CN101881511A - 热水器节水装置 - Google Patents

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本发明热水器节水装置涉及一种热水器的节水设备，特别是一种能够自动加热并分流冷、热水的节水控制器。包括水流量传感器、温度传感器、控制电路和电磁阀，水流量传感器装置在管道中，电磁阀和温度传感器装置在管道三通处，控制电路包括电源控制电路和水流量检测控制电路；电源控制电路包括电压比较器LM111、电阻R1、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管V1、继电器K、可调电阻RP和晶体二极管VD1；水流量检测控制电路包括热敏电阻RT1、可调电阻RP1、电阻R2、电阻R3、时基电路、电阻R4、发光二极管LED1、电阻R5、发光二极管LED2、电磁阀YV和晶体二极管VD2。

Description

热水器节水装置
技术领域
本发明热水器节水装置涉及一种热水器的节水设备，特别是一种能够自动加热并分流冷、热水的节水控制器。
背景技术
节水与节能密切相关。水的抽取、净化、输送、加热需要能源，通过节约用水，减少水的使用量，就是节约了能源。因此，节水也是节能。日常生活中在使用热水器沐浴时通常是将热水器出水口与放水龙头之间的冷水放掉，这样无形中就造成了水资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种热水器节水装置，是一种将水流量传感器装置在管道中，电磁阀和温度传感器装置在管道的三通处，当热水器热水龙头流出的未达到设定温度的冷水在电磁阀的作用下流入蓄水池，当热水管中水温度达到设定温度时，在电磁阀的作用下水从热水龙头中流出，从而实现节水、节能的目的。
本发明热水器节水装置是采取以下技术方案实现的：热水器节水装置包括水流量传感器、温度传感器、控制电路和电磁阀，水流量传感器装置在管道中，电磁阀和温度传感器装置在管道的三通处，控制电路包括电源控制电路和水流量检测控制电路；水流量传感器的检测头安装在热水器的出水管内部，信号输出线经出水管上的引出孔与控制电路相连接；控制电路安装在热水器外壳的电源旁，控制电路利用热水器的自身交流电源、经整流集成块整流后得到控制电路所需的直流电源VCC；水流量传感器的输出端与电源控制电路输入端串联，电源控制电路包括电压比较器LM111、电阻R1、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管V1、继电器K、可调电阻RP和晶体二极管VD1，电压比较器LM111的同相输入端P1与水流量传感器相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器的输出端与电阻R1一端相连，电阻R1的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管V1的基极相连，晶体三极管V1的集电极与继电器K一端相连，继电器K另一端与热水器相连，在继电器K上并联一个晶体二极管VD1，其中电阻R1可以限制电压比较器LM111输出电流；电容C1用以提高输入触发器FF1的信号的稳定性；晶体二极管VD1用来保护继电器K的线圈。
所述的水流量传感器采用市售的JR-A368-3型水流量传感器。
所述的继电器K采用市售的CD4098继电器。
所述的引出孔采用高压橡胶密封圈密封，以防漏水。
所述的整流集成块采用DB107整流器。
所述的触发器FF1和触发器FF2采用市售的40106A施密特触发器。
水流量检测控制电路包括热敏电阻RT1、可调电阻RP1、电阻R2、电阻R3、时基电路、电阻R4、发光二极管LED1、电阻R5、发光二极管LED2、电磁阀YV和晶体二极管VD2，热敏电阻RT1的一端与电源VCC相连，热敏电阻RT1的另一端同时与可调电阻RP1和时基电路的P26脚相连，可调电阻RP1的另一端接地，电阻R2与电阻R3串联，电阻R2的一端与电源VCC相连，电阻R2的另一端与时基电路的P22脚相连，时基电路的P28脚和P24脚与电源VCC相连，时基电路的P21脚接地，电阻R4一端与电源VCC相连，电阻R4与发光二极管LED1、电阻R5和发光二极管LED2串联，发光二极管LED2的一端接地，时基电路的P23脚与电阻R5的一端相连，电磁阀YV与电阻R5和发光二极管LED2并联，电磁阀YV上并联有晶体二极管VD2。
其中，电阻R2和电阻R3共同作用，起到设定比较值的作用；电阻R4和电阻R5用以限制流入发光二级管LED1和发光二极管LED2的电流；所述的热敏电阻RT1采用市售的SCK25200型负温度系数的热敏电阻，可调电阻RP1采用市售的WS30型电阻，改变可调电阻RP1的阻值可以改变温度范围，负温度系数的热敏电阻RT1的特性是随着温度的上升其电阻值下降，热敏电阻RT1和可调电阻RP1为温度上限检测电阻，用于检测设定温度；晶体二极管VD2用来保护电磁阀YV的线圈。
所述的水流量传感器采用市售的JR-A368-3型传感器。
所述的时基电路采用555时基电路。
所述的发光二极管LED1为绿色发光二极管，发光二极管LED2为红色发光二极管。
所述的电磁阀YV采用市售的Q22DH-15型电磁阀，采用了两位三通式直动式电磁阀，其工作原理是通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
工作原理：当打开热水龙头时，水流量传感器检测到水管水流动时输出高电平，电压比较器LM111的P2脚电位大于电压比较器LM111的P3脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出高电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管V处于导通状态，继电器K动作，接通热水器电源，热水器开始加热工作，由于此时水管中的温度传感器热敏电阻RT1检测到水流温度没有达到设定温度，555时基电路的P26脚电位小于555时基电路的P22脚电位，555时基电路的P23脚输出低电平，电磁阀YV线圈得电，电磁阀门动作，打开蓄水池管道，关断热水龙头管道；当水管中的温度传感器热敏电阻RT1检测到水流温度达到设定温度，555时基电路的P26脚电位大于555时基电路的P22脚电位，555时基电路的P23脚输出高电平，电磁阀YV线圈失电，电磁阀门复位，关断蓄水池管道，导通热水龙头管道；当关闭热水水龙头，水流量传感器输出低电平，电压比较器LM111的P2脚电位小于电压比较器LM111的P3脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出低电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管V处于截止状态，继电器K不动作，热水器断电不工作。555时基电路的P23脚输出的就是控制电磁阀YV工作的信号，输出高电平时发光二极管LED2发出红色的光、电磁阀YV不工作，输出低电平时发光二极管LED1发出绿色的光、电磁阀YV工作。
从而实现打开热水水龙头时热水器自动开启加热，同时该节水器的温度传感器检测水管中水的温度，只要水龙头放出的水未达到设定温度，电磁阀动作将冷水流入蓄水池，热水水龙头中没有水流出；当水管中的水温度达到设定温度时电磁阀复位，关断蓄水管道，接通热水龙头管道，热水从水龙头中流出。
本发明热水器节水装置设计合理、结构简单，当热水器热水龙头流出的未达到温度的冷水在电磁阀的作用下流入蓄水池，当热水管中水温度达到设定温度时，在电磁阀的作用下水从热水龙头中流出。被加热的水在机体内始终是流动的，冷水流蓄水池，热水流水龙头，充分利用水管中的每一段水，只要温度达到设定温度，就断开蓄水池，冷热分流，温控设定，最大限度的减少水的浪费。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明热水器节水装置的控制电路电路图。
图2是本发明热水器节水装置的使用状态示意图。
图3是本发明热水器节水装置的电磁阀工作原理图。
图中：1、热水器，2、水流量传感器，3、热水龙头，4、冷水出口处，5、温度传感器和电磁阀，6、蓄水池，7、热水管道口，8、电磁阀线圈，9、阀芯，10、弹簧。
具体实施方式
参照附图1～3，本发明热水器节水装置包括水流量传感器2、温度传感器、控制电路和电磁阀，水流量传感器2装置在管道中，温度传感器和电磁阀5装置在管道的三通处，控制电路包括电源控制电路和水流量检测控制电路；水流量传感器2的检测头安装在热水器1的出水管内部，信号输出线经出水管上的引出孔与控制电路相连接；控制电路安装在热水器外壳的电源旁，控制电路利用热水器1的自身交流电源、经整流集成块整流后得到控制电路所需的直流电源VCC；水流量传感器2的输出端与电源控制电路输入端串联，电源控制电路包括电压比较器LM111、电阻R1、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管V1、继电器K、可调电阻RP和晶体二极管VD1，电压比较器LM111的同相输入端P1与水流量传感器相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器的输出端与电阻R1一端相连，电阻R1的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管V1的基极相连，晶体三极管V1的集电极与继电器K一端相连，继电器K另一端与热水器相连，在继电器K上并联一个晶体二极管VD1，其中电阻R1可以限制电压比较器LM111输出电流；电容C1用以提高输入触发器FF1的信号的稳定性；晶体三极管VD1用来保护继电器K的线圈。
所述的水流量传感器采用市售的JR-A368-3型水流量传感器。
所述的继电器K采用市售的CD4098继电器。
所述的引出孔采用高压橡胶密封圈密封，以防漏水。
所述的整流集成块采用DB107整流器。
所述的触发器FF1和触发器FF2采用市售的40106A施密特触发器。
水流量检测控制电路包括热敏电阻RT1、可调电阻RP1、电阻R2、电阻R3、时基电路、电阻R4、发光二极管LED1、电阻R5、发光二极管LED2、电磁阀YV和晶体二极管VD2，热敏电阻RT1的一端与电源VCC相连，热敏电阻RT1的另一端同时与可调电阻RP1和时基电路的P26脚相连，可调电阻RP1的另一端接地，电阻R2与电阻R3串联，电阻R2的一端与电源VCC相连，电阻R2的另一端与时基电路的P22脚相连，时基电路的P28脚和P24脚与电源VCC相连，时基电路的P21脚接地，电阻R4一端与电源VCC相连，电阻R4与发光二极管LED1、电阻R5和发光二极管LED2串联，发光二极管LED2的一端接地，时基电路的P23脚与电阻R5的一端相连，电磁阀YV与电阻R5和发光二极管LED2并联，电磁阀YV上并联有晶体二极管VD2。
其中，电阻R2和电阻R3共同作用，起到设定比较值的作用；电阻R4和电阻R5用以限制流入发光二级管LED1和发光二极管LED2的电流；所述的热敏电阻RT1采用市售的SCK25200型负温度系数的热敏电阻，可调电阻RP1采用市售的WS30型电阻，改变可调电阻RP1的阻值可以改变温度范围，负温度系数的热敏电阻RT1的特性是随着温度的上升其电阻值下降，热敏电阻RT1和可调电阻RP1为温度上限检测电阻，用于检测设定温度；晶体二极管VD2用来保护电磁阀YV的线圈。
所述的水流量传感器采用市售的JR-A368-3型传感器。
所述的时基电路采用555时基电路。
所述的发光二极管LED1为绿色发光二极管，发光二极管LED2为红色发光二极管。
所述的电磁阀YV采用市售的Q22DH-15型电磁阀，采用了两位三通式直动式电磁阀，其工作原理是通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
当打开热水龙头时，水流量传感器检测到水管水流动时输出高电平，电压比较器LM111的P2脚电位大于电压比较器LM111的P3脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出高电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管V处于导通状态，继电器K动作，接通热水器电源，热水器开始加热工作，由于此时水管中的温度传感器热敏电阻RT1检测到水流温度没有达到设定温度，555时基电路的P26脚电位小于555时基电路的P22脚电位，555时基电路的P23脚输出低电平，电磁阀YV线圈得电，电磁阀门动作，打开蓄水池管道，关断热水龙头管道；当水管中的温度传感器热敏电阻RT1检测到水流温度达到设定温度，555时基电路的P26脚电位大于555时基电路的P22脚电位，555时基电路的P23脚输出高电平，电磁阀YV线圈失电，电磁阀门复位，关断蓄水池管道，导通热水龙头管道；当关闭热水水龙头，水流量传感器输出低电平，电压比较器LM111的P2脚电位小于电压比较器LM111的P3脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出低电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管V处于截止状态，继电器K不动作，热水器断电不工作。
555时基电路的P23脚输出的就是控制电磁阀YV工作的信号，输出高电平时发光二极管LED2发出红色的光、电磁阀YV不工作，输出低电平时发光二极管LED1发出绿色的光、电磁阀YV工作。
当电磁阀线圈8没有控制信号时，阀芯9在弹簧10与冷水出口处4的气压作用下，使冷水出口处4与热水管道口7不通，热水管道口7与热水龙头3相通，热水管道中的热水从热水龙头3流出。当电磁阀线圈8得电有控制信号时，热水管道口7与热水龙头3断开，冷水出口处4与热水管道口7相通，热水管道中的冷水流入蓄水池6。

Claims (5)

1.一种热水器节水装置，其特征在于包括水流量传感器、温度传感器、控制电路和电磁阀，水流量传感器装置在管道中，电磁阀和温度传感器装置在管道的三通处，控制电路包括电源控制电路和水流量检测控制电路；水流量传感器的检测头安装在热水器的出水管内部，信号输出线经出水管上的引出孔与控制电路相连接；控制电路安装在热水器外壳的电源旁，控制电路利用热水器的自身交流电源、经整流集成块整流后得到控制电路所需的直流电源VCC；水流量传感器的输出端与电源控制电路输入端串联，电源控制电路包括电压比较器LM111、电阻R1、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管V1、继电器K、可调电阻RP和晶体二极管VD1，电压比较器LM111的同相输入端P1与水流量传感器相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器的输出端与电阻R1一端相连，电阻R1的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管V1的基极相连，晶体三极管V1的集电极与继电器K一端相连，继电器K另一端与热水器相连，在继电器K上并联一个晶体二极管VD1，其中电阻R1可以限制电压比较器LM111输出电流；电容C1用以提高输入触发器FF1的信号的稳定性；晶体二极管VD1用来保护继电器K的线圈；
水流量检测控制电路包括热敏电阻RT1、可调电阻RP1、电阻R2、电阻R3、时基电路、电阻R4、发光二极管LED1、电阻R5、发光二极管LED2、电磁阀YV和晶体二极管VD2，热敏电阻RT1的一端与电源VCC相连，热敏电阻RT1的另一端同时与可调电阻RP1和时基电路的P26脚相连，可调电阻RP1的另一端接地，电阻R2与电阻R3串联，电阻R2的一端与电源VCC相连，电阻R2的另一端与时基电路的P22脚相连，时基电路的P28脚和P24脚与电源VCC相连，时基电路的P21脚接地，电阻R4一端与电源VCC相连，电阻R4与发光二极管LED1、电阻R5和发光二极管LED2串联，发光二极管LED2的一端接地，时基电路的P23脚与电阻R5的一端相连，电磁阀YV与电阻R5和发光二极管LED2并联，电磁阀YV上并联有晶体二极管VD2。
2.根据权利要求1所述的热水器节水装置，其特征在于所述的水流量传感器采用JR-A368-3型传感器。
3.根据权利要求1所述的热水器节水装置，其特征在于所述的时基电路采用555时基电路。
4.根据权利要求1所述的热水器节水装置，其特征在于所述的发光二极管LED1为绿色发光二极管，发光二极管LED2为红色发光二极管。
5.根据权利要求1所述的热水器节水装置，其特征在于所述的电磁阀YV采用Q22DH-15型电磁阀。
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