磁閥，而所述的小流量通道31為一設置在節(jié)流器30內(nèi)繞過大 流量通道32及電動閥33而恒常保持開通的旁通孔，無論是大流量通道32處于封閉或開啟 狀態(tài)，皆使小流量通道31保持永久開通。
[0040] 為了可以視氣溫、水壓條件不同來調(diào)節(jié)流量，節(jié)流器30上可以進一步設置一可調(diào) 節(jié)小流量通道31的水流量的調(diào)節(jié)裝置34,使前述排放掉的冷水可以獲得更進一步的限制。 節(jié)流器30上可以進一步設置一可調(diào)節(jié)小流量通道31的水流量的調(diào)節(jié)裝置34,使前述排放 掉的冷水可以獲得更進一步的限制。
[0041] 圖示中，該調(diào)節(jié)裝置34設置在節(jié)流器30外部相對于小流量通道31位置的螺桿， 且該螺桿底部呈錐形位于小流量通道31外側(cè)，通過調(diào)節(jié)螺桿錐形底部與小流量通道31之 間的距離，可以小流量通道31的開度，進而調(diào)整小流量通道的水流量，讓使用者或安裝施 工人員可以視氣溫、水壓等不同條件來適配調(diào)整。
[0042] 如圖1、圖5所示，上述節(jié)流器30的電動閥33可以為一只對大流量通道32封閉或 開啟的常閉式電磁閥，小流量通道31為一設置在節(jié)流器30內(nèi)繞過大流量通道32及電動閥 33而恒常保持開通的通孔，當前述冷水狀態(tài)時，控制單元20電動閥33 (常閉式電磁閥）恒 常封閉大流量通道32,使節(jié)流器30只能通過小流量通道31供水，當水溫到達或接近設定溫 度時，只需供應電動閥33 (常閉式電磁閥）運作所需電源，即可如圖6所示，開啟大流量通 道32。
[0043] 上述節(jié)流器30的電動閥33亦可以為一只對大流量通道32封閉或開啟的常開式 電磁閥(如圖6所示)，小流量通道31為一設置在節(jié)流器30內(nèi)繞過大流量通道32及電動閥 33而恒常保持開通的通孔，當前述冷水狀態(tài)時，控制單元20驅(qū)動電動閥33(常開式電磁閥） 封閉大流量通道32 (如圖5所示)，使節(jié)流器30只能通過小流量通道31供水，當水溫到達 或接近設定溫度時，只需切斷電動閥33的電源，即可恢復常開狀態(tài)而開啟大流量通道32。
[0044] 如圖7、8所示，所述的節(jié)流器僅具有一主通道35,電動閥33為一馬達電磁閥，并具 有一可以位移旋轉(zhuǎn)的球形閥塞36,該閥塞36上設有一漸開的開口 37,使主通道35的開度 能夠受到閥塞36旋轉(zhuǎn)位移量所控制。
[0045] 上述實施方法的優(yōu)點是可以通過電動閥33位移量來控制主通道35的開度，因此 實施時，所述的漸開的開口 37亦可以利用多個大小不同孔徑的通孔來替代，且該閥塞36亦 不限于球形，諸如常見以旋轉(zhuǎn)方式切換的管狀閥塞，或者是利用線性位移來切換的閥塞，皆 為可行的實施方式，在此不另贅述。
[0046] 以上的實施說明及圖式所示，僅為舉例說明本發(fā)明的較佳實施例，并非以此局限 本發(fā)明；舉凡與本發(fā)明的方法或系統(tǒng)特征近似或相雷同者，均應屬本發(fā)明的創(chuàng)設目的及申 請專利范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于，是在水流加熱裝置的出水端設置一水 溫偵測器，并于水流加熱裝置的入水端設置一可調(diào)節(jié)流量大小的節(jié)流器，當水流加熱裝置 在使用初期水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，通過節(jié)流器調(diào)節(jié)至小流量出水以加 速加熱運作，當水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定值時，驅(qū)動節(jié)流器開啟以大流 量正常供水，使得水流加熱裝置初期運作時所釋出的冷水能夠大幅減少，并加快加熱時間 以節(jié)約燃氣的能源。
2. 根據(jù)權利要求1所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的節(jié)流器具有一 可以切換大、小流量的電動閥，該電動閥在水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，限制 節(jié)流器以小流量供水，當電動閥在水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定溫度時切換 節(jié)流器的電動閥以相對較大流量正常供水。
3. 根據(jù)權利要求2所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的節(jié)流器具有一 小流量通道、一大流量通道，該電動閥在水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時封閉大 流量通道，該電動閥在水溫偵測器偵測到出水溫度到達或接近設定值時開啟大流量通道。
4. 根據(jù)權利要求2所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的節(jié)流器具有一 小流量通道、一大流量通道，該電動閥為一設置在大流量通道上的常開型電磁閥，小流量通 道為一設置在節(jié)流器內(nèi)繞過大流量通道及電動閥而恒常保持開通的通孔，冷水狀態(tài)時驅(qū)動 電動閥封閉大流量通道，使節(jié)流器通過小流量通道供水，水溫到達或接近設定溫度時切斷 電動閥的電源以開啟大流量通道。
5. 根據(jù)權利要求2所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的節(jié)流器具有一 小流量通道、一大流量通道，該電動閥為一設置在大流量通道上的常閉型電磁閥，小流量通 道為一設置在節(jié)流器內(nèi)繞過大流量通道及電動閥而恒常保持開通的通孔，水溫到達或接近 設定溫度時啟動電動閥開啟大流量通道。
6. 根據(jù)權利要求2所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的節(jié)流器具有一 主通道，所述電動閥為一具有閥塞的馬達電磁閥，且閥塞設置在主通道上具有漸開的開口， 該電動閥驅(qū)動閥塞以不同位移量位移，并通過漸開的開口位置來調(diào)整通過主通道的流量大 小。
7. 根據(jù)權利要求3到5其中任一項所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述 的節(jié)流器上設有一可調(diào)節(jié)小流量通道的水流量的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置為一設置在節(jié)流器 外部相對于旁通孔位置的螺桿，且該螺桿底部呈錐形位于旁通孔外側(cè)，通過調(diào)節(jié)螺桿錐形 底部與旁通孔之間的距離而調(diào)節(jié)旁通孔的開度，進而調(diào)整小流量通道的水流量。
8. 根據(jù)權利要求3到6其中任一項所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述 的水流加熱裝置包含一與水溫偵測器及節(jié)流器電氣連接的控制單元，該控制單元在水溫偵 測器所偵測到的水溫信號后控制該節(jié)流器的電動閥做大小流量切換。
9. 根據(jù)權利要求8所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的控制單元接收 到水溫偵測器偵測到出水溫度為冷水狀態(tài)時，在設定時間內(nèi)令水流加熱裝置以最大效率加 熱，并且在水溫偵測器偵測到達或接近設定溫度后延遲一段時間，再令水流加熱裝置回復 正常加熱狀態(tài)。
10. 根據(jù)權利要求8所述水流加熱裝置的節(jié)流方法，其特征在于：所述的水流加熱裝置 為一利用燃氣作為燃料的燃氣熱水器或一電力發(fā)熱的電熱水器。
【文檔編號】F24H9/20GK104101099SQ201310130358
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權日:2013年4月15日
【發(fā)明者】陳山石 申請人:陳山石