CN111121311B

CN111121311B - 一种全自动化中央热水***

Info

Publication number: CN111121311B
Application number: CN201911359482.9A
Authority: CN
Inventors: 陈�胜; 陈贤森; 江明威
Original assignee: Guangzhou Liwang Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Liwang Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN111121311A

Abstract

本发明涉及热水***领域，公开了一种全自动化中央热水***，包括集热单元、储热单元、辅助加热单元、控制单元和供电单元，集热单元包括若干个并联连接的太阳能集热器，第一温度传感器、第二温度传感器、液位传感器、进水控制阀、第一开关、第二开关、启动开关和供电单元均与控制单元连接；供电单元包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一发光二极管、第一三极管、第二发光二极管、第二三极管、第一电阻、第三三极管、第二电阻、第二电容、第一二极管、第三电阻、第三电容、第一电位器、第四电容和电压输出端。实施本发明的全自动化中央热水***，具有以下有益效果：电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

一种全自动化中央热水***

技术领域

本发明涉及热水***领域，特别涉及一种全自动化中央热水***。

背景技术

近年来，环境污染、能源危机的形式日益严峻，太阳能等清洁能源的使用越来越广泛。太阳能属于可再生能源且无污染，常见的应用比如太阳能热水器。现有技术中一些中央热水***充分利用太阳能，太阳能利用率高，储水量大，能够满足较大的需水量。利用电热锅炉辅助加热，满足阴雨天和冬季用水需求，采用光电结合的方式，全天候提供热水。通过微电脑智能化控制，实时监控相关信息，操作简单方便。图1为传统中央热水***中电源供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统中央热水***中电源供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统中央热水***中电源供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的全自动化中央热水***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种全自动化中央热水***，包括集热单元、储热单元、辅助加热单元、控制单元和供电单元，所述集热单元通过所述储热单元与所述辅助加热单元连接，所述集热单元、储热单元和辅助加热单元均与所述控制单元连接，所述集热单元包括若干个并联连接的太阳能集热器，所述太阳能集热器上安装有第一温度传感器，所述储热单元包括储水箱和集热循环泵，所述储水箱上设有进水控制阀，所述储水箱内安装有第二温度传感器和液位传感器，所述集热循环泵上设定第一开关，所述辅助加热单元包括电热锅炉和锅炉循环泵，所述电热锅炉上设有启动开关，所述锅炉循环泵上设有第二开关，所述储水箱通过所述集热循环泵与所述太阳能集热器连接，所述电热锅炉通过所述锅炉循环泵与所述储水箱连接，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述液位传感器、所述进水控制阀、所述第一开关、所述第二开关、所述启动开关和所述供电单元均与所述控制单元连接；

所述供电单元包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一发光二极管、第一三极管、第二发光二极管、第二三极管、第一电阻、第三三极管、第二电阻、第二电容、第一二极管、第三电阻、第三电容、第一电位器、第四电容和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个交流输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个交流输入端连接，所述整流桥的一个直流输出端分别与所述第一电容的一端、所述第一发光二极管的阳极和所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述第二发光二极管的阳极连接，所述第二发光二极管的阴极分别与所述第二三极管的集电极和所述第二电容的一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻的一端和所述第一二极管的阳极连接，所述第二三极管的基极分别与所述第一电阻的另一端和所述第三三极管的集电极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电阻的一端、所述第四电容的一端和所述电压输出端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第二电容的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第三电容的一端、所述第一电位器的一个固定端和滑动端连接，所述整流桥的另一个直流输出端分别与所述第一电容的另一端、所述第一发光二极管的阴极、所述第二三极管的发射极、所述第三三极管的发射极和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电容的另一端、所述第一电位器的另一端和所述第四电容的另一端连接。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第一二极管的型号为S-272T。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述供电单元还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三三极管的发射极连接。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第五电阻的阻值为45kΩ。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述供电单元还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第四电阻的阻值为36kΩ。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第一三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第二三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的全自动化中央热水***中，所述第三三极管为NPN型三极管。

实施本发明的全自动化中央热水***，具有以下有益效果：由于设有集热单元、储热单元、辅助加热单元、控制单元和供电单元，供电单元包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一发光二极管、第一三极管、第二发光二极管、第二三极管、第一电阻、第三三极管、第二电阻、第二电容、第一二极管、第三电阻、第三电容、第一电位器、第四电容和电压输出端，该供电单元与传统中央热水***中电源供电部分相比，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统中央热水***中电源供电部分的电路原理图；

图2为本发明全自动化中央热水***一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中全自动化中央热水***的结构框图；

图4为所述实施例中供电单元的电路原理图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明全自动化中央热水***实施例中，其全自动化中央热水***的结构示意图如图2所示。图3为本实施例中全自动化中央热水***的结构框图。如图2和图3所示，该全自动化中央热水***包括集热单元1、储热单元2、辅助加热单元3、控制单元4和供电单元5，其中，集热单元1通过储热单元2与辅助加热单元3连接，集热单元1、储热单元2和辅助加热单元3均与控制单元4连接，集热单元1包括若干个并联连接的太阳能集热器，可以降低管道的运行阻力。太阳能集热器上安装有第一温度传感器11。

储热单元2包括储水箱和集热循环泵，储水箱上设有进水控制阀21，储水箱内安装有第二温度传感器22和液位传感器23，集热循环泵上设定第一开关24，通过液位传感器23来测量储水箱内水位，当储水箱内水位低于一定值时，进水控制阀21开启，储水箱开始上水；当储水箱内水位高于一定值时，进水控制阀21关闭，储水箱停止上水。

辅助加热单元3包括电热锅炉和锅炉循环泵，电热锅炉上设有启动开关31，锅炉循环泵上设有第二开关32，储水箱通过集热循环泵与太阳能集热器连接，电热锅炉通过锅炉循环泵与储水箱连接，第一温度传感器11、第二温度传感器22、液位传感器23、进水控制阀21、第一开关24、第二开关32、启动开关31和供电单元5均与控制单元4连接。

供电单元5用于显示太阳能中央热水***相关数据信息和对***相关单元进行控制。第一温度传感器11用于测试太阳能集热器的温度，第二温度传感器22用于测试储水箱内水温，第一开关24用于控制集热循环泵的开闭。当太阳能集热器的温度比储水箱内水温高8℃时，第一开关24开启，集热循环泵开始工作，太阳能热水器与储水箱之间形成热量循环；当太阳能集热器温度比储水箱内水温高5℃时，第一开关24关闭，热量循环停止。这种方式可以充分有效地利用太阳能的热量，提高太阳能的利用效率。

第二温度传感器22用来测试储水箱内水温，启动开关31用于控制电加热炉的启停，第二开关32用于控制锅炉循环泵的开闭。当储水箱内水温低于一定值时，启动开关31和第二开关32开启，电热锅炉和锅炉循环泵开始工作，电热锅炉和储水箱之间形成热量循环；当储水箱内水温高于一定值时，启动开关31和第二开关32关闭，电热锅炉和锅炉循环泵停止工作，热量循环停止。通过电热锅炉辅助加热的功能，可以满足冬季和阴雨天气的用水需求，实现全天候提供热水。

图4为本实施例中供电单元的电路原理图，图4中，该供电单元5包括电压输入端Vin、变压器T、整流桥Z、第一电容C1、第一发光二极管LED1、第一三极管Q1、第二发光二极管LED2、第二三极管Q2、第一电阻R1、第三三极管Q3、第二电阻R2、第二电容C2、第一二极管D1、第三电阻R3、第三电容C3、第一电位器RP4、第四电容C4和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin的一端与变压器T的初级线圈的一端连接，电压输入端Vin的另一端与变压器T的初级线圈的另一端连接，变压器T的次级线圈的一端与整流桥Z的一个交流输入端连接，变压器T的次级线圈的另一端与整流桥Z的另一个交流输入端连接，整流桥Z的一个直流输出端分别与第一电容C1的一端、第一发光二极管LED1的阳极和第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的基极与第二发光二极管LED2的阳极连接，第二发光二极管LED2的阴极分别与第二三极管Q2的集电极和第二电容C2的一端连接，第一三极管Q1的集电极与第一电阻R1的一端和第一二极管D1的阳极连接，第二三极管Q2的基极分别与第一电阻R1的另一端和第三三极管Q3的集电极连接，第一二极管D1的阴极分别与第三电阻R3的一端、第四电容C4的一端和电压输出端Vo连接，第三三极管Q3的基极分别与第二电容C2的另一端、第三电阻R3的另一端、第三电容C3的一端、第一电位器RP4的一个固定端和滑动端连接，整流桥Z的另一个直流输出端分别与第一电C1容的另一端、第一发光二极管LED1的阴极、第二三极管Q2的发射极、第三三极管Q3的发射极和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第三电容C3的另一端、第一电位器RP4的另一端和第四电容C4的另一端连接。

该供电单元5与传统中央热水***中电源供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一二极管D1所在支路的电流较大时，通过该第一二极管D1可以降低第一二极管D1所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-272T。当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有相同功能的二极管。

本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管，第三三极管Q3为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为NPN型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

该供电单元5的工作原理如下：电压输入端Vin通过变压器T变压和整流桥Z整流，第一电容C1滤波变为直流电，第一发光二极管LED1是电源指示灯，第二发光二极管LED2是工作指示灯，第一三极管Q1为工作控制三极管，工作于开关状态；第二三极管Q2、第三三极管Q3和第二电容C2构成单稳触发器，第三电阻R3和第一电位器RP4构成限压取样电路，第二电阻R2是限流取样电阻。

待机状态：接通电源，电压输出端Vo若不接负载，第二三极管Q2因无基极电压而截止，第一三极管Q1也截止，无电压输出，此时只有第一发光二极管LED1发光。

稳压过程：当电压输出端Vo接上负载后，第一三极管Q1迅速导通，电压输出端Vo的电压升高；由于第二电容C2是正反馈作用，电路状态迅速达到稳态。此时，第一三极管Q1、第二三极管Q2导通，第三三极管Q3截止，给负载供电，第二发光二极管LED2发光。

如果电压输出端Vo的电流大于限定值，第二电阻R2两端的电压升高，第三三极管Q3的BE极间电压高于死区电压，单稳触发器状态被触发，第三三极管Q3导通，第一三极管Q1、第二三极管Q2截止，电压输出端Vo停止供电；恢复正常后，单稳触发器自动复位，又进入稳压工作状态。

本实施例中，该供电单元5还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第五电阻R5的另一端与第三三极管Q3的发射极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第二三极管Q2的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二三极管Q2的发射极电流较大时，通过该第五电阻R5可以降低第二三极管Q2的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为45kΩ。当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该供电单元5还包括第四电阻R6，第四电阻R6的一端与第一电容C1的一端连接，第四电阻R6的另一端与第一三极管Q1的发射极连接。第四电阻R6为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一三极管Q1的发射极电流较大时，通过该第四电阻R6可以降低第一三极管Q1的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R6的阻值为36kΩ。当然，在实际应用中，第四电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该供电单元5与传统中央热水***中电源供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该供电单元5中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全自动化中央热水***，其特征在于，包括集热单元、储热单元、辅助加热单元、控制单元和供电单元，所述集热单元通过所述储热单元与所述辅助加热单元连接，所述集热单元、储热单元和辅助加热单元均与所述控制单元连接，所述集热单元包括若干个并联连接的太阳能集热器，所述太阳能集热器上安装有第一温度传感器，所述储热单元包括储水箱和集热循环泵，所述储水箱上设有进水控制阀，所述储水箱内安装有第二温度传感器和液位传感器，所述集热循环泵上设定第一开关，所述辅助加热单元包括电热锅炉和锅炉循环泵，所述电热锅炉上设有启动开关，所述锅炉循环泵上设有第二开关，所述储水箱通过所述集热循环泵与所述太阳能集热器连接，所述电热锅炉通过所述锅炉循环泵与所述储水箱连接，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述液位传感器、所述进水控制阀、所述第一开关、所述第二开关、所述启动开关和所述供电单元均与所述控制单元连接；

2.根据权利要求1所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第一二极管的型号为S-272T。

3.根据权利要求1所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述供电单元还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三三极管的发射极连接。

4.根据权利要求3所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第五电阻的阻值为45kΩ。

5.根据权利要求1所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述供电单元还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接。

6.根据权利要求5所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第四电阻的阻值为36kΩ。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第二三极管为NPN型三极管。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的全自动化中央热水***，其特征在于，所述第三三极管为NPN型三极管。