專利名稱：即熱式太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱水器制造技術(shù)，同時(shí)還涉及到電加熱及其控制技術(shù)。
(二)
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是一種公認(rèn)的最清潔能源，現(xiàn)在已得到廣泛的應(yīng)用。太陽(yáng)能熱水器已被 越來越多的家庭接受。但由于受天氣和季節(jié)的影響，其使用效果不盡人意。為了保 證正常使用，目前市場(chǎng)上銷售的太陽(yáng)能熱水器，都裝有輔助電加熱器，用來補(bǔ)償太 陽(yáng)能的不足。如中國(guó)專利02232915所公開的那樣，當(dāng)太陽(yáng)能熱水器的集熱管對(duì)儲(chǔ)水 加熱不足時(shí)，太陽(yáng)能熱水器將利用電加熱器將水箱中的儲(chǔ)水溫度提升到用戶要求的 水溫。太陽(yáng)能熱水器的這種電補(bǔ)加熱的弊病是當(dāng)太陽(yáng)能熱水器的集熱管對(duì)水箱儲(chǔ) 水加熱不足，用戶又要使用高于水箱儲(chǔ)水溫度的熱水時(shí)，無論用戶使用多少需要溫 度的熱水，太陽(yáng)能熱水器都必須將水箱中的儲(chǔ)水全部電加熱到用戶使用的水溫。即 使用戶只用少量熱水，也需要將水箱內(nèi)的儲(chǔ)水全部電加熱，造成不必要的電能浪費(fèi)。 同時(shí)用戶也要等待較長(zhǎng)的電加熱時(shí)間。
太陽(yáng)能熱水器供水水溫不足有兩種情況 一種情況是由于天氣原因，熱水器當(dāng) 曰確實(shí)無法依靠太陽(yáng)能集熱器提供更多的熱能將水箱中儲(chǔ)水加熱到要求的水溫；另 一種情況是太陽(yáng)能集熱器有能力提供更多的熱能將水箱中儲(chǔ)水加熱到要求的水溫， 但水箱儲(chǔ)水溫度尚未達(dá)到用戶使用要求時(shí)，用戶就需要使用要求水溫的熱水。這兩 種情況，實(shí)際都不需要電補(bǔ)將水箱中儲(chǔ)水全部加熱。對(duì)于第一種情況，用戶用多少 熱水，電加熱提供多少熱水就可以了。對(duì)于第二種情況，也是用戶用多少熱水，電 加熱提供多少熱水就可以了，水箱中沒有被使用的水，由太陽(yáng)能集熱器繼續(xù)加熱。 顯然在太陽(yáng)能集熱器將水箱中儲(chǔ)水全部加熱之前，沒有必要一定用電補(bǔ)的方式提前 代替太陽(yáng)能集熱器將水箱中的儲(chǔ)水全部加熱。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開一種即熱式太陽(yáng)能熱水器，用最佳的加熱方式節(jié)省太陽(yáng)能熱 水器的用電量，使太陽(yáng)能熱水器電補(bǔ)用電量降到最低限度，讓太陽(yáng)能疾水器更加趨 近于充分依靠太陽(yáng)能對(duì)水箱中儲(chǔ)水進(jìn)行加熱，使太陽(yáng)能熱水器即滿足隨機(jī)用熱水的 要求，又不造成不必要的電能浪費(fèi)。
本發(fā)明是一種即熱式太陽(yáng)能熱水器，即熱式太陽(yáng)能熱水器組成包括水箱和集熱 器，其特征在于還裝有電加熱的即熱裝置。
本發(fā)明其特征還在于電加熱的即熱裝置可以裝在水箱內(nèi)的出水端，也可以串 接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的任何一處。
電加熱即熱裝置的工作控制流程為首先通過水箱自動(dòng)儲(chǔ)水，太陽(yáng)能集熱器對(duì) 水箱中的儲(chǔ)水加熱。在用戶使用熱水時(shí)，如水箱儲(chǔ)水溫度低于要求值時(shí)，用戶掀動(dòng) 即熱工作按鍵，打開熱水龍頭、淋浴噴頭等用水終端，水流開關(guān)或水流傳感器S動(dòng) 作，溫度傳感器W2檢測(cè)出的出水溫度低于用戶設(shè)置溫度，電加熱的即熱裝置G工 作(即熱裝置G可根據(jù)水溫，分檔工作，以最大限度節(jié)省電補(bǔ)耗能；熱水器經(jīng)濟(jì)機(jī) 型，即熱裝置G可不分檔控制)，僅對(duì)用戶所用的水箱出水加熱，太陽(yáng)能熱水器熱 水出水口提供用戶在熱水器控制面板上設(shè)置溫度的熱水；用戶關(guān)閉用水終端后，水 流開關(guān)或水流傳感器S復(fù)位，電加熱即熱裝置G停止加熱。如水箱儲(chǔ)水溫度高于或 等于用戶設(shè)置溫度時(shí)，電加熱的即熱裝置G不工作。
所述的電加熱即熱裝置系統(tǒng)的組成是控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、
電加熱即熱裝置G、溫度傳感器W1、 W2。其中水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱 的即熱裝置G、溫度傳感器W、水位傳感器H和鍵盤電路連接控制電路，
本發(fā)明中央控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、溫度傳感器Wl、電加熱即 熱裝置G、等可以設(shè)置于太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)部，也可以設(shè)置在太陽(yáng)能熱水器的外部。 控制面板上的鍵盤電路和顯示電路可以設(shè)置于太陽(yáng)能熱水器的機(jī)殼上(僅限于分體 式太陽(yáng)能熱水器可以選擇這種方式)，也可以設(shè)置在太陽(yáng)能熱水器的外部。
本發(fā)明是新一代節(jié)能太陽(yáng)能熱水器，用戶需要多少熱水，太陽(yáng)能熱水器水箱就 提供多少熱水，太陽(yáng)能熱水器不預(yù)先電加熱。因此把為用戶提供熱水的電補(bǔ)降到了 最低限度。避免了一般太陽(yáng)能熱水器無論用戶用多少熱水，都要將水箱內(nèi)儲(chǔ)水全部 加熱的浪費(fèi)問題，同時(shí)也避免了一般太陽(yáng)能熱水器在存放熱水期間出現(xiàn)的熱失散問 題。本專利將大大減少所有類型(分體式、封閉式、敞開式)太陽(yáng)能熱水器用戶使 用熱水的用電成本和時(shí)間成本。在太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中設(shè)置即熱裝置，使其兼有太 陽(yáng)能熱水器、儲(chǔ)水式熱水器、即熱式熱水器的三重功能。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖2為本發(fā)明電加熱的即熱裝置的控制流程圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的控制電路主板原理示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的面板電路原理示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的控制電路主板原理示意圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的面板電路原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明是在各種太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中加裝電加熱即熱裝置，是太 陽(yáng)能熱水器吸收陽(yáng)光不足時(shí)的輔助性加熱措施。即熱裝置是一種功率可變的快速電 加熱器，當(dāng)太陽(yáng)能熱水器的水溫達(dá)不到用戶要求時(shí)，電即熱裝置G對(duì)太陽(yáng)能熱水器 的出水直接加熱，使其瞬間即可達(dá)到用戶設(shè)置溫度。太陽(yáng)能熱水器的即熱裝置可以 裝在水箱內(nèi)的出水端，也可以串接在水箱外的出水管道至用水終端之間，與水箱分 體安裝，這樣既便于維護(hù)，又減少熱損。電即熱裝置的工作控制流程為首先通過 水箱自動(dòng)儲(chǔ)水，太陽(yáng)能集熱器對(duì)水箱中的儲(chǔ)水加熱。當(dāng)用戶使用熱水時(shí)，水流開關(guān) 或水流傳感器S動(dòng)作，此時(shí)控制電路通過溫度傳感器對(duì)比熱水器的出水溫度和用戶 設(shè)定的水溫，如熱水器的出水溫度低于用戶設(shè)定水溫，則根據(jù)溫差調(diào)整即熱裝置的 功率，并啟動(dòng)即熱裝置，太陽(yáng)能熱水器熱水出水口提供用戶在熱水器控制面板上設(shè) 置溫度的熱水。用戶關(guān)閉用水終端后，水流開關(guān)或水流傳感器S復(fù)位，電加熱即熱
裝置G停止加熱。如水箱儲(chǔ)水溫度高于要求值時(shí)，即使水流開關(guān)或水流傳感器S動(dòng)
作，也不啟動(dòng)即熱裝置。需要說明的是，圖1中的水流丌關(guān)或水流傳感器位置也可 以在太陽(yáng)能熱水器與即熱加熱器連接水管上。
本發(fā)明由太陽(yáng)能熱水器、即熱裝置G、控制電路、水流開關(guān)及溫度傳感器組成。 太陽(yáng)能熱水器的即熱裝置G通過水管相連，即熱裝置G出水口處或太陽(yáng)能熱水器與 即熱加熱器連接管路上有水流開關(guān)或水流傳感器S，其狀態(tài)信號(hào)送控制電路。溫度 傳感器接控制電路，控制電路控制即熱裝置G。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例中的控制電路i控制電路主板和面板組成，包括信號(hào)放大單元、模數(shù)
轉(zhuǎn)換單元、微控制單元、控制驅(qū)動(dòng)單元。溫度傳感器W1、 W2通過電纜連接控制電 路的信號(hào)放大單元后連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接微控制單元，水流開關(guān) 或水流傳感器S直接經(jīng)電纜連接微控制單元，微控制單元經(jīng)繼電器或繼電器組控制 即熱裝置G。微控制單元通過電纜連接面板上的顯示單元、鍵盤單元。
結(jié)合圖3，溫度傳感器W1通過接線端子J4連接電阻R22、 R21、 R23、電位器 VR1和運(yùn)放IC9A組成的信號(hào)放大電路，溫度傳感器W2通過接線端子J6連接電阻 R6、 R7、 R19、電位器VR2和運(yùn)放IC9B組成的信號(hào)放大電路。放大電路的輸出端 連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC5 (TLC2543)芯片的1腳和2腳，IC5芯片的14 (REF+)、 13 (REF-)膽吩別接電源和地，C6和E7為旁路電容。IC5芯片的20腳、IO腳分別 接電源和地，C7和E5為旁路電容。IC5芯片的功能腳16-18分別接IC6芯片X5045 的2、 5、 6腳和微控制芯片IC2的5-7腳，IC5芯片的19 (EOC)、 15 (CS)腳分別 連接微控制芯片IC2的4、 3腳，IC6芯片X5045的3、 8腳接電源，4腳接地，1 腳連接微控制芯片IC2的8腳，7腳接上拉電阻Rl和微控制芯片IC2的9腳。加熱 器G —面通過接線端子P4一l連接繼電器Kl、 K3的常開點(diǎn)，進(jìn)而接通交流220V電 源火線， 一面連接交流220V電源零線。通過K1、 K3甚至更多的繼電器的組合，可 調(diào)整加熱器G的功率。也可以通過IC2芯片的2、 10-15腳輔助調(diào)整加熱器G的功 率，輔助調(diào)整信號(hào)輸出端為P4_2接線端子，通過外接功率調(diào)整電路或裝置調(diào)節(jié)功率。 驅(qū)動(dòng)電路IC11芯片的9腳接+12V電源、8腳接地，1腳接非門Ul的2腳，U1A的 1腳接微控制芯片IC2的25腳，IC11的16腳接繼電器Kl的控制線圈。IC11芯片 的6腳接非門Ul的6腳，Ul的5腳接微控制芯片IC2的28腳，IC11的11腳接繼 電器K3的控制線圈。類似地方法，還可以驅(qū)動(dòng)更多的繼電器。微控制芯片IC2的 18、 19腳接晶振電路JT2、電容C4和C5， C4和C5的連接點(diǎn)接地。IC2的31腳接 電源，21-24、腳通過接線插座J8的4-7腳接鍵盤電路，J8的l、 2、 3腳接電源、8、 9、 10腳接地。水流開關(guān)或水流傳感器S送出的信號(hào)經(jīng)接線端子P3接到IC2的第1 腳。經(jīng)變壓器變壓輸出的交流電源通過接線端子P2接入整流橋B2，經(jīng)電容E8、 C12 濾波，提供+12V整流電源，再經(jīng)LM7805CT芯片V2穩(wěn)壓，電容E9和C8后提供 +5V直流穩(wěn)壓電源。
結(jié)合圖4，按鍵S1-S8組成鍵盤，電阻R3-R10為限流電阻，按鍵S1-S8分別連 接電阻R3-R10，由下拉電阻排R12的2-9腳接入鍵盤/顯示芯片Ul的10-17腳，下 拉電阻排R12的1腳接地，按鍵Sl-S8的公共端通過電阻Rl接Ul的18展P。發(fā)光 二極管L1為電源指示燈，由電阻R2接電源，U2和U3為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管組，在 此作為顯示器件，，共同構(gòu)成顯示電路，分別連接按鍵和鍵盤/顯示芯片Ul的18-25 腳及電阻R3-R10的一端。鍵盤/顯示芯片Ul的6-9腳分別連接接線端子Jl的4-7
腳。Ul的1-2、 28腳接電源、4腳接地、27 (RC)腳連接電阻Rll和電容C1， Rll 和Cl的另一端分別接電源和地。面板通過接線插座Jl及電纜與控制電路主板相連， 通過l-3腳引入電源、8-10腳引入地，電容E1、 C2、 C3為旁路電容。 實(shí)施例2:
本實(shí)施例中的控制電路由控制電路主板和面板組成，包括信號(hào)放大單元、模數(shù) 轉(zhuǎn)換及微控制單元、控制驅(qū)動(dòng)單元。溫度傳感器W1、 W2通過電纜連接控制電路的 信號(hào)放大單元后連接微控制單元，微控制單元中包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器。水流開關(guān)或水流 傳感器S直接經(jīng)電纜連接微控制單元，微控制單元經(jīng)繼電器或繼電器組控制即熱加 熱器G。微控制單元通過電纜連接面板上的顯示單元、鍵盤單元。
結(jié)合圖5，溫度傳感器W1通過接線端子J9連接電阻R24、 R25、 R30、電位器 VR4和運(yùn)放IC2A組成的信號(hào)放大電路，溫度傳感器W2通過接線端子J10連接電 阻R17、 R26、 R27、電位器VR5和運(yùn)放IC2B組成的信號(hào)放大電路。放大電路的輸 出端連接IC5(P87LPC767)芯片的18腳和17腳。加熱器G—面通過接線端子P8—1 連接繼電器K2、 K4的常開點(diǎn)，進(jìn)而接通交流220V電源火線， 一面連接交流220V 電源零線。通過K2、 K4甚至更多的繼電器的組合，可調(diào)整加熱器G的功率。也可 以通過IC5芯片的13、 10、 9、 8、 3、 12、 11腳輔助調(diào)整加熱器G的功率，輔助調(diào) 整信號(hào)輸出端為P8—2接線端子，通過外接功率調(diào)整電路或裝置調(diào)節(jié)功率。驅(qū)動(dòng)電路 IC4芯片的9腳接+12V電源、8腳接地，1腳接非門U2的2腳，U2的1腳接微控 制芯片IC5的1腳，IC4的16腳接繼電器K4的控制線圈。IC4芯片的7腳接非門 U2的8腳，U2的9腳接微控制芯片IC5的2腳，IC4的10腳接繼電器K2的控制 線圈。微控制芯片IC5的6、 7腳接晶振電路JT1、電容C2和C1， C2和C1的連接 點(diǎn)接地。IC5的15腳接電源，5腳接地，20、 19、 16、 14腳通過接線插座J12的4-7 腳接鍵盤電路，J12的l、 2、 3腳接電源、8、 9、 IO腳接地。水流開關(guān)或水流傳感 器S送出的信號(hào)經(jīng)接線端子P7接到IC5的第4腳。經(jīng)變壓器變壓輸出的交流電源通 過接線端子Pl接入整流橋Bl，經(jīng)電容El、 C6濾波，提供+12V整流電源，再經(jīng) LM7805CT芯片VI穩(wěn)壓，電容E2和C3后提供+5V直流穩(wěn)壓電源。
結(jié)合圖6，按鍵S1-S8組成鍵盤，電阻R3-R10為限流電阻，按鍵S1-S8分別連 接電阻R3-R10，由下拉電阻排R12的2-9腳接入鍵盤/顯示芯片Ul的10-17腳，下 拉電阻排R12的1腳接地，按鍵Sl-S8的公共端通過電阻Rl接Ul的22腳。發(fā)光
二極管L1為電源指示燈，由電阻R2接電源，U2和U3為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管組，在 此作為顯示器件，共同構(gòu)成顯示電路，分別連接按鍵和鍵盤/顯示芯片Ul的18-25 腳及電阻R3-R10的一端。鍵盤/顯示芯片Ul的6-9腳分別連接接線端子Jl的4-7 腳。Ul的1-2、 28腳接電源、4腳接地、27 (RC)腳連接電阻Rll和電容C1， Rll 和Cl的另一端分別接電源和地。面板通過接線插座Jl及電纜與控制電路主板相連， 通過l-3腳引入電源、8-10腳引入地，電容E1、 C2、 C3為旁路電容。
權(quán)利要求
1. 一種即熱式太陽(yáng)能熱水器，組成包括水箱和太陽(yáng)能集熱器，其特征在于還裝有電加熱的即熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的即熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于電加熱的即熱裝置 可以裝在水箱內(nèi)的出水端，也可以串接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的 任何一處。
3.如權(quán)利要求l所述的即熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于電加熱的即熱 裝置的工作控制流程為首先通過水箱自動(dòng)儲(chǔ)水，太陽(yáng)能集熱器對(duì)水箱中的儲(chǔ)水 加熱。在用戶使用熱水時(shí)，如水箱儲(chǔ)水溫度低于要求值時(shí)，用戶掀動(dòng)即熱工作按 鍵，打開熱水龍頭、淋浴噴頭等用水終端，水流開關(guān)或水流傳感器S動(dòng)作，因溫度傳感器W2檢測(cè)出的出水溫度低于用戶設(shè)置溫度，電加熱即熱裝置G工作，僅對(duì)用戶所用的水箱出水加熱，太陽(yáng)能熱水器熱水出水口提供用戶在熱水器控制面板上設(shè)置溫度的熱水；用戶關(guān)閉用水終端后，水流開關(guān)或水流傳感器S復(fù)位， 電加熱的即熱裝置G停止加熱。如水箱儲(chǔ)水溫度高于或等于用戶設(shè)置溫度時(shí)， 電加熱即熱裝置G不工作。
4.如權(quán)利要求1所述的即熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的電加熱 即熱裝置系統(tǒng)的組成是控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱即熱裝置G、溫度傳感器W1、 W2。其中水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱的即熱裝置G、 溫度傳感器W、水位傳感器H和鍵盤電路連接控制電路。
5.如權(quán)利要求4所述的即熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的中央 控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、溫度傳感器W1、電加熱即熱裝置G、等 可以設(shè)置于太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)部，也可以設(shè)置在太陽(yáng)能熱水器的外部；控制面板上的鍵盤電路和顯示電路可以設(shè)置于太陽(yáng)能熱水器的機(jī)殼上，也可以設(shè)置在太陽(yáng) 能熱水器的外部。
全文摘要
本發(fā)明公開一種即熱式太陽(yáng)能熱水器，用最佳的加熱方式節(jié)省太陽(yáng)能熱水器的用電量，使太陽(yáng)能熱水器電補(bǔ)用電降到最低限度，太陽(yáng)能熱水器更加趨近于充分依靠太陽(yáng)能對(duì)水箱中儲(chǔ)水進(jìn)行加熱，太陽(yáng)能熱水器既滿足隨機(jī)用熱水的要求，又不造成不必要的電能浪費(fèi)。本發(fā)明其組成包括水箱和集熱器外，還裝有電加熱的即熱裝置。電加熱的即熱裝置可以裝在水箱內(nèi)的出水端或串接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的任何一處。本發(fā)明將大大減少所有類型，如分體式、封閉式、敞開式太陽(yáng)能熱水器用戶使用熱水的用電成本和時(shí)間成本。在太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中設(shè)置電即熱裝置，使其兼有太陽(yáng)能熱水器、儲(chǔ)水式電熱水器、即熱式電熱水器的三重功能。
文檔編號(hào)F24J2/40GK101392960SQ200810170498
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者寐 孟, 霄 徐 申請(qǐng)人:寐 孟