一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器的制造方法
【專利摘要】一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括箱體、溫控系統、加熱系統、進出水系統、防腐系統和漏電保護系統，其特征在于，所述電熱水器還包括水流感應開關，當有水流進流出箱體時所述水流感應開關輸出開關信號；水流感應開關與所述溫控系統之間有信號連接；所述溫控系統含有水流感應開關信號輸入電路和水流感應開關信號狀態采集存儲電路；徹底解決了用戶在日常使用中忘關電源煩惱和使用前后需要開關電源的麻煩，還可延長熱水器使用壽命，本實用新型易實現且增加成本很少，有很好的市場前景，具有良好的經濟價值和節能減排社會效益。
【專利說明】一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種儲水式電熱水器，屬于電熱水器領域。本實用新型特別是涉及一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器。
【背景技術】
[0002]目前的儲水式電熱水器，無論是否在使用，加電后都一直在反復加熱，給用戶造成較大經濟損失的同時，給國家造成巨大能源浪費。
[0003]發明目的
[0004]本實用新型目的之一，是提出一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，所述節能儲水式電熱水器，可自動判斷是否在使用，在使用情況下與目前的儲水式電熱水器一樣工作，在不使用情況下不會反復加熱；
[0005]本實用新型目的之二，是提出一種用于機械溫控儲水式電熱水器的防反復加熱的節能溫控器，和一種用于電子溫控儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控板。
【發明內容】
[0006]實現本實用新型的技術方案如下:
[0007]本實用新型提出的一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括箱體、溫控系統、加熱系統、進出水系統、防腐系統和漏電保護系統，所述電熱水器還包括水流感應開關，當有水流進流出箱體時所述水流感應開關輸出開關信號；水流感應開關與所述溫控系統之間有信號連接；所述溫控系統含有水流感應開關信號輸入電路和水流感應開關信號狀態采集存儲電路；當水流感應開關信號狀態有效所述溫控系統允許輸出加熱控制信號，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。所述溫控系統采用雙穩態電路或微處理器電路采集存儲水流感應開關信號狀態。所述水流感應開關是與減壓閥做成一體。
[0008]本實用新型還提出一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控器，由溫控開關、加熱控制電路和繼電器或可控硅組成；所述加熱控制電路含有水流感應開關信號輸入電路和水流感應開關信號狀態采集存儲電路，水流感應開關狀態信號與溫控開關信號組合后的信號為繼電器或可控硅的加熱控制信號，當水流感應開關信號狀態有效允許加熱，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。
[0009]本實用新型還提出一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控板，是在現有普通溫控板電路基礎上增加了水流感應開關信號輸入電路，用于連接水流感應開關和普通溫控板中的微處理器；水流感應開關信號狀態由該普通溫控板電路中的微處理器采集存儲，當水流感應開關信號狀態有效后微處理器才可以輸出加熱控制信號，力口熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。
[0010]本實用新型還提出一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控板，是在現有普通溫控板電路基礎上增加所述加熱控制電路，所述加熱控制電路中的水流感應開關狀態信號與普通溫控板電路的原加熱控制信號組合后的信號，再作為普通溫控板電路中的繼電器或可控硅的加熱控制信號。
[0011]有益效果
[0012]數以千萬上億居民家庭都裝有小廚寶及洗浴用儲水式電熱水器，用完后忘記關電源是比較普遍現象，熱水器便一直在反復加熱；規模龐大的三星級酒店及經濟性酒店，一般都沒有集中供熱設施，每間客房都裝有儲水式電熱水器以供洗浴，在絕大部分不使用期間熱水器卻一直在不停地反復加熱。電熱水器的反復加熱不僅給用戶帶來較大的經濟損失，給國家造成了巨大能源浪費，也給用戶帶來忘關電源煩惱和使用前后需要開關電源的麻煩，還影響熱水器使用壽命。
[0013]本實用新型提出的一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，和用于儲水式電熱熱水器的防反復加熱的節能溫控器和溫控板，可自動判斷電熱水器是否在使用，在使用情況下與目前的電熱水器一樣正常加熱，在不使用情況下只加熱一次不再反復加熱，從而避免了因反復加熱給用戶帶來耗電經濟損失和給國家造成巨大能源浪費，上電后幾乎不需要斷電，徹底解決了用戶在日常使用中忘關電源煩惱和使用前后需要開關電源的麻煩，還可延長熱水器使用壽命，本實用新型易實現且增加成本很少，有很好的市場前景，具有良好的經濟價值和節能減排社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是普通機械溫控儲水式電熱水器的溫控系統加熱控制電路示意圖；
[0015]圖2是采用本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控器3及其替代普通機械溫控儲水式電熱水器的控溫器示意圖；
[0016]圖3是采用本實用新型的另一種防反復加熱的節能溫控器4及其替代普通機械溫控儲水式電熱水器的控溫器示意圖；
[0017]圖4是本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控板5示意圖；
[0018]圖5是本實用新型的另一種防反復加熱的節能溫控板6示意圖。
【具體實施方式】
[0019]普通的儲水式電熱水器，一般包括箱體、溫控系統、加熱系統、進出水系統、防腐系統和漏電保護系統。本實用新型提出的一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，是在此基礎上，一是增加水流感應開關，以此判斷熱水器是否在使用；二是對溫控系統進行改進，改進后的溫控系統中的溫控器或溫控板對水流感應開關信號狀態有采集存儲功能，當水流感應開關信號狀態有效后，溫控系統允許輸出加熱控制信號，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除，即達到熱水器在使用中則允許加熱，不在使用中則不再反復加熱的目的，但在上電或定時加熱等主動需要加熱情況下，溫控系統不受所述水流感應開關信號狀態限制。
[0020]因此，本實用新型提出的一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器的具體實施方案，只需介紹改進后的溫控系統中的溫控器或溫控板，以及水流感應開關這兩方面的實施方案。
[0021]儲水式電熱水器的溫控系統主要分為機械溫控和電子溫控兩種，由此儲水式電熱水器也分為機械溫控儲水式電熱水器和電子溫控儲水式電熱水器。
[0022]圖1是普通機械溫控儲水式電熱水器的溫控系統加熱控制電路示意圖，其中的溫控器有壓力式、雙金屬片式等不同類型，但其主要原理都是利用材料的熱脹冷縮和不同材料的熱膨脹系數不同的特性實現的，因此其斷開或閉合與箱體內水溫有關，水溫加熱高至設定值后斷開停止加熱冷卻低至一定值后閉合開始加熱。普通電子溫控儲水式電熱水器也與此相似，不同的是后者通過微處理器將從水溫傳感器讀到的水溫值與設定值比較，達到設定值上限則停止加熱低于設定值下限則開始加熱。總之，普通的儲水式電熱水器上電后，無論是否在使用，便一直如此循環往復地反復加熱。
[0023]圖2是采用本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控器3及其替代普通機械溫控儲水式電熱水器控溫器示意圖。所述節能溫控器3由溫控開關、加熱控制電路2和繼電器組成；加熱控制電路2連接水流感應開關I和溫控開關兩個輸入信號，其輸出信號是用于控制加熱繼電器的加熱控制信號。
[0024]加熱控制電路2，主要包括水流感應開關信號輸入電路(A、B和C是用于連接水流感應開關傳感器的連接點)、由D觸發器構成的用于采集存儲水流感應開關信號狀態的雙穩態電路、用于組合水流感應開關狀態信號與溫控開關信號的與門以及電源組成，D觸發器輸出的水流感應開關狀態信號與溫控開關信號經與門相與后的信號才為繼電器的加熱控制信號。在有水流動水流感應開關閉合時的低電平，使D觸發器置位輸出保持高電平(水流感應開關信號狀態有效)，這時與門輸出的加熱控制信號狀態與溫控開關狀態保持一致，即本實用新型熱水器在使用中與現有電熱水器工作相同；當加熱至一定值后溫控開關斷開，因此產生的低電平在使繼電器斷開停止加熱的同時，也使D觸發器復位輸出保持低電平(水流感應開關信號有效狀態被清除)，使得與門輸出的加熱控制信號狀態與溫控開關狀態無關而被強制保持為無加熱控制信號，這時無論溫控開關狀態是否改變，繼電器都一直處于斷開狀態，達到了不再反復加熱目的，直到有水流動使D觸發器被置位(水流感應開關信號狀態有效)，才可能再加熱。
[0025]圖2中節能溫控器3電路圖只是信號連接關系示意圖。其中雙穩態電路功能主要是采集存儲水流感應開關信號狀態，還可以采用RS觸發器等其它電路構成，也可以是其它具有采集存儲功能的電路，雙穩態電路及其周圍的與門等邏輯電路也可采用一片EPLD或內置在其它ASIC中實現，為減少門電路，與門可采用上拉電阻和二極管組合實現。不同的水流感應開關傳感器其供電和輸出信號類型也不同，如無源干接點、常開觸點常閉觸點、電壓信號或電流信號，它們應有相應的輸入電路和供電方式，通常應優先選擇常閉觸點型水流感應開關與相應的輸入電路，目的是方便當水流感應開關與所述溫控系統之間信號連接斷開時，所述熱水器仍可如普通熱水器一樣正常工作，只是所述防反復加熱功能失效而已；其信號或是高電平、低電平、脈沖沿信號，是將其作用觸發器的置位復位端信號還是時鐘，需據具體電路確定。圖2中的水流感應開關輸入電路、供電方式及其信號對觸發器作用方式只是用于示例，并不是一成不變的，而是需要根據不同類型的水流感應開關、雙穩態電路等作相應改變。與門輸出的加熱控制信號需要功率驅動后驅動繼電器，繼電器觸點應有保護電路；根據需要可采用接觸器替代繼電器，即本實用新型中所述繼電器包括接觸器；也可采用可控硅替代繼電器，為了安全起見，與門輸出的加熱控制信號一般經光電耦合器隔離后再作為可控硅觸發信號，或直接采用固態繼電器，即本實用新型所述可控硅包括固態繼電器。以上都是顯而易見的，相應技術也是簡單成熟的，無需一一示例，下述也不再重復。
[0026]圖3是采用本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控器4及其替代普通機械溫控儲水式電熱水器的控溫器示意圖。與所述節能溫控器3相比，它們實現原理相同實現方式有差別，節能溫控器4是采用單片機之類的微處理器替代雙穩態電路等，水流感應開關信號和溫控開關信號與微處理器1 口連接，由微處理器1 口輸出加熱控制信號，微處理器通過1 口采集水流感應開關信號和溫控開關信號，并設置一個狀態標志位用于存儲水流感應開關信號狀態，當水流動水流感應開關信號變化時將該標志位置成有效狀態。水溫低至設定值溫控開關閉合，當微處理器采集到該信號時(例如通過電平或信號沿觸發中斷)，先查詢水流感應開關信號狀態標志位(實現水流感應開關狀態信號與溫控開關信號“相與”組合的另一種方式)，該標志位被置成有效狀態才允許輸出加熱控制信號，上電等主動需要加熱情況不判斷該標志位狀態直接輸出加熱控制信號；水溫被加熱高至設定值溫控開關斷開，當微處理器采集到該信號時則停止輸出加熱控制信號，同時將標志位有效狀態清除。
[0027]所述溫控開關，與普通的機械溫控儲水式電熱水器所采用的溫控器有相同或類似的溫控性能和溫控原理、制造材料與工藝等，兩者差別主要由所述溫控器的觸點容量需要承載加熱回路電流電壓而所述溫控開關的觸點僅需承載開關信號即可所致。最簡便方案是，所述溫控開關直接采用所述溫控器。所述加熱控制電路對面積體積影響小，為了使所述節能溫控器結構緊湊對現有熱水器結構影響最小，同時也是為了降低成本，可通過特別設計將繼電器和所述溫控開關一體化，例如它們共用一個密封腔等，但此時邏輯上仍是繼電器和溫控開關兩部分，并不改變本實用新型所述節能溫控器的組成。也可采用可控硅替代繼電器。
[0028]圖4是本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控板5示意圖，主要用于電子溫控儲水式電熱水器。現有電子溫控儲水式電熱水器的溫控系統中的普通溫控板電路中一般含有微處理器，節能溫控板5主要是在普通溫控板電路中增加水流感應開關信號輸入電路，用于連接水流感應開關和普通溫控板中的微處理器，由普通溫控板電路中的微處理器直接采集水流感應開關信號，并為其設置一個狀態標志位，將水流感應開關信號狀態存儲在該標志位，當水流動水流感應開關動作時將該標志位置成有效狀態。通過水溫傳感器，微處理器采集到的水溫值低至設定值需要加熱時，先來查詢該標志位，該標志位被置成有效狀態才可以加熱，水溫被加熱高至設定值停止加熱的同時，微處理器將該標志位有效狀態清除。在上電加熱、定時加熱等主動需要加熱情況下，微處理器在輸出加熱控制信號前不判斷該標志位狀態，即上電加熱、定時加熱等主動需要加熱不受水流感應開關信號標志位狀態限制。顯然與現有普通溫控板相比，所述節能溫控板5對成本和結構影響甚微。
[0029]圖5是本實用新型的一種防反復加熱的節能溫控板6示意圖，是用于電子溫控儲水式電熱水器節能溫控板的另一種實現方案。在現有普通溫控板電路基礎上增加了加熱控制電路2，加熱控制電路2與圖2或圖3中相應電路相同，差別主要在于圖2圖3中的加熱控制電路2接受的是溫控開關信號，而圖5中的加熱控制電路2接受的是現有普通溫控板電路輸出的加熱控制信號，也可以是其它具有采集存儲功能的控制電路。其中，圖5中的繼電器是原普通溫控板電路上的，移出來只是為了便于說明而已；加熱控制電路2中的電源可直接利用現有普通溫控板電路上的電源。
[0030]本實用新型所需增加的水流感應開關，也稱水流開關，其作用是用于感應是否有水流進流出箱體，據此判斷熱水器是否在使用，在其參與控制下，達到熱水器在使用中則允許加熱不在使用中則不再反復加熱目的。只要在水流作用下可產生開關信號的傳感器都可用作所述水流感應開關，常見的有干簧管浮磁感應開關、霍爾水流開關、紅外線水流開關等等，可直接外購也可自制。不同水流感應開關其開關信號和供電方式不盡相同，其輸入電路、作用雙穩態電路或微處理器方式和供電電源等，也因此可能與實施例中的電路有所差別是顯而易見的，這些技術都是非常成熟簡單明了的而無需詳述。
[0031]水流感應開關可以設置在箱體或進出水系統中任何可以感應到水流動的位置。其中設置在進出水系統的進水口或出水口位置更可靠更便于安裝維護，對現有熱水器結構幾乎無影響。具體實施時，通常可將水流感應開關安裝在進水口，以避免高溫對水流感應開關的影響；為了降低成本減少用戶安裝操，也可以通過特制，將水流感應開關與位于進出水系統的出水口處的減壓閥做成一體，這時應選用可耐出水口高溫的類型水流感應開關或注意采取隔熱措施，為了增加可信度，水流感應開關最好位于減壓閥排氣口后面外接水管一側，即出水是先經過排氣口位置再經過水流感應開關，這樣箱體水被加熱膨脹后的溢出水以及壓力大排氣時對水流感應開關影響小些。
[0032]水流感應開關與溫控系統間的信號連接，通常采用線纜連接，根據需要也可采用軟PCB、紅外線甚至無線電連接，所以這些技術都是簡單明了和成熟的，無需詳述。將水流感應開關與溫控系統中的信號采集存儲電路設計成一體等等，這些只是形式上的變化，并不改變本實用新型所述的水流感應開關與溫控系統之間有信號連接關系的本質。
[0033]本實用新型提出的一種用于機械溫控儲水式電熱水器的防反復加熱的節能溫控器，即圖2中的節能溫控器3，或圖3中的節能溫控器4 ;一種用于電子溫控儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控板5即圖4中的節能溫控板5 ;—種用于電子溫控儲水式電熱水器的防反復加熱節能溫控板6即圖5中的節能溫控板6。
[0034]為了增加靈活性滿足不同應用場景需求，本實用新型還可以增加一選擇開關電路，通過開關選擇所述防反復加熱功能有效，或失效恢復到現有儲水式電熱水器工作模式，顯然實現所述功能電路是簡單易行的。
【權利要求】
1.一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括箱體、溫控系統、加熱系統、進出水系統、防腐系統和漏電保護系統，其特征在于，所述電熱水器還包括水流感應開關，當有水流進流出箱體時所述水流感應開關輸出開關信號；水流感應開關與所述溫控系統之間有信號連接；所述溫控系統含有水流感應開關信號輸入電路和水流感應開關信號狀態采集存儲電路；當水流感應開關信號狀態有效所述溫控系統允許輸出加熱控制信號，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。
2.如權利要求1所述防反復加熱的節能儲水式電熱水器，其特征在于，所述溫控系統采用雙穩態電路或微處理器電路采集存儲水流感應開關信號狀態。
3.如權利要求1所述防反復加熱的節能儲水式電熱水器，其特征在于，所述水流感應開關是與減壓閥做成一體。
4.一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括防反復加熱節能溫控器，其特征在于，所述溫控器由溫控開關、加熱控制電路和繼電器或可控硅組成，所述加熱控制電路含有水流感應開關信號輸入電路和水流感應開關信號狀態采集存儲電路，水流感應開關狀態信號與溫控開關信號組合后的信號為繼電器或可控硅的加熱控制信號，當水流感應開關信號狀態有效允許加熱，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。
5.一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括防反復加熱節能溫控板，其特征在于，所述溫控板是在普通溫控板電路中增加了水流感應開關信號輸入電路，用于連接水流感應開關和普通溫控板中的微處理器；水流感應開關信號狀態由該普通溫控板電路中的微處理器采集存儲，當水流感應開關信號狀態有效后微處理器才可以輸出加熱控制信號，加熱完成后水流感應開關信號有效狀態被清除。
6.一種防反復加熱的節能儲水式電熱水器，包括防反復加熱節能溫控板，其特征在于，所述溫控板是在普通溫控板電路基礎上增加了加熱控制電路，所述加熱控制電路中的水流感應開關狀態信號與普通溫控板電路的原加熱控制信號組合后的信號，再作為普通溫控板電路中的繼電器或可控硅的加熱控制信號。
【文檔編號】F24H9/20GK204063611SQ201420295000
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王慶超 申請人:王慶超