摘要：随着人民生活水平的日益提高，大家对家庭生活热水需求提出了全新的要求，希望能够实现即开即用“零等待”的舒适性要求。对于有足够的安装空间储热水箱，使用空气源热泵热水器、容积式燃气壁挂炉、热管式太阳能热水器等本身有储热水箱的生活热水设备的大户型家庭来说，在储热水箱和生活热水供应点最远端之间加设一根循环管、一台循环泵及一套控制系统就可以实现。而对于使用普通燃气热水器、即热式燃气壁挂炉等快速燃气热水器的小户型用户来说，由于没有储热水箱，无法直接加设生活热水循环系统，从而无法提供即开即用的生活热水。用户在使用生活热水过程中，必须先放掉存留在热水管道中的冷水，等待一段时间后才能够有生活热水出来，不仅会浪费大量的水资源，也带来使用中的不便。这种弊端对于厨房与卫生间布局间隔较远的用户来说更为明显。
关键词：生活热水;循环系统;缓冲水箱;电动三通阀
引言
随着生活水平的提高及家用电器的普及，热水器走进了千家万户。有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器等。燃气热水器以其使用方便、恒温性能好、出热水快等越来越受顾客的欢迎。电热水器的兴起比燃气热水器早得多，由于电热水器用起来会忽冷忽热，所以很多用户会配置恒温混水阀一起使用。
1出水即热的循环系统
1.1回水器方式
使用燃气快速热水器的用户，都会遇到这样的一种情况，用水时必须先放掉一段冷水才有热水，而且离热水器距离越远的用水点，需要放掉冷水的时间越久[6]。为此日本林内、能率燃气具公司使用了一种回水器，配套热水器使用，其回水器内置有水泵，可将管路中的水送至热水器加热，然后通过用户热水管路送至每一个用水点，从而保证热水管路无冷水。该循环技术也直接加速了我国燃气热水器出水即热技术的诞生历程。
1.2回水管方式
在日本回水器的循环技术基础上，我国“零冷水”、也即出水即热燃气热水器的高端产品应运而生。通过额外一条回水管路，利用热水器内部管路以及内置的循环泵，与回水管形成一条出水即热的循环系统。当管路中的水温低于设定温度时，热水管路中的水在循环泵作用下通过回水管进入热水器燃烧加热，然后经过热水管形成一条循环通路，这样用户在终端用水时，就可以及时得到循环管路中的热水。然而对于绝大多数家庭，重新安装一条回水管很难实现，对于已装修好的家庭，无疑需要破坏掉原有的家装，尤其是家庭水路格局比较复杂或者用水点距离热源端比较远的情况时，于是企业进而研发出了短接冷热水管出水即热的循环方式。
1.3短接冷热水管方式
利用家庭内部冷热水管路，终端通过阀体短接冷热水管路，从而形成一条循环通路，其中末端短接冷热水管也有两种安装方式，在最远的用水点处短接冷热水管路，这样在每个用水点的位置，都可以得到循环管路中的热水；同理有些用户只在靠近用水点位置短接冷热水管管路，根据用户所需选择循环位置。
2直接增加循环泵
借鉴带有储热水箱的生活热水循环系统，提出了“循环泵+燃气热水器+循环管”的热水循环形式的设想。这种形式是在原有生活热水管道系统中增加一根连接生活热水最远端用水点和燃气热水器冷水进入管之间的循环管，在循环管上加装一台小功率屏蔽泵而组成。考虑到自来水、热水和循环水的流向问题，在管路系统中加装了单向阀1和单流阀2。当没有生活热水需求时，为了保障热水管道中的水温不至于太低，循环泵按照循环泵可以按照定时、定温、手动等三种模式运行。在定时运行模式下，循环泵可以分为白天和夜间两种形式，按照预先设定的不同运行间隔模式供用户根据对热水温度的偏好、热水最远端用水点的距离等情况进行选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆循环泵也可以根据预先设定的温度进行运行，当生活热水最远端用水点的温度低于设定的最低温度时，循环泵运行，达到最先设定的最高温度时，循环泵停止运行。循环泵运行时，水流按照“循环泵→燃气热水器→热水管→单向阀→循环管→循环泵”的流向在封闭的环路中进行流动，触发燃气热水器内部的水流开关，使热水器短时间运行，将热水管中的冷水置换为热水以确保热水管道中的时刻存在不低于一定温度的热水。当打开用水点的热水龙头需要热水时，水流按照“自来水管→单向阀1→燃气热水器→热水管→用水点”的流向流动，进入燃气热水器的自来水触发水流开关使之点火运行，循环泵不管是否在运行都停止运转，用水点水龙头打开的同时就有满足一定温度的热水流出，实现生活热水的零等待。这种直接增加循环泵的热水循环形式在实际使用过程中，循环泵的每一次运转都会引起快速燃气热水器的点火运行，势必造成由于频繁点火而使得设备寿命缩短、影响采暖效果等现象。
3增加加热装置保障水箱温度恒定
在上述形式的热水供应方案中，缓冲水箱中水温下降过多时，即使没有生活热水需求，燃气热水器依旧需要点火运行。对此作出了“燃气热水器+缓冲水箱(带电加热装置)+循环泵+循环管”的构想。这种形式是上述方案为基础，在缓冲水箱中加装了电加热装置改造而成的。当缓冲水箱中的温度因多次循环而达到预设的最低温度时，电加热装置在控制器的作用下开始工作，直到缓冲水箱中的水温达到预设的最高温度为止。这种形式既可以满足缓冲水箱中水温的相对恒定，又不至于引起燃气热水器的点火运行。
4加设缓冲水箱减少频繁启动
针对上述系统中涉及到的设备频繁启动问题，提出“燃气热水器+缓冲水箱+循环泵+循环管”的设想。这种形式的循环系统主要是在燃气热水器和用水点之间安装了一个4～8L的缓冲水箱，当没有热水需求且缓冲水箱中的水温不低于最低预设温度时，水流在循环泵的作用下在用水点和缓冲水箱之间流动，既能满足热水管道中有满足最低温度的热水，又不至于频繁启动燃气热水器。为了进一步控制水流方向，加装了两个单向阀和一个电动三通阀。带有缓冲水箱的循环系统当循环泵按照控制器的指令运转时，电动三通阀的AB连通，水流按照“循环泵→三通阀→缓冲水箱→热水管→单向阀2→循环管→循环泵”流向流动，满足热水管中有符合需要的热水，不会造成燃气热水器点火运行。经过多次的热水循环之后，缓冲水箱中的热水温度也会逐步降低。当缓冲水箱里面的热水温度低于设定的温度时，循环泵运转，电动三通阀的AC连通，水流按照“循环泵→三通阀→燃气热水器→缓冲水箱→热水管→单向阀2→循环管→循环泵”的流向流动，循环加热缓冲水箱和热水管中的热水，直到缓冲水箱中的水温达到预设的最高温度为止。当用户打开用水点热水龙头时，循环泵不管是否在运行都停止运转，电动三通阀AC连通，水流按照“自来水→单向阀1→三通阀→燃气热水器→缓冲水箱→热水管→用水点”的流向流动，为用户“零等待”提供生活热水。这种形式的热水循环系统由于缓冲水箱的存在，可以减少燃气热水器由于循环泵运转引起的频繁点火。但是多次循环后，随着缓冲水箱中水温的下降，依旧需要启动燃气热水器进行加热，没有彻底解决燃气热水器的点火运行次数较多的问题。
结语
实践证明，借助缓冲水箱在满足客户“即开即用”零等待的同时可以大幅度减少快速燃气热水器的点火频率，在缓冲水箱加设电加热装置后，在满足客户对生活热水的高要求的同时确保燃气热水设备只有在客户使用生活热水时才进行点后运行，进一步减少点火频率延长了燃气热水器的使用寿命，降低噪音污染。
参考文献
[1]连晓卫.零冷水燃气热水器火起来[J].现代家电,2016,15:57-58.
[2]“零”动心弦、2016燃气热水器的新亮点[J].现代家电,2016,16:66-67.
论文作者:黎先金
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第06期
论文发表时间:2019/8/13
标签：水箱论文; 热水论文; 燃气热水器论文; 用水论文; 循环泵论文; 回水论文; 管路论文; 《科学与技术》2019年第06期论文;