開機冷水段是依瑪壁掛爐產(chǎn)品生活用水的一個常見問題，在燃?xì)饪焖?a target="_blank" href="http://box126.cn/tags-4688.html">熱水器產(chǎn)品中已有成熟應(yīng)用的生活水預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)，能夠通過預(yù)先加熱熱水管道，從而實現(xiàn)即開即熱，達(dá)到舒適的恒溫“零冷水”效果，給用戶帶來良好的體驗。而在采暖爐產(chǎn)品上實現(xiàn)“零冷水”功能并不能簡單地將快速熱水器上的技術(shù)搬到采暖爐產(chǎn)品上，因為現(xiàn)有技術(shù)的依瑪壁掛爐產(chǎn)品在冬季使用過程中，采暖和生活用水不能同時進行，若長時間進行生活水預(yù)熱，采暖功能則會處于中斷狀態(tài)，極大影響用戶的采暖體驗。因此我們認(rèn)為有必要開發(fā)一種適用于依瑪壁掛爐產(chǎn)品的生活水預(yù)熱循環(huán)功能技術(shù)，給用戶帶來更多的價值和更好的體驗。



2、生活水預(yù)熱循環(huán)原理

根據(jù)用戶家中是否預(yù)埋回水管道，預(yù)熱循環(huán)可以分為有回水管和無回水管兩種模式。在此我們以無回水管配置進行討論，如圖1所示。

當(dāng)依瑪壁掛爐產(chǎn)品的生活水預(yù)熱循環(huán)功能開啟以后，預(yù)熱循環(huán)泵開始運作，隨著水泵轉(zhuǎn)速的不斷提升，當(dāng)靜壓達(dá)到足夠大時，單向閥會被打開，依瑪壁掛爐檢測到水流量便開始點火。當(dāng)生活水回水溫度達(dá)到程序中的預(yù)設(shè)溫度時，預(yù)熱則停止，此時便能實現(xiàn)即開即熱的功能。



3、預(yù)熱循環(huán)控制方法

在用戶開啟預(yù)熱循環(huán)功能時，由于用戶家生活水管道存在不同程度的散熱，因此每隔一段時間就要對生活水進行再次預(yù)熱，通過現(xiàn)場試驗得知，大多數(shù)條件下每5～15分鐘就需要預(yù)熱一次，有些用戶管道散熱嚴(yán)重，甚至長時間處于預(yù)熱狀態(tài)，此時用戶在冬季如果同時開啟了采暖功能，那么生活水預(yù)熱功能就會對采暖產(chǎn)生很大的影響。

為了解決這一問題，本文提出了一種利用步進電機驅(qū)動的三通閥進行熱流量分配來兼顧采暖與預(yù)熱循環(huán)的方案。

此方案中，預(yù)熱過程分為初始預(yù)熱和保溫預(yù)熱兩個過程。初始預(yù)熱是指用戶家的生活用水管道處于冷態(tài)，保溫預(yù)熱是指用戶家的管道已經(jīng)經(jīng)過了一次完整預(yù)熱后，溫度再次下降到啟動閾值時的預(yù)熱過程。

由于初始預(yù)熱過程需要的熱量較大，且初始預(yù)熱是一個相對較為短暫的過程，因此完全可以在用戶開啟預(yù)熱功能時暫停采暖，進行一次完整的初始預(yù)熱；初始預(yù)熱結(jié)束后采暖繼續(xù)工作，此后，當(dāng)控制器檢測到管道溫度降低到啟動閾值時，并不會停止采暖過程，而是逐步移動三通閥，將采暖水導(dǎo)入到板式換熱器中一部分，以滿足加熱需求，這個過程中依瑪壁掛爐負(fù)荷的控制依然是以采暖出水溫度作為控制目標(biāo)的閉環(huán)控制。

由于三通閥閥芯幾何形狀不是為流量調(diào)節(jié)而設(shè)計，因此流量分配特性具有高度非線性的特征，且控制器無法獲得兩條支路的流量，因此很難采用PID等精確控制方式?？紤]到此時控制精度的需求，在本方案中，以預(yù)熱設(shè)定溫度為目標(biāo)，控制器每隔幾秒鐘檢測一次生活水出水溫度，如果低于設(shè)置值一度以上，就控制步進電機向生活水側(cè)移動兩步；如果高于設(shè)置值一度以上，就控制步進電機向采暖側(cè)移動兩步。





4、實驗驗證

4.1 生活水恒溫性能

設(shè)置生活水溫度50℃，開啟依瑪壁掛爐預(yù)熱功能，待預(yù)熱結(jié)束時，開啟60米處水龍頭，檢測出水溫度，如圖3所示。



由圖3可知，開啟 依瑪壁掛爐 生活熱水預(yù)熱循環(huán)后，用戶第一次開啟水龍頭，就可以瞬間達(dá)到設(shè)定的生活水溫度。

4.2 生活水預(yù)熱對采暖的影響

開啟生活熱水24小時預(yù)熱功能，同時開啟采暖，在用戶家兩個房間布置溫度探頭，檢測預(yù)熱時，房間溫度的變化。



由圖4可知，在預(yù)熱水泵工作時，即進行生活水預(yù)熱循環(huán)過程中，該用戶家的兩個房間采暖溫度均未發(fā)生變化。
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