CN101033885A - 装有电动比例阀的电热水器 - Google Patents

Abstract

一种装有电动比例阀的电热水器，主要包括水箱、电加热器、进水管、热水管、水箱温度传感器、控制器与远程操作器，其中电加热器对水箱水加热，水箱中的水温由远程操作器通过控制器设定，在进水管与热水管之间跨接一由远程操作器通过控制器控制的电动比例三通阀，所述进水管与热水管接于所述三通阀的输入端，供水管接于所述三通阀的输出端；在进水管与供热水管上分别设有可将进水温度与供水温度反馈至控制器的温度传感器。本发明由远程操作器设定供水温度，只要水箱水温维持在设定的供水温度以上，CPU便能自动调节比例三通阀将水箱中的热水和进水按需混合，获得设定温度的热水，响应及时，温度稳定，操作简单。

Description

装有电动比例阀的电热水器

技术领域

本发明涉及积放式电热水器。

背景技术

技术领域

本发明涉及家用积放式电热水器。

背景技术

目前的积放式电热水器一般由电加热器2对水箱1中的水加热，然后由热水管11对用户供水，水箱1中的冷水由进水管13补充。水箱1中的水温可由远程操作器5通过控制器4设定。但这种电热水器在通过远程操作器5控制其水温时，只控制电加热器2通电加热与否，由于水温的变化有一定的热惰性，水箱温度一般不会立即达到所设定的温度，存在明显的滞后性，而且随着使用中热水的消耗和冷水的补充，水箱水温也会随之波动。因此，目前用户端的水温主要是通过一组冷热水龙头来调节的。

再则，为了减少热损失，降低能耗，一般热水器设有节能模式与标准模式。在使用低峰时，将水温设定在中温(如50℃左右)，以减少散热损失，即节能模式；只有在使用高峰时，才使用标准模式，即将温度设定到较高温度(如80℃左右)，这样用户势必要经常调节冷热水龙头的开度，以达到所需的温度，因此操作比较麻烦，而且不容易获得令人满意的水温。

发明内容

本发明的目的是提出一种装有电动比例阀的电热水器，通过在冷、热水管之间跨设一电动比例三通阀，当使用远程操作器设定供水温度时，控制器便根据当时所进冷水的温度与水箱热水的温度调节该阀的开度，因此可以无滞后地在供水管端得到相应温度的热水，从而克服现有技术的不足。

本发明的一种装有电动比例阀的电热水器，主要包括水箱、电加热器、进水管、热水管、水箱温度传感器、控制器与远程操作器，其中电加热器对水箱水加热，水箱中的水温由远程操作器通过控制器设定，其特征在于：在进水管与热水管之间跨接一电动比例三通阀，该阀由远程操作器通过控制器控制，所述进水管与热水管接于该三通阀的输入端，供水管接于其输出端；在进水管与供热水管上分别设有可将进水温度与供水温度反馈至控制器的温度传感器。

所述电动比例三通阀主要包括阀体、阀芯与步进电机，并有两个输入端与一个输出端；两输入端的输入量由阀芯在阀体中的位置确定，该位置通过步进电机调节。

所述控制器主要包括电源电路、中央处理器CPU、温度检测电路、远程操作器的通讯接口电路、电加热器控制驱动电路与步进电机驱动电路；设于水箱的温度传感器与设于冷水管、供水管的温度传感器通过温度检测电路输入CPU，远程操作器上数据通过通讯接口电路输入CPU；CPU分别通过电加热棒驱动电路和步进电机驱动电路控制电加热棒和步进电机运行。

所述控制器根据远程操作器上设定的温度，通过安装在水箱、进水管和出水管处的温度传感器采集温度数据，不断控制所述电加热棒和电动阀动作，使电水箱中的高温水与进水的冷水按比例混合，达到远程遥控器上设定的温度的热水。

本发明的装有电动比例阀的电热水器，由远程操作器设定供水温度，只要水箱水温维持在设定的供水温度以上，通过调节所述电动比例三通阀的开度，将水箱中的热水和进水按需混合，在供水管端即可获得设定温度的热水，响应及时，温度稳定，操作简单。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构原理图；

图2是该实施例的电动比例阀的结构示意图；

图3是该实施例的控制器的控制原理图；

图4是该实施例的控制流程图。

图中：1水箱，2电加热器，3电动比例三通阀，4控制器，5远程操作器，6、7、8温度传感器，9出水龙头，10进水管，11热水管，12供水管，13安全卸压阀，14电源，31阀体，32阀芯，33步进电机，34进水管端，35热水管端，36供水管端。

具体实施方式

现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。

如图1，在本实施例的装有电动比例阀的电热水器中，电加热器2对水箱1中的水进行加热，温度传感器6、7和8分别将水箱1中的水温、进水温度与供热水温度反馈至控制器4，电动比例三通阀3跨接在进水管10与热水管11之间，远程操作器5可设定热水器的运行模式与供水温度，远程操作器5控制供水温度时，通过控制器4控制所述比例三通阀3的开度以调节冷热水的比例，从而控制供水温度。

如图2，所述电动比例三通阀3由阀体31、阀芯32与步进电机33组成，所述阀芯32在阀体31中的位置通过步进电机33控制，因此控制步进电机33便可调节冷、热水进水的比例，从而调节供水水温。

如图3，所述控制器4主要由电源电路41、中央处理器CPU、温度检测电路42、远程操作器的通讯接口电路43、电加热器控制驱动电路44与步进电机驱动电路45组成。设于水箱侧的温度传感器6与设于冷水管10、供水管12侧的温度传感器7、8通过温度检测电路42输入CPU。平时CPU根据优化的节能模式程序控制电加热器2对水箱水加热，即用水高峰时将水箱水加热至80℃左右，用水低峰时加热至50℃左右。用水时，用户在远程操作器5上输入所需的供水温度，CPU将该值与温度传感器8测得的出水温度值进行比较，并结合温度传感器6、7与8测得的水箱水温、进水水温和出水温度，计算出电动阀3的开度，并通过步进电机驱动电路45调节电动阀3，使供水管端立即获得所需的水温。

热水器的控制流程如图4。

第一步：接通电源，进行初始化(A1框)，打开比例阀的热水，关闭冷水(A2框)；

第二步：看远程操作器5上的“运转开关”是否已启动(A3框)，如“运转开关”未启动，则不对水箱加热(A13框)；若“运转开关”已启动，则进入待机状态，待机时，如水箱水温尚未达到待机设定的温度，则电加热棒通电对水箱水进行加温，如水箱水温已达待机的设定温度，则停止加热。

具体程序是，待机的运转模式可分节电模式、标准模式与智能模式(A4框)，运转模式可由远程操作器5上的“运转模式按钮”进行设定与切换。在节电模式下工作(A5框，yes)时，水箱水温设定为节电模式温度(可取50℃左右)，如水箱水温≥设定的温度，仃止加热(A15框)；如＜节电模式温度，则通电加热(A7框)；在标准模式下工作(A5框，no)时，水箱水温设定为标准模式温度(如80℃左右)，如水箱水温≥标准模式温度，仃止加热(A16框)，如水箱水温＜标准模式温度，通电加热(A7框)；智能模式是由控制器根据搜集的用户使用习惯数据，进行方案优化，自动在标准模式和节电模式间切换。

供水温度可以在远程操纵器5上进行设定和调整。

第三步：根据设定的供水温度，并结合温度传感器6、7与8测出的水箱水温、进水温度和出水温度，控制器4快速控制调整比例阀3，使水箱水通过热水管11与进水管10中的冷水混合，使用户可迅速获得设定温度的热水。

具体程序如下：检查水箱温度是否已≥设定温度(A8框)，如未达到设定温度则全开比例阀的热水侧并全关冷水侧(A17框)；如已≥设定温度，则看出水温度(温度传感器8测得的数据)是否已≥设定温度(A9框)，如已≥设定温度，则看比例阀的冷水侧是否全开(A10框)，如已全开，则返回循环程序的入口(A3框)；如未全开，则反复调节比例阀的开度(A11框)，直至供水温度＜设定温度(A12框)，再返回循环程序的入口(A3框)。如执行A9框时供水温度＜设定温度，先看比例阀的冷水侧是否全关(A18框)，如已全关温度仍调不上去，则返回循环程序的入口(A3框)，通过执行A7框加热水箱水；否则反复调节比例阀开度(A19)，直至供水温度(温度传感器8)≥设定温度(A20)，再返回循环程序的入口(A3框)。

通过以上程序的控制与调整，用户可以方便、迅速、准确地获得所需温度的热水。

当供水水压和水箱1内的压力超过设定的安全压力时，安全卸压阀13启动卸压，防止各配管和水箱破裂。

Claims (7)

1.一种装有电动比例阀的电热水器，主要包括水箱、电加热器、进水管、热水管、水箱温度传感器、控制器与远程操作器，其中电加热器对水箱水加热，水箱中的水温由远程操作器通过控制器设定，其特征在于：

在进水管与热水管之间跨接一电动比例三通阀，该阀由远程操作器通过控制器控制，所述进水管与热水管接于该三通阀的输入端，供水管接于其输出端；

在进水管与供热水管上分别设有可将进水温度与供水温度反馈至控制器的温度传感器。

2.根据权利要求1所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于：所述电动比例三通阀主要包括阀体、阀芯与步进电机，并有两个输入端与一个输出端；两输入端的输入量由阀芯在阀体中的位置确定，该位置通过步进电机调节。

3.根据权利要求1所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于：所述控制器主要包括电源电路、中央处理器CPU、温度检测电路、远程操作器的通讯接口电路、电加热器控制驱动电路与步进电机驱动电路；设于水箱的温度传感器与设于冷水管、供水管的温度传感器通过温度检测电路输入CPU，远程操作器上数据通过通讯接口电路输入CPU；CPU分别通过电加热棒驱动电路和步进电机驱动电路控制电加热棒和步进电机运行。

4.根据权利要求1所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于所述控制器根据远程操作器上设定的温度，通过安装在水箱、进水管和出水管处的温度传感器采集温度数据，不断控制所述电加热棒和电动阀动作，使电水箱中的高温水与进水的冷水按比例混合，达到远程遥控器上设定的温度的热水。

5.根据权利要求1与4所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于其控制流程是：

第一步：接通电源，进行初始化，打开比例阀的热水，关闭冷水；

第二步：看远程操作器上的“运转开关”是否已启动，如“运转开关”未启动，则不对水箱加热；若“运转开关”已启动，则进入待机状态，待机时，如水箱水温尚未达到待机设定的温度，则电加热棒通电对水箱水进行加温，如水箱水温已达待机的设定温度，则停止加热；

第三步：根据设定的供水温度，并结合温度传感器测出的进水温度和水箱水温，控制器快速控制调整比例阀，使水箱水通过热水管与进水管中的冷水混合，使用户可迅速获得设定温度的热水。

6.根据权利要求5所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于：

所述第二步的待机运转模式可分节电模式、标准模式与智能模式，运转模式可由远程操作器5上的“运转模式按钮”进行设定与切换。在节电模式下工作时，水箱水温设定为节电模式温度，如水箱水温≥设定的温度，仃止加热；如＜节电模式温度，则通电加热；在标准模式下工作时，水箱水温设定为标准模式温度，如水箱水温≥标准模式温度，仃止加热，如水箱水温＜标准模式温度，通电加热；智能模式是由控制器根据搜集的用户使用习惯数据，进行方案优化，自动在标准模式和节电模式间切换。

7.根据权利要求5所述的装有电动比例阀的电热水器，其特征在于：

所述第三步中根据设定供水温度控制调整比例阀的程序为，检查水箱温度是否已≥设定温度，如未达到设定温度则全开比例阀的热水侧并全关冷水侧；如已≥设定温度，则看出水温度是否已≥设定温度，如已≥设定温度，则看比例阀的冷水侧是否全开，如已全开，则返回循环程序的入口；如未全开，则反复调节比例阀的开度，直至供水温度＜设定温度，再返回循环程序的入口；

如供水温度＜设定温度，先看比例阀的冷水侧是否全关，如已全关温度仍调不上去，则返回循环程序的入口，加热水箱水；否则反复调节比例阀开度，直至供水温度≥设定温度，再返回循环程序的入口。

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