專利名稱：熱水器的防凍排水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱水器，特別是指 一種熱水器的防凍排水裝置。
背景技術(shù)：
熱水器在冬天使用后，由于用戶不能很好的清除水箱里面的積 水，會致使溫度降低后熱水器水管因積水結(jié)冰發(fā)生膨脹而漲裂。目 前主要通過在熱水器上增加溫度傳感器和防凍加熱器來解決這個問
題。在溫度低于預設溫度時，防凍加熱器加熱水管。專利號為ZL 200520061531.8的中國專利公開了 一種高效加熱的燃氣熱水器防凍 裝置。其包括電氣控制裝置、循環(huán)水管及熱交換器，所述熱交換器 的管道上設有溫度傳感器，所述循環(huán)水管上設有加熱器，設有接通 及斷開溫度值的溫度傳感器觸點通過導線與加熱器串接后與電氣控 制裝置電連接。采用加熱方法防凍時，實現(xiàn)了根據(jù)溫度傳感器的信 號自動防凍，但是加熱器會消耗較多電能，造成資源浪費。

實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種熱水器的防凍排 水裝置，以實現(xiàn)根據(jù)溫度傳感器的信號自動防凍的同時又消耗更少 的電能。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種熱水器的防凍排水 裝置，包括設置在熱水器進水管上的第一電磁閥；設置在該第一 電磁閥與熱水器之間并位于所述進水管上的第二電磁閥，該第二電 磁閥另一端與大氣連通；設置在熱水器出水管上的第三電磁閥，該 第三電磁閥另 一端與大氣連通；用于檢測熱水器內(nèi)水管溫度或環(huán)境溫度的溫度傳感器；和控制單元，與各電磁閥和所述溫度傳感器連
接構(gòu)成控制回路。
熱水器凍壞是因為水管積水結(jié)冰引起的，只要排出水管中的水， 就實現(xiàn)了防凍。由上可以看出，控制單元根據(jù)溫度傳感器的信號可 以在合適的時候，例如溫度低于預設溫度、或低于預設溫度持續(xù)一 定時間后，通過關(guān)閉第一電磁閥可將進水管關(guān)閉，而打開第二、第 三電磁閥，即可直接將熱水器水管中的水排出。又因為控制電磁閥 需要的電能比防凍加熱器要低的多，所以所消耗的電能更少。
較佳的，該裝置的進水管側(cè)壁上連通有通氣管，所述第二電磁閥 設置于該通氣管上，和/或出水管側(cè)壁上連通有排水管，所述第三電 磁閥設置于該排水管上。所述通氣管或排水管上設置有與控制單元
電連接的排水裝置；所述控制單元還用于在控制第 一 電磁閥關(guān)閉、 以及第二、三電磁閥開啟時啟動所述排水裝置。所述排水裝置為水
泵或氣泵。
由上，通過設置排水裝置，可以提供額外的動力，使得排水更為 迅速。并且，可以根據(jù)需要設置水泵，將水抽出，或者設置氣泵， 通過注入空氣的方式將水頂出。
其中，所述第一電i茲閥是常開電磁閥，所述第二電磁閥、第三電 磁閥是常閉電磁閥，或所述第一、二和三電磁閥為雙穩(wěn)態(tài)電磁閥； 所述控制單元用于收到溫度傳感器在檢測到溫度低于設定值時發(fā)出 的信號時，控制第一電磁閥關(guān)閉和第二、三電磁閥開啟。
由上可以看出，在正常通水的情況下，各電i茲閥均不消耗電能， 更為節(jié)電。
較佳的，所述控制單元包括節(jié)電模塊，用于判斷所述第二、三 電^f茲閥開啟i殳定時間后，控制所述第二、三電》茲閥關(guān)閉。
由上可以看出，在打開所述第二、第三電^f茲閥預設時間后，排水 完成。此時第二、第三電磁閥失電關(guān)閉，只有第一電磁閥才消耗電 能。能進一步減少防凍所消耗的電能。
可選的，所述裝置還包括與所述控制單元電連接的檢測器，用于檢測熱水器內(nèi)水管是否有水；所述控制單元還用于收到檢測器檢
測到熱水器內(nèi)水管無水時，控制所述第二、三電磁閥關(guān)閉。
由上可以看出，通過設置檢測器，當判斷出排水完成，就可以控 制第二、第三電磁閥失電關(guān)閉，只有第一電磁閥才消耗電能。能進 一步減少防凍所消耗的電能。
可選的，所述檢測器包括以下之一設置在熱水器內(nèi)水管里的水 位檢測器、貼近熱水器內(nèi)水管設置的通過電感變化判斷是否有水的 電感檢測器、貼近熱水器內(nèi)水管設置的通過電容變化判斷是否有水 的電感檢測器。
由上，可以根據(jù)需要進行設置，實現(xiàn)方式多樣。
優(yōu)選的是，所述裝置還包括與控制單元電連接的顯示裝置，用于 在控制單元控制各電磁閥時，將相應的狀態(tài)進行顯示。
由上可以看出，顯示裝置執(zhí)行不同的顯示模式為用戶提供了有關(guān) 熱水器是正在排水還是排水完成的信息。
其中，所述裝置還包括強制按鍵，用于被按下時發(fā)出強制轉(zhuǎn)換 指令；所述控制單元還包括強制轉(zhuǎn)換判斷模塊，用于接收到所述 強制轉(zhuǎn)換指令時，判斷第一電磁閥是否關(guān)閉；和強制轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊， 用于強制轉(zhuǎn)換判斷模塊判斷第 一 電磁閥為打開時，關(guān)閉所述第 一 電 磁閥和打開所述第二、第三電磁閥，強制轉(zhuǎn)換判斷模塊判斷第一電 f茲閥為關(guān)閉時，打開所述第一電》茲閥和關(guān)閉所述第二、第三電f茲閥。
由上可以看出，利用強制轉(zhuǎn)換，可以將熱水器所處的狀態(tài)進行強 制轉(zhuǎn)換。即，從通水的狀態(tài)(各電磁閥均失電)強制轉(zhuǎn)換為無水的 防凍狀態(tài)(第一電磁閥得電關(guān)閉，其它電磁閥打開排水完成)，或 者從無水的防凍狀態(tài)強制轉(zhuǎn)換為通水的狀態(tài)。這就為用戶對防凍狀 態(tài)的手動介入提供了可能，增加了熱水器的人性化設計。


圖1為熱水器的防凍排水裝置的結(jié)構(gòu)圖2為一個實施例中溫度傳感器的位置示意圖；圖3為一個實施例中控制單元根據(jù)溫度傳感器的信號控制各電 磁閥的開關(guān)的流程圖4為實現(xiàn)強制轉(zhuǎn)換功能的流程圖； 圖5為控制電路的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖以燃氣熱水器為例，對本實施方式進行詳細說明。 圖1為熱水器的防凍排水裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，本實用新型 的防凍排水裝置包括設在熱水器上用于檢測熱水器內(nèi)水管溫度或環(huán) 境溫度的溫度傳感器6,并在與熱水器進水口 1相連的熱水器進水管 11上設有第一電》茲閥12,在所述第一電磁閥12和熱水器進水口 1 之間設有與進水管11連通的通氣管21，并在該通氣管21上設有第 二電磁閥22，通氣管21另一端具有和大氣相通的通氣口 2;在與熱 水器出水口 4相連的熱水器出水管41上連通有排水管31,并在該排 水管31上設有第三電磁閥32,排水管31連接有排水裝置的排水口 3;
如圖5示出的控制電路的原理圖，在熱水器上還設有控制單元5, 與各電i茲閥12、 22、 32和所述溫度傳感器6相連接構(gòu)成控制回路， 用于根據(jù)溫度傳感器6的信號控制所述各電磁閥的開關(guān)。
熱水器凍壞是因為熱水器內(nèi)水管積水結(jié)水引起的，只要排出熱水 器內(nèi)水管中的水，就實現(xiàn)了防凍?？刂茊卧?根據(jù)溫度傳感器6的 信號可以實現(xiàn)在合適的條件下，例如在溫度傳感器6檢測到溫度低 于預設溫度時，根據(jù)其檢測結(jié)果通過控制各電磁閥的開關(guān)即可控制 排出熱水器內(nèi)水管中的水。又因為控制電磁閥開關(guān)需要的電能比防 凍加熱器要低的多，所以所消耗的電能更少。下文將結(jié)合附圖進一 步介紹防凍時排水的原理。
在本實施例中，排水管31的排水口 3處還額外接有排水裝置， 如微型水泵，以增加排水時的水流動力，且所述排水口 3比通氣管 21的通氣口 2的位置要低。在防凍排水時，熱水器內(nèi)水管中的水將從排水口 3排出。當然，也可以在所述通氣口 2處接有排水裝置， 且所述通氣口 2比所述排水口 3要低，在防凍排水時，熱水器水管 中的水將利用重力或同時利用排水裝置的動力從通氣口 2排出。
在另一個實施方式中，排水裝置連接到通氣口 2處，此時，排水 裝置采用如氣泵類裝置向內(nèi)充氣，以將熱水器水管內(nèi)水從另一端排 出。
在本實施例中，第一電磁閥12為常開電磁閥(下文簡稱電磁閥 12),第二電^f茲閥22 (下文簡稱電^f茲閥22)和第三電^f茲閥32 (下文 簡稱電磁閥32)是常閉電磁閥。在正常使用情況下，三個電磁閥均 失電，即均不消耗電能。在冬季，當溫度低于預設溫度，如4.5度時， 啟動排水時三個電磁閥才會同時消耗電能。這里說明的是，第一電
磁閥12采用常開電磁閥，是為了方便用戶在打開熱水器相應的出水 時，在不對第一電》茲閥12加電控制情況下，水流可以正常流入熱水 器，以節(jié)省電能。三個電》茲閥12、 22和32可為雙穩(wěn)態(tài)電磁閥。當 溫度高于一定值時，例如，13攝氏度時，所述控制單元5可以控制 第一電磁閥12打開，并保證所述第二、三電》茲閥22、 32處于關(guān)閉 狀態(tài)。
在另一個實施例中，所述控制單元5還包括節(jié)電模塊，用于打 開電i茲閥22和電》茲閥32預i殳時間后，如一分^中后，關(guān)閉電》茲閥22 和電磁閥32。如此即使在溫度低于預設溫度，如4.5度時，在排水 后仍然只有電磁閥12才消耗電能。所以能進一步減少防凍所消耗的 電能。
設置節(jié)電模塊是考慮在所預定時間后熱水器水管內(nèi)積水會排空 來對電^f茲閥22和電/ 茲閥32進行關(guān)閉控制。在另一個實施例中，也 可以采用與控制單元電連接的、用于檢測熱水器內(nèi)水管內(nèi)是否有水 的檢測器來取代節(jié)電模塊。當檢測器檢測到熱水器內(nèi)水管無水時， 發(fā)送相應信號給控制單元5,控制單元5控制所述電磁閥22和電磁 閥32關(guān)閉。其中，檢測器可以采用設置在熱水器水管內(nèi)的水位檢測 器，或者通過電感變化判斷是否有水的電感檢測器、通過電容變化判斷是否有水的電感檢測器，當釆用電感/電容檢測器時，可以貼近 熱水器水管設置。
圖2為一個實施例中溫度傳感器6的位置示意圖。如圖所示，在 本實施例中，溫度傳感器6位于熱水器水箱上部的U型管7處。U 型管7處水不容易流動，當熱水器停止工作后，水就會停留其中， 當外界溫度降低時，水就容易結(jié)冰膨脹造成水管脹裂，因此將溫度 傳感器6設置在此處以監(jiān)控該處溫度。當然，溫度傳感器6的位置 也可以在其它容易積水的位置，例如熱水器的熱交換器的水管上。
圖3為控制單元5根據(jù)溫度傳感器6的信號控制各電磁閥的開關(guān) 的流程圖。如圖所示，包括以下步驟。
步驟302，熱水器通電，控制單元5控制電磁閥12失電打開、 電》茲閥22失電關(guān)閉，以及電萬茲閥32失電關(guān)閉。
步驟304,所述溫度傳感器6檢測到溫度低于第一預設溫度所持 續(xù)的時間達到第一預設時間時，發(fā)送相應信號到控制單元5,控制單 元5控制顯示裝置8執(zhí)行第一顯示，并控制電磁閥12得電關(guān)水。在 本實施例中為溫度傳感器6檢測到持續(xù)20秒溫度<4.5度，存在凍壞 熱水器的可能，需要開始排水動作，即上傳信號到控制單元5，控制 單元5控制作為顯示裝置的LED燈閃爍，以及控制電磁閥12得電 關(guān)水。
步驟306,延時3秒鐘，控制單元5控制電磁閥32得電打開排水。
步驟308，延時2秒鐘，控制單元5控制電》茲閥22得電打開通
氣
步驟310,延時60秒鐘，控制單元5中的節(jié)電模塊控制電磁閥 22失電關(guān)閉和電磁閥32失電關(guān)閉，同時控制顯示裝置執(zhí)行第二顯示 模式，即，LED長亮，與此同時控制電磁閥12保持得電關(guān)閉。
至此熱水器排水完畢，進入無水的防凍狀態(tài)。
如圖5所示，熱水器的輸入裝置中還可包括強制按鍵9，用于在 被用戶按下時發(fā)出強制轉(zhuǎn)換指令，可以是由一個簡單的開關(guān)器件實現(xiàn)，被按下時接通的電流或電壓作為所述指令，也可以是與熱水器 上的各個按鍵矩陣中的 一個，被按下時對應的鍵碼信息作為所述指
令。相應的，所述控制單元5還包括
強制轉(zhuǎn)換判斷模塊，用于接收到所述強制轉(zhuǎn)換指令時，判斷電磁 閥12是否關(guān)閉；
強制轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊，用于強制轉(zhuǎn)換判斷模塊判斷電磁閥12為打 開時，關(guān)閉所述電磁閥12和打開電磁閥22和電磁閥32,強制轉(zhuǎn)換 判斷才莫塊判斷電》茲閥12為關(guān)閉時，打開電》茲閥12和關(guān)閉電^ 茲閥22 和電》茲閥32。
圖4為實現(xiàn)上述強制轉(zhuǎn)換功能的流程圖。
步驟402，用戶按"強制"鍵，強制按鍵9接收用戶強制轉(zhuǎn)換指令。
步驟404,接收到用戶強制轉(zhuǎn)換指令時，控制單元5的強制轉(zhuǎn)換 判斷模塊判斷電磁閥12是否關(guān)閉，關(guān)閉則進入步驟406，未關(guān)閉則 進入步驟408。
步驟406，電磁閥12關(guān)閉，則意味著此時是無水的防凍狀態(tài)， 控制單元5的強制轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊依次關(guān)閉電磁閥22，關(guān)閉電磁閥32 和打開電》茲閥12。
步驟408,電》茲閥12未關(guān)閉，則意p未著此時是通水狀態(tài)，控制 單元5的強制轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊執(zhí)行排水動作，開始電磁岡12得電關(guān)閉 關(guān)水。
步驟410,延時3秒鐘，控制電/f茲閥32得電打開排水。 步驟412,延時2秒鐘，控制電磁閥22得電打開通氣。 步驟414,延時60秒鐘，控制節(jié)電模塊控制電磁閥22失電關(guān)閉
和電磁閥32失電關(guān)閉，同時控制顯示裝置執(zhí)行第二顯示模式，即LED
長亮，與此同時控制電磁閥12保持得電關(guān)閉。
由上可以看出，利用強制轉(zhuǎn)換，可以將熱水器所處的狀態(tài)進行強
制轉(zhuǎn)換。即，從通水的狀態(tài)(電磁閥12、電磁閥22和電磁閥32均
失電)強制轉(zhuǎn)換為無水的防凍狀態(tài)，或者從無水的防凍狀態(tài)強制轉(zhuǎn)換為通水的狀態(tài)。這就為用戶對防凍狀態(tài)的手動介入提供了可能， 增加了熱水器的人性化設計。
以上僅為本實用新型的較佳實施例，凡在本實用新型的精神和原
則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，如在通氣口 2處增 加氣泵，提高排水速度，或為顯示裝置增加LED燈，用于說明當前 熱水器狀態(tài)，例如是否接通電源或是否通水等，如溫度傳感器9可 以更改為僅具有檢測傳遞溫度信號的功能，而判斷是否低于設定值 的功能設置在控制單元5上，以上均應包含在本實用新型的保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱水器的防凍排水裝置，其特征在于，包括設置在熱水器進水管(11)上的第一電磁閥(12)；設置在該第一電磁閥(12)與熱水器之間并位于所述進水管(11)上的第二電磁閥(22)，該第二電磁閥(22)另一端與大氣連通；設置在熱水器出水管(41)上的第三電磁閥(32)，該第三電磁閥(32)另一端與大氣連通；用于檢測熱水器內(nèi)水管溫度或環(huán)境溫度的溫度傳感器(6)；和控制單元(5)，與各電磁閥(12、22、32)和所述溫度傳感器(6)連接構(gòu)成控制回路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進水管(11 )側(cè) 壁上連通有通氣管(21),所述第二電磁閥(22)設置于該通氣管(21)上，和/或出水管(41 )側(cè)壁上連通有排水管(31)，所述第 三電磁閥(32)設置于該排水管(31)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述通氣管(21) 或排水管(31)上設置有與控制單元(5)電連接的排水裝置；所述控制單元(5)還用于在控制第一電磁閥(12)關(guān)閉、以及 第二、三電磁閥(22、 32)開啟時啟動所述排水裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述排水裝置為 水泵或氣泵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一電磁閥 (12)是常開電磁閥，所述第二電磁閥(22)、第三電磁閥(32)是常閉電i茲閥，或所述第一、二和三電》茲閥(12、 22、 32)為雙穩(wěn)態(tài)電磁閥； 所述控制單元(5)用于收到溫度傳感器(6)在檢測到溫度低于設定值時發(fā)出的信號時，控制第一電磁閥(12)關(guān)閉和第二、三電/磁閥(22、 32)開啟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5任一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述控制單元(5)包括節(jié)電模塊，用于判斷所述第二、三電磁閥(22、 32)開啟設定時 間后，控制所述第二、三電^f茲閥(22、 32)關(guān)閉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到5任一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述裝置還包括與所述控制單元(5)電連接的檢測器，用于 檢測熱水器內(nèi)水管是否有水；所述控制單元(5)還用于收到檢測器檢測到熱水器內(nèi)水管無水 時，控制所述第二、三電磁閥(22、 32)關(guān)閉。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述檢測器包括 以下之一設置在熱水器內(nèi)水管里的水位檢測器、貼近熱水器內(nèi)水管設置的 通過電感變化判斷是否有水的電感檢測器、貼近熱水器內(nèi)水管設置 的通過電容變化判斷是否有水的電感檢測器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與控制單元(5)電連接的顯示裝置(8),用于在控制單元(5)控制各電》茲閥(12、 22、 32)時，將相應的狀態(tài)進行顯示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 強制按鍵(9)，用于被按下時發(fā)出強制轉(zhuǎn)換指令； 所述控制單元(5)還包括強制轉(zhuǎn)換判斷模塊，用于接收到所述強制轉(zhuǎn)換指令時，判斷第一 電磁閥(12)是否關(guān)閉；和強制轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊，用于強制轉(zhuǎn)換判斷模塊判斷第 一 電磁閥(12 ) 為打開時，關(guān)閉所述第一電磁閥和打開所述第二、第三電磁閥，強 制轉(zhuǎn)換判斷模塊判斷第一電磁閥(12)為關(guān)閉時，打開所述第一電 磁閥和關(guān)閉所述第二、第三電磁閥。
專利摘要本實用新型提供了一種熱水器的防凍排水裝置，包括設置在熱水器進水管上的第一電磁閥；設置在該第一電磁閥與熱水器之間并位于所述進水管上的第二電磁閥，該第二電磁閥另一端與大氣連通；設置在熱水器出水管上的第三電磁閥，該第三電磁閥另一端與大氣連通；用于檢測熱水器內(nèi)水管溫度或環(huán)境溫度的溫度傳感器；和控制單元，與各電磁閥和所述溫度傳感器(6)連接構(gòu)成控制回路。使用本實用新型，可以實現(xiàn)根據(jù)溫度傳感器的信號自動防凍的同時又消耗更少的電能。
文檔編號F24H9/16GK201401948SQ20092015231
公開日2010年2月10日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者偉 張, 鍵 李, 沈予朗, 濤 鄭, 洪生 申請人:海爾集團公司;青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司