CN107270548A - 超温保护控制系统及电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种超温保护控制系统及电热水器，涉及热水器技术领域。该超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、控制装置及温度传感器，漏电保护插头通过控制装置与电加热器电连接，控制装置通过隔离通讯模块与漏电保护插头电连接；温度传感器与控制装置电连接，用于采集电热水器内胆的温度数据；该控制装置读取温度数据并判断该温度数据是否大于设定的阈值，当该温度数据大于设定的阈值时，向隔离通讯模块发送控制信号以使隔离通讯模块依据该控制信号向漏电保护插头发送断电指令，以使漏电保护插头与外部电源断开。该超温保护控制系统可实时检测内胆水温，还能防止电加热器因持续加热导致的安全事故，保障了电热水器的使用安全。

Description

超温保护控制系统及电热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种超温保护控制系统及电热水器。

背景技术

随着社会的不断发展和进步，为满足用户的需求，热水器技术也在不断发展和进步，现阶段，电热水器已经走进了千家万户，给用户的用水带来极大便利。然而，在电热水器给用户带来便利的同时，也不可避免的存在着安全隐患，威胁着用户的生命财产安全，我国每年都有多起因使用电热水器而引起伤亡事故的事件发生。

现有电热水器采用的超温保护方案是通过温控器和热断路器来控制电加热器的通断，温控器检测到电热水器内胆中的水温到达设定温度时自动断开，使电加热器不再通电，保证用户不会由于出水温度过高而影响洗浴舒适度。热断路器用于在电热水器内胆中的水温到达上限温度时断开，以使电加热器不再通电，达到保护电热水器的目的。但当温控器和热断路器都失效时，电热水器会处于失控的状态，电加热器一直加热内胆中的水，内胆中的热水被加热成水蒸气，导致水管融化引起堵塞，使整个内胆变成一个高压炉，达到一定的压力后会有爆裂的风险，使用户的人身安全得不到保障。此外，现有的解决方案中在内胆水温过高时仅是控制电加热器断电，电热水器的漏电保护插头电源线并未与外部电源断开，在一定程度上仍存在安全隐患。

因此，仅使电加热器断电仍存在安全隐患，在温控器和热断路器均失效时电热水器会有爆裂的风险，用户的人身安全无法保障。如何解决上述问题，一直以来都是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超温保护控制系统，以在温控器及热断路器均失效时，控制三级漏电保护插头断电，保障电热水器的使用安全。

本发明的目的在于提供一种电热水器，以在温控器及热断路器均失效时，控制三级漏电保护插头断电，保障电热水器的使用安全。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种超温保护控制系统，应用于电热水器，所述电热水器包括电加热器。所述超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、控制装置及温度传感器，所述漏电保护插头通过所述控制装置与所述电加热器电连接，所述控制装置通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述温度传感器与所述控制装置电连接，所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；所述控制装置用于读取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述控制装置还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，向所述隔离通讯模块发送控制信号；所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。

第二方面，本发明实施例还提出一种电热水器，所述电热水器包括电加热器以及超温保护控制系统，所述超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、温度传感器、主控板及单片机电路，所述主控板通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述漏电保护插头通过所述主控板与所述电加热器电连接，所述温度传感器及所述单片机电路均与所述主控板电连接；所述电加热器用于对所述电热水器的内胆中的储水进行加热；所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；所述单片机电路用于通过所述主控板获取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述单片机电路还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，通过所述主控板向所述隔离通讯模块发送控制信号；所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的超温保护控制系统及电热水器，所述超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、控制装置及温度传感器，所述漏电保护插头通过所述控制装置与所述电加热器电连接，所述控制装置通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述温度传感器与所述控制装置电连接，所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；所述控制装置用于读取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述控制装置还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，向所述隔离通讯模块发送控制信号；所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。该超温保护控制系统不仅可以实时检测内胆水温，还能防止因温控器或热断路器损坏而不能检测内胆水温时，电加热器持续加热而造成的严重安全事故；用户在不操作电热水器的情况下即可控制漏电保护插头电源断开，降低了电能损耗，提高了电热水器的使用寿命。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的超温保护控制系统的应用环境示意图。

图2示出了本发明第一实施例所提供的超温保护控制系统的功能模块图。

图3示出了图2中控制装置的功能模块图。

图4示出了本发明实施例提供的漏电保护插头、继电器模块及电加热器的连接示意图。

图5示出了本发明第二实施例所提供的超温保护控制系统的功能模块图。

图标：100-超温保护控制系统；200-电热水器；110-漏电保护插头；120-隔离通讯模块；130-控制装置；140-温度传感器；150-显示屏；160-蜂鸣器；131-电源模块；132-主控板；133-单片机电路；134-继电器模块；210-电加热器；220-内胆；1341-第一继电器；1342-第二继电器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，为本发明实施例所提供的超温保护控制系统100的应用环境示意图。所述超温保护控制系统100可应用于所述电热水器200的超温保护，保证用户使用电热水器200的安全性。所述电热水器200包括电加热器210及内胆220，所述内胆220用于储水，所述电加热器210用于对所述电热水器200的内胆220中的储水进行加热，所述超温保护控制系统100与所述电加热器210电连接，用于依据所述电热水器200的内胆220的水温控制所述电加热器210的通电和断电。优选地，所述电热水器200还可包括用于检测所述内胆220水温的温控器或者热断路器，所述超温保护控制系统100不仅可以实时地检测内胆220的水温，保证用户洗浴的水温不至于过高，还能防止在温控器及热断路器均损坏而不能检测水温时电加热器210持续加热造成的严重安全事故。

第一实施例

请参照图2，为本发明第一实施例所提供的超温保护控制系统100的功能模块图。所述超温保护控制系统100可应用于图1所示的电热水器200中，包括漏电保护插头110、隔离通讯模块120、控制装置130及温度传感器140，所述漏电保护插头110通过所述控制装置130与所述电加热器210电连接，所述控制装置130通过所述隔离通讯模块120与所述漏电保护插头110电连接，所述温度传感器140与所述控制装置130电连接。

在本实施例中，所述电加热器210在通电时对内胆220中的储水进行加热，所述温度传感器140安装于所述电加热器210的盲管中，用于实时采集所述电热水器200的内胆220的温度数据。

在本实施例中，所述控制装置130用于读取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值。具体地，所述控制装置130将获取的温度数据进行分析处理，判断内胆220中的水温是否达到设定的超温保护的阈值，例如，95℃。在本实施例中，所述控制装置130还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，向所述隔离通讯模块120发送控制信号。

在本实施例中，所述隔离通讯模块120用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头110发送断电指令。所述控制装置130与所述漏电保护插头110之间通过隔离通讯模块120实现强弱电的隔离和通讯，所述隔离通讯模块120可以集成在该控制装置130中或者该漏电保护插头110中，或者作为独立的模块安装在电热水器200的机身上。具体地，当所述隔离通讯模块120接收到所述控制信号时，通过向所述漏电保护插头110发送光耦信号(也即是上述的断电指令)。需要说明的是，在本实施例中，所述控制装置130可以通过所述隔离通讯模块120与所述漏电保护插头110电连接，也可以通过所述隔离通讯模块120与所述漏电保护插头110通信连接。

所述漏电保护插头110用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器210断电。

在本实施例中，所述外部电源优选为220V交流电压(即市电)，所述电加热器210可通过所述控制装置130、漏电保护插头110与外部电源连接后通电工作。当所述漏电保护插头110接收到隔离通讯模块120发送的断电指令时，所述漏电保护插头110断开，此时电加热器210无法与外部电源连接而不再持续加热。

需要说明的是，在本实施例中，当温度传感器140采集的温度数据大于设定的阈值时，此时表明电热水器200本身具有的温控器和热断路器已经发生故障，不能探测内胆220的水温，电加热器210不能通过温控器或者热断路器实现断电，此时电热水器200已经处于一个失控的状态，电加热器210会持续加热内胆220中的水，此时通过该温度传感器140来实时检测内胆220中热水的温度，在达到设定的阈值时控制漏电保护插头110断开，有效保障了电热水器200的使用安全，实现了电热水器200的超温保护。

如图3所示，所述控制装置130具体可包括电源模块131、主控板132及单片机电路133，所述电源模块131与所述单片机电路133、漏电保护插头110均电连接，所述主控板132通过所述隔离通讯模块120与所述漏电保护插头110电连接，所述漏电保护插头110通过所述主控板132与所述电加热器210电连接，所述温度传感器140及所述单片机电路133均与所述主控板132电连接。

在本实施例中，所述电源模块131用于在所述漏电保护插头110与所述外部电源接通时充电以存储一定的电能，且漏电保护插头110与外部电源接通时，主控板132由外部电源供电，单片机电路133由主控板132供电。所述电源模块131还用于在所述漏电保护插头110与所述外部电源断开时放电以给所述单片机电路133供电以使所述单片机电路133在漏电保护插头110断开后仍能保持工作状态。可以理解，当漏电保护插头110断开时，只有电源模块131处于低功耗的工作状态，并开始放电，而单片机电路133可依据电源模块131提供的放电电压进入低功耗的工作状态。在本实施例中，所述电源模块131为蓄电池或法拉电容，且该蓄电池或法拉电容可充放电。应当理解，在实际应用中，该蓄电池或者法拉电容的充放电功能可能还需要设计一些外围电路(例如充电电路、放电电路等)辅助实现。

所述单片机电路133用于通过所述主控板132获取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于所述设定的阈值；所述单片机电路133还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，通过所述主控板132向所述隔离通讯模块120发送所述控制信号。具体地，该温度传感器140将采集的温度数据通过主控板132输出至单片机电路133中，以便单片机电路133根据设定的程序对该温度数据进行处理。

进一步地，所述主控板132上设有继电器模块134，所述漏电保护插头110通过所述继电器模块134与所述电加热器210电连接，所述继电器模块134可用于控制所述电加热器210通电或者断电。具体地，在实际应用中，若电热水器200本身具有的温控器或者热断路器并未出现故障，则温控器或者热断路器在探测到内胆220的水温达到第一预设值时，可控制该继电器模块134断开以使电加热器210断电，保证用户不会由于出水温度过高而影响洗浴舒适度。而温控器或者热断路器在探测到内胆220的水温在下降到第二预设值时，可控制该继电器模块134闭合以使电加热器210通电，对内胆220中的水进行加热。

具体地，如图4所示，为所述漏电保护插头110、继电器模块134及电加热器210的连接示意图。在本实施例中，所述漏电保护插头110包括三极(即火线极、零线极和地线极)，所述继电器模块134可进一步包括第一继电器1341及第二继电器1342，所述电加热器210的一端通过所述第一继电器1341与所述漏电保护插头110的火线极电连接，所述电加热器210的另一端通过所述第二继电器1342与所述漏电保护插头110的零线极电连接。在本实施例中，该漏电保护插头110的三极断开意味着切断了电加热器210与外部电源的连接，电加热器210不能再继续进行工作，而且通过断开漏电保护插头110三极的方式，也有效改善了通过继电器模块134控制电加热器210的通电或断电存在的安全隐患问题。

仍参照图2，所述超温保护控制系统100还可包括显示屏150，所述显示屏150与所述控制装置130电连接，所述显示屏150可用于显示温度数据。

具体地，所述显示屏150与所述单片机电路133电连接。在本实施例中，所述单片机电路133还用于当所述漏电保护插头110与所述外部电源断开时，将获取的所述温度数据进行记忆保存。例如，当温度传感器140检测到内胆220中的水温为96℃(即超过了设定的阈值)，单片机电路133获取到该温度数据并进行分析处理后，通过主控板132向隔离通讯模块120发送控制信号以使漏电保护插头110的三极断开，并将获取的该温度数据进行保存；此时单片机电路133由电源模块131的放电电压供电，并控制所述显示屏150显示保存的所述温度数据以及超温故障代码，以提示用户所述电热水器200发生故障，工作出现了异常，需要尽快维修。

需要说明的是，在本实施例中，当该超温保护控制系统100实现断电后，用户可通过手动操作电热水器200以使该电热水器200接通电源，恢复正常工作，此时单片机电路133在重新上电后仍能恢复断电前的温度数据并通过该显示屏150进行显示，从而提醒用户注意电热水器200的工作出现异常，需要维修。

进一步地，所述超温保护控制系统100还包括蜂鸣器160，所述蜂鸣器160与所述控制装置130电连接，所述蜂鸣器160可用于发出蜂鸣声进行报警。具体地，所述蜂鸣器160与所述单片机电路133电连接，并且设置在主控板132上，所述单片机电路133还用于当所述漏电保护插头110与所述外部电源断开时控制所述蜂鸣器160发出故障报警，以提示用户所述电热水器200发生故障。可以理解，在所述漏电保护插头110与所述外部电源断开时，单片机电路133由电源模块131的放电电压供电，再次上电后控制蜂鸣器160发出故障报警，进一步提示用户所述电热水器200发生故障，工作出现了异常，需要尽快维修。

第二实施例

请参照图5，为本发明第二实施例所提供的超温保护控制系统100的功能模块图。所述超温保护控制系统100包括漏电保护插头110、隔离通讯模块120、电源模块131、主控板132、单片机电路133、继电器模块134、温度传感器140、显示屏150及蜂鸣器160。所述主控板132通过所述隔离通讯模块120与所述漏电保护插头110电连接，所述漏电保护插头110通过所述主控板132与所述电加热器210电连接，所述温度传感器140及所述单片机电路133均与所述主控板132电连接。具体地，所述漏电保护插头110是通过设置在主控板132上的继电器模块134(包括第一继电器1341和第二继电器1342)与电加热器210电连接。需要说明的是，本发明实施例所提供的超温保护控制系统100，其基本原理及产生的技术效果与第一实施例大致相同，本实施例中未提及的部分，可参考第一实施例中的相应内容。

与第一实施例相比，本实施例中的超温保护控制系统100的改进点在于：所述单片机电路133还可用于对可能存在的温度传感器140短路或者断路的情况进行实时检测，当存在温度传感器140断路或者短路的故障时，也可通过主控板132发送控制信号到隔离通讯模块120，进而驱动漏电保护插头110的三极断开，并可控制显示屏150显示相应的温度及故障代码，避免因温度传感器140出现故障引发电热水器200的使用安全问题。

综上所述，本发明实施例所提供的超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、控制装置及温度传感器，所述漏电保护插头通过所述控制装置与所述电加热器电连接，所述控制装置通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述温度传感器与所述控制装置电连接，所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；所述控制装置用于读取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述控制装置还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，向所述隔离通讯模块发送控制信号；所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。该超温保护控制系统不仅可以实时检测内胆水温，还能防止因温控器或热断路器损坏而不能检测内胆水温时，电加热器持续加热而造成的严重安全事故；用户可在不操作电热水器的情况下即可控制漏电保护插头电源断开，降低了电能损耗，提高了电热水器的使用寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种超温保护控制系统，应用于电热水器，所述电热水器包括电加热器，其特征在于，所述超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、控制装置及温度传感器，所述漏电保护插头通过所述控制装置与所述电加热器电连接，所述控制装置通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述温度传感器与所述控制装置电连接，所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；

所述控制装置用于读取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述控制装置还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，向所述隔离通讯模块发送控制信号；

所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；

所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。

2.如权利要求1所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述控制装置包括主控板及单片机电路，所述主控板通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述漏电保护插头通过所述主控板与所述电加热器电连接，所述温度传感器及所述单片机电路均与所述主控板电连接；

所述单片机电路用于通过所述主控板获取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于所述设定的阈值；所述单片机电路还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，通过所述主控板向所述隔离通讯模块发送所述控制信号。

3.如权利要求2所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述主控板上设有继电器模块，所述漏电保护插头通过所述继电器模块与所述电加热器电连接。

4.如权利要求3所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述继电器模块包括第一继电器及第二继电器，所述电加热器的一端通过所述第一继电器与所述漏电保护插头的火线极电连接，所述电加热器的另一端通过所述第二继电器与所述漏电保护插头的零线极电连接。

5.如权利要求2所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括电源模块，所述电源模块与所述单片机电路、漏电保护插头均电连接；

所述电源模块用于在所述漏电保护插头与所述外部电源接通时充电以存储电能；

所述电源模块还用于在所述漏电保护插头与所述外部电源断开时放电以给所述单片机电路供电。

6.如权利要求5所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述电源模块为蓄电池或法拉电容。

7.如权利要求2所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述超温保护控制系统还包括显示屏，所述显示屏与所述单片机电路电连接；

所述单片机电路用于当所述漏电保护插头与所述外部电源断开时，将获取的所述温度数据进行保存。

8.如权利要求7所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述单片机电路还用于当所述漏电保护插头与所述外部电源断开时控制所述显示屏显示保存的所述温度数据以及超温故障代码，以提示用户所述电热水器发生故障。

9.如权利要求2所述的超温保护控制系统，其特征在于，所述超温保护控制系统还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述单片机电路电连接，所述单片机电路还用于当所述漏电保护插头与所述外部电源断开时控制所述蜂鸣器发出故障报警，以提示用户所述电热水器发生故障。

10.一种电热水器，其特征在于，所述电热水器包括电加热器以及超温保护控制系统，所述超温保护控制系统包括漏电保护插头、隔离通讯模块、温度传感器、主控板及单片机电路，所述主控板通过所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头电连接，所述漏电保护插头通过所述主控板与所述电加热器电连接，所述温度传感器及所述单片机电路均与所述主控板电连接；

所述电加热器用于对所述电热水器的内胆中的储水进行加热；

所述温度传感器安装于所述电加热器的盲管中，用于采集所述电热水器的内胆的温度数据；

所述单片机电路用于通过所述主控板获取所述温度数据，并判断所述温度数据是否大于设定的阈值；所述单片机电路还用于当所述温度数据大于所述设定的阈值时，通过所述主控板向所述隔离通讯模块发送控制信号；

所述隔离通讯模块用于在接收到所述控制信号时向所述漏电保护插头发送断电指令；

所述漏电保护插头用于在接收到所述断电指令时与外部电源断开，以使所述电加热器断电。