CN203687384U - 一种防反复加热的节能储水式电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种防反复加热的节能储水式电热水器，和用于储水式电热热水器的防反复加热的节能温控器和温控板，可自动判断电热水器是否在使用，在使用情况下与目前的电热水器一样正常加热，在不使用情况下只加热一次不再反复加热，避免了因反复加热给用户带来经济损失和给国家造成巨大能源浪费，本实用新型易实现且增加成本有限，有很好的市场前景，具有很好的经济价值和节能减排社会效益。

Description

一种防反复加热的节能储水式电热水器

技术领域

本实用新型涉及一种储水式电热水器，属于电热水器领域。本实用新型特别是涉及一种防反复加热的节能储水式电热水器。

背景技术

目前的储水式电热水器，无论是否在使用，加电后都一直在反复加热，给用户造成较大经济损失的同时，给国家造成巨大能源浪费。

发明内容

本实用新型目的之一，是提出一种防反复加热的节能储水式电热水器，所述节能储水式电热水器，可自动判断目前是否在使用，在使用情况下与目前的储水式电热水器一样工作，在不使用情况下不会反复加热；

本实用新型目的之二，是提出一种用于机械温控储水式电热水器的防反复加热的节能温控器，和一种用于电子温控储水式电热水器的防反复加热节能温控板。

技术方案

实现本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提出的一种防反复加热的节能储水式电热水器，包括箱体、温控系统、加热系统、进出水系统、防腐系统和漏电保护系统，该电热水器还包括水流感应开关(1)，当有水流进流出箱体时水流感应开关(1)输出开关信号；所述水流感应开关(1)与所述温控系统之间的信号通过线缆连接；所述温控系统对水流感应开关(1)信号状态有采集存储功能，当水流感应开关(1)信号状态有效后，温控系统允许输出加热信号，加热完成后水流感应开关(1)信号有效状态被清除。所述温控系统采用双稳态电路采集并存储水流感应开关(1)信号状态，水流感应开关(1)信号使得该双稳态电路置位后，允许输出加热信号，加热完成后该双稳态电路被复位；或者所述温控系统中含有微处理器，由该微处理器采集并存储水流感应开关(1)信号状态，只有当水流感应开关(1)信号标志位被置成有效状态后，微处理器才可以输出加热信号，加热完成后微处理器将水流感应开关(1)信号标志位清除，对于上电加热、定时加热等强制加热，微处理器在输出加热信号时不受水流感应开关(1)信号标志位状态限制。所述水流感应开关(1)，可以是机械式、电磁式和光电式等类型，它是与自来水管短节做成一体，该短节一头与进出水系统的进水口或者出水口连接，另一头与外部水管连接，或者与减压阀做成一体。

本实用新型提出的一种用于机械温控储水式电热水器的防反复加热节能温控器(3)，由温控开关、加热控制电路(2)和继电器(或可控硅)组成；加热控制电路(2)，含有水流感应开关(1)信号输入电路和可采集存储该水流感应开关(1)信号状态的双稳态电路，该双稳态电路的输出与所述温控开关信号组合后的加热信号，为所述继电器(或可控硅)的控制信号，水流感应开关(1)信号使得该双稳态电路置位后，温控开关信号生效，允许加热，加热完成后该双稳态电路被温控开关信号复位，温控开关信号被屏蔽，不允许再加热。

本实用新型提出的一种用于电子温控储水式电热水器的防反复加热节能温控板(4)，是在普通温控板电路基础上增加水流感应开关(1)信号输入电路；水流感应开关(1)信号由该普通温控板电路中的微处理器采集并存储，只有当水流感应开关(1)信号标志位被置成有效状态后，微处理器才可以输出加热信号，加热完成后微处理器将水流感应开关(1)信号标志位清除；对于上电加热、定时加热等强制加热，微处理器在输出加热信号时不受水流感应开关(1)信号标志位状态限制。或者是在普通温控板电路基础上增加加热控制电路(2)，加热控制电路(2)中的双稳态电路输出与普通温控板电路的原加热信号组合后的加热信号，再作为普通温控板电路中的继电器(或可控硅)的控制信号。

有益效果

数以千万上亿居民家庭都装有小厨宝及洗浴用储水式电热水器，用完后忘记关电源是比较普遍现象，热水器便一直在反复加热；规模庞大的三星级酒店及经济性酒店，一般都没有集中供热设施，每间客房都装有储水式电热水器以供洗浴，在绝大部分不使用期间热水器却一直在不停地反复加热。电热水器的反复加热不仅给用户带来较大的经济损失，也给国家造成了巨大能源浪费。

本实用新型提出的一种防反复加热的节能储水式电热水器，和用于储水式电热热水器的防反复加热的节能温控器和温控板，可自动判断电热水器是否在使用，在使用情况下与目前的电热水器一样正常加热，在不使用情况下只加热一次不再反复加热，避免了因反复加热给用户带来经济损失和给国家造成巨大能源浪费，同时可免去担心忘断电烦恼，大大方便了用户的使用，本实用新型易实现且增加成本有限。因此本实用新型有很好的市场前景，具有很好的经济价值和节能减排社会效益。

附图说明

图1是目前机械温控储水式电热水器的温控系统加热控制电路示意图；

图2是采用本实用新型的一种防反复加热的节能温控器(3)及其替代目前机械温控储水式电热水器的控温器示意图；

图3是本实用新型的一种防反复加热的节能温控板(4)示意图；

图4是本实用新型的一种防反复加热的节能温控板A示意图

图5是机械式水流感应开关(1)与自来水管短节一体示意图；

图6是光电式水流感应开关(1)与自来水管短节一体示意图。

具体实施方案

目前的储水式电热水器，一般包括箱体、温控系统、加热系统、进出水系统、防腐系统和漏电保护系统。本实用新型提出的一种防反复加热的节能储水式电热水器，是在此基础上，一是增加水流感应开关(1)，当有水流进流出箱体时水流感应开关(1)会输出开关信号，以此判断热水器是否在使用；二是对温控系统进行改进，改进后的温控系统中的温控器或温控板对水流感应开关(1)信号有采集存储功能，当水流感应开关(1)信号状态有效后，温控系统允许输出加热信号，加热完成后水流感应开关(1)信号有效状态被清除，即达到热水器在使用中则允许加热，不在使用中则不再反复加热的目的；水流感应开关(1)与温控系统之间信号通过线缆连接；其余保持不变。

因此，本实用新型提出的一种防反复加热的节能储水式电热水器的具体实施方案，只需介绍改进后的温控系统中的温控器或温控板，以及水流感应开关(1)这两方面的实施方案。

储水式电热水器的温控系统主要分为机械温控和电子温控两种，由此储水式电热水器也分为机械温控储水式电热水器和电子温控储水式电热水器。

图1是目前机械温控储水式电热水器的温控系统加热控制电路示意图，其中的温控器是利用材料的热胀冷缩和不同材料的膨胀系数不相同的原理实现的，其断开与闭合与箱体内水温有关，水温加热高至一定值后断开停止加热，过段时间冷却低至一定值后闭合开始加热。目前电子温控储水式电热水器也与此相似，不同的是后者通过微处理器将从水温传感器读到的水温与设定值比较，得到设定值上限则停止加热，低于设定值下限则开始加热。总之，目前的储水式电热水器上电后，无论是否在使用，便一直如此循环往复地反复加热，极大地浪费电能。

图2是采用本实用新型的一种防反复加热的节能温控器(3)及其替代目前机械温控储水式电热水器控温器示意图。节能温控器(3)由温控开关、加热控制电路(2)和继电器组成。

其中，温控开关与图1中的温控器有相同的温控原理、温控性能和制造工艺，两者差别主要在于，图1中温控器的触点容量需要承载加热回路电流电压，而图2中的温控开关的触点仅需承载温控开关信号即可，如果成本和体积能忍受，图2中的温控开关可直接采用图1中的温控器。

加热控制电路(2)，主要由水流感应开关(1)信号的输入电路和采集存储该水流感应开关(1)信号状态的双稳态电路D触发器构成，D触发器的输出与温控开关信号经与门2相与后的加热信号，为继电器的控制信号。水流感应开关(1)信号，经去抖动后经与门1与D触发器置位端连接，水流感应开关(1)在没有水流动处于断开状态时的高电平对D触发器无效，在有水流动处于闭合状态时的低电平使D触发器置位，D触发器输出保持高电平，使得与门2输出与温控开关状态保持一致，即温控开关信号生效，加热与否受温控开关控制；当加热至一定值后温控开关断开，因此产生的低电平在使继电器断开停止加热的同时，将D触发器复位，D触发器输出保持低电平，使得与门2输出与温控开关状态无关，一直保持为低电平即无加热信号，继电器一直处于断开状态而不再加热。无论水流感应开关(1)有无信号输出，上电瞬间与门1输出为低电平，D触发器被置位，即热水器在上电时处于可加热状态。

图2中节能温控器(3)只是逻辑示意图。水流感应开关(1)，有水流动时的有效信号，是需要输出高电平或低电平，以及是上升沿还是下降沿，应据实际电路调整，例如，如果有效信号是高电平信号，则与门1应调整为或非门，如果是信号沿有效，则水流感应开关(1)信号应作为D触发器的时钟，等待；双稳态电路还可以采用其它电路实现；根据电平关系，与门2也可能采用或门等替代，与门2的输出与继电器间应有合适的驱动电路，继电器触点应有保护电路，以保证继电器可靠工作；为了结构更加紧凑和降低成本，继电器和温控开关可做成一体；也可采用可控硅替代继电器，为了安全起见，采用可控硅时，与门2的输出与可控硅之间的触发电路一般需采用光电耦合器隔离，等等，这些都是显而易见的，不再一一示例。

加热控制电路(2)中的电路所占用体积可忽略不计，为了使节能温控器(3)的体积和安装方式与图1中的温控器基本保持一致，以方便直接替换图1中的温控器而不影响热水器结构，可将继电器与温控开关做成一体，或采用可控硅替代继电器以减小体积。

图3是本实用新型的一种防反复加热的节能温控板(4)，主要用于电子温控储水式电热水器。电子温控储水式电热水器的温控系统的普通温控板电路中一般含有微处理器，这时主要是需增加水流感应开关(1)信号输入电路，由该微处理器采集水流感应开关(1)信号并为其设置一个状态标志位，将水流感应开关(1)信号状态存储在该标志位，有水流发生水流感应开关(1)动作时将该标志位置成有效状态。通过水温传感器，微处理器采集到的水温低至设定值需要加热时，先来查询该标志位，该标志位被置成有效状态才可以加热，水温被加热高至设定值停止加热的同时，微处理器将该标志位清除。在上电加热、定时加热等强制加热情况下，微处理器在输出加热信号时不受水流感应开关(1)信号标志位状态限制。水流感应开关(1)信号输入电路去抖动功能也可以由微处理器完成，此时可略去其输入电路中的去抖动RC滤波电路。与普通温控板电路相比，节能温控板(4)所增加器件主要是用于连接水流感应开关(1)信号的ABC接线端子，对结构和成本影响甚微。

图4是本实用新型的一种防反复加热的节能温控板A示意图，是用于电子温控储水式电热水器节能温控板的另一种实现方案，是在原普通温控板电路基础上增加了加热控制电路(2)，加热控制电路(2)中的D触发器输出与普通温控板电路的原加热信号经与门2相与后的加热信号，再作为原普通温控板电路中的继电器(或可控硅)的控制信号，目的是使其受水流感应开关(1)状态控制。其中，加热控制电路(2)中的电源电路，因直接采用了原普通温控板电路上的电源而被略去；图4中的继电器也是原普通温控板电路上所有的，只是为了便于说明移出来了而已；针对现加热控制电路(2)，普通温控板电路的原加热信号应是高电平有效，即高电平加热；如原普通温控板电路具有定时加热功能，需要再输出一定时加热信号，通过该定时加热信号直接置位D触发器，从而使得定时加热功能不受水流感应开关(1)状态控制。

本实用新型所需增加的水流感应开关(1)，目的是用于感应是否有水流进流出箱体，以此判断热水器是否在使用，在其信号参与控制下，热水器在使用中则允许加热，不在使用中则不再反复加热。水流感应开关(1)可以采用机械式、电磁式或光电式等结构，其原理是通过水流压力使机械触点闭合或断开(机械式)、磁芯在线圈中运动产生电磁使干簧管断开闭合(电磁式)、或使光敏二极管前的遮挡物移出移进使光敏二极管导通关断(光电式)等产生开关信号，为了增加灵敏度可适当增加受力面积等，为了减少水流抖动产生误报信号可以适当增加阻尼。总之选择或自制可以感应水的流动的水流感应开关(1)是比较简单易行的，并且成本不高。

水流感应开关(1)可以设置在箱体或进出水系统中任何可以感应到水流动的位置，其中设置在进出水系统的进水口或出水口位置更可靠更便于安装维护，对现有热水器结构几乎无影响，并且进水口或出水口位置的压强也较大，可以由较好的灵敏度。具体实施时，可以把水流感应开关(1)与一个短节做成一体，图5是机械式水流感应开关(1)与自来水管短节一体示意图，图6是光电式水流感应开关(1)与自来水管短节一体示意图，该短节一头与进出水系统的进水口连接，另一头与外部水管连接。水流感应开关(1)也可直接与位于进出水系统的出水口处的减压阀做成一体，以降低成本减少安装操作等，为了增加水流感应可信度，水流感应开关(1)最好位于减压阀排气口后面外接水管一侧，即出水是先经过排气口位置再经过水流感应开关(1)位置，这样箱体水被加热膨胀后的溢出水以及压力大排气时对水流感应开关(1)影响会小。水流感应开关(1)的开关信号通过线缆与温控系统连接，信号对应关系如图2至图6中的A、B、C对应关系。

本实用新型提出的一种用于机械温控储水式电热水器的防反复加热的节能温控器，即图2中的节能温控器(3)；一种用于电子温控储水式电热水器的防反复加热的节能温控板，即图3节能温控板(4)或图4节能温控板A。

Claims (8)

1.一种防反复加热的节能储水式电热水器，包括箱体、温控系统、加热系统、进出水系统、防腐系统和漏电保护系统，其特征在于：该电热水器还包括水流感应开关(1)，当有水流进流出箱体时水流感应开关(1)输出开关信号；所述水流感应开关(1)与所述温控系统之间的信号通过线缆连接；所述温控系统对水流感应开关(1)信号状态有采集存储功能，当水流感应开关(1)信号状态有效后，温控系统允许输出加热信号，加热完成后水流感应开关(1)信号有效状态被清除。

2.如权利要求1所述防反复加热的节能储水式电热水器，其特征在于，所述温控系统采用双稳态电路采集并存储水流感应开关(1)信号状态，水流感应开关(1)信号使该双稳态电路置位后，允许输出加热信号；加热完成后该双稳态电路被复位。

3.如权利要求1所述防反复加热的节能储水式电热水器，其特征在于，所述温控系统中含有微处理器，由该微处理器采集并存储水流感应开关(1)信号状态，只有当水流感应开关(1)信号标志位被置成有效状态后，微处理器才可以输出加热信号；加热完成后微处理器将水流感应开关(1)信号标志位清除；对于上电加热、定时加热等强制加热，微处理器在输出加热信号时不受水流感应开关(1)信号标志位状态限制。

4.如权利要求1所述防反复加热的节能储水式电热水器，其特征在于，所述水流感应开关(1)是与自来水管短节做成一体，该短节一头可与进出水系统的进水口或者出水口连接，另一头可与外部水管连接。

5.如权利要求1所述防反复加热的节能储水式电热水器，其特征在于，所述水流感应开关(1)是与减压阀做成一体。

6.一种用于机械温控储水式电热水器的防反复加热节能温控器(3)，其特征在于：该节能温控器(3)由温控开关、加热控制电路(2)和继电器(或可控硅)组成；加热控制电路(2)含有水流感应开关(1)信号输入电路和采集存储该水流感应开关(1)信号状态的双稳态电路，该双稳态电路的输出与温控开关信号组合后的加热信号为所述继电器(或可控硅)的控制信号，水流感应开关(1)信号使该双稳态电路置位后，温控开关信号生效，允许加热，加热完成后该双稳态电路被温控开关信号复位，温控开关信号被屏蔽，不允许再加热。

7.一种用于电子温控储水式电热水器的防反复加热节能温控板(4)，其特征在于：是在普通温控板电路基础上增加了水流感应开关(1)信号输入电路；水流感应开关(1)信号由该普通温控板电路中的微处理器采集并存储，只有当水流感应开关(1)信号标志位被置成有效状态后，微处理器才可以输出加热信号，加热完成后微处理器将水流感应开关(1)信号标志位清除；对于上电加热、定时加热等强制加热，微处理器在输出加热信号时不受水流感应开关(1)信号标志位状态限制。

8.一种用于电子温控储水式电热水器的防反复加热节能温控板，其特征在于：是在普通温控板电路基础上增加了加热控制电路(2)，加热控制电路(2)中的双稳态电路输出与普通温控板电路的原加热信号组合后的加热信号，再作为普通温控板电路中的继电器(或可控硅)的控制信号。

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