CN205079466U - 空气能热泵热水器的智能开关感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空气能热泵热水器的智能开关感应装置，包括由水箱、各出水龙头、循环水泵连接而成的循环水路，热水器电源电路，主控板，在热水器的主控板单片机的输入端连接信号接收装置，所述信号接收装置与安装在热水器以外的红外线感应装置无线通信连接，所述红外线感应装置包括菲涅尔透镜、红外感应头、放大器、比较器、无线发射模块，所述信号接收装置包括无线接收模块、与主控板单片机通信连接的遥控器单片机。本实用新型采用人体红外感应器，通过接收信号，经无线数据传送至热水器循环水泵控制电路中，驱动循环水泵启动，把水管中的水与水箱内热水循环起来，保证用户在打开水龙头用热水时，不影响使用。

Description

空气能热泵热水器的智能开关感应装置

技术领域

本实用新型属于空气能热泵热水器技术领域，更具体地说，它涉及一种空气能热泵热水器的智能开关感应装置。

背景技术

在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁社会经济发展和人类健康生活的今天，世界各国都在寻求新能源替代战略，以求得可持续发展。2005年2月16日，旨在限制温室气体排放、遏制全球变暖的《京都议定书》生效，大力鼓励、推广绿色环保新能源及其应用产品成为必然的选择。我国人口众多，人均资源占有量低于世界平均水平，与经济发展和人民生活消费的需求相比，能源供应的缺口很大，而且能源消费结构不合理，以煤为主的能源供给造成了严重的大气污染和温室气体排放，我国目前的CO2排放量居世界第二位。而能源紧张、拉闸限电、燃气涨价等问题的凸显，也引起了国际社会的关注，因此，节约能源和开发利用清洁、可再生能源的任务十分紧迫。近年来，空气能热泵热水器由于高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，以及可以有效地解决目前国内有关部门对节约能源、环保、安全等各方面较棘手的问题，而受到社会各方面的广泛关注。最近，由于其在节能创新方面业绩突出，热泵热水器已经被国家科技部列入“火炬计划”。空气能热泵热水器已成为继电热水器、燃气热水器及太阳能热水器之后国内出现的第四种热水器。

随着人民对空气能热泵热水器的推广应用，很多家庭已使用空气能热泵热水器，作为满足日常生活用热水的需要，全天侯可提供生活用热水，它具有节能、环保、安全、高效的优点，得到了广大用户的认可。而在实际应用过程中出现一些不可避免的问题。如，由于空气能热泵热水器的蓄水箱与沐浴间、厨房等用热水的区域有一定的距离，如果我们不间断循环供应热水，无疑会浪费电能；但如果在我们打开水龙头需要热水时才开始供应热水，原来在热水管里的热水早已冰冷。如何让我们一打开水龙头就有热水用，但同时又能够达到节约用水，节约能源呢？为此，本案实用新型人研发一种应用红外感应开关、无线数据传输技术的智能回水控制器，以解决空气能热泵热水器全天侯热水供应的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种空气能热泵热水器的智能开关感应装置，通过使用与红外感应器通信的信号接收装置作为控制信号的输入，来驱动热水器的循环水泵将管路内的冷水流回水箱内，实现热水器全天侯热水供应，以克服现有技术的不足。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种空气能热泵热水器的智能开关感应装置，包括由水箱、各出水龙头、循环水泵连接而成的循环水路，热水器电源电路，主控板，在热水器的主控板单片机的输入端连接信号接收装置，所述信号接收装置与安装在热水器以外的红外线感应装置无线通信连接，所述红外线感应装置包括菲涅尔透镜、红外感应头、放大器、比较器、无线发射模块，所述信号接收装置包括无线接收模块、与主控板单片机通信连接的遥控器单片机。

所述菲涅尔透镜设置在红外感应头的前方，所述红外感应头、放大器、比较器、无线发射模块顺序连接。

所述信号接收装置内设置有用于加强无线信号的三极管，三极管的基极连接所述无线接收模块的输出端，三极管的集电极连接遥控器单片机的输入端。

在所述三极管与无线接收模块之间连接限流分压电路，三极管的集电极连接上拉电阻R1。

在所述限流分压电路上并联有二极管。

所述主控板上设置有用于控制所述循环水泵运行时间的十六位拨码开关。

所述主控板上设置有用于操作所述循环水泵运行的手动开关。

所述主控板上设置指示灯。

本实用新型的有益效果是：

1）采用人体红外感应器，通过接收信号，经无线数据传送至热水器循环水泵控制电路中，驱动循环水泵启动，把水管中的水与水箱内热水循环起来，保证用户在打开水龙头用热水时，不影响使用。经外线感应器取代传统用人手启动回水开关，去驱动循环水泵的操作，提高智能化控制水平；也避免了恒温保持水管温度时，长时间开启水泵循环，所造成的电能损失，大大提高空气能热泵热水器的工作效率及延长其使用寿命。

2）由红外传感器、光敏电阻等器件及其逻辑运算电路组成的检测电路结构简单，布线少，可靠性高，既降低了电路的生产成本，也方便了以后的检查维修，而且可以通过调整检测器件的参数实现电路的扩展，提高电路的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的信号接收装置接收模块电路与单片机接口电路图。

图2是本实用新型的红外线感应装置的结构示意图。

图3是本实用新型的红外线感应装置的无线发射模块电路图。

图4是本实用新型的热水器主控板结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-4所示，空气能热泵热水器的智能开关感应装置，包括由水箱、各出水龙头、循环水泵连接而成的循环水路（图未示），热水器电源电路（图未示），主控板1，在热水器的主控板单片机的输入端连接信号接收装置2，信号接收装置与安装在热水器以外的红外线感应装置30无线通信连接，红外线感应装置包括菲涅尔透镜31、红外感应头32、放大器33、比较器34、无线发射模块35，菲涅尔透镜设置在红外感应头的前方，红外感应头32、放大器33、比较器34、无线发射模块35顺序连接。信号接收装置包括无线接收模块27、与主控板单片机通信连接的遥控器单片机28。人体的热能源通过菲涅尔透镜31为红外感应头所获知，信号经放大器与比较器处理后输出到无线发射模块35，由无线发射模块向热水器的信号接收装置发送信号。

信号接收装置内设置有用于加强无线信号的三极管，三极管的基极连接无线接收模块27的输出端，三极管的集电极连接遥控器单片机28的输入端。遥控器单片机28接收无线接收模块27的信号并经过处理后，再发送信号到主控板单片机，并使相邻两次发射信号的时间间隔为5分钟或以上。

在三极管与无线接收模块之间连接限流分压电路，三极管的集电极连接上拉电阻R1。限流分压电路由电阻R2、电阻R3组成，R2实现限流功能，R3实现分压功能。在限流分压电路上并联有二极管，从而保护三极管不受损害。

本实用新型的空气能热泵热水器的水循环系统包括两循环水路，一是由水箱、各出水龙头、循环水泵、第一单向阀连接而成的主循环水路，二是连接水箱的进水支路，进水支路上设置第二单向阀。循环水泵的驱动控制主要由红外线感应装置和信号接收装置完成。而且，在主控板上还设置有用于操作循环水泵运行的手动开关12、还有用于控制循环水泵运行时间的十六位拨码开关11、指示灯13。无线信号接收装置与安装在浴室门口、或厨房入门的红外线感应装置建立无线连接，并输出循环水泵控制信号，由主控板单片机驱动循环水泵启动运行。主控板的弱电输入由变压器4提供。

空气能热泵热水器的热水系统循环由水箱、循环水泵、单向阀、连接水管及出水龙头等实现，当循环水泵接收到启动回水循环的信号时，把热水系统中的水循环起来，使每一个出水龙头处都及时有热水提供以备用户使用。控制循环水泵工作的信号来自红外线感应装置，它安装在洗手间或厨房入门口处，通过红外感应头接收人体发出的红外线，经放大器和比较器处理后输出驱动信号，驱动循环水泵，水泵按设定时间运转约5min，待水温保持在40℃及以上时水泵停止工作，待下一次红外线信号再次接收到时继续执行上述操作。

红外线感应装置还可以设置在水龙头的前方，当检测到有人靠近水龙头时，系统判断可能需要使用热水，红外线感应装置通过无线数传模块，把检测到的信号传送给热水器主控板的信号接收装置，回水控制器马上启动热水供应，当我们打开水龙头时，就能马上用到热水了。图1中信号接收装置接收来自安装在洗手间或厨房入门口处发出的人体红外信号，经主控板采集，并送出12V直流信号给循环水泵控制继电器线圈，线圈形成回路，产生电磁力，把常开触点吸合，循环水泵启动运行。当红外信号接收完后，循环水泵继续运行5min后，主控板根据温度采集电路反馈回来的水管温度信号，进行逻辑分析、逻辑计算，给出是否让水泵继续运行的指令（5min后水管中的水温到40℃及以上时水泵停止工作，水温达不到40℃水泵继续运行）。当红外线接收装置故障时，可直接按下手动开关，循环水泵马上启动，水泵停止工作控制方式与前面所述一样。指示灯显示方式可作为判断主控板及外围电路是否有故障的一种提示，相关故障信息见表1所示：

表1热泵热水器循环水泵主控板指示灯故障信息对照表

序号	指示灯状态	故障信息
			1	常亮	正常运行
2	快闪	传感器故障
			3	慢闪	红外接收装置故障

热水器回水控制的运行时间可以通过十六位拨码开关11作调整。通过拨动主控板十六位拨码开关的拨码，设定水泵运行时间。开关分为16段水泵运行时间，拨动不同档位实现运行时间长短的微调。

当水循环系统的水管里面的水停止流动超过8分钟以上，主控板强制切断循环水泵的电源，但是一旦红外线感应装置发出信号，水泵即马上运转工作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空气能热泵热水器的智能开关感应装置，包括由水箱、各出水龙头、循环水泵连接而成的循环水路，热水器电源电路，主控板，其特征在于：在热水器的主控板单片机的输入端连接信号接收装置，所述信号接收装置与安装在热水器以外的红外线感应装置无线通信连接，所述红外线感应装置包括菲涅尔透镜、红外感应头、放大器、比较器、无线发射模块，所述信号接收装置包括无线接收模块、与主控板单片机通信连接的遥控器单片机。

2.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜设置在红外感应头的前方，所述红外感应头、放大器、比较器、无线发射模块顺序连接。

3.根据权利要求1或2所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：所述信号接收装置内设置有用于加强无线信号的三极管，三极管的基极连接所述无线接收模块的输出端，三极管的集电极连接遥控器单片机的输入端。

4.根据权利要求3所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：在所述三极管与无线接收模块之间连接限流分压电路，三极管的集电极连接上拉电阻R1。

5.根据权利要求4所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：在所述限流分压电路上并联有二极管。

6.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：所述主控板上设置有用于控制所述循环水泵运行时间的十六位拨码开关。

7.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：所述主控板上设置有用于操作所述循环水泵运行的手动开关。

8.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器的智能开关感应装置，其特征在于：所述主控板上设置指示灯。