CN202501641U - 一种太阳能热水器自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型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

一种太阳能热水器自动控制系统

技术领域：

本实用新型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。 

背景技术：

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。 

实用新型内容：

本实用新型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。 

本实用新型采用的技术方案是：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。 

本实用新型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是本实用新型的电路原理图。 

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说明本实用新型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J3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，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(工C2-5)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。

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