CN103743114A - 一种恒温热水器的水温自动控制电路 - Google Patents

Abstract

一种恒温热水器的水温自动控制电路，该水温的自动控制电路，包括电加热器供电电路、变压整流稳压电路、显示电路、微型电动水阀电路、触发电路和微电脑芯片及控制信号传输电路；该电路是采用微电脑芯片控制技术，除了根据进出水温、设定温度的动态数据随时调节输出功率之外，还通过微型水阀电机调节水量，达到任何时候出水温度恒定的效果。即使是在冬天水量大及水温低时，热水器也能自行调节水量来达到恒温，也能达到洗浴卫生用水舒适度非常好的效果。

Description

一种恒温热水器的水温自动控制电路

技术领域

本发明涉及一种恒温热水器的水温自动控制电路，属于日用家电技术领域。

背景技术

随着现代生活质量的提高，人们对洗浴卫生热水的舒适性要求越来越高。特别是对于现代家庭洗浴卫生热水，人们希望即开即热，在设定好水温之后，无需过多的手动调节，也无需预热等待，即可获得源源不断的恒温舒适的热水，可满足连续多人洗浴。要想快速获得恒温舒适的热水，关键在于电热水器出水温度的精确调节，根据电压、进水量、进水温度、出水温度等动态数据，采用先进的控制技术，达到出水温度恒定的效果，使洗浴舒适性更好。

目前，电热水器的水温调节技术主要有四种，一是冷热水混合手动调节，二是档位手动调节，三是无级自动调温技术，四是动态恒温技术。冷热水混合手动调节主要应用于储水式电热水器，完全依靠冷热水混合阀的手动调节得到适合的水温，这种调节得到水温控制不精确，需要多次反复调节混合水阀。档位手动调节是通过档位调节功率来达到调节温度的目的，简单的产品只有三档调节，稍好点的会设至七至九档调节。以上2种控制方式是通过手动调节冷热水混合阀或者档位调节功率来实现水温的调节，因此温度控制不精确，既浪费水，又浪费电，不节能。此外在电压、水压、进水温度波动时，仍会忽冷忽热，舒适度差。无级自动调温技术采用微电脑通过可控硅变频控制器将热水器的输出功率细分为无数微小的档位，对热水器的水温进行精确控制，一般分为20~30档，30档比较适中，每档调节一度左右，既能较好的满足需求，又不致太繁琐。这种控制属于静态控制温度范畴，在电压、水压、进水温度波动时，仍会忽冷忽热，舒适度有限。动态恒温技术根据进水、出水温度和设定温度的动态数据，采用微电脑技术随时控制调节电热水器的输出功率，达到在电压、水压、进水温度波动时出水温度恒定的效果，洗浴舒适度更好。但是当冬天水量大及水温低时，热水器的功率最大而水温达不到设定温度时，热水器不能自行调节水量来达到恒温。

为了进一步提高出水温度调节的精确性，实现动态控制温度，达到任何时候出水温度恒定，使洗浴舒适度更好的热水器。因此，社会上迫切需要一种出水温度恒定的恒温热水器。为此，需要有一种适应这种恒温热水器的水温自动控制电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒温热水器的水温自动控制电路，该电路采用微电脑芯片控制技术，除了根据进出水温、设定温度的动态数据随时调节输出功率之外，还通过微型水阀电机调节水量，达到任何时候出水温度恒定的效果。即使是在冬天水量大及水温低时，热水器也能自行调节水量来达到恒温，也能达到洗浴卫生用水舒适度非常好的效果。

本发明的技术方案是：一种恒温热水器的水温自动控制电路，该水温自动控制电路，包括电加热器供电电路、变压整流稳压电路、显示电路、微型电动水阀电路、触发电路和微电脑芯片及控制信号传输电路；所述的电加热器供电电路，由漏电保护开关、可控硅组成，通过触发电路改变可控硅的导通角，随时调节输出电功率，控制电加热器的工作；该电路采用双断双开的控制方案，在电热水器启动和关闭的同时，电源的双极（火线、零线）同时关断或开启，还设置漏电保护功能，确保用电安全。

进一步，所述的变压整流稳压电路由变压器、整流模块和直流稳压模块组成，给显示电路、微型电动水阀电路、触发电路、水量开关、传感器和微电脑芯片提供所需的工作直流电源。

进一步，所述的显示电路由显示屏、T1、T2及驱动电路组成，用于显示电热水器的工作状态、进出水温、设定温度和故障代码。

进一步，所述的微型电动水阀电路，由微型电动水阀和驱动电路组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使微型电动水阀实施进水量的调节，达到任何时候出水温度恒定的效果。

进一步，所述的触发电路由光电耦合器、触发二极管、三极管T7、电阻R3和电容C4组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使主电路中可控硅随时调节输出电功率，控制电加热器的工作。

进一步，所述的微电脑芯片及控制信号传输电路是微电脑芯片自动检测到水流开关、按键、各种传感器的电信号后，经过编程处理，向各执行机构发出相应的工作指令。

进一步，所述的输入微电脑芯片的控制信号，包括水流开关信号，开/关按键、升温按键、降温按键操作信号，进水温度传感器信号，出水温度传感器信号和防止干烧传感器信号。

本发明有益效果是：

（1）．本控制电路采用双断双开的控制方案，在电热水器启动和关闭的同时，电源的双极（火线、零线）同时关断或开启，还设置漏电保护功能，确保用电安全。

（2）．本控制电路仅设置开/关机、升温和降温三个按键，操作便捷，只需设定好需要的出水温度，开机后3秒左右出热水，8秒左右即可得到恒温热水（视不同的电功率而定），实现即开即热的用水要求。

（3）．在水流或电压发生变化的同时使输出电功率发生相应的变化，从而使温度保持不变，当水流或电压发生变化过大，出水温度有1~2℃的偏差时，本控制器能够在3秒左右恢复到设定水温，水温调节快速、精确。

（4）．本控制电路设置水流开关，当电热水器无水时，禁止开机；或使用过程中突然停水时，电热水器立即停机，以确保安全。

（5）．本控制电路具有超温保护功能，当出水温度达到55℃或60℃时，微电脑芯片自动停止加热，当出水温度降低于设定温度后就会恢复重新加热。

（6）．本控制电路具有防干烧保护功能，当加热体温度达到95℃或以上时，防干烧温控器自动断开切断电源，停止加热，当加热体温度降低于额定温度后就会自动或者需手动恢复。

（7）．本控制电路还具有自动检测、自动故障报警功能（超温显示E1、漏电显示E2、传感器故障显示E3、 干烧显示E4）等多重安全保护。

附图说明

附图用于对本发明的进一步的解释和说明。但并不限制本发明。

图1是本发明的一种恒温热水器的水温自动控制电路的原理结构框图。

图2是本发明的一种恒温热水器的水温自动控制电路的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合本发明的恒温热水器的水温自动控制电路的原理结构框图、和电路原理图工作过程，详细阐述本发明。图1是本发明的一种恒温热水器的水温自动控制电路的原理结构框图。图2是电路原理图。从附图可以看出，

本发明的技术方案是：一种恒温热水器的水温自动控制电路，该水温自动控制电路，包括电加热器供电电路、变压整流稳压电路、显示电路、微型电动水阀电路、触发电路和微电脑芯片及控制信号传输电路；所述的电加热器供电电路，由漏电保护开关、可控硅组成，通过触发电路改变可控硅的导通角，随时调节输出电功率，控制电加热器的工作；该电路采用双断双开的控制方案，在电热水器启动和关闭的同时，电源的双极（火线、零线）同时关断或开启，还设置漏电保护功能，确保用电安全。

进一步，所述的变压整流稳压电路由变压器、整流模块和直流稳压模块组成，给显示电路、微型电动水阀电路、触发电路、水量开关、传感器和微电脑芯片提供所需的工作直流电源。

进一步，所述的显示电路由显示屏、T1、T2及驱动电路组成，用于显示电热水器的工作状态、进出水温、设定温度和故障代码。

进一步，所述的微型电动水阀电路，由微型电动水阀和驱动电路组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使微型电动水阀实施进水量的调节，达到任何时候出水温度恒定的效果。

进一步，所述的触发电路由光电耦合器、触发二极管、三极管T7、电阻R3和电容C4组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使主电路中可控硅随时调节输出电功率，控制电加热器的工作。

进一步，所述的微电脑芯片及控制信号传输电路是微电脑芯片自动检测到水流开关、按键、各种传感器的电信号后，经过编程处理，向各执行机构发出相应的工作指令。

进一步，所述的输入微电脑芯片的控制信号，包括水流开关信号，开/关按键、升温按键、降温按键操作信号，进水温度传感器信号，出水温度传感器信号和防止干烧传感器信号。

本发明的恒温热水器的水温自动控制电路控制过程是：

①接通电源：闭合漏电保护开关，即给电加热器主电路和控制电路供电，电源指示灯点亮。控制电路工作电源由变压整流稳压电路提供，微电脑芯片接通电源时，CPU在开始运行前要求芯片内部各部分电路状态完成初始化。

②操作按键：按下开/关按键，显示屏点亮，显示当前进水、出水温度及原先设定的出水温度。若要改变之前的设定温度，可按升温按键或者降温按键进行调节，直至调好设定温度，为开启电热水器做准备。

③开启电热水器：开启供水阀门，花洒有水喷出，装在入水口的水流开关动作，将开机信号传给微电脑芯片，微电脑芯片经过程序计算处理，发出开机指令，三极管T7导通，使光电耦合器工作，为接通触发电路做装备。此时，加热工作指示灯点亮，微型电动水阀处于全开状态。

④调节功率：根据进水温度、出水温度和设定温度的比较，微电脑芯片经过程序计算处理，接通触发电路电源，同时改变可控硅的导通角，刚开始增大导通角，输出功率增大，出水温度随之升高；当出水温度接近设定温度时，减小导通角，输出功率较少，使出水温度趋于恒定。只要出水温度与设定温度有1~2℃的偏差时，通过微电脑芯片自动调节可控硅的导通角，精确控制输出功率，能够在3秒左右恢复到设定水温，水温调节快速、精确。

⑤调节水量：刚开始加热工作时，微型电动水阀一直处于全开状态，但是当进水温度过低，或者输出功率已经达到最大时，微电脑芯片经过程序计算处理，向微型电动水阀发出关小水量的指令，控制其水量的大小，以快速提高出水温度，使出水温度快速回复到设定温度，并趋于恒定。

⑥无水或停水保护：当电热水器无水流出时，水流开关检测不到水量信号，微电脑芯片发出禁止开机指令。在电热水器使用过程中突然停水时，水流开关检测到水量信号停止，微电脑芯片发出停机指令，电热水器立即停机，以确保安全。

⑦超温保护：在电热水器使用过程中，当出水温度传感器检测到出水温度达到55℃或以上时，微电脑芯片发出指令，自动停止加热，当出水温度降低于设定温度后就会恢复重新加热。

⑧防干烧保护：在电热水器使用过程中，当防干烧传感器检测到加热体温度达到90℃或以上时，防干烧温控器自动断开切断电源，停止加热，当加热体温度降低于额定温度后就会自动或者需手动恢复。

⑨自动检测、自动故障报警：在电热水器使用过程中，微电脑芯片具有自动检测、自动故障报警功能（超温显示E1、漏电显示E2、传感器故障显示E3、 干烧显示E4）等多重安全保护，若发生相应的故障，将自动停止加热，并在显示屏上显示相应的故障代码。

⑩关水关电：洗涤结束后，将进水阀门关闭，加热工作指示灯熄灭，再按一下开/关按键，显示屏也熄灭，电热水器完全停止工作。最后关闭漏电保护开关，电源指示灯熄灭，最终使电热水器断电。

从以上说明可以看出，本发明解决技术问题，是采用微电脑芯片控制，根据进水温度传感器、出水温度传感器和设定温度的动态数据，通过触发电路使可控硅随时调节功率，通过微型电动水阀调节进水量，达到在电压、水压、进水温度波动时出水温度仍然恒定的效果。

需要说明的是，本发明的技术构思，对于本领域技术人员来说，可以在本构思的指导下，推导出多个相同或类似的替代方案，但是，凡是在本构思下的技术方案，都在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，该水温自动控制电路，包括电加热器供电电路、变压整流稳压电路、显示电路、微型电动水阀电路、触发电路和微电脑芯片及控制信号传输电路；所述的电加热器供电电路，由漏电保护开关、可控硅组成，通过触发电路改变可控硅的导通角，随时调节输出电功率，控制电加热器的工作；该电路采用双断双开的控制方案，在电热水器启动和关闭的同时，电源的双极（火线、零线）同时关断或开启，还设置漏电保护功能，确保用电安全。

2.按照权利要求1所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的变压整流稳压电路由变压器、整流模块和直流稳压模块组成，给显示电路、微型电动水阀电路、触发电路、水量开关、传感器和微电脑芯片提供所需的工作直流电源。

3.按照权利要求1所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的．显示电路由显示屏、T1、T2及驱动电路组成，用于显示电热水器的工作状态、进出水温、设定温度和故障代码。

4.按照权利要求1所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的微型电动水阀电路，由微型电动水阀和驱动电路组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使微型电动水阀实施进水量的调节，达到任何时候出水温度恒定的效果。

5.按照权利要求1所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的触发电路由光电耦合器、触发二极管、三极管T7、电阻R3和电容C4组成，根据微电脑芯片发出的控制信号，使主电路中可控硅随时调节输出电功率，控制电加热器的工作。

6.按照权利要求1所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的微电脑芯片及控制信号传输电路是微电脑芯片自动检测到水流开关、按键、各种传感器的电信号后，经过编程处理，向各执行机构发出相应的工作指令。

7.按照权利要求6所述的一种恒温热水器的水温自动控制电路，其特征在于，所述的输入微电脑芯片的控制信号，包括水流开关信号，开/关按键、升温按键、降温按键操作信号，进水温度传感器信号，出水温度传感器信号和防止干烧传感器信号。

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