CN107345712A - 一种热水器的模块式防触电装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器的模块式防触电装置及控制方法，包括设置于热水器冷热混水出水口上的模块式防触电盒子，该模块式防触电盒子包括水流发电器、与水流发电器相连接的水流含电传感器、与水流发电器电连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机。通过将电热水器防触电装置设置为模块化的盒子，并设置于热水器冷热混水出水口处，方便了电热水器防触电装置的安装设置以及批量生产，且使用更加直观。水流含电传感器实时检测当前水流是否含电，如果含电则立即发出警报，响应快速。且通过配套的无线插座，可以在水流含电时从电源处完全断开热水器，全面避免漏电风险，提高热水器漏电防护安全度。

Description

一种热水器的模块式防触电装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种热水器防触电装置及控制方法，尤其涉及一种热水器的模块式防触电装置及控制方法。

背景技术

现在电热水器具有不需要连接煤气，只要通电即可使用的优势，现在非常普遍地应用于大小城镇中，特别是在没有接通煤气管道的农村或者城乡结合部地区，电热水器的普及率非常高。电热水器采用水电分离的结构，保证使用人员不会有触电的风险，但是在一些特殊的情况下，比如内部加热管出现了老化损坏等问题，可能会使热水带电，这样的触电风险对使用人员来说十分危险。

因此，电热水器的控制方法根据电热水器是否带有防触电装置分为两种。带有防触电装置的热水器皆为出水断电型，控制方法为：电热水器加热储存于内胆的水，在检测到用户用水时，断开加热管的电源，等待用户用水完毕后重新启动加热管，继续加热储存与内胆的水。但是这样的防触电装置只是在检测到用户用水时，仅断开加热管的电源，漏电保护开关电源线及控制器依然带电，且部分漏电事故是由于接地不良或地线带电引起，无法彻底保证用户洗浴安全，存在安全风险。

除此之外，热水器防触电装置一般都为特定的热水器型号设计，如果更换热水器型号则需要重新设计，不适合普遍化规模化的生产。

另一种不包含防触电装置的热水器，则需要用户在洗浴前只能按漏电保护插头的试验键使电热水器三极(零、火、地线)断开，洗浴完后又需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器再次通电，操作不方便。且部分家庭的电热水器安装在高位，操作更是麻烦。

除此之外，对于这些没有防触电装置的电热水器，为了增设防触电装置而更换需要整个电热水器，也非常不经济环保。

再次，目前所有的电热水器显示的水温只是内胆里的热水温度(最高可达75度)，并没有显示用户真正冲洗的温度，在调节混水阀的温度不容易把控。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种热水器的模块式防触电装置及控制方法，防触电效果优秀，有效确保人员安全，且将热水器的防触电装置设置模块化，方便设置于不同型号的热水器，方便维修更换。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种热水器的模块式防触电装置，包括设置于热水器冷热混水出水口上的模块式防触电盒子，该模块式防触电盒子包括水流发电器、与水流发电器相连接的水流含电传感器、与水流发电器电连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机。

作为本发明的进一步改进，所述模块化防触电盒子还包括与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接。

作为本发明的进一步改进，所述模块式防触电装置还包括无线插座，该无线插座内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，该复位电路与无线插座三极相连接，且该无线插座与热水器插头连接；所述模块化防触电盒子还包括盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接。

作为本发明的进一步改进，所述模块式防触电盒子还包括水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机。

作为本发明的进一步改进，所述模块式防触电盒子还包括液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接。

一种热水器的模块式防触电装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)在热水器冷热混水出水口上设置模块式防触电盒子，该模块式防触电盒子设置有水流发电器、与水流发电器电连接的水流含电传感器、与水流发电器相连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机；

(2)热水器启动，热水从热水器冷热混水出水口流出，流经水流发电器，水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给主控检测单片机，还将电力供应给水流含电传感器，主控检测单片机检测到电力供应将自身复位至初始状态；

(3)水流含电传感器检测水流是否带电超过阀值，如带电超过阀值则发送带电信号至主控检测单片机，主控检测单片机发出警报；

(4)热水器断电，模块式防触电盒子停止工作。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)还包括：

(1.1)模块式防触电盒子内还设置有与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接；

所述步骤(2)还包括：

(2.1)水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给充电电路，充电电路将电力储存与电池中，电池还与主控检测单片机相连接，当水流发电机提供的电力无法正常运行主控检测单片机时，电池则提供辅助提供电力保证主控芯片电路正常运行；

所述步骤(4)还包括：

(4.1)断电后主控检测单片机保存当前数据，进入低电耗休眠状态，电池为主控检测单片机供电。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)还包括：

(1.2)设置无线插座，该无线插座内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，该复位电路与无线插座三极相连接，且该无线插座与热水器插头连接；所述模块化防触电盒子还设置有盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接；

所述步骤(3)还包括：

(3.1)主控检测单片机传输断电信号给盒子无线收发模组，盒子无线收发模组通过无线传输将断电信号传输给插座无线收发模组，插座无线收发模组传输断电信号给复位电路，复位电路根据断电信号将断开无线插座三极；

所述步骤(4)还包括：

(4.2)主控检测单片机休眠一段时间后，自动唤醒并通过水流含电传感器检测当前水流电量是否处于阀值以下，若处于阀值以上则继续休眠等待下一唤醒周期，若处于阀值以下发送闭合信号给盒子无线收发模组，再通过插座无线收发模组传输给复位电路，复位电路重新闭合无线插座三极，主控检测单片机完全关闭，等待水流发电机启动。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)还包括：

(1.3)所述模块式防触电盒子还设置有水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机；

所述步骤(2)还包括：

(2.2)水流温度传感器实时监测热水器冷热混水出水口的水流温度，并把信息反馈给主控检测单片机。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)还包括：

(1.4)模块式防触电盒子还设置有液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接；

所述步骤(2)还包括：

(2.3)液晶显示屏实时显示当前热水器冷热混水出水口处的温度，使用人员根据当前显示温度对冷热混水比例进行调节，直至达到使用人员需要的温度。

本发明的有益效果为：

(1)通过将电热水器防触电装置设置为模块化的盒子，并设置于热水器冷热混水出水口处，方便了电热水器防触电装置的安装设置以及批量生产，同时外置的防触电装置方便维修更换，且使用更加直观，水流含电传感器实时检测当前水流是否含电，如果含电则立即发出警报，响应快速；

(2)采用水流发电机为模块式防触电盒子供电，无需外接电源，避免二次接电提高触电风险；

(3)通过采用充电电路与电池，为主控检测单片机休眠时供电，同时可以避免由于水流不稳定而导致水流发电机供电无法保证主控检测单片机正常运行的情况，在供电充足时提前储存电量与电池中，并在供电不稳定时辅助提供电力保证主控检测单片机正常运行；

(4)通过采用无线插座与模块式防触电盒子配套使用，当水流含电传感器检测到水流含电时，则立即通过无线传输发出断电信号断开无线插座三极，使热水器由电源处完全断电，响应快速，保证人员安全，还避免了接地不良或地线带电型的漏电事故，且采用无线连接，无需另外接线，安装方便；

(5)通过采用水流温度传感器，改变传统热水器只能检测热水器内实时加热水温，检测热水器冷热混水出水口水温可以更加精准地知道当前供应给使用人员的水温，方便使用人员精准调节水温；

(6)通过采用液晶显示屏，实时显示当前的热水器冷热混水出水口水温，方便使用人员调节合适的水温。

上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的模块式防触电盒子结构示意图；

图3为本发明的无线插座结构示意图。

图中，热水器1、模块式防触电盒子2、热水器插头3、无线插座4。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。

请参照图1与图2，本实施例提供一种热水器1的模块式防触电装置，包括设置于热水器1冷热混水出水口上的模块式防触电盒子2，该模块式防触电盒子2包括水流发电器、与水流发电器相连接的水流含电传感器、与水流发电器电连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机。通过将热水器1防触电装置设置为模块化的盒子，并设置于热水器1冷热混水出水口处，方便了热水器1防触电装置的安装设置以及批量生产，同时外置的防触电装置方便维修更换，且使用更加直观，水流含电传感器实时检测当前水流是否含电，如果含电则立即发出警报，响应快速。

进一步地，所述模块化防触电盒子还包括与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接。通过采用充电电路与电池，为主控检测单片机休眠时供电，同时可以避免由于水流不稳定而导致水流发电机供电无法保证主控检测单片机正常运行的情况，在供电充足时提前储存电量与电池中，并在供电不稳定时辅助提供电力保证主控检测单片机正常运行。

请参考图3，进一步地，所述模块式防触电装置还包括无线插座4，该无线插座4内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，且该无线插座4与热水器插头3连接；所述模块化防触电盒子还包括盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接。通过采用无线插座4与模块式防触电盒子2配套使用，当水流含电传感器检测到水流含电时，则立即通过无线传输发出断电信号断开无线插座4三极，使热水器1由电源处完全断电，响应快速，保证人员安全，还避免了接地不良或地线带电型的漏电事故，且采用无线连接，无需另外接线，安装方便。

进一步地，所述模块式防触电盒子2还包括水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机，所述模块式防触电盒子2还包括液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接，通过采用水流温度传感器，改变传统热水器只能检测热水器内实时加热水温，检测热水器1冷热混水出水口水温可以更加精准地知道当前供应给使用人员的水温，同时采用液晶显示屏显示当前水温，方便使用人员精准调节水温。

一种热水器的模块式防触电装置的控制方法，包括以下步骤：

在热水器1冷热混水出水口上设置模块式防触电盒子2，该模块式防触电盒子2设置有水流发电器、与水流发电器电连接的水流含电传感器、与水流发电器相连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机；

(1.1)模块式防触电盒子2内还设置有与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接；

(1.2)设置无线插座4，该无线插座4内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，该复位电路与无线插座4三极相连接，且该无线插座4与热水器插头3连接；所述模块化防触电盒子还设置有盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接；

(1.3)所述模块式防触电盒子2还设置有水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机；

(1.4)模块式防触电盒子2还设置有液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接；

热水器1启动，热水从热水器1冷热混水出水口流出，流经水流发电器，水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给主控检测单片机，还将电力供应给水流含电传感器，主控检测单片机检测到电力供应将自身复位至初始状态；

(2.1)水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给充电电路，充电电路将电力储存与电池中，电池还与主控检测单片机相连接，当水流发电机提供的电力无法正常运行主控检测单片机时，电池则提供辅助提供电力保证主控芯片电路正常运行；

(2.2)水流温度传感器实时监测热水器1冷热混水出水口的水流温度，并把信息反馈给主控检测单片机；

(2.3)液晶显示屏实时显示当前热水器1冷热混水出水口处的温度，使用人员根据当前显示温度对冷热混水比例进行调节，直至达到使用人员需要的温度。

水流含电传感器检测水流是否带电超过阀值，如带电超过阀值则发送带电信号至主控检测单片机，主控检测单片机发出警报；

(3.1)主控检测单片机传输断电信号给盒子无线收发模组，盒子无线收发模组通过无线传输将断电信号传输给插座无线收发模组，插座无线收发模组传输断电信号给复位电路，复位电路根据断电信号将断开无线插座4三极；

(4)热水器1断电，模块式防触电盒子2停止工作；

(4.1)断电后主控检测单片机保存当前数据，进入低电耗休眠状态，电池为主控检测单片机供电；

(4.2)主控检测单片机休眠一段时间后，自动唤醒并通过水流含电传感器检测当前水流电量是否处于阀值以下，若处于阀值以上则继续休眠等待下一唤醒周期，若处于阀值以下发送闭合信号给盒子无线收发模组，再通过插座无线收发模组传输给复位电路，复位电路重新闭合无线插座4三极，主控检测单片机完全关闭，等待水流发电机启动。

本发明的重点主要在于，通过将电热水器防触电装置设置为模块化的盒子，并设置于热水器冷热混水出水口处，方便了电热水器防触电装置的安装设置以及批量生产，同时外置的防触电装置方便维修更换，且使用更加直观，水流含电传感器实时检测当前水流是否含电，如果含电则立即发出警报，响应快速。且通过配套的无线插座，可以在水流含电时从电源处完全断开热水器，全面避免漏电风险，提高热水器漏电防护安全度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热水器的模块式防触电装置，其特征在于，包括设置于热水器冷热混水出水口上的模块式防触电盒子，该模块式防触电盒子包括水流发电器、与水流发电器相连接的水流含电传感器、与水流发电器电连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机。

2.如权利要求1所述的热水器的模块式防触电装置，其特征在于，所述模块化防触电盒子还包括与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接。

3.如权利要求1所述的热水器的模块式防触电装置，其特征在于，所述模块式防触电装置还包括无线插座，该无线插座内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，该复位电路与无线插座三极相连接，且该无线插座与热水器插头连接；所述模块化防触电盒子还包括盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接。

4.如权利要求1所述的模块式防触电装置，其特征在于，所述模块式防触电盒子还包括水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机。

5.如权利要求4所述的热水器的模块式防触电装置，其特征在于，所述模块式防触电盒子还包括液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接。

6.一种如权利要求1～5任一项所述热水器的模块式防触电装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在热水器冷热混水出水口上设置模块式防触电盒子，该模块式防触电盒子设置有水流发电器、与水流发电器电连接的水流含电传感器、与水流发电器相连接的整流电路、分别连接水流含电传感器与整流电路相连接的主控检测单片机；

(2)热水器启动，热水从热水器冷热混水出水口流出，流经水流发电器，水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给主控检测单片机，还将电力供应给水流含电传感器，主控检测单片机检测到电力供应将自身复位至初始状态；

(3)水流含电传感器检测水流是否带电超过阀值，如带电超过阀值则发送带电信号至主控检测单片机，主控检测单片机发出警报；

(4)热水器断电，模块式防触电盒子停止工作。

7.如权利要求6所述的模块式防触电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：

(1.1)模块式防触电盒子内还设置有与整流电路相连接的充电电路，与充电电路相连接的电池，该电池还与主控检测单片机相连接；

所述步骤(2)还包括：

(2.1)水流发电器发电并通过整流电路将电力供应给充电电路，充电电路将电力储存与电池中，电池还与主控检测单片机相连接，当水流发电机提供的电力无法正常运行主控检测单片机时，电池则提供辅助提供电力保证主控芯片电路正常运行；

所述步骤(4)还包括：

(4.1)断电后主控检测单片机保存当前数据，进入低电耗休眠状态，电池为主控检测单片机供电。

8.如权利要求6所述的模块式防触电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：

(1.2)设置无线插座，该无线插座内设置有插座无线收发模组以及与插座无线收发模组相连接的复位电路，该复位电路与无线插座三极相连接，且该无线插座与热水器插头连接；所述模块化防触电盒子还设置有盒子无线收发模组，该盒子无线收发模组与主控检测单片机相连接；

所述步骤(3)还包括：

(3.1)主控检测单片机传输断电信号给盒子无线收发模组，盒子无线收发模组通过无线传输将断电信号传输给插座无线收发模组，插座无线收发模组传输断电信号给复位电路，复位电路根据断电信号将断开无线插座三极；

所述步骤(4)还包括：

(4.2)主控检测单片机休眠一段时间后，自动唤醒并通过水流含电传感器检测当前水流电量是否处于阀值以下，若处于阀值以上则继续休眠等待下一唤醒周期，若处于阀值以下发送闭合信号给盒子无线收发模组，再通过插座无线收发模组传输给复位电路，复位电路重新闭合无线插座三极，主控检测单片机完全关闭，等待水流发电机启动。

9.如权利要求6所述的模块式防触电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：

(1.3)所述模块式防触电盒子还设置有水流温度传感器，该水流温度传感器分别连接水流发电机和主控检测单片机；

所述步骤(2)还包括：

(2.2)水流温度传感器实时监测热水器冷热混水出水口的水流温度，并把信息反馈给主控检测单片机。

10.如权利要求9所述的模块式防触电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：

(1.4)模块式防触电盒子还设置有液晶显示屏，该液晶显示屏与主控检测单片机相连接；

所述步骤(2)还包括：

(2.3)液晶显示屏实时显示当前热水器冷热混水出水口处的温度，使用人员根据当前显示温度对冷热混水比例进行调节，直至达到使用人员需要的温度。