CN203643866U - 一种储水式电热水器的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储水式电热水器的控制电路，属于电热水器领域。它解决了现有技术中储水式电热水器的控制电路不能设定储水式电热水器的加热目标温度的问题。本储水式电热水器的控制电路，电源、控制器、若干加热单元、若干启动继电器、若干温度传感器一和温度旋钮，加热单元包括一电加热管和分压模块，电加热管与分压模块串联连接，若干加热单元分别通过启动继电器的常开开关连接电源，若干启动继电器的线圈分别连接控制器的输出端，分压模块连接控制器的输出端，温度传感器一和温度旋钮分别连接控制器的输入端。本控制电路能够设定储水式电热水器的加热目标温度且能够使内胆的水温准确到达目标温度并保持。

Description

一种储水式电热水器的控制电路

技术领域

本实用新型属于电热水器技术领域，涉及一种储水式电热水器的控制电路。

背景技术

以电作为能源进行加热的热水器通常称为电热水器，电热水器按加热功率大小可分为储水式（又称容积式或储热式）、即热式、速热式（又称半储水式）三种。储水式电热水器包括内胆、电加热管、保温层、控制电路、外壳、进水管和出水管等等。储水式电热水器的原理很简单，通过一根电加热管通电后对内胆中的水进行加热，提供给人们使用。储水式电热水器通常将内胆中的水加热至75度后进行保温，因此功耗较大，能源效益低。

如，中国专利文献公开的专利号为CN201210029318.3的储水式电热水器速热装置，其包括第一内胆，第二内胆、热水出水管和电热管，所述第二内胆容置于所述第一内胆中，法兰可拆卸设于第一内胆的端盖面上，所述电热管的另一端和热水出水管的进水端均插置于所述第二内胆中从而形成一集中加热区域；且所述第二内胆可拆卸设于第一内胆的内壁上，并在第二内胆上还开设有若干对流空。虽然该装置能使水在较短的时间内能获得较大的热能节约等待时间，但是该装置的控制电路还是将内胆中的水一直加热到一个较高的温度再进行保温，当使用时不需要这么高温度的水时就造成了能源浪费，同时也不便于使用者对出水温度的调节。该装置加热功率为一定值且为较大功率，因此并不能准确的到达恒定温度。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种储水式电热水器的控制电路，该控制电路能够设定储水式电热水器的加热目标温度且能够使内胆的水温准确到达目标温度并保持。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种储水式电热水器的控制电路，包括电源，其特征在于，本控制电路还包括若干加热单元、若干启动继电器、用于检测并发送内胆中水温信号的若干温度传感器一和用于设定内胆水温目标温度的温度旋钮，本控制电路还包括用于接收内胆中水温信号和内胆水温目标温度信号并控制对应加热单元工作的控制器，所述加热单元包括一电加热管和用于对电加热管进行分电压的分压模块，电加热管与分压模块串联连接，所述若干加热单元分别通过启动继电器的常开开关连接电源，所述若干启动继电器的线圈分别连接控制器的输出端，所述分压模块连接控制器的输出端，所述温度传感器一和温度旋钮分别连接控制器的输入端。

当需要安装有本控制电路的储水式热水器加热工作时，使用者根据自己的需要通过温度旋钮进行设定内胆水温的目标温度，控制器根据温度旋钮的温度设定得到内胆水温目标温度信号，控制器进行处理得到所需要将内胆水温加热到的目标温度。若干温度传感器一分别检测内胆中水温并发送电信号给控制器，控制器对信号进行处理分别得到各个温度传感器一检测的内胆中水温，控制器对得到的各个内胆中水温取平均值得到当前内胆中水温，控制器将当前内胆中水温与所需内胆水温加热到的目标温度进行比较得到温差。控制器根据不同的温差设有对应所需加热功率，对应所需加热功率需要控制对应的电加热管和分压模块进行工作，因此控制器根据得到的温差发送控制信号给对应所需工作电加热管的启动继电器，启动继电器的常开开关闭合使所需要工作的电加热管得电工作，同时控制器根据需要控制对应的分压模块进行分压工作，从而得到所需的加热功率。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述加热单元为三个，分别为加热单元一、加热单元二和加热单元三，所述加热单元一包括电加热管一和与电加热管一串联连接的分压模块一，所述加热单元二包括电加热管二和与电加热管二串联连接的分压模块二，所述加热单元三包括电加热管三和与电加热管三串联连接的分压模块三。三个电加热管一起加热时满足对内胆中水快速加热的目的，同时，设置三个电加热管和三个分压模块，这样就会有多种加热功率，满足内胆的水温准确到达目标温度并保持的目的。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述启动继电器为三个，分别为启动继电器一、启动继电器二和启动继电器三，所述启动继电器一的常开开关两端分别连接加热单元一和电源，启动继电器二的常开开关两端分别连接加热单元二和电源，启动继电器三的常开开关两端分别连接加热单元三和电源，所述三个启动继电器的线圈分别连接控制器的输出端。控制器控制对应启动继电器的常开开关的闭合和断开，来控制对应加热单元的工作。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述分压模块一包括分压电阻一和分压继电器一，所述分压电阻一与电加热管一串联连接，所述分压继电器一的常开开关两端并联连接分压电阻一，所述分压模块二包括分压电阻二和分压继电器二，所述分压电阻二与电加热管二串联连接，所述分压继电器二的常开开关两端并联连接分压电阻二，所述分压模块三包括分压电阻三和分压继电器三，所述分压电阻三与电加热管三串联连接，所述分压继电器三的常开开关两端并联连接分压电阻三，所述分压继电器一、分压继电器二和分压继电器三的线圈分别连接控制器输出端。控制器可以通过控制对应的分压继电器，来控制对应的分压电阻进行分压，从而改变电加热管加热时的功率。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，本控制电路还包括用于设置定时时间定时关闭加热单元加热的定时旋钮一和用于计时定时关闭时间的计时模块一，所述定时旋钮一连接控制器的输入端，所述计时模块一连接控制器。通过设置定时关闭加热单元加热的定时时间，不仅节约能源，又使储水式电热水器寿命更长。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，本控制电路还包括用于设置定时时间定时开启加热单元加热的定时旋钮二和用于计时定时开启时间的计时模块二，所述定时旋钮二连接控制器的输入端，所述计时模块二连接控制器。通过设置定时开启加热单元加热的定时时间，能提前进行对内胆中水进行加热，减少等待时间方便人们使用。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述控制器输入端连接有用于检测室内温度的温度传感器二，所述控制器的输出端连接有用于显示当前内胆中水温、内胆水温目标温度和建议内胆水温目标温度的显示屏。控制器根据温度传感器二发送的室内温度处理得到建议内胆水温目标温度。控制器根据温度传感器一、温度旋钮和温度传感器二分别得到当前内胆中水温、内胆水温目标温度和建议内胆水温目标温度，控制器发送控制信号控制显示屏显示上述内容。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述控制器输出端连接有于提示加热单元正在加热的提示灯一和提示内胆中水温达到内胆水温目标温度的提示灯二。通过提示灯一和提示灯二可以使使用者知道储水式电热水器的工作状态，方便使用者使用。

在上述的储水式电热水器的控制电路中，所述控制器输入端还连接有用于手动开启或关闭加热单元加热的总开关。控制器接收到总开关发送的开启加热的信号，控制器开始根据温差来控制所需工作的电加热管和分压模块工作，控制器接收到关闭加热信号，控制器控制全部电加热管和分压模块不工作。

与现有技术相比，本储水式电热水器的控制电路具有以下优点：

1、本实用新型能够设定储水式电热水器的加热目标温度，方便人们的使用。

2、本实用新型具有多个电加热管和多个分压模块从而有多种加热功率，并且对加热功率进行自动调节满足内胆的水温准确到达目标温度并保持的目的。

3、本实用新型能够定时开启加热内胆中的水也能够定时关闭，同时还具有显示功能，实用性强

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、控制器；2、温度传感器一；3、温度旋钮；4、电加热管一；5、电加热管二；6、电加热管三；7、分压电阻一；8、分压电阻二；9、分压电阻三；10、定时旋钮一；11、计时模块一；12、定时旋钮二；13、计时模块二；14、温度传感器二；15、显示屏；16、提示灯一；17、提示灯二；18、总开关；19、电源；Km1、启动继电器一；Km2、启动继电器二；Km3、启动继电器三；Km4、分压继电器一；Km5、分压继电器二；Km6、分压继电器三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本储水式电热水器的控制电路，一种储水式电热水器的控制电路，包括电源19、若干加热单元、若干启动继电器、用于检测并发送内胆中水温信号的若干温度传感器一2和用于设定内胆水温目标温度的温度旋钮3，本控制电路还包括用于接收内胆中水温信号和内胆水温目标温度信号并控制对应加热单元工作的控制器1，加热单元包括一电加热管和用于对电加热管进行分电压的分压模块，电加热管与分压模块串联连接，若干加热单元分别通过启动继电器的常开开关连接电源19，若干启动继电器的线圈分别连接控制器1的输出端，分压模块连接控制器1的输出端，温度传感器一2和温度旋钮3分别连接控制器1的输入端。

本控制电路还包括用于设置定时时间定时关闭加热单元加热的定时旋钮一10、用于计时定时关闭时间的计时模块一11、用于设置定时时间定时开启加热单元加热的定时旋钮二12和用于计时定时开启时间的计时模块二13，定时旋钮一10和定时旋钮二12分别连接控制器1的输入端，计时模块一11和计时模块二13连接控制器1。

控制器1输入端还连接有用于检测室内温度的温度传感器二14和用于手动开启或关闭加热的总开关18，控制器1的输出端连接有用于显示当前内胆中水温、内胆水温目标温度和建议内胆水温目标温度的显示屏15。控制器1输出端还连接有于提示电加热管正在加热的提示灯一16和提示内胆中水温达到内胆水温目标温度的提示灯二17。

加热单元的个数根据实际需要设定，加热单元的个数最优为三个，本实施例中选择三个加热单元，分别为加热单元一、加热单元二和加热单元三。加热单元一包括电加热管一4和与电加热管一4串联连接的分压模块一；加热单元二包括电加热管二5和与电加热管二5串联连接的分压模块二；加热单元三包括电加热管三6和与电加热管三6串联连接的分压模块三。此三个电加热管分别为额定功率相同，电加热管一4设置在内胆中的底部区域，电加热管二5设置在内胆中的中部区域，电加热管一4设置在内胆中的上部区域。根据加热单元的个数选择启动继电器为三个，分别为启动继电器一Km1、启动继电器二Km2和启动继电器三Km3。启动继电器一Km1的常开开关两端分别连接加热单元一和电源19；启动继电器二Km2的常开开关两端分别连接加热单元二和电源19；启动继电器三Km3的常开开关两端分别连接加热单元三和电源19，三个启动继电器的线圈分别连接控制器1的输出端。

分压模块可以由三极管和电阻组成，本实施例采用分压电阻和分压继电器，因此分压模块一包括分压电阻一7和分压继电器一Km4，分压电阻一7与电加热管一4串联连接，分压继电器一Km4的常开开关两端并联连接分压电阻一7；分压模块二包括分压电阻二8和分压继电器二Km5，分压电阻二8与电加热管二5串联连接，分压继电器二Km5的常开开关两端并联连接分压电阻二8；分压模块三包括分压电阻三9和分压继电器三Km6，分压电阻三9与电加热管三6串联连接，分压继电器三Km6的常开开关两端并联连接分压电阻三9。分压继电器一Km4、分压继电器二Km5和分压继电器三Km6的线圈分别连接控制器1输出端。

以下是本实用新型的工作原理：

当需要安装有本控制电路的储水式热水器加热工作时，使用者根据自己的需要通过温度旋钮3预先进行设定内胆水温的目标温度，控制器1根据温度旋钮3的温度设定得到内胆水温目标温度信号，控制器1对此信号进行处理得到所需要将内胆水温加热到的目标温度，同时若干温度传感器一2分别检测内胆中水温并发送检测信号给控制器1，本实施例采用三个温度传感器一2进行检测，控制器1接收三个温度传感器一2发送的检测信号进行处理分别得到各个温度传感器一2检测的内胆中水温，控制器1对得到的各个内胆中水温取平均值得到当前内胆中水温。控制器1将当前内胆中水温与所需内胆水温加热到的目标温度进行比较得到温差，并且同时控制器1发送控制信号控制显示屏15显示当前内胆中水温和内胆水温目标温度。控制器1根据不同的温差设有对应所需加热功率，对应所需加热功率需要控制对应的电加热管和分压模块进行工作，因此控制器根据得到的温差发送控制信号给对应所需工作电加热管的启动继电器，启动继电器的常开开关闭合使所需要工作的电加热管得电工作，同时控制器1根据需要控制对应的分压模块进行分压工作，从而得到所需的加热功率。

根据不同的温差，最优的加热功率控制如下：

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于20度及以上时，控制器1发送控制信号给所有启动继电器和分压继电器，六个继电器的常开开关闭合，此时，分压电阻全部不得电，电加热管一4、电加热管二5和电加热管三6以最大加热功率工作。

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于15度到20度之间时，控制器1发送控制信号给启动继电器一Km1、启动继电器二Km2、启动继电器三Km3、分压继电器一Km4和分压继电器二Km5，控制它们的常开开关闭合。此时，分压电阻三9对电加热管三6分压使其以较小加热功率工作，电加热管一4和电加热管二5以最大加热功率工作。

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于10度到15度之间时，控制器1发送控制信号给启动继电器一Km1、启动继电器二Km2、分压继电器一Km4和分压继电器二Km5，控制它们的常开开关闭合。此时，电加热管三6断电不工作，电加热管一4和电加热管二5以最大加热功率工作。

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于5度到10度之间时，控制器1发送控制信号给启动继电器一Km1、启动继电器二Km2和分压继电器一Km4，控制它们的常开开关闭合。此时，电加热管三6断电不工作，分压电阻二8对电加热管二5分压使其以较小加热功率工作，电加热管一4以最大加热功率工作。

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于0度到5度之间时，控制器1发送控制信号给启动继电器一Km1和启动继电器二Km2，控制它们的常开开关闭合。此时，电加热管三6和电加热管二5断电不工作，电加热管一4以最大加热功率工作。

在当前内胆中水温与内胆水温的目标温度的温差处于0度时，也就是当前内胆中水温到达内胆水温的目标温度，控制器1发送控制信号给启动继电器一Km1，控制启动继电器一Km1的常开开关闭合。此时，电加热管三6和电加热管二5断电不工作，分压电阻一7对电加热管一4分压使其以较小加热功率工作，即此时处于保温状态，通过电加热管一4以较小加热功率工作，可以弥补内胆中水的热流失，使内胆中的水温保持在目标温度。

上述所指的温差是指当前内胆中水温低于内胆水温目标温度的差值，当前内胆中水温高于内胆水温目标时，控制器1不发送控制信号给继电器，继电器的常开开关保持断开状态，电加热管都不工作。上述提供的是根据不同的温差，最优的加热功率控制，也可以根据不同温差设置不同的加热功率控制。在最优的加热功率控制下，不仅能快速使内胆中水温加热到目标温度，也同时可以准确控制内胆中的水准确保持在目标温度，既节能又方便人们使用。

有两种方式使控制器1开始进行对内胆中的水加热控制，分别为定时开启和手动开启。使用定时开启时，使用者通过定时旋钮二12设定定时时间，如可以设置每天19点进行对内胆中的水加热控制，设定好定时时间后控制器1控制计时模块二13开始计时并接收计时模块二13发送的时间信号，当达到定时时间后，控制器1开始进行对内胆中的水加热控制，这样就可以提前进行加热减少使用者的等待时间；使用手动开启时，使用者只需要按下总开关18，控制器1根据总开关18发送的信号，开始进行对内胆中的水加热控制。

本控制电路还可以定时关闭对内胆中的水加热控制。使用者可以通过定时旋钮一10设定定时关闭对内胆中的水加热控制的定时时间，设定好定时时间后，控制器1判断当前处于保温状态时开始控制计时模块一11计时并接收计时模块一11发送的时间信号，当到达定时时间后，控制器1控制所有继电器的常开开关保持断开，电加热管不工作。当没有设定，定时关闭对内胆中的水加热控制的定时时间时，控制器1采取默认定时关闭时间。这样不仅节约能源，又使储水式电热水器寿命更长。

控制器1在对内胆中的水加热控制时，接收温度传感器二14发送的室内温度信号，控制器1预设有对应室内温度的建议内胆水温目标温度，根据室内温度，控制器1得到对应的建议内胆水温目标温度，控制器1控制显示屏15显示此建议内胆水温目标温度，这样可以帮助使用者对于内胆水温目标温度的选择。当电加热管进行加热的同时控制器1控制提示灯一16亮起提示，当内胆中水温到达目标温度，即保温状态时，控制器1控制提示灯一16熄灭控制提示灯二17亮起提示。

本控制电路能够设定储水式电热水器的加热目标温度，方便人们的使用，并且具有多个电加热管和多个分压模块从而有多种加热功率，本控制电路还对加热功率进行自动调节满足内胆的水温准确到达目标温度并保持的目的。本控制电路能够定时开启加热内胆中的水也能够定时关闭，同时还具有显示功能，实用性强。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了控制器1、温度传感器一2、温度旋钮3、电加热管一4、电加热管二5、电加热管三6、分压电阻一7、分压电阻二8、分压电阻三9、定时旋钮一10、计时模块一11、定时旋钮二12、计时模块二13、温度传感器二14、显示屏15、提示灯一16、提示灯二17、总开关18、电源19、启动继电器一Km1、启动继电器二Km2、启动继电器三Km3、分压继电器一Km4、分压继电器二Km5、分压继电器三Km6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种储水式电热水器的控制电路，包括电源（19），其特征在于，本控制电路还包括若干加热单元、若干启动继电器、用于检测并发送内胆中水温信号的若干温度传感器一（2）和用于设定内胆水温目标温度的温度旋钮（3），本控制电路还包括用于接收内胆中水温信号和内胆水温目标温度信号并控制对应加热单元工作的控制器（1），所述加热单元包括一电加热管和用于对电加热管进行分电压的分压模块，电加热管与分压模块串联连接，所述若干加热单元分别通过启动继电器的常开开关连接电源（19），所述若干启动继电器的线圈分别连接控制器（1）的输出端，所述分压模块连接控制器（1）的输出端，所述温度传感器一（2）和温度旋钮（3）分别连接控制器（1）的输入端。 

2.根据权利要求1所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述加热单元为三个，分别为加热单元一、加热单元二和加热单元三，所述加热单元一包括电加热管一（4）和与电加热管一（4）串联连接的分压模块一，所述加热单元二包括电加热管二（5）和与电加热管二（5）串联连接的分压模块二，所述加热单元三包括电加热管三（6）和与电加热管三（6）串联连接的分压模块三。 

3.根据权利要求2所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述启动继电器为三个，分别为启动继电器一（Km1）、启动继电器二（Km2）和启动继电器三（Km3），所述启动继电器一（Km1）的常开开关两端分别连接加热单元一和电源（19），启动继电器二（Km2）的常开开关两端分别连接加热单元二和电源（19），启动继电器三（Km3）的常开开关两端分别连接加热单元三和电源（19），所述三个启动继电器的线圈分别连接控制器（1）的输出端。 

4.根据权利要求2所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述分压模块一包括分压电阻一（7）和分压继电器一（Km4），所述分压电阻一（7）与电加热管一（4）串联连接，所述分压继电器一（Km4）的常开开关两端并联连接分压电阻一（7），所述分压模块二包括分压电阻二（8）和分压继电器二（Km5），所述分压电阻二（8）与电加热管二（5） 串联连接，所述分压继电器二（Km5）的常开开关两端并联连接分压电阻二（8），所述分压模块三包括分压电阻三（9）和分压继电器三（Km6），所述分压电阻三（9）与电加热管三（6）串联连接，所述分压继电器三（Km6）的常开开关两端并联连接分压电阻三（9），所述分压继电器一（Km4）、分压继电器二（Km5）和分压继电器三（Km6）的线圈分别连接控制器（1）输出端。 

5.根据权利要求1或2或3或4所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，本控制电路还包括用于设置定时时间定时关闭加热单元加热的定时旋钮一（10）和用于计时定时关闭时间的计时模块一（11），所述定时旋钮一（10）连接控制器（1）的输入端，所述计时模块一（11）连接控制器（1）。 

6.根据权利要求5所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，本控制电路还包括用于设置定时时间定时开启加热单元加热的定时旋钮二（12）和用于计时定时开启时间的计时模块二（13），所述定时旋钮二（12）连接控制器（1）的输入端，所述计时模块二（13）连接控制器（1）。 

7.根据权利要求6所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述控制器（1）输入端连接有用于检测室内温度的温度传感器二（14），所述控制器（1）的输出端连接有用于显示当前内胆中水温、内胆水温目标温度和建议内胆水温目标温度的显示屏（15）。 

8.根据权利要求7所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述控制器（1）输出端连接有于提示加热单元正在加热的提示灯一（16）和提示内胆中水温达到内胆水温目标温度的提示灯二（17）。 

9.根据权利要求1所述的储水式电热水器的控制电路，其特征在于，所述控制器（1）输入端还连接有用于手动开启或关闭加热单元加热的总开关（18）。 

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