CN208025861U - 一种电热水器自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电热水器自动调节装置，所述电热水器与其他用电设备通过同一条总供电电路进行供电，该装置包括：彼此通信连接的温度测量装置和控制元件；所述温度测量装置设置在总供电电路上用于检测总供电电路的温度；所述控制元件与电热水器电性连接，能够根据温度测量装置检测的总供电电路的温度调节电热水器的加热功率。本实用新型不需要读取空开限值，也不用考虑线路情况，以总供电电路的温度作为依据，对电热水器加热功率进行线性调节，既能保证线路安全，又能合理设置加热速度。

Description

一种电热水器自动调节装置

技术领域

本实用新型属于电热水器领域，具体地说，涉及一种电热水器自动调节装置。

背景技术

现有电器所用电源线大部分带有插头，有的直接通过和开关用螺钉等方式压接，线体的作用就是用来连接电源，线体的直径根据负载的大小来进行选择，导线本身材料一般为铜线、铝线等，因为导线本身也会有电阻，因此当持续有电流通过时，导线本身会发热，热量通过线体表面的绝缘层散发到空气中，但散发的速度收到外部环境温度，空气是否流动、散热面积等因素影响，热量会累积，当累积到一定程度后会出现明显的人体可以感知的发热，起燃等问题，特别是当线径和负载不匹配时，甚至引发火灾。

现有电器，如电热水器都带有温度控制元件，但此温度控制元件主要用来控制内胆中的水温，对外部电源线的温度无法实现控制，并且一旦用户选择了加热功率后，电热水器会按照此功率进行加热到设定温度。同时，现有的储水式电电热水器一般安装在卫生间，由于卫生间还有浴霸、吹风机等大功率设备，共用同一路空气开关，各设备如果同时运行会出现过载跳闸或线路过热

申请号为200920279799.7的中国专利公开了一种过热保护电路及应用该过热保护电路的电源转换装置。过热保护电路包括感热组件、开关及控制单元。感热组件感测电源线的温度，而开关是与电源线连接。当温度大于默认值时，控制单元控制开关切断电源。本实用新型所揭露的过热保护电路及应用该过热保护电路的电源转换装置，能于电源线温度过热时及时切断电源以防止电线走火及提醒使用者实时因应处理。

但是使用上述使用过热保护电路及应用该过热保护电路的电源转换装置，当感热组件检测到电源线温度过高时，控制单元便控制开关将电源线关闭，这样与电源线相连的负载就完全处于非工作状态，一些显示单元或者其他小功率元件也被断电。

同时，现有多功率电电热水器一般功率仅有2-3档(如800W，1200W，2000W)，部分采用可控硅线性调节，但使用时设置为多大却并没有调节依据，

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种电热水器自动调节装置，不需要读取空开限值，也不用考虑线路情况，以总供电电路的温度作为依据，对电热水器加热功率进行线性调节，既能保证线路安全，又能合理设置加热速度。

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电热水器自动调节装置，所述电热水器与其他用电设备通过同一条总供电电路进行供电，该装置包括：彼此通信连接的温度测量装置和控制元件；所述温度测量装置设置在总供电电路上用于检测总供电电路的温度；所述控制元件与电热水器电性连接，能够根据温度测量装置检测的总供电电路的温度调节电热水器的加热功率。

进一步地，所述总供电电路包括总电源线和控制该总电源线通断的空气开关，所述的温度测量装置设置在总电源线和/或空气开关上，以检测总电源线和/或空气开关的工况温度。

进一步地，所述温度测量装置包括测温触点，测温触点设置在所述空气开关的触点上和/ 或总电源线上，测量所述空气开关触点的温度，并将温度数据发送给所述控制元件。

进一步地，所述的温度测量装置为接触式温度测量装置。

进一步地，所述控制元件与电热水器的电功率调节装置电性连接，用于接收所述温度测量装置的温度数据，并按照与所述温度数据负相关的逻辑控制所述电功率调节装置调节所述电热水器的电功率。

进一步地，所述电功率调节装置包括可控硅元件，所述可控硅元件与电热水器的电加热装置电性连接，对电加热装置的加热功率进行调节。

进一步地，所述温度测量装置使用电力载波调制装置通过电源线将温度数据传送给所述控制元件；所述控制元件使用电力载波解调装置通过电源线获取所述电力载波调制装置发来的温度数据。

进一步地，所述温度测量装置和控制元件都包含有线通信模块，所述温度测量装置通过所述有线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件；所述有线通信模块包括RS485、和或CAN总线接口。

进一步地，所述温度测量装置和控制元件都包含无线通信模块，所述温度测量装置通过所述无线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件；所述无线通信模块包括蓝牙、和或Zigbee、和或wifi通信模块。

进一步地，还包括无线智能终端，所述无线智能终端至少与所述控制元件通信连接，用于在远程控制所述电热水器的加热功率。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型的一种电热水器自动调节装置，采用接触式温度测量装置，能够通过测量总供电线路的空气开关触点的温度，或者是总电源线的温度，准确测量总供电电路的温度，并通过通信模块将该温度数据发送给控制元件，控制元件根据所接收到的温度数据反相关地自动调整电热水器的加热功率，能够有效地保护电力线路及空开，防止电流过载带来的线路起火、或者空开跳闸等危险。本实用新型所测量的电路温度为总供电电路的温度，所关心的是家庭中所有电器的总体用电安全，因此安全保障系数更高，用电更加安全。

本实用新型利用电热水器的加热功率的可调性，保障了用电的安全性。相应地，电热水器的加热功率线性调节装置，以上述的总供电电路的温度为依据，对电热水器的加热功率进行调节，可以在满足用电安全的前提下，尽量地提高电热水器的加热功率，从而显著提升电热水器的加热速度。

同时，本实用新型采用能够采用多种通信方式实现所述温度测量装置与控制元件之间温度数据的传送，布网的实现方式多种多样，极大地方便了该装置的安装和对现有电热水器的改造。并且本实用新型还可以通过无线通信的方式与智能终端连接，从而为用户提供能加方便智能的调节手段。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型的一种电热水器自动调节装置安装示意图；

图2是本实用新型的一种电热水器自动调节装置工作流程示意图。

图中：1、电热水器；2、控制元件；3、温度测量装置；4、空气开关；5、总电源线。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图2所示，本实用新型公开了一种电热水器自动调节装置，所述电热水器1与其他用电设备通过同一条总供电电路进行供电，该装置包括：彼此通信连接的温度测量装置 3和控制元件2；所述温度测量装置3设置在总供电电路上用于检测总供电电路的温度；所述控制元件2与电热水器1电性连接，能够根据温度测量装置3检测的总供电电路的温度调节电热水器1的加热功率。本实用新型不需要读取空开限值，也不用考虑线路情况，以总供电电路的温度作为依据，对电热水器加热功率进行线性调节，既能保证线路安全，又能合理设置加热速度。

实施例1

如图1至图2所示，本实施例中揭示了一种电热水器自动调节装置。该所述电热水器与其他用电设备并联，并通过同一条总供电电路进行供电，总供电电路包括总电源线和控制该总电源线开关的空气开关。如图1所示，所述的其他用电设备可以是浴霸或者是其他的电器。以普通的家庭用电为例，所述的总供电电路是用户的入户总电源线、总保险以及控制该总电源线开关的空气开关构成。所有的其他家用电器通过并联的方式与该总供电电路连接，所用的电气支路都是该总供电电路的分支。

本实用新型的电热水器自动调节装置包括：彼此通信连接的温度测量装置3和控制元件2；所述温度测量装置3用于检测总供电电路的温度；所述控制元件2与电热水器1电性连接，能够调节电热水器1的加热功率。

本实施例中，如图1所示，温度测量装置3为接触式温度测量装置，与总电源线5紧密接触，测量所述总电源线5的温度，所述的温度测量装置3可以包含多个温度感测点，用于准确地测量总电源线的温度的细微变化，并将温度数据转换为电信号，或者是其他形式的信号发送给所述控制元件2。

所述控制元件2与电热水器1的电功率调节装置电性连接，所述控制元件2用于接收所述温度测量装置3的温度数据，并按照与所述温度数据负相关的逻辑控制所述电功率调节装置调节所述电热水器1的电功率。也就是按照温度数据升高，调低相应的电热水器1的电功率；而在温度降低时，调高相应的电热水器1的电功率的控制逻辑，对电热水器1的电功率进行调节。

所述电功率调节装置为线性电功率调节装置，用于使所述电热水器1的加热功率从0到额定最大功率之间线性调节。为了达到该线性调节加热功率的效果，本实施例中的所述电功率调节装置包括可控硅元件，所述可控硅元件与电热水器1的电加热装置电性连接，对电加热装置的加热功率进行调节。

可控硅，是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。

在本实施中，使用通过可控硅元件来调节电热水器1的工作电流的方式来调节其加热功率。

如图2所示，本使用新型通过温度测量装置3测量总供电电路的温度T，在本实施例中，该供电电路的温度T是总电源线5的温度T。温度测量装置3将测量信息发送到控制元件2，控制元件2判断T，如果T>90℃，则认为线路过载非常危险，立即停止热水器加热管加热；如果T<90℃，则计算在此温度条件下可设置的热水器加热功率(加热功率与温度成反比关系)，通过调节可控硅控制使加热功率达到P。该温度的限值可以根据实际的电源线的特性和用电安全设定不同的限制温度值。

本实施中，所述温度测量装置3和控制元件2都包含有线通信模块，所述温度测量装置通过所述有线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件。进一步地，本实施例中的所述有线通信模块是电力载波通信模块。

所述温度测量装置3包括电力载波调制装置，所述电子载波调制装置与所述温度测量装置3电性连接，所述温度测量装置3使用电力载波调制装置通过电源线将温度数据传送给所述控制元件2；所述自动调节装置还包括电力载波解调装置，所述电力载波解调装置与所述控制元件2电性连接，所述控制元件2使用电力载波解调装置从电源线中获取由所述温度测量装置3发来的温度数据。

在其他的实施例中，所述有线通信模块还包括RS485、和或CAN总线接口等多种有线通信方式，实现温度测量装置3与控制元件2的通信连接。

实施例2

本实施例是实施例1的温度测量装置3的补充。本实施例中，所述温度测量装置3为接触式温度测量装置，并与总供电电路的空气开关4的触点紧密接触，测量所述空气开关4的触点的温度，并将温度数据发送给所述控制元件2。

如图2所示，本使用新型通过温度测量装置3测量总供电电路的温度T，在本实施例中，该供电电路的温度T是空气开关4触点的温度T。温度测量装置3将测量信息发送到控制元件2，控制元件2判断T，如果T>90℃，则认为线路过载非常危险，立即停止热水器加热管加热；如果T<90℃，则计算在此温度条件下可设置的热水器加热功率(加热功率与温度成反比关系)，通过调节可控硅控制使加热功率达到P。该温度的限值同样可以根据实际的空气开关的特性和用电安全设定不同的限制温度值。

实施例3

本实施例是对上述温度测量装置3和控制元件2的通信模块的补充。在本实施例中上述两者都包含无线通信模块，所述温度测量装置3时通过所述无线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件2的。

所述无线通信模块包括蓝牙、和或Zigbee、和或wifi通信模块等多种无线通信方式，实现温度测量装置3与控制元件2的通信连接。

实施例4

本实施例是对该自动调节装置应用的一种补充。本实施例中，所述自动调节装置还包括无线智能终端，所述无线智能终端至少与所述控制元件通信连接，用于在远程控制所述电热水器的加热功率。对于电热水器的功率调节是基于总供电电路的功率自动调节的，但是在本实施例中用户还是能够通过无线智能终端具体了解到供电电路的温度和当前热水器运行状态等信息。

进一步地，本实用新型中的自动调节装置还可以用于调节其他诸如电暖气等功率可调节装置，同样利用监测总供电电路的温度达到功率调节的目的。

本实用新型不但保证了用电的安全，使总电路不会出现过热、跳闸等故障情况；而且还能够最大限度的利用供电线路的负荷潜力，使热水器的加热速度更快，提高用户体验。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电热水器自动调节装置，所述电热水器与其他用电设备通过同一条总供电电路进行供电，其特征在于，该装置包括：彼此通信连接的温度测量装置和控制元件；所述温度测量装置设置在总供电电路上用于检测总供电电路的温度；所述控制元件与电热水器电性连接，能够根据温度测量装置检测的总供电电路的温度调节电热水器的加热功率。

2.根据权利要求1所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述总供电电路包括总电源线和控制该总电源线通断的空气开关，所述的温度测量装置设置在总电源线和/或空气开关上，以检测总电源线和/或空气开关的工况温度。

3.根据权利要求2所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述温度测量装置包括测温触点，测温触点设置在所述空气开关的触点上和/或总电源线上，测量所述空气开关触点的温度，并将温度数据发送给所述控制元件。

4.根据权利要求3所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述的温度测量装置为接触式温度测量装置。

5.根据权利要求1所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述控制元件与电热水器的电功率调节装置电性连接，用于接收所述温度测量装置的温度数据，并按照与所述温度数据负相关的逻辑控制所述电功率调节装置调节所述电热水器的电功率。

6.根据权利要求5所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述电功率调节装置包括可控硅元件，所述可控硅元件与电热水器的电加热装置电性连接，对电加热装置的加热功率进行调节。

7.根据权利要求1所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述温度测量装置使用电力载波调制装置通过电源线将温度数据传送给所述控制元件；所述控制元件使用电力载波解调装置通过电源线获取所述电力载波调制装置发来的温度数据。

8.根据权利要求1所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述温度测量装置和控制元件都包含有线通信模块，所述温度测量装置通过所述有线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件；所述有线通信模块包括RS485、和或CAN总线接口。

9.根据权利要求1所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，所述温度测量装置和控制元件都包含无线通信模块，所述温度测量装置通过所述无线通信模块将测量到的温度数据发送给所述控制元件；所述无线通信模块包括蓝牙、和或Zigbee、和或wifi通信模块。

10.根据权利要求1-9任一所述的电热水器自动调节装置，其特征在于，还包括无线智能终端，所述无线智能终端至少与所述控制元件通信连接，用于在远程控制所述电热水器的加热功率。