依玛壁挂炉如何实现热水快速输出？_科曼壁挂炉

开机冷水段是依玛壁挂炉产品生活用水的一个常见问题，在燃气快速热水器产品中已有成熟应用的生活水预热循环系统，能够通过预先加热热水管道，从而实现即开即热，达到舒适的恒温“零冷水”效果，给用户带来良好的体验。而在采暖炉产品上实现“零冷水”功能并不能简单地将快速热水器上的技术搬到采暖炉产品上，因为现有技术的依玛壁挂炉产品在冬季使用过程中，采暖和生活用水不能同时进行，若长时间进行生活水预热，采暖功能则会处于中断状态，极大影响用户的采暖体验。因此我们认为有必要开发一种适用于依玛壁挂炉产品的生活水预热循环功能技术，给用户带来更多的价值和更好的体验。



2、生活水预热循环原理

根据用户家中是否预埋回水管道，预热循环可以分为有回水管和无回水管两种模式。在此我们以无回水管配置进行讨论，如图1所示。

当依玛壁挂炉产品的生活水预热循环功能开启以后，预热循环泵开始运作，随着水泵转速的不断提升，当静压达到足够大时，单向阀会被打开，依玛壁挂炉检测到水流量便开始点火。当生活水回水温度达到程序中的预设温度时，预热则停止，此时便能实现即开即热的功能。



3、预热循环控制方法

在用户开启预热循环功能时，由于用户家生活水管道存在不同程度的散热，因此每隔一段时间就要对生活水进行再次预热，通过现场试验得知，大多数条件下每5～15分钟就需要预热一次，有些用户管道散热严重，甚至长时间处于预热状态，此时用户在冬季如果同时开启了采暖功能，那么生活水预热功能就会对采暖产生很大的影响。

为了解决这一问题，本文提出了一种利用步进电机驱动的三通阀进行热流量分配来兼顾采暖与预热循环的方案。

此方案中，预热过程分为初始预热和保温预热两个过程。初始预热是指用户家的生活用水管道处于冷态，保温预热是指用户家的管道已经经过了一次完整预热后，温度再次下降到启动阈值时的预热过程。

由于初始预热过程需要的热量较大，且初始预热是一个相对较为短暂的过程，因此完全可以在用户开启预热功能时暂停采暖，进行一次完整的初始预热；初始预热结束后采暖继续工作，此后，当控制器检测到管道温度降低到启动阈值时，并不会停止采暖过程，而是逐步移动三通阀，将采暖水导入到板式换热器中一部分，以满足加热需求，这个过程中依玛壁挂炉负荷的控制依然是以采暖出水温度作为控制目标的闭环控制。

由于三通阀阀芯几何形状不是为流量调节而设计，因此流量分配特性具有高度非线性的特征，且控制器无法获得两条支路的流量，因此很难采用PID等精确控制方式。考虑到此时控制精度的需求，在本方案中，以预热设定温度为目标，控制器每隔几秒钟检测一次生活水出水温度，如果低于设置值一度以上，就控制步进电机向生活水侧移动两步；如果高于设置值一度以上，就控制步进电机向采暖侧移动两步。





4、实验验证

4.1 生活水恒温性能

设置生活水温度50℃，开启依玛壁挂炉预热功能，待预热结束时，开启60米处水龙头，检测出水温度，如图3所示。



由图3可知，开启 依玛壁挂炉 生活热水预热循环后，用户第一次开启水龙头，就可以瞬间达到设定的生活水温度。

4.2 生活水预热对采暖的影响

开启生活热水24小时预热功能，同时开启采暖，在用户家两个房间布置温度探头，检测预热时，房间温度的变化。



由图4可知，在预热水泵工作时，即进行生活水预热循环过程中，该用户家的两个房间采暖温度均未发生变化。
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