一种基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统及控制方法与流程

本发明涉及建筑给排水及生活热水循环，尤其涉及一种基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统及控制方法。

背景技术：

1、在别墅、大平层及多层住宅中，热源与各用水点之间的距离较长，热水停止使用一段时间后，管路中原有热水会逐渐降温。再次开启用水器具时，需要先排出管路内的低温水，之后才能获得符合使用温度的热水，容易造成水资源浪费。

2、为缩短热水等待时间，现有生活热水系统通常在热水供水管与热源之间设置回水管，并利用循环泵将管路内温度下降的水输送回热源。部分系统还在用水点处设置三通阀，使水流在用水通路与回水通路之间进行切换。

3、然而，现有末端切换阀在切换过程中可能存在用水接口与回水接口同时导通的过渡状态。在循环泵启动后，水流可能由用水接口分流或者产生冷热水串流，影响支路循环流量。

4、另一方面，循环泵启动时会快速改变回水管路中的流量和压力。仅依靠电控稳压设备进行压力补偿，压力检测、信号传输及增压执行之间存在响应过程，在稳压设备建立补偿压力之前，用水点仍可能出现瞬态压力下降。

5、现有系统还存在不同支路长度及管路阻力差异较大的问题。多条支路同时循环时，较短支路容易获得较大的循环流量，较长支路的升温速度相对较慢，循环过程不易保持稳定。

6、因此，需要提供一种能够对末端水路进行顺序切换，并能在循环泵启动阶段通过机械结构快速限制压力下降、在循环稳定阶段通过稳压设备进行压力补偿的热水循环系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统及控制方法，以解决末端切换过程中用水通路与回水通路容易同时导通，以及循环泵启动引起供水压力瞬态下降的问题。

2、本发明提供的基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统包括：热源的出水端连接有供水分配器，所述供水分配器连接有若干相互独立的供水支路；

3、各所述供水支路的末端分别通过末端切换模组与集中回水干管选择性连通，所述集中回水干管经循环泵连接所述热源的进水端；

4、所述集中回水干管上设置有压差补偿机构，所述压差补偿机构具有分别与入户供水侧和供水分配器的入口侧连通的压力作用部，以及与所述压力作用部联动的流量调节部，所述流量调节部随两侧压力差的变化调节集中回水干管的通流面积。

5、优选地，所述末端切换模组具有阀体，所述阀体上设置有与供水支路连通的进水口、与用水器具连通的用水口以及与集中回水干管连通的回水口；

6、所述阀体内设置有切换阀芯，所述切换阀芯能够在连通进水口与用水口的用水位置和连通进水口与回水口的循环位置之间移动。

7、优选地，所述切换阀芯沿其移动方向设置有第一密封段、过渡节流段和第二密封段；

8、所述切换阀芯由用水位置向循环位置移动时，第一密封段先封闭用水口，过渡节流段随后将进水口与回水口节流连通；

9、所述切换阀芯由循环位置向用水位置移动时，第二密封段先封闭回水口，用水口随后与进水口连通。

10、优选地，所述压差补偿机构具有阀壳，所述阀壳内设置有隔膜；

11、所述隔膜将阀壳内部分隔为与入户供水侧连通的参考压力腔和与供水分配器的入口侧连通的反馈压力腔；

12、所述流量调节部为设置于集中回水干管内的节流阀芯，所述节流阀芯通过联动件与隔膜连接。

13、优选地，所述压差补偿机构内设置有作用于隔膜的复位弹簧；

14、所述参考压力腔与反馈压力腔之间的压差增大时，隔膜带动节流阀芯向减小通流面积的方向移动；

15、所述压差减小时，复位弹簧带动节流阀芯向增大通流面积的方向复位。

16、优选地，入户供水主管上设置有入户稳压单元，所述供水分配器的入口侧设置有压力传感器；

17、所述入户稳压单元、压力传感器及循环泵分别与中央控制器连接；

18、所述中央控制器根据循环泵启动前后的供水压力变化控制入户稳压单元调节输出压力。

19、优选地，所述末端切换模组设置有温度传感器和流量传感器；

20、所述温度传感器设置于进水口和用水口之间的流道内；

21、所述流量传感器检测到用水流量时，切换阀芯保持于用水位置或者由循环位置复位至用水位置。

22、优选地，各所述末端切换模组的回水口分别设置有支路平衡芯，所述支路平衡芯内形成有节流孔；

23、各所述节流孔的通流面积根据对应供水支路的长度和管路阻力设置；

24、所述中央控制器根据各供水支路的历史用水数据和温度下降数据确定对应供水支路的循环启动时刻，并控制满足循环条件的多个供水支路错时接入集中回水干管。

25、本发明还提供一种动态压差补偿型热水循环控制方法，包括以下步骤：

26、获取各供水支路的末端水温及用水状态，并确定目标循环支路；

27、控制目标循环支路末端的末端切换模组将目标循环支路与集中回水干管连通；

28、启动循环泵，使目标循环支路、集中回水干管及热源形成循环回路；

29、获取入户供水侧与供水分配器入口侧之间的压力差，并根据所述压力差调节集中回水干管的通流面积；

30、在目标循环支路的末端水温达到设定条件后停止循环泵，并控制末端切换模组断开目标循环支路与集中回水干管之间的连通。

31、优选地，在循环泵启动前记录供水分配器入口侧的基础供水压力；

32、在循环泵启动后，根据实际供水压力与基础供水压力之间的压力偏差控制入户稳压单元提高输出压力；

33、随着实际供水压力恢复，逐步增大集中回水干管的通流面积；

34、在循环泵停止或者降低转速后，控制入户稳压单元恢复至基础输出压力。

35、与现有技术相比，本发明提供的基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统具有如下有益效果：

36、1.阶梯阀芯按照先关闭原通路、再开启目标通路的顺序进行切换，减少用水接口与回水接口同时导通的情况。

37、2.压差补偿机构直接根据管路压力变化产生机械动作，不依赖通信信号，可在循环泵启动阶段限制回水流量建立速度。

38、3.入户稳压单元根据实际压力下降量进行主动补偿，能够在机械缓冲后恢复循环流量及供水压力。

39、4.各独立供水支路仅在对应末端切换模组进入循环位置时接入集中回水干管，能够减少非目标支路参与循环所产生的热量损失。

40、5.通过在各回水接口设置支路平衡芯，可以根据支路长度及阻力配置不同的节流孔，使不同长度支路具有相近的循环升温过程。

41、6.用水概率模型用于判断是否存在预循环需求，温度衰减模型用于确定对应支路需要提前循环的时间，使预测结果与实际管路热状态相对应。

1.一种基于独立分路供水的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于：各所述末端切换模组（6）与集中回水干管（4）之间分别设置有支路平衡芯（13），所述支路平衡芯（13）内形成有节流孔（131）；各所述节流孔（131）的通流面积根据对应供水支路（3）的长度和管路阻力设置；

9.一种动态压差补偿型热水循环控制方法，应用于权利要求1至8任一项所述的动态压差补偿型热水循环系统，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的动态压差补偿型热水循环控制方法，其特征在于：在循环泵启动前记录供水分配器入口侧的基础供水压力；