專利名稱：一種燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)馀c太陽能組合式的熱水器裝置，特別是余水節(jié)水的自動(dòng) 控制裝置。
背景技術(shù)：
目前市場上熱水器種類繁多，例如太陽能熱水器、太陽能電熱水器系統(tǒng)、電熱水 器、燃?xì)鉄崴鞯取＿@些熱水器雖然各具特點(diǎn)，但也各有各的不足。太陽能電熱水器系統(tǒng)， 雖說能保證24小時(shí)供應(yīng)熱水，但其能耗成本較高，還存在漏電的危險(xiǎn)；電熱水器的成本就 更高；燃?xì)鉄崴饔捎谄渌词亲詠硭艿赖睦渌绻麊为?dú)使用，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行費(fèi)用也很高， 特別是到了冬季，要運(yùn)用大量燃?xì)?，?jīng)濟(jì)費(fèi)用更高。而太陽能熱水器雖然節(jié)能、成本低，但卻 不能保證全天候供應(yīng)熱水，并且使用時(shí)需要排放水管中殘存的大量冷水，特別是高層樓房 用戶，會(huì)造成大量水資源浪費(fèi)，給用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其結(jié)構(gòu)簡單， 可將太陽能余水管中的殘存冷水加熱，并且當(dāng)太陽能熱水器中的水溫較低時(shí)可自動(dòng)開啟燃 氣熱水器進(jìn)行加熱，使用方便，投資少，節(jié)能節(jié)水，可保證全天候熱水供應(yīng)。解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題所采用的方案是在用戶家外墻面設(shè)置壁掛式太陽能 板，室內(nèi)設(shè)置與壁掛式太陽能板連接的室內(nèi)儲(chǔ)水箱，屋頂太陽能熱水箱的余水管連接于室 內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴髦g的進(jìn)水管路上，余水管及室內(nèi)儲(chǔ)水箱與燃?xì)鉄崴髑肮苈飞显O(shè) 置有集成溫度傳感器，在室內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水管路對應(yīng)設(shè)置有電磁閥，各集成 溫度傳感器和各電磁閥對應(yīng)與電控裝置的雙電壓比較器電連接。本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案還包括各電磁閥分別設(shè)置在以下位置，即室內(nèi)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口、燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水口、燃 氣熱水器進(jìn)水口電磁閥前至用戶熱水閥的管路上，余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙?；?內(nèi)儲(chǔ)水箱的出水口接于余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙说碾姶砰y后而在集成溫度傳感 器之前。集成溫度傳感器采用AD590型，雙電壓比較器采用LM393型，電控裝置中的各電 磁閥、集成溫度傳感器和雙電壓比較器的電路接12V直流電，燃?xì)鉄崴麟姶砰y的線圈接 220V交流電。余水管上設(shè)置的集成溫度傳感器在雙電壓比較器的溫度信號(hào)閥值設(shè)定為27°C，通 過雙電壓比較器控制室內(nèi)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口電磁閥開關(guān)和余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹?端電磁閥開關(guān)；燃?xì)鉄崴髑肮苈飞系募蓽囟葌鞲衅髟陔p電壓比較器的溫度信號(hào)閥值設(shè) 定為42°C，通過雙電壓比較器控制燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水口電磁閥開關(guān)和燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)水口電 磁閥前至用戶熱水閥的管路上電磁閥開關(guān)。當(dāng)用戶剛開啟熱水閥時(shí)，由于太陽能熱水器到用戶熱水閥之間的余水管中殘存冷水，此時(shí)集成溫度傳感器將檢測到的信號(hào)送到雙電壓比較器，再通過控制電磁閥開關(guān)讓冷 水從室內(nèi)儲(chǔ)水箱底部流入，將室內(nèi)儲(chǔ)水箱內(nèi)被壁掛式太陽能板加熱過的熱水從頂部頂出， 代替管道中的殘留冷水流向用戶熱水閥。當(dāng)管道中殘存冷水流凈，熱水開始流出時(shí)，集成 溫度傳感器又將檢測到的信號(hào)送到雙電壓比較器，則控制電磁閥讓熱水直接流向用戶熱水 閥。這樣，用戶熱水閥每次開啟時(shí)，管道中殘存冷水先流入室內(nèi)儲(chǔ)水箱，并將箱內(nèi)被太陽能 板加熱過的溫?zé)崴畔蛴脩糸y使用，管道中的殘存冷水被節(jié)約再利用，達(dá)到了節(jié)水的目的； 當(dāng)遇陰天低溫時(shí)，管道中的水溫不足，集成溫度傳感器將檢測到的信號(hào)送到雙電壓比較器， 控制由燃?xì)饧訜崞髯詣?dòng)點(diǎn)火進(jìn)行補(bǔ)熱，保證全天候供應(yīng)熱水。由于來自太陽能熱水器的水 尚有一定溫度，減少了燃?xì)庀牧浚_(dá)到了節(jié)能之目的。AD590型集成溫度傳感器，溫度每變化1K，則電流變化1 y A。即溫度每升高1°C時(shí)， AD590輸出電流增加1 y A，在本實(shí)用新型的電控裝置就是利用此特性增加電阻分壓送入比 較器與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。對于LM393雙電壓比較器，比較器A同相輸入端輸入太陽能余水管上的溫度傳感 器電壓信號(hào)，反相端輸入設(shè)定的基準(zhǔn)電壓(對應(yīng)27°C)；比較器B反相輸入端輸入燃?xì)鉄崴?器進(jìn)水管上的溫度傳感器電壓信號(hào)，同相輸入端輸入設(shè)定的基準(zhǔn)電壓(對應(yīng)42°C )。當(dāng)同 相輸入端電壓大于反相輸入端電壓時(shí)，則輸出高電平；反之，則輸出低電平。高低電平用來 驅(qū)動(dòng)繼電器，控制電磁閥開關(guān)。本實(shí)用新型的有益效果是(1)節(jié)省水資源。將樓房屋頂太陽能熱水器到用戶家中熱水管道內(nèi)的大量殘存冷 水存入冷水箱，利用太陽能加熱進(jìn)行再利用，避免了水資源浪費(fèi)。(2)節(jié)省能源。本裝置自動(dòng)控制冷熱水各自走向。天晴時(shí)，完全利用太陽能供應(yīng)熱 水，而陰雨低溫時(shí)，則利用太陽能熱水器尚存的一定熱能，減少了燃?xì)鉄崴髦腥細(xì)庀摹?br>
圖1為燃?xì)馓柲芄?jié)水節(jié)能自動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本裝置系統(tǒng)流程圖；圖3為本裝置的控制電路圖。圖中各標(biāo)號(hào)依次表示太陽能熱水箱1、余水管2、壁掛式太陽能板3、室內(nèi)儲(chǔ)水箱 4、儲(chǔ)水箱電磁閥5、集成溫度傳感器6、燃?xì)鉄崴魅胨陔姶砰y7、燃?xì)鉄崴麟姶砰y8、燃 氣熱水器9、用戶熱水閥10、旁路電磁閥11、中間繼電器K1、K2、K3。
具體實(shí)施方式
參見圖1，用戶家的外墻面設(shè)置壁掛式太陽能板3，室內(nèi)設(shè)置與壁掛式太陽能板3 連接的室內(nèi)儲(chǔ)水箱4，屋頂上的太陽能熱水箱1作為主要的熱水源，通向用戶的余水管3通 過三通連接于室內(nèi)儲(chǔ)水箱4和燃?xì)鉄崴?之間的進(jìn)水管路上，余水管2上設(shè)置了一集成 溫度傳感器6，而燃?xì)鉄崴麟姶砰y8前的管路上也設(shè)置有另一集成溫度傳感器8。室內(nèi)儲(chǔ) 水箱的進(jìn)水口設(shè)置一儲(chǔ)水箱電磁閥5，余水管2接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙嗽O(shè)置一燃?xì)鉄?水器入水口電磁閥7，燃?xì)鉄崴?自帶一燃?xì)鉄崴麟姶砰y8，在燃?xì)鉄崴?出入口之 間的管道旁路設(shè)置一旁路電磁閥11。上述的各集成溫度傳感器和各電磁閥對應(yīng)與電控裝置的雙電壓比較器(見圖3中LM393集成塊)電連接，由雙電壓比較器來控制各電磁閥的 開閉動(dòng)作。室內(nèi)儲(chǔ)水箱4的出水口用三通接于燃?xì)鉄崴魅胨陔姶砰y7與燃?xì)鉄崴? 前的集成溫度傳感器6之間管路上。室內(nèi)儲(chǔ)水箱4的容積與余水管2中的存水量近似，即 冷水箱的儲(chǔ)水量=樓高(H) X太陽能出水管橫截面積(S)，水箱體積可略大。參見圖3，余 水管上設(shè)置的集成溫度傳感器6在雙電壓比較器的溫度信號(hào)閥值設(shè)定為27°C，雙電壓比較 器通過輸出高低電平對儲(chǔ)水箱電磁閥5進(jìn)行控制。太陽能出水管內(nèi)存有殘余冷水，水溫小 于27°C時(shí)，雙電壓比較器輸出低電平，繼電器K2截止，通往燃?xì)鉄崴鞯娜細(xì)鉄崴魅胨?口電磁閥7關(guān)閉；而繼電器K1通過反相器導(dǎo)通，使通往室內(nèi)儲(chǔ)水箱4的儲(chǔ)水箱電磁閥5打 開。水管內(nèi)殘存冷水流入室內(nèi)儲(chǔ)水箱內(nèi)，并利用壁掛式太陽能板3對冷水進(jìn)行加熱，室內(nèi)儲(chǔ) 水箱4中已經(jīng)被太陽能板加熱的熱水被底部流入的冷水從上部出水管頂出，這樣熱水代替 水管中的殘存冷水流向用戶閥，殘存冷水被留在冷水箱中，并利用壁掛式太陽能板繼續(xù)加 熱，達(dá)到水資源節(jié)約利用。直至余水管2內(nèi)的冷水流凈，水管內(nèi)的水溫>27°C，此時(shí)雙電壓 比較器輸出高電平，通過反向器后繼電器K1截止，繼電器K2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)通往燃?xì)鉄崴鞯?燃?xì)鉄崴魅胨陔姶砰y7打開，太陽能熱水直接流入燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)水管。此時(shí)，經(jīng)燃?xì)鉄?水器進(jìn)水管的集成溫度傳感器6再次檢測，該集成溫度傳感器6在雙電壓比較器的溫度信 號(hào)閥值設(shè)定為42°C，溫度>42°C則打開旁路電磁閥11，關(guān)閉燃?xì)鉄崴麟姶砰y8，直接流向 用戶熱水閥10(見圖1)進(jìn)行淋??；如遇陰天低溫，太陽能水溫不足，水的溫度< 42°C，則雙 電壓比較器輸出高電平，繼電器K3導(dǎo)通，旁路電磁閥11關(guān)閉，而燃?xì)鉄崴麟姶砰y8開啟， 驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉄崴?對溫水進(jìn)行加熱，直至溫度> 42°C自動(dòng)停止加熱并恒定，用戶進(jìn)行淋浴。 本裝置的電氣部分采取強(qiáng)、弱電分離的方式，可提高使用的安全性，即閥門自動(dòng)檢 測控制裝置的各開關(guān)接12VDC弱電，燃?xì)怆姶砰y線圈接220VAC強(qiáng)電。
權(quán)利要求一種燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其特征是在用戶家外墻面設(shè)置壁掛式太陽能板，室內(nèi)設(shè)置與壁掛式太陽能板連接的室內(nèi)儲(chǔ)水箱，屋頂太陽能熱水箱的余水管連接于室內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴髦g的進(jìn)水管路上，余水管及室內(nèi)儲(chǔ)水箱與燃?xì)鉄崴髑肮苈飞显O(shè)置有集成溫度傳感器，在室內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水管路對應(yīng)設(shè)置有電磁閥，各集成溫度傳感器和各電磁閥對應(yīng)與電控裝置的雙電壓比較器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其特征是各電磁閥分 別設(shè)置在以下位置，即室內(nèi)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口、燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水口、燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)水口電磁 閥前至用戶熱水閥的管路上，余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙耍皇覂?nèi)儲(chǔ)水箱的出水口接 于余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙说碾姶砰y后而在集成溫度傳感器之前。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其特征是集成溫度傳 感器采用AD590型，雙電壓比較器采用LM393型，電控裝置中的各電磁閥、集成溫度傳感器 和雙電壓比較器的電路接12V直流電，燃?xì)鉄崴麟姶砰y的線圈接220V交流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其特征是余水管上設(shè) 置的集成溫度傳感器在雙電壓比較器的溫度信號(hào)閥值設(shè)定為27 °C，通過雙電壓比較器控制 室內(nèi)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口電磁閥開關(guān)和余水管接燃?xì)鉄崴鞯娜ǔ隹诙穗姶砰y開關(guān)；燃?xì)鉄?水器前管路上的集成溫度傳感器在雙電壓比較器的溫度信號(hào)閥值設(shè)定為42 °C，通過雙電壓 比較器控制燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水口電磁閥開關(guān)和燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)水口電磁閥前至用戶熱水閥 的管路上電磁閥開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃?xì)馓柲芄苈酚嗨?jié)水控制裝置，其特征是室內(nèi)儲(chǔ) 水箱的容積與余水管內(nèi)腔存水量近似。
專利摘要本實(shí)用新型是一種適用于燃?xì)馓柲軣崴鞯墓苈酚嗨?jié)水自動(dòng)控制裝置。它是在用戶家外墻面設(shè)置壁掛式太陽能板，室內(nèi)設(shè)置與壁掛式太陽能板連接的室內(nèi)儲(chǔ)水箱，屋頂太陽能熱水箱的余水管連接于室內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴髦g的進(jìn)水管路上，余水管及室內(nèi)儲(chǔ)水箱與燃?xì)鉄崴髑肮苈飞显O(shè)置有集成溫度傳感器，在室內(nèi)儲(chǔ)水箱和燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水管路對應(yīng)設(shè)置有電磁閥，各集成溫度傳感器和各電磁閥有與電控裝置的雙電壓比較器電連接。本裝置可自動(dòng)監(jiān)測流往用戶閥的水溫，若水溫偏低則打開燃?xì)鉄崴骷訜?，到達(dá)溫度后燃?xì)鉄崴髯詣?dòng)熄火，達(dá)到節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)F24D19/10GK201606964SQ200920253608
公開日2010年10月13日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者李 杰, 羅小林, 陳冰 申請人:昆明理工大學(xué)