本发明涉及一种热水器，尤其是涉及一种智能冷水回流调温控流装置。
背景技术：
生活中，当我们使用热水器放出热水用于洗澡时，总会有一段冷水先于热水放出。这是由于在热水器的出水口与花洒之间有一段水管，在一次洗澡结束后，残留在水管中的水自然冷却，待到下一次使用时先行流出，便产生了热水前的“一段冷水”。这段冷水不仅令我们感到十分不适(尤其冬天的时候)，更会造成水资源的严重浪费。同时因而，如何优雅地解决这“一段冷水”，对于解决当下日益严重的水资源浪费问题非常有必要。同时，生活中存在出水温度和流量无法被准确控制的问题，如水温过高或过低，流量过大或过小，这些都会影响人们的洗澡体验。因此，在实现冷水回流的同时也能控温调流同时非常有必要。
当前已有一些装置可以解决上述“一段冷水”问题。但是，某些方案在热水器和水管的连接口安装可导热装置，使热水器内的水与热水管内已冷却的水进行热交换；这种方式效率低，且存在与空气的热交换，造成水管内残留水的温度难以满足实际需求。另外一些方案在最远端的冷热水管之间加装抽水器、水箱和阀门，将已冷却的水抽到水箱中，直到管内输送的水达到预期温度；但这种方式存在占用空间过大的问题。目前也已有一些装置可以解决控制出水的速度和流量的问题，但是，某些方案是将水加热至指定温度，同时再控制流量，这不仅对热水器性能要求过高，同时耗能过高。
经过检索中国专利公开号cn207716667u公开了一种浴室热水出水温度控制装置，该现有专利仅仅只是实现控制器根据反馈的室温、热水管内热水温度和冷水管内冷水温度控制电磁混水阀自动混合热水和冷水，从而使得出水管内流出的热水温度适合人体淋浴，同时中国专利公开号cn107062626a公开了一种蓄水式热水器智能控制系统及其控制方法，具体公开了当蓄水桶内的热水温度降至一定温度值时，控制单元即关闭进水阀，打开电磁排空阀，使得蓄水桶内的热水保持这个温度，并且根据热水温度信号，出水阀和流量调节阀的流量信号，依据函数关系自动调节流量调节阀的大小，因此以上两个现有专利均未同时解决冷水回流和调温控流的两个技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能冷水回流调温控流装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种智能冷水回流调温控流装置，所述装置包括热水器60℃温区、热水器30℃温区、进水管、水龙头控制板、60℃流量控制阀、30℃流量控制阀、水泵、回流管、热水管、红外温感装置、控制装置和冷水管；
所述的热水管和回流管联通形成回路，所述的热水管通过60℃流量控制阀、30℃流量控制阀分别与热水器60℃温区、热水器30℃温区连接，所述的回流管与热水器30℃温区连接，所述的红外温感装置安装在热水管上，并与控制装置连接，所述的控制装置与水泵连接，所述的冷水管和进水管连接构成回路；
所述的红外温感装置测定热水管中水的温度，当水温未达到要求时，所述的红外温感装置传递信号给控制装置，所述的控制装置控制水泵将不符合要求的冷水抽回；当水温达到设定的阈值时，所述的控制装置控制水泵停止工作，并将热水输出。
作为优选的技术方案，所述的控制装置包括相互连接的arduino主板和继电器，所述的arduino主板与红外温感装置连接，所述的继电器与水泵连接；
通过红外温感装置测定所需控制的热水温度，达到指定温度时，arduino主板输出低电平，继电器断开，水泵停止工作将热水输出；未达到指定温度时，arduino主板发出高电平，高电平被继电器捕捉，继电器闭合，水泵作将冷水抽回至热水器30℃温区重新加热。
作为优选的技术方案，所述的热水管出水口末端通过单向阀与回流管连接。
作为优选的技术方案，所述的单向阀为h型单向阀。
作为优选的技术方案，所述的装置还包括直接固定于热水管与回流管之间的双室收纳盒，该双室收纳盒包括用于放置水泵的左室和用于放置红外温感装置和控制装置的右室。
作为优选的技术方案，所述的左室和右室相互独立，仅设置一个直径孔供水泵电源线通过。
作为优选的技术方案，所述的直径孔的直径为1cm。
作为优选的技术方案，所述的右室右侧壁设置一个开孔，用以放置红外温感装置。
作为优选的技术方案，所述的开孔的直径为1.2cm。
作为优选的技术方案，所述的装置将热水器分为30℃温区与60℃温区，回流的冷水只需加热至30℃；同时30℃温区与60℃温区分别出水混合使用，分别控制两个流量控制阀的开启程度，从而控制出水的流量和温度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
a.本装置采用红外温感装置传递温度信号控制继电器，从而进一步控制水泵的方法，既使整个冷水回流过程简洁而又智能，准确的设定温度，保证及时回收未达到目标温度的冷水；又提高了工作效率，减少了等候所需时间。
b.本装置并未采用最远端的冷热水管之间加装抽水器、水箱和阀门的方法，而是在冷水管和热水管的出水口处直接安装h型单向阀和水泵，既减小了占据面积，提高实用性，又提高了冷水的回收利用率。
c.本装置采用双室收纳盒,左室放置水泵，右室放置电控相关组件。左右两室相互独立，仅设置1cm直径孔供水泵电源线通过；这样既保证了电控环节的安全性，又提高了装置的整体性和便携性。
d.本装置通过将水分温区，并且提前计算，根据所需定量混合得到目标流量和温度的热水，更为智能，同时准确性好，大大缩短等待出水所需的时间，同时相比根据所需温度实时加热和检测水温的方式，这种方式更为简洁，也更加节能。
e.本装置结合了冷水回流技术和智能控温调流两大技术，在提高水资源利用率的同时，也能提升人们的洗浴体验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中1为热水器60℃温区、2为热水器30℃温区、3为进水管、4为水龙头控制板、5为60℃流量控制阀、6为30℃流量控制阀、7为水泵、8为回流管、9为热水管、10为红外温感装置、11为控制装置、12为单向阀、13为冷水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明在两方面做出了改进，一方面，通过红外温感装置测定温度，并自动发出信号给arduino，由arudino控制继电器状态，继电器控制水泵的启动和闭合，将冷水通过单向阀从热水管抽回回流管，达到回收利用水资源的目的。另一方面，通过将热水器分为30度温区和60度温区，在输入指定温度和流量后，通过调节两个出水管上的流量控制阀，定量调节温度和流量，无需实时测量并反馈，提高效率和稳定性。
如图1所示，一种智能冷水回流调温控流装置，所述装置包括热水器60℃温区1、热水器30℃温区2、进水管3、水龙头控制板4、60℃流量控制阀5、30℃流量控制阀6、水泵7、回流管8、热水管9、红外温感装置10、控制装置11和冷水管13；所述的热水管9和回流管8联通形成回路，所述的热水管9通过60℃流量控制阀5、30℃流量控制阀6分别与热水器60℃温区1、热水器30℃温区2连接，所述的回流管8与热水器30℃温区2连接，所述的红外温感装置10安装在热水管9上，并与控制装置11连接，所述的控制装置11与水泵7连接，所述的冷水管13和进水管3连接构成回路；
所述的红外温感装置10测定热水管9中水的温度，当水温未达到要求时，所述的红外温感装置10传递信号给控制装置11，所述的控制装置11控制水泵7将不符合要求的冷水抽回；当水温达到设定的阈值时，所述的控制装置11控制水泵7停止工作，并将热水输出。
所述的控制装置11包括相互连接的arduino主板和继电器，所述的arduino主板与红外温感装置10连接，所述的继电器与水泵7连接；通过红外温感装置10测定所需控制的热水温度，达到指定温度时，arduino主板输出低电平，继电器断开，水泵7停止工作将热水输出；未达到指定温度时，arduino主板发出高电平，高电平被继电器捕捉，继电器闭合，水泵7作将冷水抽回至热水器30℃温区重新加热。
所述的热水管9出水口末端通过单向阀12与回流管8连接。所述的单向阀12为h型单向阀；最大限度的回收利用残留在管道里的冷水，同时巧妙地连接，减小了占据的空间，更利于在家庭中安装应用。
为保证电控板块的安全性，同时提高装置的整体性、便携性，所述的装置还包括直接固定于热水管9与回流管8之间的双室收纳盒，该双室收纳盒包括用于放置水泵7的左室和用于放置红外温感装置10和控制装置11的右室。
所述的左室和右室相互独立，仅设置一个直径孔供水泵电源线通过。所述的直径孔的直径为1cm。所述的右室右侧壁设置一个开孔，用以放置红外温感装置10。所述的开孔的直径为1.2cm。
所述的装置将热水器分为30℃温区与60℃温区，回流的冷水只需加热至30℃；同时30℃温区与60℃温区分别出水混合使用，分别控制两个流量控制阀的开启程度，从而控制出水的流量和温度。从而提高冷水的利用率，也提升人们的洗浴体验。
本发明所设计的智能冷水回流控温调流装置，一方面利用红外温感技术测定所需温度后，将信号传输给继电器，以控制水泵工作，提升工作效率，实现智能控制。另一方面，通过单向阀的使用，保证了水流动的单向性，从热水管流向回流管，提高运行时的准确性，同时，h形结构的应用减小了安装此设备的占据空间，保证了其能够在家庭中安装和使用。热水器分为30摄氏度和60摄氏度两个温区，回流的冷水进入30摄氏度温区重新加热至30摄氏度，通过水龙头控制界面输入温度和流速，控制安装在30摄氏度温区的出水管上的流量控制阀和安装在热水管流量控制阀，从而控制出水的温度和流速。
本发明技术方案的详细阐述
a.本发明主要由机械板块和电控板块组成，主要构建了四项功能，包括智能检测与控制，回流冷水，加热冷水，控制出水的温度和流量。
b.电控板块由电源、arduino主板、红外测温感应器、24v继电器、面包板及电阻、导线若干构成，机械板块中包括水管、分温区热水器、水龙头、水泵、流量控制阀在内的配件，管内径/接口内径均为15mm，所有管道均为标准4分管。
c.当热水管中是冷水时，单片机通过红外温感发出高电平，高电平被继电器捕捉，继电器闭合，水泵工作将冷水抽回至热水器30度温区重新加热。当热水管中温度超过设定的阈值(30℃)，单片机输出低电平，继电器断开，水泵停止工作将热水输出。
d.为保证电控板块的安全性，同时提高装置的整体性、便携性，设计了双室装置收纳盒,该双室收纳盒分为左右两室，左室放置水泵，右室放置电控相关组件。左右两室相互独立，仅设置1cm直径孔供水泵电源线通过；右室右侧壁设置1.2cm开孔，用以放置红外测温感应器。该收纳盒直接固定于回流管和热水管中间，有效地对装置进行优化，提高了其安全性及便携性。
e.在控制出水流量和温度层面，根据公式混合温度＝(温度1*质量1 温度2*质量2)/(质量1 质量2)，且所有水管的内径相同，水量仅与流量控制阀开启程度有关，据此设定三种程度的流量，与30℃到60℃之间共7个温度，组合共21种情况，用户仅需在水龙头控制板输入温度与流量，控制板通过控制两个流量控制阀，完成所需水温和流量的输出，具体控制方式如表1所示。
表1
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
1.一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述装置包括热水器60℃温区(1)、热水器30℃温区(2)、进水管(3)、水龙头控制板(4)、60℃流量控制阀(5)、30℃流量控制阀(6)、水泵(7)、回流管(8)、热水管(9)、红外温感装置(10)、控制装置(11)和冷水管(13)；
所述的热水管(9)和回流管(8)联通形成回路，所述的热水管(9)通过60℃流量控制阀(5)、30℃流量控制阀(6)分别与热水器60℃温区(1)、热水器30℃温区(2)连接，所述的回流管(8)与热水器30℃温区(2)连接，所述的红外温感装置(10)安装在热水管(9)上，并与控制装置(11)连接，所述的控制装置(11)与水泵(7)连接，所述的冷水管(13)和进水管(3)连接构成回路；
所述的红外温感装置(10)测定热水管(9)中水的温度，当水温未达到要求时，所述的红外温感装置(10)传递信号给控制装置(11)，所述的控制装置(11)控制水泵(7)将不符合要求的冷水抽回；当水温达到设定的阈值时，所述的控制装置(11)控制水泵(7)停止工作，并将热水输出。
2.根据权利要求1所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的控制装置(11)包括相互连接的arduino主板和继电器，所述的arduino主板与红外温感装置(10)连接，所述的继电器与水泵(7)连接；
通过红外温感装置(10)测定所需控制的热水温度，达到指定温度时，arduino主板输出低电平，继电器断开，水泵(7)停止工作将热水输出；未达到指定温度时，arduino主板发出高电平，高电平被继电器捕捉，继电器闭合，水泵(7)作将冷水抽回至热水器30℃温区重新加热。
3.根据权利要求1所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的热水管(9)出水口末端通过单向阀(12)与回流管(8)连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的单向阀(12)为h型单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的装置还包括直接固定于热水管(9)与回流管(8)之间的双室收纳盒，该双室收纳盒包括用于放置水泵(7)的左室和用于放置红外温感装置(10)和控制装置(11)的右室。
6.根据权利要求5所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的左室和右室相互独立，仅设置一个直径孔供水泵电源线通过。
7.根据权利要求6所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的直径孔的直径为1cm。
8.根据权利要求5所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的右室右侧壁设置一个开孔，用以放置红外温感装置(10)。
9.根据权利要求8所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的开孔的直径为1.2cm。
10.根据权利要求1所述的一种智能冷水回流调温控流装置，其特征在于，所述的装置将热水器分为30℃温区与60℃温区，回流的冷水只需加热至30℃；同时30℃温区与60℃温区分别出水混合使用，分别控制两个流量控制阀的开启程度，从而控制出水的流量和温度。
技术总结