一種用于太陽能熱水器的智能溫控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能熱水器溫度控制領(lǐng)域，具體涉及基于智能溫控系統(tǒng)的太陽能熱水器定溫送水的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，人們生活水平提高，居住條件改善，人們對居住的舒適性要求越來越高，建筑智能化越發(fā)重要。不管是居民小區(qū)還是酒店公寓，熱水器都是必不可少的。目前，市場上的熱水器大概有以下四類:燃氣熱水器、太陽能熱水器、儲水式電熱水器、即熱式電熱水器。而大部分熱水器都需要調(diào)節(jié)水溫，尤其是太陽能熱水器在調(diào)節(jié)水溫時需要放掉大量的冷水，不節(jié)約、不方便，如何用最經(jīng)濟最方便的方式解決這一問題成為人們研究的熱點。
[0003]人們在使用太陽能熱水器時需要調(diào)節(jié)水溫，由于太陽能熱水器安裝在樓頂，其出水口到用水端有很長的距離，這就造成了出水管里存儲著大量的冷水，調(diào)節(jié)水溫的同時會有很大一部分冷水白白流失，造成了水資源的浪費。在目前已經(jīng)投入市場的熱水器中，已經(jīng)有一部分熱水器安裝了通過計算時間控制是否出水的裝置，但是通過對管道中的冷水進行二次加熱并通過檢測太陽能的熱水是否可用以控制加熱設(shè)備狀態(tài)的裝置尚未見到。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型公開了基于智能溫控系統(tǒng)的太陽能熱水器定溫送水的方法和裝置，根據(jù)出水溫度進行智能調(diào)節(jié)，并利用加熱裝置將不滿足需求的冷水加熱利用，從而有效地節(jié)約了水資源！
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0006]—種用于太陽能熱水器的智能溫控系統(tǒng)，包括:在熱水器的出水管路內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器、水流方向采集裝置及控制回路；
[0007]所述溫度傳感器將采集的熱水器出水端的水流溫度傳輸至控制單元；
[0008]所述水流方向采集裝置檢測水流方向，在熱水器出水時，控制回路控制加熱裝置開始加熱熱水器的出水管路內(nèi)的水；
[0009]所述控制單元根據(jù)溫度傳感器采集的水流溫度控制延時開關(guān)的動作，延時開關(guān)與控制回路相連。
[0010]進一步的，所述水流方向采集裝置包括設(shè)置熱水器的出水管路內(nèi)的磁鋼，所述磁鋼與鉸鏈鉸接，所述鉸鏈嵌入環(huán)形漲塞中，所述環(huán)形漲塞緊貼管壁，磁鋼與感應(yīng)磁控開關(guān)相配合工作，磁鋼靠近感應(yīng)磁控開關(guān)時，感應(yīng)磁控開關(guān)閉合，同時感應(yīng)磁控開關(guān)所在回路中固態(tài)繼電器通電，固態(tài)繼電器對應(yīng)的常開觸點閉合。
[0011 ]進一步的，所述磁鋼內(nèi)部為N極、S極，感應(yīng)磁控開關(guān)為干簧管式磁控開關(guān)，當(dāng)磁鋼靠近干簧管或繞在干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時，感應(yīng)磁控開關(guān)對應(yīng)的常開接點就會吸合；當(dāng)磁力減小到設(shè)定程度時，常開接點被簧片的彈力打開。
[0012]進一步的，所述加熱裝置為PTC加熱器，PTC加熱器為盤管狀，PTC加熱器本體內(nèi)設(shè)有加熱腔和電器控制腔，以密封板隔開，電器控制腔內(nèi)設(shè)有加熱電路，加熱腔內(nèi)設(shè)有加熱管，加熱管連接在加熱電路上。
[0013]進一步的，所述加熱管為水電隔離式絕緣加熱管。
[0014]進一步的，所述固態(tài)繼電器對應(yīng)的常開觸點與斷路器、加熱電路、限溫器對應(yīng)的限溫開關(guān)、延時繼電器開關(guān)常閉觸點及漏電保護開關(guān)組成控制回路，漏電保護開關(guān)與供電電源相連。
[0015]進一步的，所述溫度傳感器與信號轉(zhuǎn)換器相連，所述信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理單元和轉(zhuǎn)換單元組成，溫度傳感器為熱電偶或熱電阻，熱電偶或熱電阻與其他電阻構(gòu)成橋式電路用于測量溫度變化，并將測量的信號傳輸至信號處理單元進行處理，處理后的信號傳輸至轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出至控制單元。
[0016]進一步的，所述控制單元還與顯示單元相連，所述顯示單元用于實時顯示熱水器的出水管路內(nèi)水流的溫度。
[0017]進一步的，基于智能溫控系統(tǒng)的太陽能熱水器定溫送水的方法，包括以下步驟:
[0018]步驟一:首先對熱水器的出水管路內(nèi)水流方向進行采集，判斷是否是出水，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟二，否則結(jié)束；
[0019]步驟二:水流方向采集裝置對應(yīng)的感應(yīng)磁控開關(guān)閉合，感應(yīng)磁控開關(guān)所在的回路開始工作，溫度傳感器采集熱水器的出水管路內(nèi)出水溫度，判斷出水溫度是否達標(biāo)，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟三，否則，轉(zhuǎn)入步驟四；
[0020]步驟三:延時開關(guān)動作，停止加熱；
[0021 ]步驟四:加熱裝置開始對熱水器的出水管路內(nèi)的水流加熱，判斷加熱后的水是否達到預(yù)設(shè)值，如果是，則限溫開關(guān)斷開，否則繼續(xù)加熱直至預(yù)設(shè)值。
[0022]本實用新型的主要思路是利用溫度傳感器測量太陽能出水管的溫度，利用PTC對管道里的水進行二次加熱，待出水溫度達到其內(nèi)限溫開關(guān)設(shè)定值后PTC加熱系統(tǒng)自動斷開，實現(xiàn)出水溫度即達到人們需求的效果;其次太陽能在陰雨天或霧霾天沒有發(fā)揮作用時也可以對水進行電加熱處理，滿足人們對熱水的需求。
[0023]本實用新型的有益效果:
[0024](I)通過PTC加熱器能夠開始就得熱水，達到節(jié)約水資源的目的；
[0025](2)—般熱水器需要等待冷水流出后才能得到熱水，本實用新型可以一定程度的減少使用者的等待時間；
[0026](3) —般太陽能在霧霾或者是陰天的天氣情況下不能夠很好地發(fā)揮加熱作用，本實用新型可以充當(dāng)臨時加熱器對水進行加熱；
[0027](4)本實用新型在太陽能中的熱水可以使用時，自動斷開加熱回路并提醒使用者，避免重復(fù)加熱，保障使用者的安全。
【附圖說明】
[0028]圖1本實用新型的整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029I圖2流向計的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3與流向計相配合的管道結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面圖；
[0031]圖4磁鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5溫度控制回路電路圖；
[0033]圖6信號放大電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；
[0034]圖7溫度傳感器對應(yīng)的信號放大電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換具體電路圖；
[0035]圖8控制單元電路圖；
[0036]圖9出水控制流程圖；
[0037]圖中，1、PTC加熱器，2、流向計，3、溫度傳感器，4、出水管管壁，5、環(huán)形漲塞，6、鉸鏈，7、磁鋼。
【具體實施方式】
:
[0038]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0039]本實用新型旨在使用太陽能熱水器時能夠達到節(jié)水的目的，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的節(jié)能減排意識不斷的提高。通過本實用新型可以使居民用水資源得到最大化利用。
[0040]隨著現(xiàn)在的空氣質(zhì)量的日益下降，霧霾天的狀況日益嚴重，太陽能的工作效率逐漸下降，在很多情況下都不能得到很好地利用，所以當(dāng)太陽能熱水器不能發(fā)揮相應(yīng)作用的時候，本實用新型還可以充當(dāng)電熱水器的作用，能夠確保使用者可以使用熱水。
[0041]如圖1所示，本實用新型針對居民使用太陽能熱水器時，需先將管道中冷水放出后才能使用熱水的問題。本實用新型利用流向計2判斷水流方向，通過PTC加熱器I對管中的水進行加熱，同時傳感器采集管道中的出水溫度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器，由控制器控制加熱回路的開斷。該方法既能夠充分利用存儲在出水管道里的冷水，達到節(jié)約水資源的目的;又能滿足人們實時使用熱水的需求，進而節(jié)約使用者的時間以及符合人機工程學(xué)的要求。
[0042]其中，水流方向采集裝置為流向計2，因為太陽能熱水器的進水和出水使用一條管道進行，所以，在系統(tǒng)工作前需要判斷水流方向，在本實用新型中設(shè)計了一個以磁控開關(guān)為基礎(chǔ)的方向判定裝置，這樣可以準確判斷出水流方向，并決定是否啟動加熱裝置。由于整個系統(tǒng)是智能化控制，所以水流的方向決定是否需要加熱前提條件?？芍?dāng)給太陽能或者是熱水器中上水時，雖然有水的流動，卻不需要加熱，此時上水側(cè)的水壓是大于出水側(cè)的水壓，流向計2控制的常開觸點是不動作的，即上水時PTC加熱器I不會進行加熱；當(dāng)人們需要用熱水時，水的流動方向相反，此時出水側(cè)的水壓比上水側(cè)的水壓要大，此時流量計控制的常開觸點閉合，觸發(fā)PTC加熱器I進行對水的加熱處理。
[0043]本水流方向采集裝置的電源為小幅電壓供電，流向計2結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用干簧管式磁控開關(guān)，在控制回路中作為電源開關(guān)，當(dāng)磁鋼靠近干簧管或繞在干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時，常開接點就會吸合；當(dāng)磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開。由于干簧管不能直接接入較大電流電路，所以本實用新型采用其控制繼電器的方法，通過控制繼電器的輸入回路和觸點實現(xiàn)被控制回路的通斷，本實用新型采用的繼電器為固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器的輸入端可以用微小的控制信號，達到直接驅(qū)動大電流負載。磁鋼內(nèi)部如圖4所示。
[0044]控制回路中，需采用漏電保護開關(guān)，用以對低壓電網(wǎng)直接觸電和間接觸電進行有效保護，Kl為固態(tài)繼電器的輔助觸點，當(dāng)控制回路的固態(tài)繼電器通電后，觸點Kl隨之閉合，控制回路工作，控制回路電路圖如圖5所示。
[0045]如圖3所示，為了實現(xiàn)水流方向的檢測，本實用新型采用環(huán)形漲塞，漲塞的設(shè)計要盡量緊貼管壁，并且減小漲塞的體積，這樣對水流的影響可以降到最低，在漲塞中嵌入帶有磁鋼的鉸鏈，將環(huán)形漲塞固定在管道中，這樣當(dāng)有水流時，鉸鏈上的磁鋼就會隨水流的方向改變位置。進水時，磁鋼被沖向磁控感應(yīng)開關(guān)相反方向，這樣磁控感應(yīng)開關(guān)不動作；用水時，磁鋼被沖向磁控開關(guān)所在的方向，此時開關(guān)感應(yīng)閉合，控制回路開始通電，隨之帶動本控制回路工作。
[0046]流向計2包括設(shè)置熱水器的出水管路內(nèi)的磁鋼7，所述磁鋼7與鉸鏈6鉸接，所述鉸鏈6嵌入環(huán)形漲塞5中，所述環(huán)形漲塞5緊貼出水管管壁4，磁鋼7與感應(yīng)磁控開關(guān)相配合工作，磁鋼7靠近感應(yīng)磁控開關(guān)時，感應(yīng)磁控開關(guān)閉合，同時感應(yīng)磁控開關(guān)所在回路中固態(tài)繼電器通電，固態(tài)繼電器對應(yīng)的常開觸點閉合。
[0047 ]流向計2工作流程:當(dāng)太陽能進水的時候，磁鋼7被水沖向左邊，此時無動作；當(dāng)太陽能出水時，磁鋼7被沖向右邊，接近磁控感應(yīng)開關(guān)，磁控感應(yīng)開關(guān)閉合，整個控制回路接通，控制回路