裝有電動比例閥的電熱水器的製作方法
2023-09-19 12:34:10 2
專利名稱：裝有電動比例閥的電熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及家用積放式電熱水器。
背景技術：
目前的積放式電熱水器一般由電加熱器2對水箱1中的水加熱，然後由熱水管11對用戶供水，水箱1中的冷水由進水管13補充。水箱1中的水溫可由遠程操作器5通過控制器4設定。但這種電熱水器在通過遠程操作器5控制其水溫時，只控制電加熱器2通電加熱與否，由於水溫的變化有一定的熱惰性，水箱溫度一般不會立即達到所設定的溫度，存在明顯的滯後性，而且隨著使用中熱水的消耗和冷水的補充，水箱水溫也會隨之波動。因此，目前用戶端的水溫主要是通過一組冷熱水龍頭來調節的。
再則，為了減少熱損失，降低能耗，一般熱水器設有節能模式與標準模式。在使用低峰時，將水溫設定在中溫(如50℃左右)，以減少散熱損失，即節能模式；只有在使用高峰時，才使用標準模式，即將溫度設定到較高溫度(如80℃左右)，這樣用戶勢必要經常調節冷熱水龍頭的開度，以達到所需的溫度，因此操作比較麻煩，而且不容易獲得令人滿意的水溫。
發明內容
本發明的目的是提出一種裝有電動比例閥的電熱水器，通過在冷、熱水管之間跨設一電動比例三通閥，當使用遠程操作器設定供水溫度時，控制器便根據當時所進冷水的溫度與水箱熱水的溫度調節該閥的開度，因此可以無滯後地在供水管端得到相應溫度的熱水，從而克服現有技術的不足。
本發明的一種裝有電動比例閥的電熱水器，主要包括水箱、電加熱器、進水管、熱水管、水箱溫度傳感器、控制器與遠程操作器，其中電加熱器對水箱水加熱，水箱中的水溫由遠程操作器通過控制器設定，其特徵在於在進水管與熱水管之間跨接一電動比例三通閥，該閥由遠程操作器通過控制器控制，所述進水管與熱水管接於該三通閥的輸入端，供水管接於其輸出端；在進水管與供熱水管上分別設有可將進水溫度與供水溫度反饋至控制器的溫度傳感器。
所述電動比例三通閥主要包括閥體、閥芯與步進電機，並有兩個輸入端與一個輸出端；兩輸入端的輸入量由閥芯在閥體中的位置確定，該位置通過步進電機調節。
所述控制器主要包括電源電路、中央處理器CPU、溫度檢測電路、遠程操作器的通訊接口電路、電加熱器控制驅動電路與步進電機驅動電路；設於水箱的溫度傳感器與設於冷水管、供水管的溫度傳感器通過溫度檢測電路輸入CPU，遠程操作器上數據通過通訊接口電路輸入CPU；CPU分別通過電加熱棒驅動電路和步進電機驅動電路控制電加熱棒和步進電機運行。
所述控制器根據遠程操作器上設定的溫度，通過安裝在水箱、進水管和出水管處的溫度傳感器採集溫度數據，不斷控制所述電加熱棒和電動閥動作，使電水箱中的高溫水與進水的冷水按比例混合，達到遠程遙控器上設定的溫度的熱水。
本發明的裝有電動比例閥的電熱水器，由遠程操作器設定供水溫度，只要水箱水溫維持在設定的供水溫度以上，通過調節所述電動比例三通閥的開度，將水箱中的熱水和進水按需混合，在供水管端即可獲得設定溫度的熱水，響應及時，溫度穩定，操作簡單。
圖1是本發明的一個實施例的結構原理圖；圖2是該實施例的電動比例閥的結構示意圖；圖3是該實施例的控制器的控制原理圖；圖4是該實施例的控制流程圖。
圖中1水箱，2電加熱器，3電動比例三通閥，4控制器，5遠程操作器，6、7、8溫度傳感器，9出水龍頭，10進水管，11熱水管，12供水管，13安全卸壓閥，14電源，31閥體，32閥芯，33步進電機，34進水管端，35熱水管端，36供水管端。
具體實施例方式
現結合一實施例及其附圖對本發明作進一步說明。
如圖1，在本實施例的裝有電動比例閥的電熱水器中，電加熱器2對水箱1中的水進行加熱，溫度傳感器6、7和8分別將水箱1中的水溫、進水溫度與供熱水溫度反饋至控制器4，電動比例三通閥3跨接在進水管10與熱水管11之間，遠程操作器5可設定熱水器的運行模式與供水溫度，遠程操作器5控制供水溫度時，通過控制器4控制所述比例三通閥3的開度以調節冷熱水的比例，從而控制供水溫度。
如圖2，所述電動比例三通閥3由閥體31、閥芯32與步進電機33組成，所述閥芯32在閥體31中的位置通過步進電機33控制，因此控制步進電機33便可調節冷、熱水進水的比例，從而調節供水水溫。
如圖3，所述控制器4主要由電源電路41、中央處理器CPU、溫度檢測電路42、遠程操作器的通訊接口電路43、電加熱器控制驅動電路44與步進電機驅動電路45組成。設於水箱側的溫度傳感器6與設於冷水管10、供水管12側的溫度傳感器7、8通過溫度檢測電路42輸入CPU。平時CPU根據優化的節能模式程序控制電加熱器2對水箱水加熱，即用水高峰時將水箱水加熱至80℃左右，用水低峰時加熱至50℃左右。用水時，用戶在遠程操作器5上輸入所需的供水溫度，CPU將該值與溫度傳感器8測得的出水溫度值進行比較，並結合溫度傳感器6、7與8測得的水箱水溫、進水水溫和出水溫度，計算出電動閥3的開度，並通過步進電機驅動電路45調節電動閥3，使供水管端立即獲得所需的水溫。
熱水器的控制流程如圖4。
第一步接通電源，進行初始化(A1框)，打開比例閥的熱水，關閉冷水(A2框)；第二步看遠程操作器5上的「運轉開關」是否已啟動(A3框)，如「運轉開關」未啟動，則不對水箱加熱(A13框)；若「運轉開關」已啟動，則進入待機狀態，待機時，如水箱水溫尚未達到待機設定的溫度，則電加熱棒通電對水箱水進行加溫，如水箱水溫已達待機的設定溫度，則停止加熱。
具體程序是，待機的運轉模式可分節電模式、標準模式與智能模式(A4框)，運轉模式可由遠程操作器5上的「運轉模式按鈕」進行設定與切換。在節電模式下工作(A5框，yes)時，水箱水溫設定為節電模式溫度(可取50℃左右)，如水箱水溫≥設定的溫度，仃止加熱(A15框)；如＜節電模式溫度，則通電加熱(A7框)；在標準模式下工作(A5框，no)時，水箱水溫設定為標準模式溫度(如80℃左右)，如水箱水溫≥標準模式溫度，仃止加熱(A16框)，如水箱水溫＜標準模式溫度，通電加熱(A7框)；智能模式是由控制器根據搜集的用戶使用習慣數據，進行方案優化，自動在標準模式和節電模式間切換。
供水溫度可以在遠程操縱器5上進行設定和調整。
第三步根據設定的供水溫度，並結合溫度傳感器6、7與8測出的水箱水溫、進水溫度和出水溫度，控制器4快速控制調整比例閥3，使水箱水通過熱水管11與進水管10中的冷水混合，使用戶可迅速獲得設定溫度的熱水。
具體程序如下檢查水箱溫度是否已≥設定溫度(A8框)，如未達到設定溫度則全開比例閥的熱水側並全關冷水側(A17框)；如已≥設定溫度，則看出水溫度(溫度傳感器8測得的數據)是否已≥設定溫度(A9框)，如已≥設定溫度，則看比例閥的冷水側是否全開(A10框)，如已全開，則返回循環程序的入口(A3框)；如未全開，則反覆調節比例閥的開度(A11框)，直至供水溫度＜設定溫度(A12框)，再返回循環程序的入口(A3框)。如執行A9框時供水溫度＜設定溫度，先看比例閥的冷水側是否全關(A18框)，如已全關溫度仍調不上去，則返回循環程序的入口(A3框)，通過執行A7框加熱水箱水；否則反覆調節比例閥開度(A19)，直至供水溫度(溫度傳感器8)≥設定溫度(A20)，再返回循環程序的入口(A3框)。
通過以上程序的控制與調整，用戶可以方便、迅速、準確地獲得所需溫度的熱水。
當供水水壓和水箱1內的壓力超過設定的安全壓力時，安全卸壓閥13啟動卸壓，防止各配管和水箱破裂。
權利要求
1.一種裝有電動比例閥的電熱水器，主要包括水箱、電加熱器、進水管、熱水管、水箱溫度傳感器、控制器與遠程操作器，其中電加熱器對水箱水加熱，水箱中的水溫由遠程操作器通過控制器設定，其特徵在於在進水管與熱水管之間跨接一電動比例三通閥，該閥由遠程操作器通過控制器控制，所述進水管與熱水管接於該三通閥的輸入端，供水管接於其輸出端；在進水管與供熱水管上分別設有可將進水溫度與供水溫度反饋至控制器的溫度傳感器。
2.根據權利要求1所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於所述電動比例三通閥主要包括閥體、閥芯與步進電機，並有兩個輸入端與一個輸出端；兩輸入端的輸入量由閥芯在閥體中的位置確定，該位置通過步進電機調節。
3.根據權利要求1所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於所述控制器主要包括電源電路、中央處理器CPU、溫度檢測電路、遠程操作器的通訊接口電路、電加熱器控制驅動電路與步進電機驅動電路；設於水箱的溫度傳感器與設於冷水管、供水管的溫度傳感器通過溫度檢測電路輸入CPU，遠程操作器上數據通過通訊接口電路輸入CPU；CPU分別通過電加熱棒驅動電路和步進電機驅動電路控制電加熱棒和步進電機運行。
4.根據權利要求1所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於所述控制器根據遠程操作器上設定的溫度，通過安裝在水箱、進水管和出水管處的溫度傳感器採集溫度數據，不斷控制所述電加熱棒和電動閥動作，使電水箱中的高溫水與進水的冷水按比例混合，達到遠程遙控器上設定的溫度的熱水。
5.根據權利要求1與4所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於其控制流程是第一步接通電源，進行初始化，打開比例閥的熱水，關閉冷水；第二步看遠程操作器上的「運轉開關」是否已啟動，如「運轉開關」未啟動，則不對水箱加熱；若「運轉開關」已啟動，則進入待機狀態，待機時，如水箱水溫尚未達到待機設定的溫度，則電加熱棒通電對水箱水進行加溫，如水箱水溫已達待機的設定溫度，則停止加熱；第三步根據設定的供水溫度，並結合溫度傳感器測出的進水溫度和水箱水溫，控制器快速控制調整比例閥，使水箱水通過熱水管與進水管中的冷水混合，使用戶可迅速獲得設定溫度的熱水。
6.根據權利要求5所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於所述第二步的待機運轉模式可分節電模式、標準模式與智能模式，運轉模式可由遠程操作器5上的「運轉模式按鈕」進行設定與切換。在節電模式下工作時，水箱水溫設定為節電模式溫度，如水箱水溫≥設定的溫度，仃止加熱；如＜節電模式溫度，則通電加熱；在標準模式下工作時，水箱水溫設定為標準模式溫度，如水箱水溫≥標準模式溫度，仃止加熱，如水箱水溫＜標準模式溫度，通電加熱；智能模式是由控制器根據搜集的用戶使用習慣數據，進行方案優化，自動在標準模式和節電模式間切換。
7.根據權利要求5所述的裝有電動比例閥的電熱水器，其特徵在於所述第三步中根據設定供水溫度控制調整比例閥的程序為，檢查水箱溫度是否已≥設定溫度，如未達到設定溫度則全開比例閥的熱水側並全關冷水側；如已≥設定溫度，則看出水溫度是否已≥設定溫度，如已≥設定溫度，則看比例閥的冷水側是否全開，如已全開，則返回循環程序的入口；如未全開，則反覆調節比例閥的開度，直至供水溫度＜設定溫度，再返回循環程序的入口；如供水溫度＜設定溫度，先看比例閥的冷水側是否全關，如已全關溫度仍調不上去，則返回循環程序的入口，加熱水箱水；否則反覆調節比例閥開度，直至供水溫度≥設定溫度，再返回循環程序的入口。
全文摘要
一種裝有電動比例閥的電熱水器，主要包括水箱、電加熱器、進水管、熱水管、水箱溫度傳感器、控制器與遠程操作器，其中電加熱器對水箱水加熱，水箱中的水溫由遠程操作器通過控制器設定，在進水管與熱水管之間跨接一由遠程操作器通過控制器控制的電動比例三通閥，所述進水管與熱水管接於所述三通閥的輸入端，供水管接於所述三通閥的輸出端；在進水管與供熱水管上分別設有可將進水溫度與供水溫度反饋至控制器的溫度傳感器。本發明由遠程操作器設定供水溫度，只要水箱水溫維持在設定的供水溫度以上，CPU便能自動調節比例三通閥將水箱中的熱水和進水按需混合，獲得設定溫度的熱水，響應及時，溫度穩定，操作簡單。
文檔編號F24H9/12GK101033885SQ20071003928
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月10日 優先權日2007年4月10日
發明者高谷昌宏 申請人:上海能率有限公司