專利名稱：混合能源恒溫控制熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種恒溫控制熱水器，尤其是一種混合能源恒溫 控制熱水器，屬于熱水器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
恒溫輸出熱水是燃?xì)鉄崴鞯闹匾刂菩阅?。影響傳統(tǒng)燃?xì)鉄崴?器熱水輸出溫度的因素主要有燃?xì)饬?、水流量、送風(fēng)量等。當(dāng)進(jìn)行輸 出水溫調(diào)控時(shí)，出于安全和環(huán)保的考慮，需要同時(shí)兼顧燃?xì)饬颗c風(fēng)才幾 送風(fēng)量的匹配，從而保證燃?xì)獬浞秩紵虼耸沟幂敵鏊疁氐目刂瞥?為需要綜合考慮多因素的復(fù)雜操作。結(jié)果，不僅調(diào)控靈敏度較差，而 且容易顧此失彼，難以達(dá)到理想的控制效果。此外，現(xiàn)有燃?xì)鉄崴?br> 在使用中還存在以下缺點(diǎn)1、為了保證安全，每次開啟時(shí)，都必須 先啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，再點(diǎn)火；而每次關(guān)閉時(shí)，都必須先熄火，再停止風(fēng)機(jī)， 因此小水量的頻繁使用時(shí)，升溫時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)水和燃?xì)?，讓人感到?便；2、每次開啟時(shí)都會(huì)發(fā)出風(fēng)機(jī)清掃和點(diǎn)火的聲響，令人感到不安； 3、比例閥之類的控制執(zhí)行器件不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要借助機(jī)械動(dòng) 作執(zhí)行控制，在執(zhí)行器件動(dòng)作瞬間存在水溫瞬間偏離控制值的"過沖" 現(xiàn)象(參見圖1)，使人感到不適。
檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?2226554. 6的中國專利公開了一種可調(diào)恒 溫式燃?xì)鉄崴?，該熱水器特點(diǎn)是在熱水器的主燃燒器的每個(gè)燃?xì)鈬?嘴上安裝一個(gè)電》茲閥，在熱水管上安裝若干個(gè)不同溫度的水溫控制 器，使用者可用水溫調(diào)節(jié)器設(shè)定水的溫度，從而控制主燃燒器上的電 磁閥打開的數(shù)量，來達(dá)到恒定水溫的目的，該技術(shù)方案不僅溫控復(fù)雜， 而且恒溫控制是階梯式，不能做到精準(zhǔn)控制，顯然不能消除上述存在 的缺點(diǎn)。
4申請(qǐng)?zhí)枮?00620058136. 9的中國專利^Hf了一種儲(chǔ)水式氣、電 兩用的中央熱水器，該中央熱水器特點(diǎn)是將貯水式電加熱器和燃?xì)饧?熱器串接在一起，因此可以集貯水式電熱水器和燃?xì)鉄崴鞯膬?yōu)點(diǎn)于 一身，出熱水速度較快，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供熱，但未涉及如何實(shí)現(xiàn)恒溫 控制。
申請(qǐng)?zhí)枮?1206912.4的中國專利申請(qǐng)《燃?xì)饪焖俸銣責(zé)崴鳌?公開了 一種燃?xì)饪焖俸銣責(zé)崴?，其中電熱?chǔ)水恒溫器安裝在燃?xì)夂?溫?zé)崴鞯囊粋?cè)，電熱儲(chǔ)水恒溫器儲(chǔ)水內(nèi)膽內(nèi)裝有多孔入水管，該多 孔入水管經(jīng)連接頭與燃?xì)鈸Q熱器出水管連接，連接頭內(nèi)安裝有溫度傳 感器，溫度傳感器經(jīng)導(dǎo)線與智能控制器連接。據(jù)介紹，該熱水器開閥 就出熱水，斷續(xù)使用無燙水流出，水溫恒定。但理論分析和實(shí)踐可以 證明尚存以下不足之處1、電熱水器內(nèi)的多孔入水管結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；2、 電熱水器部分為儲(chǔ)水式，因此實(shí)際上仍需要一定的水溫加熱時(shí)間；3、 電加熱器件以通斷方式工作，具有熱慣性，難以保持水溫的恒定；4、 水溫傳感器件設(shè)置在電熱水器的進(jìn)水口附近，無法采集到準(zhǔn)確的出水 溫度，影響水溫控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)或不足， 提出一種將燃?xì)饧訜崤c電加熱有機(jī)結(jié)合在一起的混合能源恒溫控制 熱水器，從而在克服燃?xì)鉄崴鞔嬖诘臏乜貜?fù)雜、反映速度慢等缺點(diǎn) 的同時(shí)，借助變功率電加熱補(bǔ)償燃?xì)饧訜?，切?shí)實(shí)現(xiàn)輸出水溫的恒溫 控制。
為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的混合能源恒溫控制熱水器包括 燃?xì)饧訜岵糠帧㈦娂訜岵糠忠约翱刂齐娐?，所述控制電路含有電能?出控制器件，所述電加熱部分由水流通道和安置在水流通道中的電加 熱器件構(gòu)成，所述燃?xì)饧訜岵糠峙c電加熱部分的水流通道構(gòu)成聯(lián)通(串聯(lián)或并聯(lián))流道，所述流道的最終出水口處裝有溫度傳感器，所 述溫度傳感器的輸出接所述控制電路的信號(hào)輸入端，所述信號(hào)輸入端 通過控制電,電能輸出控制器件的受控端，所述電能輸出控制器件 的輸出端接電加熱器件。
工作時(shí)，本實(shí)用新型的混合能源恒溫控制熱水器主要借助燃?xì)饧?br> 熱部分將冷水加熱到4妾近i殳定溫度，再借助電加熱部分補(bǔ)充加熱，達(dá) 到設(shè)定溫度。通過控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱器件相對(duì)燃?xì)饧訜峥刂萍妊?捷又可靠，并且由于電加熱器件的補(bǔ)償加熱功率完全4艮據(jù)出水溫度傳 感器的反饋進(jìn)行控制，尤其是水流在流經(jīng)電加熱部分的動(dòng)態(tài)過程中被 補(bǔ)償加熱，因此溫度調(diào)控十分靈敏、精確，可以有效保證出水溫度恒 定。由此可見，本實(shí)用新型將燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠钟袡C(jī)結(jié)合在 一起，由于電加熱部分的電能輸出可以無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)，并且反應(yīng)速度 快，徹底消除了 "過沖"現(xiàn)象，因此可以實(shí)現(xiàn)精確的恒溫控制。此外， 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型還取得了以下顯著效果
1. 電加熱部分相對(duì)燃?xì)饧訜針?gòu)造筒單，無需JXU幾工作、點(diǎn)火等 復(fù)雜啟動(dòng)程序，縮短了啟動(dòng)時(shí)間，也不需清掃，可以在單獨(dú)工作狀況 下迅速滿足小水量用水的需求，因此使用靈活方便。
2. 電加熱部分作為對(duì)燃?xì)饧訜岵糠钟捎谕獠織l件變化(例如水 壓、流量、燃?xì)鈮毫Φ淖兓?導(dǎo)致的出水溫度不能恒定的補(bǔ)償，因此 與現(xiàn)有即熱式電快速熱水器相比，只需較小的補(bǔ)償加熱功率。
3. 由于相對(duì)于燃?xì)饪焖贌崴?，可以縮短啟動(dòng)時(shí)的升溫時(shí)間， 并且因快速啟動(dòng)和達(dá)到恒溫而在短時(shí)間用水時(shí)達(dá)到高效率，因此可以 節(jié)省能源。
4. 在原有基礎(chǔ)上，增大了熱水器的有效出水量，可以更好地滿足 使用需求。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
圖1為現(xiàn)有比例閥控制燃?xì)鉄崴鞯臒崴敵鰷囟惹€圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的控制電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的熱水輸出溫度曲線圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例如圖4所示，圖中l(wèi)是總進(jìn)水口， 2是氣閥，3是水流 傳感器，4是通氣管，5是燃燒室，6是點(diǎn)火器，7是熱交換器，8是 變壓器，9是集煙罩，IO是進(jìn)氣口， ll是進(jìn)水接頭，12是風(fēng)機(jī)，13 是總出水口， 14是出水接頭，15是溫度傳感器，16是水流通道，17 是電加熱絲(或電加熱管)，18是控制電路，19是燃?xì)鉄崴隹?。?混合能源恒溫控制熱水器由燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠执?lián)而成，其 中的燃?xì)饧訜岵糠峙c現(xiàn)有燃?xì)鉄崴骰鞠嗤永渌吹目傔M(jìn)水口 1通過水流傳感器3與燃?xì)饧訜岵糠值臒峤粨Q器7連通，源自熱交換 器的燃?xì)鉄崴隹?19通過管路與電加熱部分的進(jìn)7jc接頭11連通，電 加熱部分由殼體內(nèi)的迂回水流通道16和安置在水流通道中的電加熱 絲(或電加熱管)17構(gòu)成，電加熱郜分的出水接頭14處安置有溫度 傳感器15，該出水接頭引出后作為供應(yīng)熱水的總出水口 13。此外， 還設(shè)有電加熱溫度傳感器。實(shí)質(zhì)上，燃?xì)饧訜岵糠峙c電加熱部分的水 流通道構(gòu)成了串聯(lián)流道，冷水先進(jìn)入燃?xì)饧訜岵糠旨訜岬浇咏O(shè)定溫 度的水溫，再于流經(jīng)電加熱部分的過程中補(bǔ)償加熱到設(shè)定水溫。
本實(shí)施例的控制電路在由電源電路、水量檢測(cè)電路、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與
7檢測(cè)電路、閥控制與保護(hù)電路、點(diǎn)火電路等組成的原有燃?xì)鉄崴骺?制電路基礎(chǔ)上增加電加熱控制部分后構(gòu)成。電加熱控制部分包括微處
理器、溫度檢測(cè)電路和電加熱功率控制電路，具體電路如圖2所示。 出水溫度傳感器與原有進(jìn)水溫度傳感器通過插口 CN9并經(jīng)溫度檢測(cè) 電路的0UT和IN輸出分別接MCU微處理器的信號(hào)輸出端29和30腳， 該溫度檢測(cè)電路還含有設(shè)置在電加熱絲處的溫度傳感器件RC3，其輸 出經(jīng)HEAT輸出接MCU微處理器的26腳。MCU微處理器的接電控制端 5腳和功率控制端3腳分別接電加熱功率控制電路的兩對(duì)應(yīng)受控端。 電加熱功率控制電路的接電受控端經(jīng)第一驅(qū)動(dòng)三極管Q32接繼電器 線圈K3，電源端L-IN徑該繼電器觸點(diǎn)接可控石圭BTA1的陽;f及。功率 受控端經(jīng)第二驅(qū)動(dòng)三極管Q22以及光電耦合器M1與可控珪BTA1的控 制極耦合連接。該可控硅BTA1的陰極輸出經(jīng)L-OUT接電加熱絲。該 控制電路的電加熱控制部分采用接電和功率混合控，工作安全可靠。
工作時(shí)，先由燃?xì)饧訜岵糠謱⑦M(jìn)水加熱到設(shè)定溫度以下。接著， MCU將探測(cè)到的出水溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，在控制電加熱絲(或 電加熱管)得電之后，準(zhǔn)確控制其加熱功率，從而通過電加熱部分補(bǔ) 償出水溫度與設(shè)定溫度之差，并保持恒溫。
圖3是測(cè)得的熱水輸出溫度曲線，下部的記錄線是燃?xì)饧訜岵糠?輸出的熱水溫度，存在較大的躍變波動(dòng)。上部的記錄線是經(jīng)電加熱部 分補(bǔ)償后的輸出熱水溫度，與圖1相比，不僅完全消除了 "過沖，，現(xiàn)
象，而且溫度波動(dòng)范圍在rc,實(shí)現(xiàn)了理想的恒溫控制。
本實(shí)施例的一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)用戶臨時(shí)小水量用水時(shí)，可以只由電 加熱部分提供熱水，無需啟動(dòng)燃?xì)饧訜岵糠?，因此十分快捷方便?實(shí)施例二
本實(shí)施例的混合能源恒溫控制熱水器如圖5所示，與實(shí)施例一不 同的是，該混合能源恒溫控制熱水器由燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠植⒙?lián)而成。其中，接冷水源的總進(jìn)水口 1通過水流傳感器3與燃?xì)饧訜?部分的熱交換器7連通，同時(shí)還通過管路與電加熱部分的進(jìn)水接頭 ll連通；而源自熱交換器的燃?xì)鉄崴隹?19與電加熱部分的出7j^妄 頭14分別接至混水閥20 (也可以是其它混水裝置)，該混水閥的出 水口作為供應(yīng)熱水的總出水口 13,且安置有溫度傳感器15。
其工作原理參見實(shí)施例一，不另贅述。 實(shí)施例三
本實(shí)施例的混合能源恒溫控制熱水器如圖6所示，與實(shí)施例一不 同的是，雖然該混合能源恒溫控制熱水器由燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵?分串聯(lián)而成，但接冷水源的總進(jìn)水口 1先通過管路與電加熱部分的進(jìn) 水接頭11連通，該電加熱部分的出水接頭通過水流傳感器3與燃?xì)?加熱部分的熱交換器7連通，源自熱交換器的燃?xì)鉄崴隹?19處安 置有溫度傳感器15，該熱水出口作為供應(yīng)熱水的總出水口 13。
工作時(shí)，雖然由電加熱部分預(yù)先"補(bǔ)償"，再由燃?xì)饧訜岵糠謱?水溫加熱到設(shè)定溫度，但電加熱的功率依然由MCU根據(jù)出水溫度與設(shè) 定溫度的比較結(jié)果控制，因此可以取得與實(shí)施例一類同的恒溫控制效 果。
實(shí)施例四
本實(shí)施例為一種混合能源恒溫控制壁掛式熱水采暖兩用器具，其 基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一類似，如圖7所示，主要的不同之處是，采暖回 水進(jìn)口 1-2經(jīng)三通水閥1-3和循環(huán)水泵1-4后，接熱氣加熱部分的總 進(jìn)水口 1,燃?xì)饧訜岵糠值娜細(xì)鉄崴隹?19經(jīng)采暖出水接口 19-1外 接采暖管路，從而構(gòu)成外循環(huán)的采暖回路；同時(shí)燃?xì)鉄崴隹?9還 經(jīng)換熱器20內(nèi)的流道后，接三通水閥l-3的另一進(jìn)口，從而構(gòu)成內(nèi) 循環(huán)的換熱回路。生活用水進(jìn)口 1-1則經(jīng)換熱器20的另一流道后， 接電加熱部分的進(jìn)水接頭11，電加熱部分的出水接頭14作為生活用
9水的總出水口 13。這樣，生活用水依然與實(shí)施例一~"~樣，經(jīng)串聯(lián)的 燃?xì)夂碗娂訜崞骷群蠹訜?，只不過燃?xì)獠糠值募訜峤?jīng)過兩次換熱罷 了。其恒溫控制工作原理等與實(shí)施例一完全相同，不重復(fù)描述。
除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等 同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1. 一種混合能源恒溫控制熱水器，包括燃?xì)饧訜岵糠?、電加熱部分以及控制電路，其特征在于所述控制電路含有電能輸出控制器件，所述電加熱部分由水流通道和安置在水流通道中的電加熱器件?gòu)成，所述燃?xì)饧訜岵糠峙c電加熱部分的水流通道構(gòu)成聯(lián)通流道，所述流道的最終出水口處裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器的輸出接所述控制電路的信號(hào)輸入端，所述信號(hào)輸入端通過控制電路接電能輸出控制器件的受控端，所述電能輸出控制器件的輸出端接電加熱器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合能源恒溫控制熱水器，其特征在 于所述燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠执?lián)，總進(jìn)水口與燃?xì)饧訜岵糠?的熱交換器連通，源自燃?xì)饧訜岵糠譄峤粨Q器的燃?xì)鉄崴隹谕ㄟ^管 路與電加熱部分的進(jìn)水接頭連通，所述電加熱部分的出水接頭處安置 有溫度傳感器，所述出水接頭作為總出水口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合能源恒溫控制熱水器，其特征在 于所述燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠植⒙?lián)，接冷水源的總進(jìn)水口與燃 氣加熱部分的熱交換器連通，同時(shí)還與電加熱部分的進(jìn)7JC接頭連通； 源自熱交換器的燃?xì)鉄崴隹谂c電加熱部分的出水接頭分別接至混 水裝置，所述混水裝置的出水口安置有溫度傳感器，并作為總出水口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合能源恒溫控制熱水器，其特征在 于所述燃?xì)饧訜岵糠趾碗娂訜岵糠执?lián)，總進(jìn)水口與電加熱部分的 進(jìn)水接頭連通，所述電加熱部分的出7jc接頭與燃?xì)饧訜岵糠值臒峤粨Q 器連通，源自所述熱交換器的燃?xì)鉄崴隹谔幇仓糜袦囟葌鞲衅?，?述熱水出口作為總出水口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合能源恒溫控制熱水器，其特征在于還含有采暖回路，其中采暖回水進(jìn)口經(jīng)三通水閥和循環(huán)水泵后， 接所述熱氣加熱部分的總進(jìn)水口 ，所述燃?xì)鉄崴隹诮?jīng)采暖出水接口 外接采暖管路，構(gòu)成外循環(huán)的采暖回路；所述燃?xì)鉄崴隹谶€經(jīng)換熱 器內(nèi)的流道后所述接三通水閥的另一進(jìn)口 ，構(gòu)成內(nèi)循環(huán)的換熱回路； 生活用水進(jìn)口經(jīng)所述換熱器的另一流道后，接所述電加熱部分的進(jìn)水 接頭，所述電加熱部分的出水接頭作為生活用水的總出水口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的混合能源恒溫控制熱水器，其 特征在于所述電加熱部分由殼體內(nèi)的迂回水流通道和安置在水流通 道中的電加熱絲或電加熱管構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合能源恒溫控制熱水器，其特征在 于所述控制電路包括微處理器、溫度;^測(cè)電路和電加熱功率控制電 路，所述溫度傳感器經(jīng)溫度檢測(cè)電路接所述微處理器的信號(hào)輸出端， 所述微處理器的接電控制端和功率控制端分別接電加熱功率控制電 路的接電受控端和功率受控端；所述接電受控端經(jīng)驅(qū)動(dòng)器件接繼電器 線圏，電源端徑所述繼電器觸點(diǎn)接可控硅的陽極，所述功率受控端經(jīng) 第二驅(qū)動(dòng)器件及光電耦合器與所述可控硅的控制極耦合連接，所述可控硅的陰極輸出接所述電加熱絲。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種混合能源恒溫控制熱水器，屬于熱水器技術(shù)領(lǐng)域。該熱水器包括燃?xì)饧訜岵糠?、電加熱部分以及控制電路，控制電路含有電能輸出控制器件，電加熱部分由水流通道和安置在水流通道中的電加熱器件?gòu)成，燃?xì)饧訜岵糠峙c電加熱部分的水流通道構(gòu)成串聯(lián)或并聯(lián)流道，流道的最終出水口處裝有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出接控制電路的信號(hào)輸入端，信號(hào)輸入端通過控制電路接電能輸出控制器件的受控端，電能輸出控制器件的輸出端接電加熱器件。本實(shí)用新型溫度調(diào)控十分靈敏、精確，可以有效保證出水溫度恒定。
文檔編號(hào)F24H9/20GK201297754SQ20082016061
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者威 丁, 賈澤君, 步 邱, 平 鞠 申請(qǐng)人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司