專利名稱：與太陽能熱水器配用的電熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種與太陽能熱水器配用的電熱水器，屬于電熱水器的技術領域。
現(xiàn)有的電熱水器，主要由內膽、外殼、保溫層、電加熱管、控制器、顯控面板、插頭、混水閥等組成。其主要缺點是用電負荷大，加熱時間長，相對壽命短，出水量??；與太陽能熱水器組合使用時，并無有機的內在聯(lián)系，并不能顯示太陽能熱水器的水溫和水位并控制其水位。
本實用新型的目的是要提供一種與太陽能熱水器配用的電熱水器。它可以克服上述的缺點，使電熱水器與太陽能熱水器相結合使用；在太陽微弱不足時也能正常使用，并使水箱的水位可以顯示。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的其內膽(1)兩端均為圓拱形，外殼(2)是圓柱形桶體，頂部有一端蓋(11)，焊成一封閉容器，內膽(1)與外殼(2)之間充填以保溫材料層(3)，內膽(1)底部焊有出水管(6)和進水管(5)，進水管(5)一端伸出控制面板(13)外面，內膽(1)底部裝有電加熱器(4)和陽極棒(9)，底部以導線連接于電熱控制器(8)和太陽能水溫水位顯示控制電路裝置(7)，該電路(7)又連接一傳感器(10)。


圖1．電熱水器示意圖圖2．電器電路圖(第一部分)圖3．電器電路圖(第二部分)圖4．電器電路圖(第三部分)圖5．電器電路圖(第四部分)圖6．電器電路圖(第五部分)茲結合附圖對與太陽能熱水器配用的電熱水器的結構詳細敘述
由
圖1，內膽(1)是用鋼或不銹鋼材料制成的承壓容器，兩端均為圓拱形，外殼(2)是圓柱形筒體，頂部有一端蓋(11)焊成一封閉容器，外殼(2)與內膽(1)之間充填聚氨脂保溫材料層(3)；內膽(1)底部焊有出水管(6)和進水管(5)，進水管(5)伸入內膽內，另一端伸出控制面板外面；內膽(1)底部裝有電內膽(1)底部，該加熱器(4)常用的電熱管或陶瓷碳電熱膜加熱器，陽極棒(9)裝在電加熱器的法蘭盤上面，底部以導線連接于電熱控制器(8)和太陽能水溫水位顯示控制電路裝置(7)，該電路又連接一傳感器(10)。
由圖2，測溫探頭VD101是一個二極管D1置于銅管中，成為一個測溫的敏感元件；二極管D1正極分別接于單結管VT101、VT102、VT103、VT104、VT105的發(fā)射極E，單結管VT101、VT102、VT103、VT104、VT105的第二基極B2連接，VT101的第一基極均分別各連接電阻R101、R102、R103、R104、R105后，再連接于發(fā)射極E。放大器N202:A(型號LM339)的4端接電阻R217和電位器VR202，再通過插頭P101與單結管VT101第二基極連接，而3端接+5V，1端接地，6端與放大器N202:C的9端，N202:D的11端，N202:B的7端共同相接，再接于晶體振蕩器C206正極；C206負極接地，同時又分接電阻R212和R202,R212另一端接于電阻R213和N202:B的6端，R213另一端接于R214和N202:D的10端，R214另一端接于N202:C的8端和R215,R215另一端接于N202:A的4端和電阻R216和電阻R217；放大器N202:A的2端接于三極管VT204(型號9014)基極，同時又分接電阻R221，放大器N202:C的14端也接于三極管VT203(型號9014)基極，同時分接電阻R220；放大器N202:D的13端接于三極管VT202基極，同時也分接電阻R219,R219、R220、R221以及R218的共同連接，接于R239。
由圖2三極管VT204集電極與發(fā)光二極管VD204的負極相接，同時又分接于開關S201的觸點，VD204的正極接電阻R225；三極管VT203的集電極也接于光敏二極管VD203的負極，又分接于開關S201的觸點；VT203的正極接于電阻R224，三極管VT202的集電極接于光敏二極管VD202的負極，同時又分接于開關S201的觸點。VD202的正極接于電阻R223、VT204、VT203、VT202的發(fā)射極共同連接于光敏二極管VD201負極，其正極接電阻R222、電阻R225、電阻R224、電阻R223和電阻R222的的另一端共同接于三極管VT201的集電極、三極管VT202的發(fā)射極又接地。N202:B的1端接于電阻R218，又分接于D203:C(型號4869)的5端，而6端通過電阻R506與二極管VD504正極連接，其負極接于三極管VT503基極(參見圖4)。開關S201的觸點又接于電阻R226，同時又分接于二極管VD205正極和晶體振蕩器C202正極，C202負極接地，VD205接于+5V。
由圖3，按鍵開關S203的觸點接地，另一端通過電阻R223接于+5V，同時又連接于D202:D(型號4011)的13端，其12端接于D202:C的10端，D202:D的11端接于D202:C的8端；該11端又連接于VT208基極，其集電極接+5V；而發(fā)射極接電阻R234，電阻R234另一端接光敏二極管VD207正極，其負極接電阻R237，同時又分接于電阻R220和三極管VT207基極(型號9014)，其集電極接于三極管VT206基極(型號9013)，同時又分接于電阻R230，另一端與VT206的集電極接于VDD；而發(fā)射極接于門電路HA(型號YX-150a)1端，電阻R237另一端與VT207發(fā)射極共接于地，同時又接于門電路HA的2端。
門電路D202:C(型號4011)的9端接于電阻R238,R238另一端接于二極管VD206(型號4140)正極，其負極接于+5V，同時又分接電阻R232,R232另一端接晶體振蕩器C204正極，其負極接地；R238另一端接于門電路D202:C的9端，同時又分接一電容C200，再與電阻R239另一端一同接于二極管VD210和VD211(型號4148)的正極；該二極管VD211的負極接于門電路D202:C的9端，而其10端接于門電路D201:D的12端，D201:D的11端接于門電路D202:A(型號4011)的2端和1端，又與R228另一端相接，D201:D的13端接集成塊D203:B(型號4069)4端，其3端與D203:A的2端連接，其1端與電阻R227連接，同時又分接于晶體振蕩器C203正極，其負極接于門電路D501:C8端(見圖5)。門電路D201:B(型號4011)的4端接于D201:A的2端，而5端與D201:A的3端連接，其1端連接于開關S201。門電路D201:B的4端與進水方式開關S202觸點連接，另外2觸點分別接地和接于+5V；開關S202又通過電阻R229連接于三極管VT205基極(型號9013)，其發(fā)射極接地；集電極通過電阻R236與光敏二極管VD209負極相接，同時又分接于二極管VD20(型號4140)正極和繼電器J201,VD209正極、VD208負極與J201共同接于+5V。
由
圖1，差動放大器N201:A(型號TL062)的3端接電阻R201，同時分接電阻R202,2端接電阻R203,2端又與1端接于電阻R204的兩端，電阻R240與R201另一端共同接于晶體振蕩器C201正極，其負極與電阻R211一端共同接地，又通過電阻R201接于電位器VR201一端，另一端接于電阻R210后，再接于+5V,VR201又接電阻R206，再與N201:A的1端與電阻R205連接，又與電阻R206一同接于N201:B的5端，同時又接于晶體振蕩器C201正極，其負極接地；N201:B的6端接于電阻R207后再接地，同時分接電阻R200，而N201:B的7端與電阻R200另一端一同接于電阻R522。
由圖5，減法器的運算放大器N501:A(型號LM339)的5端接電阻R519，同時又分接電阻R520和R5,R519另一端接地，R5另一端接電位器VR502，電位器VR502和VR503并聯(lián)，一端接+5V，另一端接-5V,VR503又接電阻R5010，其另一端接電阻R531，同時又分接于放大器N502:C(型號LM339)的9端，其8端接電阻R530后再接地；14端接電阻R533，同時又分接門電路D501:B的6端，其4端接于D501:A(型號4011)的2端，而5端接于D501:A的3端，同時又分接于電阻R508，該電阻R508另一端接于晶體振蕩器C501正端，同時又分接于三極管VT504基極和電阻R504；電阻R504另一端連接于三極管VT503(型號5014)集電極，發(fā)射極接地，基極與二極管VD504(型號4148)負極，其正極通過電阻R506接于D203:C的6端，UT503基極同時又分別與光敏二極管VD505負極以及電阻R503連接，VD505正極與開關S502觸點連接，S502又通過R507接于+5V，電阻R503接于門電路D501:C的9端，而8端接于晶體振蕩器C203負極，三極管VT503集電極接于繼電器J501，同時又與二極管VD501正極以及光敏二極管VD502負極相接，VD501負極以及VD502通過電阻R505共同接于繼電器J501，同時又接于VDD。減法器N501:A(型號LM339)的5端接電阻R519，電阻R519一端接電位器VR501,VR501另一端接電阻R525后再接地，另一端接電阻R524后再接+5V；N501:A的12端接地，3端接+5V,4端接電阻R521后再接地，同時又分接電阻R523和二極管VD506正端以及電阻R512,N501:A的2端接于電阻R223另一端；VD506的負極，電阻R512的另一端與N201:B的7端共同接于N502:A(型號4066)的1端，其13端接于門電路D501:D的11端(型號4011)，而2端與D502:B的12端相接，同時又連接于運算放大器N502:A(型號LM339)的2端，N502:A的1端接-5V,3端接+5V,4端接電阻R510，二極管VD507的負極和電阻R513，電阻R509和按鍵開關S501、電容C504、三極管VT505集電極接于電阻R510和電容C504一端，基極與電阻R517和光敏二極管VD500負極相接，正極接電阻R516后再分接晶體振蕩器C505正極，電阻R516、電阻R518、電阻R509、電阻R510共同接于電阻R511，晶體振蕩器C505負極和電阻R517與三極管VT505發(fā)射極相接，再接于開關S501，二極管VD507正極、電阻R513、電阻R512和VD503正極以及晶體振蕩器C503負端。
三極管VT401(型號9012)基極接電阻R401后再接于集成塊D206:D(型號4069)8端，其9端與D203:E(型號4069)10端相接，同時又分接于電容C205；該11端又與D203:F(型號4069)12端連接，又分接電阻R235，而13端又與R235和電容C205另一端連接，三極管VT401集電極分接電感L401和電容C404，而發(fā)射極接+5V；三極管VT402基極接穩(wěn)壓器VD407正極，同時又分接電容C406和電阻R402，集電極分別接于電阻R402另一端，晶體振蕩器VD405(型號4140)以及二極管VD406正極，其負極和電容C405、電容C406、穩(wěn)壓管VD407負極、晶體振蕩器C407以及二極管VD408正極和電感L401相接后再接地；電容C407、電阻R403另一端和VT402發(fā)射極連接，同時又接于-5V。
由圖4，集成塊N401(型號7805)的1端分別連接于晶體振蕩器C401、二極管VD401和VD403負極，2端與晶體振蕩器C401以及二極管VD402和VD404正極相接，同時又與晶體振蕩器C403和電容C402連接，3端與C403和C402另一端相接后又接于+5V。VD402負極接變壓器T401第一次級繞組再與VD404負極相接，然后分別接于VD401和VD403正極；變壓器T401第二次級繞組與接口P401相接，插頭P001一端與熔斷器FU401相接后再接于開關S401，另一端接初級繞組220V和開關S401。
由圖6，三極管VT501(型號9012)基極接電阻R501后再接于三極管VT502集電極，其發(fā)射極接地，而基極與電阻R502連接(見圖5)；VT501的發(fā)射極接+5V，集電極通過電阻R306分接連接于顯示水位的數(shù)碼管D303:AD302:AD301:A(型號為LED4)，數(shù)碼管與數(shù)碼轉換電路的集成塊N302(型號7187)相接，N302的1端接于+5V，又接于電阻R305后再接于電位器VD301,36端也接VD301,VD301另一端接電阻R304后又接地；38端接電容C305,39端接電阻R303,48端與電容C305和R303另一端相接；33端和34端各接于電容C304的兩端，32端與36端共同接地，30和31端接于電容C301的兩端，31端和C301一端接于R301后再接于D502:A的2端和D502:B的11端，30端和電容C301一端共同接地，27端接電容C302,28端接電阻R302,29端接電容C303，電容C302、電容C303、電阻R302的另一端相連接。
本顯示控溫電路的工作原理如下1．溫度系統(tǒng)圖中左側置于銅管中的二極管VD101為測溫的敏感元件，在恒流的作用下，VD101的兩端會產生一個與溫度成反比的電壓降，此電壓降送雙端輸入差動放大器N201:A放大，爾后送入加法器N201:B，通過調整VR201使得VD101置于0℃環(huán)境時，N201:B/7輸出為0V。此輸出電壓經電子開關D502:A送到模數(shù)轉換，最后由三位LED數(shù)碼管D301:A～D303:A顯示出水溫值。溫度的滿度值(99.9℃)的調整可將測溫探頭VD101置于沸水中，通過調整VR201改變N302的基準電壓來取得。
用于電加熱部分的元器件序號首位數(shù)為5。VR501為溫度設置電位器，N501:A充當減法器，溫度預置電壓送N501:A的同相端，而來自N201:B/7的實際溫度電壓送N501:A的反相端，在N501:A/2這輸出端輸出其差值電壓。N502:B、N502:C、N502:D及D501:A,D501:B則組成邏輯控制電路，該電路根據N501:A/2輸出的差值電壓的極性和大小來作出判斷和控制。由圖不難分析出該邏輯控制電路能實現(xiàn)如下功能在開機時或按過溫度設置鍵后，若實際溫度低于設置溫度，則加熱繼電器J501吸合，加熱器加熱；經過加熱使實際溫度達到設置溫度后J501釋放，加熱停止后，當實際溫度低于設置值5℃(由R526及R527的分壓比而定)時，則J501重又吸合，如此周而復始實現(xiàn)有回差的加熱。
N502:A構成單穩(wěn)態(tài)電路，VT505構成開機啟動電路。開機時或剛按過設置按鈕后，單穩(wěn)N502:A進入暫穩(wěn)態(tài)。此時1．與非門N501:C輸出的脈沖信號使控制LED陽極的電子開關VT501、VT502通斷變化，LED顯示屏閃爍，表示此時為“溫度設置”之時。2．同時，模數(shù)轉換輸入信號的電子開關D502:A由通變斷，D502:B由斷變通，將預置溫度信號引入模數(shù)轉換信號輸入端，使顯示屏顯示溫度設置值。若要改變設置，則只要在此時調整溫度設置電位器VR501即可。
2．水位系統(tǒng)圖中VT102～VT105柵極接不同層次的水位傳感器電極，VT102～VT105為四級獨立的恒流源，但恒電流均調為0.3mA，每接通一級水位傳感電極，則開通一級恒流源；在取樣電阻R211兩端產生一級電壓降，將此電壓降送至預先設置好的門檻電壓的四級比較器進行比較則不難知道水位的高低。例如當無水時，R211上流過的電流僅為溫度傳感器的0.3mA電流，那麼電阻R211兩端的電壓VR221=100Ω×0.3mA=30mV，此電壓送到比較器N202的各同相輸入端，比較器N202的各反相輸入端的門檻電壓依次設置為50mV、75mV、100mV和125mV。所以無水時，各級比較器的輸出均為低電平，N202:B/l的低電平使N201:B/10為高電平，N201:D/11輸出的脈沖信號使無水指示燈VD201閃爍，蜂鳴器HA間歇鳴叫。如此時認為無需鳴叫，則可通過按“止鬧”鍵S203，使止鬧R-S觸發(fā)器翻轉為止鬧狀態(tài)。N202:B/1的低電平又置進水R～S觸發(fā)器N201:A、N201:B，N201:B/4輸出為高電平；在進水方式選擇開關S202選在“自動”時(接通1)，則VT205導通，進水電磁閥F401打開往水箱中進水。由于進水，水箱水位會不斷升高，當接通第一級水位傳感器時，N202:B/1由低電平轉為高電平，VD201燈由閃亮轉為常亮。隨著水位的繼續(xù)升高，又接通上一級水位傳感器，此時R211上的壓降已達30mV+100Ω×30mA×2=90mV；N202:D/13的電位由低變高，VT202/C的低電平將使進水R-S觸發(fā)器翻轉，J201釋放停止進水，達到了水位選擇及自動控制的目的。其余各級水位的控制依次類推。
當然，如果不需要自動上水，可撥進水方式開關S202，在2與3之間選擇，是停止進水還是進水。即使在此手動方式，當水箱水位升到所選擇的水位時，蜂鳴器也會鳴叫，告訴主人水位已達目標限，請切斷水源。
與現(xiàn)有技術相比，與太陽能熱水器配用的電熱水器具有下列優(yōu)點1．電熱水器可與太陽能熱水器配合使用，可顯示其水位水溫，即使在日光微弱不足時，也可保證正常供應熱水。
2．在水箱無水時，繼電器不能吸合，可防止發(fā)生干燒。
3．設置加熱與不加熱的區(qū)間，在水溫未達到時可開啟電加熱器；水溫達到，可自動停止加熱。
4．可充分利用太陽能熱水器，減少用電量。
權利要求一種與太陽能熱水器配用的電熱水器，其特征在于其內膽(1)兩端均為圓拱形，外殼(2)是圓柱形桶體，頂部有一端蓋(11)，焊成一封閉容器，內膽(1)與外殼(2)之間充填以保溫材料層(3)，內膽(1)底部焊有出水管(6)和進水管(5)，進水管(5)一端伸出控制面板(13)外面，內膽(1)底部裝有電加熱器(4)和陽極棒(9)，底部以導線連接于電熱控制器(8)和太陽能水溫水位顯示控制電路裝置(7)，該電路(7)又連接一傳感器(10)。
專利摘要一種與太陽能熱水器配用的電熱水器,外殼與內膽之間充填以聚氧酯保溫材料層;內膽底部焊有進水管和出水管,底部裝有電加熱器和電熱棒;底部以導線連接一電熱控制板和太陽能熱水器的水溫水位顯示控制電路置,并連有一傳感器,電熱水器與太陽能熱水器可配合使用,電路可顯示控制溫、水位,使用安全可靠,可減少耗電量。
文檔編號F24H1/20GK2343529SQ9820153
公開日1999年10月13日 申請日期1998年2月25日 優(yōu)先權日1998年2月25日
發(fā)明者黃鳴, 張炳昌 申請人:黃鳴