專利名稱：太陽能電熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于淋浴沖洗器。
已知技術中的普通太陽能熱水器，由于保溫貯水箱箱體結構的設計比較簡單，一般只考慮保溫性能和水箱容量，且只能灌一箱水用一箱水，所以使用很不方便，既不能全天候使用，也做不到隨時即需即用。而一般的電熱水器則完全依靠消耗電能來換取熱能，不能利用可無償使用的太陽能，以降低能耗，節(jié)約費用。有的太陽能熱水器，雖也配裝有一個電熱管，以方便輔助加熱，但由于其結構設計不甚合理，用電時電熱管是對整個保溫貯水箱加熱，且無控制，既不節(jié)電，也達不到家用電器法定用電安全性標準的要求。
本實用新型的目的在于為克服上述缺陷而提供一種使用方便、能充分利用太陽能并可節(jié)省用電的太陽能電熱水器，這種熱水器兼具太陽能熱水器和一般電熱水器的優(yōu)點和功能。
本實用新型太陽能電熱水器的技術解決方案是設有控制盒、支架、太陽能集熱管組件和保溫貯水箱，保溫貯水箱內設有電加熱器件，其特殊之處是保溫貯水箱內設有一豎立的分隔層使保溫貯水箱腔體分為腔室一和腔室二，分隔層上設有貫通于腔室一和腔室二的導流通道，腔室一上設有控制進水保持滿水位的自控閥，腔室二中設有所述的電加熱器件并設有溫度、水位傳感器和熱水出水口連于出水管路。
所述的出水管路和腔室一之間通連有輔助出水管其上設有順序控制閥。
所述的自控閥可以是設有進水通道和引流上層熱水的出水通道通連于所述的輔助出水管。
所述的控制盒中設有水位及溫度電子監(jiān)控電路。
所述的控制盒中也可以設有含微處理芯片控制的監(jiān)控報警電路。
本實用新型太陽能電熱水器，由于設有控制盒、太陽能集熱管組件和保溫貯水箱，保溫貯水箱內設有具導流通道的分隔層將保溫貯水箱腔體分為腔室一和腔室二兩個腔室，腔室二的容積可以相對較小，且腔室二中設有電加熱器件，這樣，本熱水器既可以作為獨立的太陽能熱水器使用，也可以利用太陽能加熱后的熱水作為進水的電熱水器使用。在作為獨立的太陽能熱水器使用時，若用戶發(fā)現(xiàn)水溫達不到淋浴要求，便可開啟電熱器件對腔室二加熱水溫。由于電熱器只對腔室二加熱，且相對腔室一，腔室二的容積可設計得較小，例如腔室一為90升，腔室二為30升，所以本熱水器可實現(xiàn)快速加熱和節(jié)省用電的目的，并具有使用方便的特點。
以下結合
本實用新型的實施方式。
圖1是本太陽能電熱水器外形示意圖；圖2是保溫貯水箱的結構示意圖；圖3是水位及水溫電子控制電路；圖4是含微處理芯片控制的監(jiān)控報警電路。
圖5是本熱水器一種自控閥結構示意圖。
圖中標記表示1保溫貯水箱，1-1通氣口，1-2保溫層，1-3熱水出水口，2分隔層，2-1導流通道，3-1水溫傳感器，3-2水位傳感器，4出水管路，5進水管路，6自控閥，6-1水位計接口，6-2水位調節(jié)螺塞，6-3閥體，6-4閥座，6-5進水閥芯，6-6壓輪，6-7空心鉸軸，6-8空心連桿，6-9浮子，6-10進水口，6-11進水通道，6-12出水通道，6-13出水口，7順序控制閥，8輔助出水管，9電加熱器件，10截止閥，11腔室一，12腔室二，13支架，14集熱管組件，15控制盒。
實施例1本太陽能電熱水器，設有支架13、集熱管組件14、保溫貯水箱1和安裝于用戶室內的控制盒15，保溫貯水箱內設有一豎立的分隔層2使保溫貯水箱腔體分為兩個腔室——腔室一11和腔室二12，分隔層2上設有貫通于腔室一和腔室二的導流通道2-1并于上端設有排氣口，腔室一上設有控制進水保持滿水位的自控閥6，腔室二中設有電熱器件9和包括水位和水溫的傳感器3并設有熱水出水口1-3連于出水管路4。所述的自控閥6具有進水口6-11、進水通道6-12、閥體6-4、閥座6-5、進水閥芯6-6、壓輪6-7、連桿6-9、浮子6-10，這些與普通衛(wèi)生設備所用自控閥相同，不同的是本自控閥設有相互貫通的出水通道6-13和出水口6-14，所述的連桿為空心連桿6-9其上端開口下傾可位于上層水位中，空心連桿6-9經(jīng)空心鉸軸6-8與閥體樞連使空心連桿、空心鉸軸和出水通道三者貫通。本熱水器還設有補充水管8連于自控閥出水口6-14，補充水管上連有順序控制閥7。所述的控制盒中設有水位及溫度電子監(jiān)控電路(圖3所示)，它由水溫監(jiān)測電路①、水位監(jiān)測電路②、電加熱器電源通斷控制電路③和電源電路④組成。其中水溫監(jiān)測電路①由測量橋路、陰極跟隨器324-3和比較放大器324-4組成。橋路的一臂為水溫傳感器S1輸入端，另一臂為用戶水溫設定電位器W。電加熱器電源通斷控制電路③由比較放大器324-2和以斷電器J1為負載的晶體管開關電路構成。正常工作時，溫度訊號電位小于水溫設定電位，這二路輸入經(jīng)控制比較放大器324-2，輸出高電平，使J1導通對電加熱器加熱，當水溫等于或大于設定溫度時，測量橋路通過陰極跟隨器324-3輸出一個負信號使開關電路截止，J1開路，電熱器的加熱電源切斷。比較放大器324-4是防止溫度傳感器因擊穿短路或損壞開路用的保護電路。溫度傳感器擊穿短路時，其橋路輸出會使比較控制放大器324-2一直保持高電平輸出，結果導致電熱器無控制地一直加熱。但此時，由于比較放大器324-4會同時出現(xiàn)一個保護性和負電平輸出，通過輸出端的鉗位二極管使比較放大器324-2的輸出為負電平，迫使開關電路截止，中止對電熱器的不斷加熱。水位監(jiān)測電路②由輸入電路和比較放大器324-1構成，其作用與保護電路324-4相似，只有當水位傳感器S2達到某個水位限制電平時，才會通過隔離鉗位二極管，使控制比較電路324-2截止所述的開關電路，切斷電加熱器電源。如上所述，本例熱水器具有電加熱自動切換，防止電加熱器空燒和用戶按需設定水溫的功能。
本太陽能電熱水器可作為獨立的太陽能熱水器使用。使用方式可采用連續(xù)式即“維持水箱滿水位方式”，也可采用間竭式即“放滿一箱水用一箱水方式”。作為后一種式作方式使用時，當腔室一11水位逐漸下降低于分隔板導流通道(2-1)入口后，順序控制閥7會自動開啟，腔室一上層較高溫度的水會經(jīng)輔助出水管8流至出水管路4再經(jīng)截止閥10流出，供淋洗使用。所述的順序控制閥7是一單向閥，其進口與自控閥出口6-13相連，出口通向出水管路4，洗用正常時兩端壓力相當該閥關閉，當出水管路4水壓下降或斷流時會因單向閥出口端壓力小于進口端壓力而使閥芯開啟，使腔室一上層較高溫度的水，通過空心連桿6-8、空心鉸軸6-7、自控閥出水通道6-12和輔助出水管路8流出供使用。
若洗用出水溫度不夠，用戶可開啟電熱器件9，對較小容積的腔室二水溫加熱，實現(xiàn)快速加熱和節(jié)省用電的效果。本熱水器保溫貯水箱容積可按需設計，例如設為120升，其中腔室一為90升，腔室二為30升。本熱水器設水位及溫度電子監(jiān)控電路。電位器W調定水溫，其所連測量電橋及所接水溫傳感器S1用來測量水溫，集成電路324-2對其比較，當水溫未達到所調定值，則輸出高電平使三級管T導通，繼電器J1吸合，電熱器通電加熱；反之則輸出低電平，繼電器斷開，電熱器斷電停止加熱。電路324-4用于水溫傳感器開路保護，防止電熱器長時間加熱。水位監(jiān)測電路②用于防電熱器空燒，當水位降至警戒線以下時，經(jīng)電路324-1輸出信號繼而使J1斷開停止加熱。
實施例2本太陽能電熱水器，所述的控制盒中設有含微處理芯片PIC16C73控制的監(jiān)控報警電路(圖4所示)代替例1的水位及溫度電子監(jiān)控電路，其他構造及相關功能與例1的相同。芯片PIC16C73的輸入端連有水位監(jiān)測電路①、水溫監(jiān)測電路②、安全保護監(jiān)測電路③和水溫設定電路④，其輸出端連有數(shù)顯電路⑤、聲響報警器電路⑥和加熱電子開關電路⑦，本監(jiān)控報警電路中還設有電源電路⑧。水位監(jiān)測電路①包括水位傳感器S1輸入接端、由電阻R2和穩(wěn)壓管D1組成的限幅保護電路以及緩沖放大器324-1；水溫監(jiān)測電路②包括測量電橋、水溫傳感器S2輸入接端和前置放大器324-2；安全保護監(jiān)測電路③包括監(jiān)測電加熱器漏電的比較電路和跟隨放大電路324-3；水溫設定電路④包括按鈕K1和K2，分別用于溫度加和溫度減；數(shù)顯電路⑤包括三極管T1、T2、電阻R24～R31及其所連數(shù)碼管；聲響報警器電路⑥設有受微處理芯片控制的微型揚聲器；加熱電子開關⑦包括光電隔離集成電路3061、雙向可控硅T3、電熱器件Heater接入端和過熱保護元件K3。集成電路3061和雙向可控硅可對電熱器件進行通斷電控制，K3是一個斷電溫度為80℃的雙金屬片熱繼電器。
本例太陽能電熱水器可實現(xiàn)如下基本功能1、電加熱器的通斷電監(jiān)控。PIC會根據(jù)水溫傳感器S2所測數(shù)據(jù)與用戶設定溫度(通過K1、K2設定)進行比較，并控制電加熱器電源的通斷當實測水溫等于或高于設定溫度時切斷加熱電源低于設定溫度時導通加熱電源。
2、防止電加熱器空燒。本熱水器設有如下三重空燒保護功能。其一是腔室二中至少會容留不低于熱水出水口水位的剩水以確保電加熱器始終在有水狀態(tài)下工作。其二是PIC通過水位監(jiān)測電路會實時采集水位數(shù)據(jù)并與下限水位設定值進行比較，在發(fā)現(xiàn)實測水位低于下限水位時指令電子開關電路切斷加熱器電源。其三是設在緊貼腔室二熱水出水口下方、串聯(lián)在電加熱器前面的開路溫度為80℃的雙金屬片熱繼電器，只要腔室二的水溫高于80℃，電加熱器就會始終處在斷電狀態(tài)。
3、實時顯示腔室內水溫。PIC會根據(jù)溫度監(jiān)測電路采集到的腔室內水溫，指令數(shù)顯電路進行實時溫度顯示。
4、故障代碼信息顯示。PIC會通過保護監(jiān)測電路采集電加熱器的漏電數(shù)據(jù)并與允許控制值進行比較以判定電加熱器的絕緣是否良好。一旦發(fā)現(xiàn)情況異常，PIC就會中斷水溫顯示，指令顯示電加熱器的故障代碼。同時，PIC還會通過水位監(jiān)測電路，實時采集上水位的狀態(tài)信息，判定自控閥有否漏水，一旦發(fā)現(xiàn)上水位狀態(tài)異常，PIC就會立即指令數(shù)顯電路，顯示自控閥的故障代碼信息。
5在顯示設定溫度和故障代碼的同時，PIC還會指令聲光電路鳴聲和發(fā)生光指示報警。
權利要求1.太陽能電熱水器，設有控制盒(15)、支架(13)、太陽能集熱管組件(14)和保溫貯水箱(1)，保溫貯水箱(1)內設有電加熱器件，其特征是保溫貯水箱(1)內設有一豎立的分隔層(2)使保溫貯水箱(1)腔體分為腔室一(11)和腔室二(12)，分隔層(2)上設有貫通于腔室一(11)和腔室二(12)的導流通道(2-1)，腔室一(11)上設有控制進水保持滿水位的自控閥(6)，腔室二(12)中設有所述的電加熱器件(9)并設有溫度、水位傳感器和熱水出水口(1-3)連于出水管路(4)。
2.如權利要求1所述的太陽能電熱水器，其特征是在出水管路(4)和腔室一(11)之間通連有輔助出水管(8)其上設有順序控制閥(7)。
3.如權利要求2所述的太陽能電熱水器，其特征是所述的自控閥(6)設有進水通道(6-12)和引流上層熱水的出水通道(6-13)通連于所述的輔助出水管(8)。
4.如權利要求1、2或3所述的太陽能電熱水器，其特征是所述的控制盒中設有水位及溫度電子監(jiān)控電路。
5.如權利要求1、2或3所述的太陽能電熱水器，其特征是所述的控制盒中設有含微機處理芯片控制的監(jiān)控報警電路。
6.如權利要求5所述的太陽能電熱水器，其特征是所述的含微處理芯片控制的監(jiān)控報警電路設有單片機電路，其輸入端連有水位監(jiān)測電路、水溫監(jiān)測電路、安全保護監(jiān)測電路和水溫設定電路，其輸出端連有數(shù)顯電路、聲響電路和加熱電子開關電路。
專利摘要太陽能電熱水器,設有控制盒、支架、太陽能集熱管組件和保溫貯水箱,保溫貯水箱內設有一豎立的分隔層2使保溫貯水箱腔體分為腔室一11和腔室二12,分隔層上設有貫通于腔室一和腔室二的導流通道2－1,腔室一上設有控制進水保持滿水位的自控閥6,腔室二中設有電加熱器件9并設有溫度、水位傳感器和熱水出水口1－3連于出水管路4,出水管路和腔室一之間通連有輔助出管8其上設有順序控制閥7。本熱水器可作為獨立的太陽能熱器也可結合電加熱使用。
文檔編號F24H1/20GK2385280SQ9921807
公開日2000年6月28日 申請日期1999年7月28日 優(yōu)先權日1999年7月28日
發(fā)明者趙堯階, 宋峨坤, 李天信 申請人:趙堯階, 宋峨坤, 李天信