CN112648746A - 一种智能防护自动整机不工作电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能防护自动整机不工作电热水器，包括：主控制系统模块，与所述主控制系统模块连接的开关插头模块，所述主控制系统模块包括主控制器和与所述主控制器连接的流量传感器模块、电加热器模块，所述开关插头模块为所述电加热器模块供电，所述主控制器控制所述电加热器模块的供电通断；其中，在所述开关插头模块上设有低压控制电路和通讯模块，所述低压控制电路为所述主控制器供电，所述通讯模块用来接收所述主控制器反馈的信号并传输给所述低压控制电路；所述主控制器根据所述流量传感器模块反馈的信号发出低压通断电指令，所述低压控制电路根据所述低压通断电指令接通或断开所述主控制器的供电。本发明具有成本低、可靠性好的特点。

Description

一种智能防护自动整机不工作电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种智能防护自动整机不工作电热水器。

背景技术

现有的电热水器漏保技术主要包括被动漏保技术、主动漏保技术和智能通断电漏保技术。被动漏保技术即只有发生漏电且漏电被检测到时才断开电源零火线，漏电保护插头工作在浴室潮湿环境，导致可靠性不稳定，存在漏电检测系统失效和脱扣器损坏的风险，对于用户存在风险，为提高安全性能，部分用户在洗浴前按漏电保护插头的试验键使电热水器三极断开，洗浴完后需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器通电，部分家庭电热水器安装在高位，导致操作困难，存在不良体验。主动漏保技术是通过水流量传感器收集到用户有用水行为后，通过逻辑控制驱动电加热器模块断电，保证了用户不会由于漏电而触电，只断开了电加热器模块，而漏电保护开关电源线、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。

专利CN 201610383306.9公开一种智能断电的电热水器控制系统，包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线，单片机，电加热器模块，第一继电器，第二继电器，用来实现强弱电隔离和通讯的隔离通讯模块，可充放电的电源模块，电源检测模块，以及硬件上电复位模块。工作时，通过与单片机连接的遥控器、机身按键或远程控制终端触发隔离通讯模块，使隔离通讯模块发出断电或闭合信号，即可实现三极漏电保护插头电源线三极的断开和闭合，避免用户较难操作安装在高处的漏电保护插头电源线，保证用户安全洗浴。但是该专利使用了漏电保护插头，其内部有独立的电源模块，单片机，漏电检测模块，故障率高，导致整个智能通断电系统可靠性偏低，电热水器容易经常出现故障。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低且可靠性强的智能防护自动整机不工作电热水器。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能防护自动整机不工作电热水器，包括：主控制系统模块，与所述主控制系统模块连接的开关插头模块，所述主控制系统模块包括主控制器和与所述主控制器连接的出水检测模块、电加热器模块，所述开关插头模块为所述电加热器模块供电，所述主控制器控制所述电加热器模块的供电通断；其特征在于，在所述开关插头模块上设有低压控制电路和通讯模块，所述低压控制电路为所述主控制器供电，所述通讯模块用来接收所述主控制器反馈的信号并传输给所述低压控制电路；所述主控制器根据所述出水检测模块反馈的信号发出低压通断电指令，所述低压控制电路根据所述低压通断电指令接通或断开所述主控制器的供电。

作为上述方案的进一步说明，所述低压控制电路与所述主控制器之间通过低压供电线连接，所述通讯模块与所述主控制器之间通过通讯线连接或无线连接。

作为上述方案的进一步说明，当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的水流信号时，发送断电指令至所述低压控制电路，所述低压控制电路断开低压供电，这时所述主控制器断电，进而控制所述电加热器模块断电，电热水器停止加热；经一设置时间后，所述低压控制电路自动复位导通低压供电，且低压复位导通后，所述主控制器仍然控制所述电加热器模块处于断电状态并持续检测所述出水检测模块反馈的信号，当所述主控制器接收到接收到没有水流信号时，控制所述电加热器模块处于通电正常工作状态。

作为上述方案的进一步说明，低压复位导通后，当所述主控制器接收到接收到依然有水流信号时，则控制所述低压控制电路继续断开低压供电，并经一设置时间后自动复位导通低压供电，依次循环。

作为上述方案的进一步说明，在所述电热水器的进出水处设有防电墙。

作为上述方案的进一步说明，所述低压控制电路包括有控制低压通断电的开关器件，所述开关器件为继电器、脱扣机构、三极管、MOS管或晶闸管中的一种。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器为单片机，在单片机上连接有继电器模块、显示模块和操作模块；所述继电器模块用于控制电热水器中电加热器模块的通断电，所述显示模块和所述操作模块用于显示、控制电热水器的各项功能；所述显示模块和所述操作模块组合为独立操作器，所述独立操作器集成于视控盒上、通过无线通讯对电热水器进行控制；或所述显示模块和所述操作模块集成设置在所述电热水器上。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器发送低压断电指令至所述开关插头模块后，若一段时间仍检测到供电信号，则发出故障报警指令，提醒用户维修所述开关插头模块。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器上连接有自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。

作为上述方案的进一步说明，所述通讯模块与所述主控制器直接电连接或为隔离通讯模块，所述隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯或高低电位信号通讯。

本发明的有益效果是：

一、采用开关插头模块取代现有的漏电保护插头，在普通插头的基础上设置低压控制电路和通讯模块，低压控制电路为所述主控制器供电，并具有低压通断电控制功能，取消了漏保插头、变压器和法拉电容，在保证电热水器用电用水安全的基础上提高了整个智能系统的可靠性，又极大降低了成本；同时避免用户较难操作安装在高处的保护插头电源线。

二、直接从电热水器电源线开关插头处断开整机控制部分供电，从而让整机处于断电状态，以及在电热水器的进出水处设置防电墙，无论电热水器本身漏电还是地线的反向带电均能进行保护，全面漏电保护；自动断电动作和复位通电动作不断循环，从而实现用户用水时电热水器自动整机不工作。

三、引入自动检测功能，在开关插头模块出现故障时，显示模块显示故障代码提示用户进行维修。

附图说明

图1所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的结构示意图。

图2所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的工作流程图。

图3所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的结构图。

附图标记说明：

1：主控制系统模块，2：开关插头模块，3：内胆，4：电加热器模块，5：防电墙，6：镁棒。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1所示为本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器的控制系统示意图，包括：主控制系统模块，与所述主控制系统模块连接的开关插头模块，所述主控制系统模块包括单片机和与所述单片机连接的出水检测模块、电加热器模块，所述单片机控制所述电加热器模块的供电通断；所述开关插头模块包括为所述电加热器模块供电的电源模块，为所述单片机供电的低压控制电路以及通讯模块，所述通讯模块用来接收所述主控制器反馈的信号并传输给所述低压控制电路；所述主控制器根据所述出水检测模块反馈的信号发出低压通断电指令，所述低压控制电路根据所述低压通断电指令接通或断开所述主控制器的供电。

本实施例中，所述低压控制电路包括与所述单片机连接低压供电线，与所述低压供电线连接、用于断开或导通所述低压供电线的继电器，控制所述继电器断开或吸合的开关控制模块，以及电压变换电路。电压变换电路将市电转换为单片机工作所需的低压电，然后经继电器、低压供电线供给所述单片机。

本实施例中，单片机充当电热水器的主控制器，所述出水检测模块为流量传感器模块。在其他实施方式中，采用微处理器等其他具有控制功能的芯片来代替单片机，采用温度传感器等其他出水检测模块来代替流量传感器模块亦可。对于低压供电线的通断，除了采用本实施例提供的继电器或脱扣机构，也可以直接采用三极管、MOS管、晶闸管等受电信号控制的开关器件。本实施例中，电加热器模块的供电通断是通过继电器模块来实现的，所述继电器模块与单片机信号连接。

本实施例中，优选在所述单片机上还连接有显示模块、操作模块和用于检测电热水器内胆水温的温度传感器，所述显示模块用于显示电热水器的各项工作信息，包括温度信息，所述操作模块用于控制电热水器的工作。显然地，根据实际需要的不同，本领域技术人员可以将显示模块和操作模块集成在电热水器上。

在其他实施方式中，所述显示模块与所述操作模块可单独分离成一操作器，所述操作器集成于视控盒上，通过无线通讯对电热水器进行控制，进一步提高用户体验。

本实施例中，所述单片机与所述通讯模块之间通过通讯线有线连接；为提高安全性，优选通讯模块为隔离通讯模块，所述隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯，或其他高低电位信号通讯。在其他实施方案中，所述单片机和所述通讯模块之间的通讯可以通过无线通讯，比如通过蓝牙模块、WiFi模块、RF射频模块、ZigBee通讯模块、Modbus模块通讯或433m无线模块等，其都可替代本实施方案中的通讯线。

作为改进地，在所述单片机上连接有自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。

作为改进地，所述主控制系统模块上加入WiFi模块或红外信号接收，实现采用手机或遥控器对电热水器进行控制。电热水器的自动整机不工作功能可由操作模块、手机或遥控器进行关闭与开启，也可手动复位通电加热操作。

本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其工作原理为：开关插头模块接收主控制系统模块发出断电指令，低压控制电路控制继电器断开低压供电线，主控制系统模块失电，整机停止工作，3分钟后(这个时间根据实际需要进行调整)低压控制电路控制继电器吸合导通低压供电线，主控制系统模块的单片机得电工作，先保持显示屏熄灭，操作器不工作，然后检测水流信号，有水流信号则继续发送断电指令至开关控制模块断电，无水流信号则整机恢复正常工作。

图2所示为本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器的工作流程图，通电后，因为继电器为常闭状态，电热水器正常开机通电加热工作。当用户沐浴用热水时，流量传感器模块产生水流信号，此时单片机接收到水流信号，然后单片机发送断电指令给通讯模块，低压控制电路接收到信号后，开关控制模块控制继电器断开低压供电线，此时主控制系统模块失电，电热水器整机断电停止工作，完成沐浴断电过程。若单片机发送断电指令后指定时间内，依然检测到供电信号，则显示模块故障报警，提醒用户维修开关插头模块。完成断开后3分钟后，开关控制模块自动控制控制继电器吸合低压供电线导通，主控制系统模块单片机得电工作，此时主控制系统模块中继电器模块、操作模块、显示模块均不工作，即显示屏熄灭，操作器不可操作。此时单片机进行判读选择，选择1，若单片机通过流量传感器模块检测水流信号，依然有水信号，则单片机发送断电指令给通讯模块，继续停止工作3分钟，3分钟后再通电给单片机，再检测水流信号再循环。选择2，如果单片机通过流量传感器模块检测没有水流信号，则恢复继电器模块、操作模块、显示模块的正常工作，整机恢复到正常工作状态。自动断电动作和复位通电动作不断循环，从而实现用户用水时电热水器自动整机不工作。

图3所示为本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器的结构示意图，所述电热水器包括内胆3，设置所述内胆3内的电加热器模块4和镁棒6，以及与所述内胆3连通的进水管组件和出水管组件。在所述进水管组件和出水管组件上设置有防电墙5，当用水时，通过自动整机不工作功能，避免了电热水器本身的漏电。当出现环境地线带电时，电热水器自带的防电墙，同时保证了无论是电热水器本身漏电还是地线反向带电，均能通过防电墙水阻物理隔电原理，实现电热水器的安全使用。

在本实施方案中，温度传感器模块、流量传感器模块、继电器模块、电加热器模块，3分钟时间节点，继电器仅为示例性，不能理解为对本发明的限制，其连接位置和数量是可根据需求进行变换，作为本发明的不同实施方案。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种智能防护自动整机不工作电热水器，包括：主控制系统模块，与所述主控制系统模块连接的开关插头模块，所述主控制系统模块包括主控制器和与所述主控制器连接的出水检测模块、电加热器模块，所述开关插头模块为所述电加热器模块供电，所述主控制器控制所述电加热器模块的供电通断；其特征在于，在所述开关插头模块上设有低压控制电路和通讯模块，所述低压控制电路为所述主控制器供电，所述通讯模块用来接收所述主控制器反馈的信号并传输给所述低压控制电路；所述主控制器根据所述出水检测模块反馈的信号发出低压通断电指令，所述低压控制电路根据所述低压通断电指令接通或断开所述主控制器的供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，所述低压控制电路与所述主控制器之间通过低压供电线连接，所述通讯模块与所述主控制器之间通过通讯线连接或无线连接。

3.据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的水流信号时，发送断电指令至所述低压控制电路，所述低压控制电路断开低压供电，这时所述主控制器断电，进而控制所述电加热器模块断电，电热水器停止加热；经一设置时间后，所述低压控制电路自动复位导通低压供电，

且低压复位导通后，所述主控制器仍然控制所述电加热器模块处于断电状态并持续检测所述出水检测模块反馈的信号，当所述主控制器接收到接收到没有水流信号时，控制所述电加热器模块处于通电正常工作状态。

4.根据权利要求3所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，低压复位导通后，当所述主控制器接收到接收到依然有水流信号时，则控制所述低压控制电路继续断开低压供电，并经一设置时间后自动复位导通低压供电，依次循环。

5.据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，在所述电热水器的进出水处设有防电墙。

6.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，所述低压控制电路包括有控制低压通断电的开关器件，所述开关器件为继电器、脱扣机构、三极管、MOS管或晶闸管中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，所述主控制器为单片机，在单片机上连接有继电器模块、显示模块和操作模块；所述继电器模块用于控制电热水器中电加热器模块的通断电，所述显示模块和所述操作模块用于显示、控制电热水器的各项功能；

所述显示模块和所述操作模块组合为独立操作器，所述独立操作器集成于视控盒上、通过无线通讯对电热水器进行控制；或所述显示模块和所述操作模块集成设置在所述电热水器上。

8.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，所述主控制器发送低压断电指令至所述开关插头模块后，若一段时间仍检测到供电信号，则发出故障报警指令，提醒用户维修所述开关插头模块。

9.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，在所述主控制器上连接有自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。

10.根据权利要求1所述的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其特征在于，所述通讯模块与所述主控制器直接电连接或为隔离通讯模块，所述隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯或高低电位信号通讯。

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