造成忽冷忽熱現(xiàn)象的主要原因:水壓和溫度變化;
當廚房和衛(wèi)生間、主衛(wèi)或次衛(wèi)同時使用的時候,便會出現(xiàn)兩處水流變小、遠處水溫下降。而離熱水器用水水溫下降的原因有兩點
1. 熱水的分流,導致水壓下降,淋浴時混合熱水比例減少,從而出現(xiàn)冷水;
2. 熱水使用量突然增大(一倍),恒溫熱水器的供熱系統(tǒng)不會及時一瞬間反應,使得進入的冷水,未經(jīng)加熱完成(或加熱未至指定溫度)便進入供水。(*熱水器的容量)
那么,解決這個問題就很簡單了:穩(wěn)定水壓、恒溫。
市政水壓標準一般為0.35~0.7MPa,合格的用戶管道壓力不低于0.16MPa(民用住宅)且居住建筑入戶管給水壓力不應大于0.35MPa【 《建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)》(GB50015-2003)】大部分的家用水器具水壓要求范圍:0.05~0.75MPa。
前提:給水壓力必須在用水設備的必要流量之上,才能維持基本的水壓環(huán)境和供(熱)水穩(wěn)定。
參考,用水設備必要流量:
損失水壓
管路中的管件(如三通、彎頭、閥門、變徑等)都查表查出等效管長度,最后由沿程阻力系數(shù)與管路總長(包括等效管長度)計算出總管路壓力損失。(例如,一般管件的的等效管長為2.5~3.8m)
計算方式:<條件>12 、四分PEX管道30
器具 損失水壓
熱水器: 3.5mPPR管15m:0.075 (某品牌流量線圖)*30 = 2.25 m管件零配件10個:0.075 (某品牌流量線圖)*2.5(等效管長)*6 = 1.875廚房水龍頭1個:2.5 m淋浴花灑1個:3 m洗衣機龍頭1個:2.5 m合計 損失水壓 15.625 m
* 假使供水壓力0.2MPa(損失水壓20m)>15.625m,則滿足必有流量條件。
綜上,影響水壓因素可以分為兩個方面:1、市政自來水供水壓力大,家里水龍頭水壓就大,成正比例關系。2、管路和水龍頭產(chǎn)生的水壓阻力損失小,水龍頭水壓就大,成反比例關系。管路越短,管徑越大,彎曲越少,產(chǎn)生的水壓阻力損失越?。话惭b管道和水龍頭的內(nèi)部干凈、通透,對水龍頭的水壓也有幫助。
日本和其他國家有一種很合理的供水系統(tǒng):
并聯(lián)式分歧法供水系統(tǒng)(也稱章魚系統(tǒng),其主管道由分支器多管線控制)。
以往的施工方法:
因為在地板下面的隱蔽部分的連接處很多,若發(fā)生漏水情況,早期難以發(fā)現(xiàn)和檢查;多處同時使用,流量波動很大,水壓不穩(wěn)定現(xiàn)象;一條水管路上管件上至少5個連接頭,從而水流被分壓出去。總分歧供水系統(tǒng)(并聯(lián)接法):
不使用轉彎頭和三通,減少(傳統(tǒng)分叉式,一根管路上至少5個連接頭)漏水概率,同時連接處的數(shù)量減少(幾乎不用),從而降低管件部位摩擦損失,損失水壓變低,降低了供水阻力;通往各個用水器具的管道獨立鋪設而成,受其他水龍頭影響較少,即使各個器具同時使用(題主的情況),壓力變化也小,提供穩(wěn)定流量的冷熱水;供水阻力變小,意味著加快水流速度,出熱水的時間變短。其中這套系統(tǒng)中的PEX管道摩擦損失水壓為0.075m/m,管路上優(yōu)勢依然明顯,更多功能不便介紹。
1. 熱水器的流量及選擇:對照用水設備(上表格)的流量選擇熱水器
A. 燃氣熱水器(忽冷忽熱現(xiàn)象)
燃氣熱水器并不是簡單的將L數(shù),對照花灑的流量。因為燃氣只以水升高25℃作為計量,而實際上,北京冬季自來水溫度可低至5℃,正常淋浴水溫40℃,溫差達到35℃。冬季自來水水溫5℃的情況下,10L燃氣熱水器每分鐘能提供7.143L 的40℃熱水,其余規(guī)格熱水器可按比例相乘,相當于乘以0.7143的系數(shù)。
B. 容積式電熱水器 (不做考慮)
2. 恒溫花灑
我們在淋浴時經(jīng)常會遇到這樣的情況,冷熱水混合使用過程中,水溫一會兒變冷,一會兒變熱,這是由于家人或鄰居同時用水,引起冷熱水的壓力變化所引起的。冷水壓力太大經(jīng)常會把熱水堵住或回流到熱水管里,使燃氣熄火。恒溫龍頭能夠更好地控制水溫,徹底解決水溫忽冷忽熱的現(xiàn)象。
劃重點:恒溫花灑和恒溫熱水器的關系不沖突,恒溫花灑改善的是水溫變化的溫度穩(wěn)定,及替代手工嘗試調節(jié)舒適溫度的過程。(恒溫花灑的必要調節(jié):熱水器水溫需50~60℃)
原理參考:
恒溫(附有溫度調節(jié)功能)花灑的工作原理和特點是什么? - Zolo 的回答 - 齊家
*利益相關,日本建材,并聯(lián)式水系統(tǒng)、恒溫花灑歡迎合作。
現(xiàn)在的首票答案雖然是zolo大神所作,但是大神可能對流體力學和系統(tǒng)控制不熟悉,實屬南轅北轍...不得不糾正一下... @Zolo
首先,我們要知道為什么水溫會變化,那么我們來細致地看一下多開一個水龍頭時發(fā)生了哪些事。
當然,要討論,先假設,是我一向的原則... 特別是題主給的條件不太充分,必須腦補一部分才能繼續(xù)展開科學的討論...
1. 題主的恒溫熱水器為僅有一個溫度計一個天然氣自動閥門構成的簡單PID控制。
2. 該熱水器為10L熱水器。
3. 只開一只花灑是總流量為 8 L/min,兩只同時開,總流量為12 L/min,每只分的6 L/min。
4. 冷水溫度為15°,恒溫熱水器水溫設定到40°C。
假設完,我們就可以開始討論現(xiàn)象了。
1. 開啟一只花灑,熱水器感應到水流,點火。設定溫度>>水溫計測定溫度,天然氣閥門全開。
2. 火煙加熱換熱器中的水,水溫逐漸上升。水溫計測得溫度逐漸靠近設定溫度,天然氣閥門開始閉合,減少燃燒量,減緩水溫上升速度。
3. 水溫經(jīng)過幾次震蕩,PID控制器將水溫計測得溫度穩(wěn)定在設定溫度附近。
4. 開啟第二只花灑,市政來水壓力不變,但是出水的通道變成原來的兩倍,總壓降減小,總的進入熱水器的水量增加,但是增加量不及原流量的一倍,每個花灑分到的流量減小。
5. 水量突然增大,水溫計還未感應到水溫,天然氣閥門未動作,加熱量還與流量增大前一樣,那么水溫就會開始下降。
6. 水溫計測得溫度小于設定溫度,PID控制器加大天然氣閥門開度,增大加熱量,水溫開始回升。
7. PID將天然氣閥門開至最大,熱水器全負荷運轉,水溫計測得溫度依然小于設定溫度,因為需要加熱的流量超出了熱水器能夠加熱的量。
現(xiàn)在我們再來透過現(xiàn)象看本質。
在現(xiàn)象4中已經(jīng)解釋過了,總水流量的由于出水通道增加,壓降減小而增加,所以zolo大神說穩(wěn)定水壓,如果是說增加總壓降,以對沖通道增加帶來的壓降減小的話是有道理的,但是zolo大神洋洋灑灑近千字,竟然講了如何減小室內(nèi)水管壓降的種種方法... 這根本是南轅北轍了好么... 如果真的按照zolo大神的說法修改水路,不僅達不到穩(wěn)定水溫之目的,反而會因為壓降減少得更厲害,進入熱水器的水量更多而使得熱水器的負荷更重,更難恒溫... 但是總流量增加得更多,所以你感覺每個花灑的流量變化沒有以前大,但是水溫比以前更涼。
通過現(xiàn)象7我們知道,同時開兩只花灑的流量如果超過了熱水器加熱量的上限,水溫就不可能達到我們設定的溫度。
要想達到設定溫度,就有兩種方法,一種是換用更大加熱量的熱水器,這樣在水量變化后,PID依然能通過調整天然氣閥門開度來修正加熱量,水溫經(jīng)過幾輪震蕩后恢復到設定溫度附近。
另一種是,給熱水器再加一個流量計和閥門,組成另一個PID來控制進入熱水器的水流量。
當然也可以是兩種方法同時上...
最后關于恒溫閥門,我認為是沒有必要上的,因為,恒溫閥門要發(fā)揮作用必須要熱水器出水溫度大于我們洗澡需要的溫度才行,例如我們需要40°C的水洗澡,使用恒溫閥門來調控的話,就需要把熱水器設定到50°C甚至更高,讓過熱的水來和冷水混合最終達到40°C...這本身就是一種浪費天然氣的行為...
要把水加熱到高于我們需求的溫度就需要更大加熱量的熱水器;水溫的上升,換熱器溫度也會上升,換熱器被腐蝕的速度與溫度呈指數(shù)關系,水溫過高的話,換熱器管壁甚至產(chǎn)生氣泡,進一步加劇換熱器的損壞... 要知道熱水器里最值錢就是這貨了,貨真價實的一大塊銅... 這貨廢了,你的熱水器基本上也就廢了...
因此,如果熱水器出口就是我們需要的溫度的話,恒溫閥門就只有一個作用,就是水溫已經(jīng)在設定溫度附近時,通過混入一定比例的冷水,使水溫超出設定溫度的幅度小一點。而且恒溫閥門作為一個模擬控制器,其反應速度和精度遠遠不能和數(shù)碼恒溫相提并論,如果混入冷水的延遲過大,可能會使水溫最終達到洗澡理想溫度的時間更長...模擬控制器由于比較精明,還特別容易壞...
現(xiàn)在質量好點的熱水器本身水溫波動就不大,把錢投資到一個模擬控制器上,不如買一個有進水溫度計,水量控制器的熱水器,其效果,穩(wěn)定性,耐用性以及投資回報比要比恒溫閥門要好很多。
關于題主的問題,我覺得可以再拓展一下,如何在同時開啟兩個花灑時,每個花灑獲得的流量同只開啟一個時一樣,而且還能快速恒溫?
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