即熱式電熱水器:真正實現(xiàn)即開即熱 如何選擇水啟動裝置(三種水流開關(guān)詳解)
快熱式電熱水器的優(yōu)點就是即開即熱,關(guān)水即停。而實現(xiàn)這一功能的就是水啟動裝置,有該裝置即可做到有水才啟動加熱,避免出現(xiàn)無水干燒的情況。目前常用的水啟動裝置有三種,下面一一說明。
一、壓差盤式水壓開關(guān)
目前使用最早也最為廣泛的是壓差盤式水壓開關(guān)。其動作原理是冷進水從壓差盤右測腔(高壓腔)的中部進入,水流方向折轉(zhuǎn)1800后,從上部孔流出,然后流向文丘里取壓管。在文丘里管的喉口切面上開有一個取壓孔并與壓差盤的左側(cè)腔(低壓腔)相通,左側(cè)腔內(nèi)便是文丘里管喉口切面的壓力。由于文丘里管喉口切面處面積最小,水流加速,壓力顯著下降,加之沿途阻力損失,使得壓差盤右側(cè)高壓腔的壓力明顯高于其左側(cè)低壓腔的壓力。但水流量達到某一值時,高壓與低壓腔間的壓差產(chǎn)生的推力增大并超過推桿復(fù)位力,于是推桿帶動微動開關(guān)動作,機器開始工作。當關(guān)閉水閥,由于水不流動,壓差盤兩側(cè)(高、低壓腔)的壓力相同,推力為零,微動開關(guān)在推桿的復(fù)位力的作用下關(guān)閉,熱水器停止工作??梢?,該裝置成功的實現(xiàn)了必須有水流過機器后,才會將微動開關(guān)開啟,機器才能工作。
該種裝置的一個重要使用特性值就是啟動水壓,啟動水壓高的話就會造成低水壓區(qū)用戶不能使用,而影響啟動水壓的因素有壓差盤直徑、文丘里管喉口直徑、推桿復(fù)位力、摩擦力、微動開關(guān)的安裝配合位置等。合理的設(shè)計以上參數(shù)可以得到一個理想的啟動水壓,壓差盤式的啟動水壓的一個比較合理的值是在0.03MPa左右,基本能滿足大部分地區(qū)使用。
在產(chǎn)品初級階段,因為控制系統(tǒng)比較簡單,所以機械動作的壓差盤結(jié)構(gòu)運用比較廣泛。隨著控制系統(tǒng)的不斷提高、完善,出現(xiàn)了以下兩種結(jié)構(gòu)的水流開關(guān)。
二、重力式水流開關(guān)
重力式水流開關(guān)的工作原理是在無水時,磁塊在重力作用下往下掉落在底面上,此時磁塊遠離傳感器,由于磁場太弱,傳感器不能導(dǎo)通,控制電路處于待機狀態(tài)。在有水流動的情況下,往上流動的水流對磁塊產(chǎn)生一個上升力,水流速度大上升力也大,當上升力大于磁塊的重量則磁塊被抬起。此時磁塊靠近傳感器使傳感器導(dǎo)通,給控制電路輸出水流信號,于是機器進入工作狀態(tài)。
重力式水流開關(guān)分兩種結(jié)構(gòu),一種是活塞式,一種是翻板式?;钊揭驗槿菀资芩须s質(zhì)的影響出現(xiàn)卡死導(dǎo)致無水干燒的現(xiàn)象,已經(jīng)基本淘汰。
合理選擇磁塊的磁場強度、重量、形狀便可獲得滿意的啟動水壓值和啟動水量。根據(jù)實驗得出,啟動水壓可降到0.01~0.015MPa,其性能優(yōu)于機械式壓差盤結(jié)構(gòu)且尺寸明顯縮小。
隨著控制技術(shù)的進一步提高,對熱水器洗浴時的舒適要求提高,出現(xiàn)了一種出水恒溫機,機器能夠根據(jù)水流量的變化自動調(diào)節(jié)輸出功率保持出水溫度的恒定。為了達到以上要求,相應(yīng)開發(fā)出以下這種水流開關(guān)。
三、葉輪式水流開關(guān)
當有水流過時,葉輪便被沖轉(zhuǎn)。在每個葉片上安裝有一個小磁塊,磁塊靠近霍爾元件時霍爾元件導(dǎo)通,離開時霍爾元件斷開。根據(jù)藿爾元件產(chǎn)生的脈沖數(shù)即可測量出水流速度,根據(jù)測出的水流速度來判斷機器是否工作并且應(yīng)該輸出多大的功率。因此可以實現(xiàn)自動開機,自動恒溫功能。
該種裝置也分兩種,一種為軸向式,一種為切向式。軸向式因為在支架和葉輪軸之間容易滯留雜質(zhì),影響葉輪的轉(zhuǎn)動,使脈沖信號輸出不夠準確,慢慢被市場淘汰。
葉輪式水流開關(guān)的啟動水壓一般設(shè)定在0.01MPa,基本可實現(xiàn)免水壓啟動。
比較以上3種開關(guān),壓差盤是機械式,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,但控制電路簡單。后兩種是電氣式,結(jié)構(gòu)相對簡單,體積小,但控制電路復(fù)雜一些,并且成本也較高。
根據(jù)不同產(chǎn)品的控制要求,合理的選擇合適的水啟動裝置是非常重要的,一般機械式產(chǎn)品采用壓差盤式水壓開關(guān),電腦型產(chǎn)品采用重力式水流開關(guān),恒溫機就必須采用葉輪式產(chǎn)品。在采用以上開關(guān)時也要注意區(qū)分活塞式與翻板式、軸向葉輪式與切向葉輪式之間的區(qū)別,認清它們之間的優(yōu)缺點,以免在做設(shè)計時走彎路。
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