CN102563921B - 一种太阳能热水器自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能热水器自动控制系统采用电路控制装置,通过信号线和太阳能热水器管道上的水压检测微动开关、管道水位检测微动开关以及溢水水位检测微动开关连接,通过控制线和放水电控阀门、上水电控阀门以及水箱电控阀门连接,实现太阳能热水器能够溢水自动控制停止上水,自动放出管道内的存水,自动关断电源,提高了太阳能热水器的自动化程度,按下电源启动按钮后,上水只需按下上水按钮即可自动完成上水、溢水自停、自动放水和自动断电的操作,用水只需打开用水开关,即可使用热水,停止用水只需关断用水开关即可完成自动放水、自动断电的操作,操作更加简单方便,适用于太阳能热水器的改造和改进。
Description
技术领域:
本发明涉及一种太阳能热水器,尤其是一种太阳能热水器的电路控制。
技术背景:
太阳能热水器是一种绿色、环保、节能的装置,目前被使用广泛,但是太阳能热水器在使用过程中也有不足之处,主要表现在使用手动控制,动作复杂,操作不便,影响太阳能热水器的功能和效率,自动化程度低,不能通过简单的操作达到理想的目的,因此使用过程中常出现操作不便和浪费水源的现象,给人们的使用造成了一定的麻烦。
发明内容:
本发明的目的是利用以电路板为主的电路控制装置,通过按钮、开关和水压、水位检测信号以及电控阀门的控制,达到通过简单的按钮和开关操作,提高太阳能热水器的自动化控制程度和使用性能,简化操作步骤,控制性能更加完善和可靠,使用更加简单便利。
本发明采用的技术方案是:电源插头CT通过导线与电路控制装置连接,电源启动按钮SB1和电源继电器开关K1并联后一端与电源插头CT的相线相连,一端与保险管F1的一端相连,保险管F1的一端与继电器开关K2、K3、K4的一端及变压器B1初级线圈的一端相连,变压器B1的一端与电源插头CT的零线相连,放水电控阀门内的牵引电机M1与其限位开关K5串联后和保持电磁铁DCT1并联,一端接在继电器开关K2的一端,一端接在插头CT的零线上,水箱电控阀门内的牵引电机M2与其限位开关K6串联后和保持电磁铁DCT2并联,一端接在继电器开关K3的一端,一端接在插头CT的零线上,上水电控阀门内的牵引电机M3与其限位开关K7串联后和保持电磁铁DCT3并联,一端接在继电器开关K4的一端,一端接在插头CT的零线上,变压器B1的次级线圈与桥式整流Q1的交流端相连,桥式整流Q1的直流正极与电解电容C1的正极、二极管D1的负极、稳压集成电路IC1的电源输入端相连,稳压集成电路IC1的电源输出端与电解电容C2的正极、二极管D1的负极相连,集成电路IC2的非门IC2-1的输入端与电解电容C3的正极、集成电路IC2的非门IC2-2的输出端相连,并通过电阻R1与电解电容C2的正极相连,二极管D2的正极与集成电路IC2的非门IC2-1的输出端、集成电路IC2的非门IC2-2的输入端相连,二极管D2的负极通过电阻R4与二极管D3的正极、三极管BG1的基极、电源关断按钮SB2的一端相连,三极管BG1的集电极通过继电器线圈J1与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED1的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R3与三极管BG1的集电极相连,二极管D4的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG1的集电极相连,二极管D3的正极与集成电路IC2的非门IC2-3的输出端相连,集成电路IC2的非门IC2-3的输入端与管道水位检测微动开关K8的一端、电解电容C4的正极相连,并通过电阻R4与电解电容C2的正极相连,管道水位检测微动开关K8的一端与三极管BG2的基极、二极管D6的正极、二极管D9的正极相连,三极管BG2的发射极通过放水方式选择开关K9与桥式整流Q1的直流负极相连,三极管BG2的集电极通过继电器线圈J2与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED2的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R8与三极管BG2的集电极相连,二极管D5的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG2的集电极相连,集成电路IC2的非门IC2-4的输入端与二极管D6的负极、用水开关K10的一端相连,并通过电阻R6与电解电容C2的正极相连,二极管D8的正极与集成电路IC2的非门IC2-4的输出端相连,二极管D8的负极与二极管D11的负极相连,并通过电阻R7与电解电容C5的正极、三极管BG3的基极相连,三极管BG3的集电极通过继电器线圈J3与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED3的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R5与三极管BG3的集电极相连,二极管D7的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG3的集电极相连,集成电路1C2的非门IC2-5的输入端与上水按钮SB3的一端相连,并通过电阻R9与电解电容C2的正极相连,通过溢水水位检测微动开关K11与集成电路IC2的非门IC2-6的输出端、二极管D9的负极相连,上水按钮SB3的一端通过水压检测开关K12与桥式整流Q1的直流负极相连,二极管D12的正极与二极管D11的正极、集成电路IC2的非门IC2-5的输出端、集成电路IC2的非门IC2-6的输入端相连,负极通过电阻R10与电解电容C6的正极、三极管BG4的基极相连,三极管BG4的集电极通过继电器线圈J4与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED4的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R11与三极管BG4的集电极相连,二极管D10的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG4的集电极相连,电解电容C1的负极、电解电容C2的负极、稳压集成电路IC1的负极、电解电容C3的负极、电解电容C4的负极、电源关断按钮SB2的一端、三极管BG1的发射极、放水方式选择开关K9的一端、用水开关K10的一端、三极管BG3的发射极、三极管BG4的发射极都与桥式整流Q1的直流负极相连。
本发明的效果是太阳能热水器能够溢水自动控制停止上水,自动放出管道内的存水,自动关断电源,提高了太阳能热水器的自动化程度,按下电源启动按钮后,上水只需按下上水按钮即可自动完成上水、溢水自停、自动放水和自动断电的操作,用水只需打开用水开关,即可使用热水,停止用水只需关断用水开关即可完成自动放水、自动断电的操作,操作更加简单方便,管道内不存凉水,可以防止冬季上下水管道的冻裂损坏,可以及时用到太阳能热水器内的热水,提高了太阳能热水器的使用效率,延长了太阳能热水器的冬季使用时间,减少了上下水管道的损坏概率,节省了水的浪费。
附图说明:
图1是本发明的电路原理图。
附图标记说明
CT:电源插头 SB1:电源启动按钮 SB2:电源关断按钮
SB3:上水按钮 F1:保险管 K1:电源继电器开关
K2:继电器开关 K3:继电器开关 K4:继电器开关
K5:限位开关 K6:限位开关 K7:限位开关
K8:管道水位检测微动开关 K9:放水方式选择开关
K10:用水开关 K11:溢水水位检测微动开关
K12:水压检测微动开关 DCT1:保持电磁铁
DCT2:保持电磁铁 DCT3:保持电磁铁
M1:牵引电机 M2:牵引电机 M3:牵引电机
B1:变压器 Q1:桥式整流
IC1:稳压集成电路 IC2:非门集成电路
R1:电阻 R2:电阻 R3:电阻 R4:电阻
R5:电阻 R6:电阻 R7:电阻 R8:电阻
R9:电阻 R10:电阻 R11:电阻
C1:电解电容 C2:电解电容 C3:电解电容
C4:电解电容 C5:电解电容 C6:电解电容
D1:二极管 D2:二极管 D3:二极管 D4:二极管
D5:二极管 D6:二极管 D7:二极管 D8:二极管
D9:二极管 D10:二极管 D11:二极管 D12:二极管
BG1:三极管 BG2:三极管 BG3:三极管 BG4:三极管
J1:继电器线圈 J2:继电器线圈 J3:继电器线圈 J4:继电器线圈
LED1:发光二极管 LED2:发光二极管
LED3:发光二极管 LED4:发光二极管
具体实施方式:
图1中保险管F1选用1A/250V,变压器选用初级220V/50HZ,次级12V,桥式整流选用1A/50V,IC1选用LM7812,IC2选用CD40106,三极管选用C9014,继电器选用线圈电压直流12V,触点工作参数为AC1A/250V。
下面结合图1说明本发明的电路控制装置及其工作原理,在电路控制装置中,电源插头CT通过导线与电路控制装置连接,电源启动按钮SB1和电源继电器开关K1并联后一端与电源插头CT的相线相连,一端与保险管F1的一端相连,保险管F1的一端与继电器开关K2、K3、K4的一端及变压器B1初级线圈的一端相连,变压器B1的一端与电源插头CT的零线相连,放水电控阀门内的牵引电机M1与其限位开关K5串联后和保持电磁铁DCT1并联,一端接在继电器开关K2的一端,一端接在插头CT的零线上,水箱电控阀门内的牵引电机M2与其限位开关K6串联后和保持电磁铁DCT2并联,一端接在继电器开关K3的一端,一端接在插头CT的零线上,上水电控阀门内的牵引电机M3与其限位开关K7串联后和保持电磁铁DCT3并联,一端接在继电器开关K4的一端,一端接在插头CT的零线上。变压器B1的次级线圈与桥式整流Q1的交流端相连,桥式整流Q1的直流正极与电解电容C1的正极、二极管D1的负极、稳压集成电路IC1的电源输入端相连,稳压集成电路IC1的电源输出端与电解电容C2的正极、二极管D1的负极相连,集成电路1C2的非门IC2-1的输入端与电解电容C3的正极、集成电路IC2的非门IC2-2的输出端相连,并通过电阻R1与电解电容C2的正极相连,二极管D2的正极与集成电路IC2的非门IC2-1的输出端、集成电路IC2的非门IC2-2的输入端相连,二极管D2的负极通过电阻R2与二极管D3的正极、三极管BG1的基极、电源关断按钮SB2的一端相连,三极管BG1的集电极通过继电器线圈J1与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED1的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R3与三极管BG1的集电极相连,二极管D4的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG1的集电极相连。二极管D3的正极与集成电路IC2的非门IC2-3的输出端相连,集成电路IC2的非门IC2-3的输入端与管道水位检测微动开关K8的一端、电解电容C4的正极相连,并通过电阻R4与电解电容C2的正极相连,管道水位检测微动开关K8的一端与三极管BG2的基极、二极管D6的正极、二极管D9的正极相连,三极管BG2的发射极通过放水方式选择开关K9与桥式整流Q1的直流负极相连,三极管BG2的集电极通过继电器线圈J2与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED2的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R8与三极管BG2的集电极相连,二极管D5的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG2的集电极相连。集成电路IC2的非门IC2-4的输入端与二极管D6的负极、用水开关K10的一端相连,并通过电阻R6与电解电容C2的正极相连,二极管D8的正极与集成电路IC2的非门IC2-4的输出端相连,二极管D8的负极与二极管D11的负极相连,并通过电阻R7与电解电容C5的正极、三极管BG3的基极相连,三极管BG3的集电极通过继电器线圈J3与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED3的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R5与三极管BG3的集电极相连,二极管D7的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG3的集电极相连。集成电路IC2的非门1C2-5的输入端与上水按钮SB3的一端相连,并通过电阻R9与电解电容C2的正极相连,通过溢水水位检测微动开关K11与集成电路IC2的非门IC2-6的输出端、二极管D9的负极相连,上水按钮SB3的一端通过水压检测开关K12与桥式整流Q1的直流负极相连,二极管D12的正极与二极管D11的正极、集成电路IC2的非门IC2-5的输出端、集成电路IC2的非门IC2-6的输入端相连,负极通过电阻R10与电解电容C6的正极、三极管BG4的基极相连,三极管BG4的集电极通过继电器线圈J4与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED4的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R11与三极管BG4的集电极相连,二极管D10的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG4的集电极相连。电解电容C1的负极、电解电容C2的负极、稳压集成电路IC1的负极、电解电容C3的负极、电解电容C4的负极、电源关断按钮SB2的一端、三极管BG1的发射极、放水方式选择开关K9的一端、用水开关K10的一端、三极管BG3的发射极、三极管BG4的发射极都与桥式整流Q1的直流负极相连。
电源插头CT插接在电源插座上,按下电源启动按钮SB1,交流电源经过保险管F1给变压器B1初级线圈通电,变压器B1的次级线圈通过桥式整流Q1的整流、电解电容C1的滤波、稳压集成电路IC1的稳压和电解电容C2的滤波输出直流稳压电源,由于电解电容C3存在充电过程,集成电路IC2的非门IC2-1的输入端在开机时为低电位,其输出端为高电位,集成电路IC2的非门IC2-2的输出端为低电位,导致集成电路IC2的非门IC2-1的输入端保持低电位,集成电路IC2的非门IC2-1的输出端保持高电位,通过二极管D2和电阻R2使三极管BG1保持导通,继电器J1吸合,电源继电器开关K1闭合导通,同时,发光二极管LED1亮起,指示电源接通,松开电源启动按钮SB1后,交流电源经过电源继电器开关K1导通并保持在供电状态。按下上水按钮SB3,当水压检测微动开关K12检测到水压正常时闭合导通,使集成电路IC2的非门IC2-5的输入端变为低电位,其输出端为高电位,集成电路IC2的非门IC2-6的输出端为低电位,在溢水水位检测微动开关K11没有检测到水位时处于闭合状态,导致集成电路IC2的非门IC2-5的输入端在松开上水按钮SB3的状态下仍能保持低电位,集成电路IC2的非门IC2-5的输出端保持高电位,通过二极管D11和电阻R7以及二极管D12和电阻R10使三极管BG3和三极管BG4同时导通,继电器J3和继电器J4同时吸合,继电器开关K3、K4同时闭合送电,同时发光二极管LED3和发光二极管LED4同时亮起,当溢水开关K11检测到水位时处于断开状态,导致集成电路IC2的非门IC2-5的输入端在松开上水按钮SB3的状态下变为高电位,集成电路IC2的非门IC2-5的输出端变为低电位,使三极管BG3和三极管BG4同时关断,继电器J 3和继电器J4同时释放,继电器的开关K3、K4同时断开电源,同时发光二极管LED3和发光二极管LED4同时熄灭。当闭合用水开关K10用水时,集成电路IC2的非门IC2-4的输入端由高电位变为低电位,集成电路IC2的非门IC2-4的输出端由低电位变为高电位,通过二极管D5和电阻R7使三极管BG3导通,继电器J3吸合,继电器开关K3闭合送电,同时发光二极管LED3亮起,当用完水后,断开用水开关K10时,集成电路IC2的非门IC2-4的输入端由低电位变为高电位,集成电路IC2的非门IC2-4的输出端由高电位变为低电位,使三极管BG3截止,继电器J3释放,继电器开关K3断开电源,同时发光二极管LED3熄灭。当上水完毕时,溢水水位检测微动开关K11检测到水位时处于断开状态,导致集成电路IC2的非门IC2-5的输入端在松开上水按钮SB3的状态下变为高电位,集成电路IC2的非门IC2-5的输出端变为低甩位,集成电路IC2的非门IC2-6的输出端变为高电位,、二极管D9截止,此时如果用水开关K10处于断开状态,集成电路1C2的非门IC2-4的输入端为高电位,二极管D6也截止,管道水位检测微动开关K8检测到水位时闭合,放水方式选择开关K9选择自动放水时也闭合,电流经过电阻R4、管道水位检测微动开关开关K5、三极管BG2的基极、发射极以及放水方式选择升关K9流向稳压电源的负极,使三极管BG2导通,继电器J2吸合,继电器开关K2闭合送电,同时发光二极管LED2亮起,放完管道存水后管道水位检测微动开关K8检测不到水位断开,或放水方式选择开关K9选择手动放水断开时,都会使三极管BG2截止,继电器J2释放,继电器开关K2断开电源,同时发光二极管LED2熄灭,电解电容C4通过电阻R4充电,经过一段时间,电解电容C4正极电位变为高电位时,集成电路IC2的非门IC2-3的输出端转变为低电位,二极管D3导通使三极管BG1截止,继电器J1释放,电源继电器开关K1断开电源,同时,发光二极管LED1熄灭。当按下电源关断按钮SB2时,三极管BG1的基极直接与稳压电源的负极导通使三极管BG1截止,继电器J1释放,电源继电器开关K1断开电源,同时,发光二极管LED1熄灭,手动关断电源。
通过信号线和太阳能热水器管道上的水压检测微动开关、管道水位检测微动开关以及溢水水位检测微动开关连接,通过控制线和放水电控阀门、上水电控阀门以及水箱电控阀门连接,通过控制面板上的电源启动按钮、上水按钮、用水开关、放水方式选择开关和电源关断按钮的操作,用水开关采用并联方式通过导线安装在各个用水阀门附近,共同完成对太阳能热水器的操作和自动控制。
Claims (1)
1.一种太阳能热水器自动控制系统,电源插头CT通过导线与电路控制装置连接,电源启动按钮SB1和电源继电器开关K1并联后一端与电源插头CT的相线相连,另一端与保险管F1的一端相连,保险管F1的另一端与继电器开关K2、继电器开关K3、继电器开关K4的一端及变压器B1初级线圈的一端相连,变压器B1初级线圈的另一端与电源插头CT的零线相连,放水电控阀门内的牵引电机M1与其限位开关K5串联后和保持电磁铁DCT1并联,一端接在继电器开关K2的另一端,另一端接在插头CT的零线上,水箱电控阀门内的牵引电机M2与其限位开关K6串联后和保持电磁铁DCT2并联,一端接在继电器开关K3的另一端,另一端接在插头CT的零线上,上水电控阀门内的牵引电机M3与其限位开关K7串联后和保持电磁铁DCT3并联,一端接在继电器开关K4的另一端,另一端接在插头CT的零线上,变压器B1的次级线圈与桥式整流Q1的交流端相连,桥式整流Q1的直流正极与电解电容C1的正极、二极管D1的负极、稳压集成电路IC1的电源输入端相连,稳压集成电路IC1的电源输出端与电解电容C2的正极、二极管D1的负极相连,集成电路IC2的非门IC2-1的输入端与电解电容C3的正极、集成电路IC2的非门IC2-2的输出端相连,并通过电阻R1与电解电容C2的正极相连,二极管D2的正极与集成电路IC2的非门IC2-1的输出端、集成电路IC2的非门IC2-2的输入端相连,二极管D2的负极通过电阻R4与二极管D3的正极、三极管BG1的基极、电源关断按钮SB2的一端相连,三极管BG1的集电极通过继电器线圈J1与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED1的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R3与三极管BG1的集电极相连,二极管D4的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG1的集电极相连,二极管D3的正极与集成电路IC2的非门IC2-3的输出端相连,集成电路IC2的非门IC2-3的输入端与管道水位检测微动开关K8的一端、电解电容C4的正极相连,并通过电阻R4与电解电容C2的正极相连,管道水位检测微动开关K8的另一端与三极管BG2的基极、二极管D6的正极、二极管D9的正极相连,三极管BG2的发射极通过放水方式选择开关K9与桥式整流Q1的直流负极相连,三极管BG2的集电极通过继电器线圈J2与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED2的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R5与三极管BG2的集电极相连,二极管D5的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG2的集电极相连,集成电路IC2的非门IC2-4的输入端与二极管D6的负极、用水开关K10的一端相连,并通过电阻R6与电解电容C2的正极相连,二极管D8的正极与集成电路IC2的非门IC2-4的输出端相连,二极管D8的负极与二极管D11的负极相连,并通过电阻R7与电解电容C5的正极、三极管BG3的基极相连,三极管BG3的集电极通过继电器线圈J3与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED3的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R8与三极管BG3的集电极相连,二极管D7的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG3的集电极相连,集成电路1C2的非门IC2-5的输入端与上水按钮SB3的一端相连,并通过电阻R9与电解电容C2的正极相连,通过溢水水位检测微动开关K11与集成电路IC2的非门IC2-6的输出端、二极管D9的负极相连,上水按钮SB3的一端通过水压检测开关K12与桥式整流Q1的直流负极相连,二极管D12的正极与二极管D11的正极、集成电路IC2的非门IC2-5的输出端、集成电路IC2的非门IC2-6的输入端相连,负极通过电阻R10与电解电容C6的正极、三极管BG4的基极相连,三极管BG4的集电极通过继电器线圈J4与电解电容C2的正极相连,发光二极管LED4的正极与电解电容C2的正极相连,负极通过电阻R11与三极管BG4的集电极相连,二极管D10的负极与电解电容C2的正极相连,正极与三极管BG4的集电极相连,电解电容C1的负极、电解电容C2的负极、稳压集成电路IC1的负极、电解电容C3的负极、电解电容C4的负极、电源关断按钮SB2的另一端、三极管BG1的发射极、放水方式选择开关K9的一端、用水开关K10的另一端、三极管BG3的发射极、三极管BG4的发射极都与桥式整流Q1的直流负极相连。
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