CN1920710A - 一种电热水器的节能电热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电热水器的节能电热系统，由加热单元和控制单元组成，其特征是：所述的加热单元由设置在入水区的第一加热器和设置在出水区的第二加热器组成，所述的控制单元由主控电路、检测水箱水温的第一温度传感器、检测水箱入水区水温的第二温度传感器、检测水箱出水区水温的第三温度传感器和一感测进水主干路流量的流量感测器组成；主控电路根据流量感测器的输出信号是否达到设定最小值来判断电热水器的运行状态；当判定电热水器处于非使用状态时，主控电路根据第二温度传感器的信号选定预设的水箱保温温度，根据第一温度传感器信号启动或停止第一加热器；当判定电热水器为正在使用时，主控电路先关闭第一加热器再启动第二加热器。

Description

一种电热水器的节能电热系统
所属技术领域
本发明涉及电热水器，尤其是一种电热水器的节能电热系统。
背景技术
目前，电热水器已经进入千家万户，普及率越来越高。常见的电热水器大致分为贮水式和直热式两种，贮水式电热水器设有水箱，加热器长期对水箱中的水进行保温(保温温度通常为75℃)加热，因此功耗较大，能源效益低；而且，使用时加热器是对所有箱体内的水进行加热，因此，升温较慢，影响使用的舒适性；直热式电热水器取消了水箱，采用高功率(通常6KW以上)加热器，升温快，能源效益较高，但是如此高的功率对一般家庭的供电电路造成极大负担，容易出现跳闸现象。
发明内容
为了克服现有的电热水器的不足，本发明提供一种电热水器的节能电热系统，该节能电热系统通过感知外界的环境温度而自动调节加热方式，实现节能的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电热水器的节能电热系统，由加热单元和控制单元组成，其特征是：所述的加热单元由设置在入水区的第一加热器和设置在出水区的第二加热器组成，所述的控制单元由主控电路、检测水箱水温的第一温度传感器、检测水箱入水区水温的第二温度传感器、检测水箱出水区水温的第三温度传感器和一感测进水主干路流量的流量感测器组成；主控电路根据流量感测器的输出信号是否达到设定最小值来判断电热水器的运行状态；当判定电热水器处于非使用状态时，主控电路根据第二温度传感器的信号选定预设的水箱保温温度，根据第一温度传感器信号启动或停止第一加热器；当判定电热水器为正在使用时，主控电路先关闭第一加热器再启动第二加热器。
所述的第二温度传感器的输出信号按大小对应划分为若干个温度段，每个温度段设定相应的水箱保温温度。
所述的主控电路设有最高温度控制，当第一温度传感器或第三温度传感器的信号达到对应的最高温度设定值时，对应关闭第一加热器或第二加热器。
所述的主控电路设有干烧保护控制，当系统传感器检测到温度在10秒内上升超过10℃或温度达到95℃，判定为干烧，即关闭第一加热器和第二加热器。
所述的主控电路设有热敏电阻保护控制，当热敏电阻开路或短路，即关闭第一加热器和第二加热器。
所述的主控电路设有计时控制，当根据流量感测器的输出信号，电热水器被判定为非使用状态的时间达到设定值时，主控电路关闭所有加热器。
本发明的有益效果是，该系统通过自动感知外界环境温度(即入水区的水温)的变化而自动调节不同水箱保温温度，能切合在不同环境温度下的热水使用要求(环境暖和，水的温升幅度较小，环境寒冷，水的温升幅度较大)，即满足人们需要的同时实现较低的保温温度。另外系统只允许有两套加热器交替工作，第二加热器在工作时只加热出水区少量的水，所以温升快，效果与直热式电热水器相若。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
图2是本发明的程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参阅图1，一种电热水器的节能电热系统，由加热单元和控制单元组成，所述的加热单元由设置在入水区的第一加热器1和设置在出水区的第二加热器2组成，所述的控制单元由主控电路3、检测水箱水温的第一温度传感器30、检测水箱入水区水温的第二温度传感器31、检测水箱出水区水温的第三温度传感器32和一感测进水主干路流量的流量感测器33组成；
当流量感测器33的输出信号未达到设定值时，电热水器被确认为处于非使用状态时，主控电路3根据第二温度传感器31的信号选定预设的水箱保温温度，根据第一温度传感器30信号启动或停止第一加热器；对于本实施例，当流量感测器33感测到入水区处的流量L≤1.5L/min时，系统判断为不使用状态，自动转为贮水式加热状态，第一加热器1开始工作；
当流量感测器33的输出信号达到设定值时，L＞1.5L/min时，电热水器被确认为处于使用状态时，主控电路3先关闭第一加热器1再启动第二加热器2。为防止打火，其中一个加热器停止0.5秒以后另一个加热器才开始工作；在主控电路3的控制下，第一加热器1和第二加热器2交替工作，即在不存在两套加热器同时工作的情形。
本实施例，第一加热器1和第二加热器2的功率为3KW(针对不同容量20L～80L的电热水器其功率可分别设定为2KW、2.5KW、3KW、3.5KW、4KW)，入水区的第一加热器1负责平时水箱的加热和保温；出水区的上第二加热器2，在工作时只加热出水区少量的水，所以温升快，效果与直热式电热水器相若。
为便于理解，把水箱的保温温度称作基础水温。基础水温的确定：通过每30s测到的入水区水温计算出对应的基础水温，初次上电(上电后3～5秒)进行基础水温测试，当停止使用时则停止测试，到下一次使用时再测试；控制基础水温最高为65℃。
所述的第二温度传感器31的输出信号按大小对应划分为若干个温度段，每个温度段设定相应的水箱保温温度。即本系统通过检测入水区的水温的变化从而自动更改水箱的保温温度。即随着外界环境(自来水水温)的变化基础水温也相应变化。本实施例提供一种基础水温变化规则，内容如下：
当进水温度27℃≤T时，基础水温设定为实际的进水水温；
当进水温度23℃≤T＜27℃时，则基础水温为39℃；
当进水温度15℃≤T＜23℃时，进水温度每降1℃，则对应的基础水温增加3℃；
当进水温度2℃＜T＜15℃时，则对应的基础水温设定为65℃。
此处述及的基础水温变化规则，可因应不同的气候环境作相应的调整。
所述的主控电路3设有最高温度控制，当第一温度传感器30或第三温度传感器32的信号达到对应的最高基础水温设定值65℃时，关闭第一加热器1；当第三温度传感器32的信号达到对应的最高处水温度设定值85℃时，关闭第二加热器2。此时电热水器直接输出热水。
所述的主控电路设有干烧保护控制，当系统传感器检测到温度在10秒内上升超过10℃或温度达到95℃，判定为干烧，即关闭第一加热器和第二加热器。
所述的主控电路设有热敏电阻保护控制，当热敏电阻开路或短路，即关闭第一加热器和第二加热器。
所述的主控电路3还设有计时控制，当根据流量感测器33的输出信号，电热水器连续1小时被判定为非使用状态，主控电路3关闭所有加热器。
参阅图2，从本实施例的程序流程图可以看出，系统是水控启动，第一加热器和第二加热器是交替工作的，而且还能自动关机。
该系统通过自动感知外界环境温度(即入水区的水温)的变化而自动调节不同水箱保温温度，能切合在不同环境温度下的热水使用要求，既满足人们需要的同时实现较低的保温温度。另外系统只允许有两套加热器交替工作，第二加热器在工作时只加热出水区少量的水，所以温升快，效果与直热式电热水器相若，结合了直热式电热水器和贮水式热水器的优点，而且实际使用功率较低，因此，有效节能。
以上所述的具体实施例，仅为发明型较佳的实施例而已，举凡依本发明申请专利范围所做的等同设计，均应为本发明的技术所涵盖。

Claims (6)

1.一种电热水器的节能电热系统，由加热单元和控制单元组成，其特征是：所述的加热单元由设置在入水区的第一加热器和设置在出水区的第二加热器组成，所述的控制单元由主控电路、检测水箱水温的第一温度传感器、检测水箱入水区水温的第二温度传感器、检测水箱出水区水温的第三温度传感器和一感测进水主干路流量的流量感测器组成；主控电路根据流量感测器的输出信号是否达到设定最小值来判断电热水器的运行状态；当判定电热水器处于非使用状态时，主控电路根据第二温度传感器的信号选定预设的水箱保温温度，根据第一温度传感器信号启动或停止第一加热器；当判定电热水器为正在使用时，主控电路先关闭第一加热器再启动第二加热器。
2.根据权利要求1所述的一种电热水器的节能电热系统，其特征是：所述的第二温度传感器的输出信号按大小对应划分为若干个温度段，每个温度段设定相应的水箱保温温度。
3.根据权利要求1所述的一种电热水器的节能电热系统，其特征是：所述的主控电路设有最高温度控制，当第一温度传感器或第三温度传感器的信号达到对应的最高温度设定值时，对应关闭第一加热器或第二加热器。
4.根据权利要求1所述的一种电热水器的节能电热系统，其特征是：所述的主控电路设有干烧保护控制，当系统传感器检测到温度在10秒内上升超过10℃或温度达到95℃，判定为干烧，即关闭第一加热器和第二加热器。
5.根据权利要求1所述的一种电热水器的节能电热系统，其特征是：所述的主控电路设有热敏电阻保护控制，当热敏电阻开路或短路，即关闭第一加热器和第二加热器。
6.根据权利要求1所述的一种电热水器的节能电热系统，其特征是：所述的主控电路设有计时控制，当根据流量感测器的输出信号，电热水器被判定为非使用状态的时间达到设定值时，主控电路关闭所有加热器。
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