專利名稱：即熱式太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能熱水器制造技術(shù)，同時還涉及到電加熱及其控制技術(shù)。
(二)
技術(shù)背景太陽能是一種公認(rèn)的最清潔能源，現(xiàn)在已得到廣泛的應(yīng)用。太陽能熱水器已被越來越多的家庭接受。但由于受天氣和季節(jié)的影響，其使用效果不盡人意。為了保證正常使用，目前市場上銷售的太陽能熱水器，都裝有輔助電加熱器，用來補償太陽能的不足。如中國專利02232915所公開的那樣，當(dāng)太陽能熱水器的集熱管對儲水加熱不足時，太陽能熱水器將利用電加熱器將水箱中的儲水溫度提升到用戶要求的水溫。太陽能熱水器的這種電補加熱的弊病是當(dāng)太陽能熱水器的集熱管對水箱儲水加熱不足，用戶又要使用高于水箱儲水溫度的熱水時，無論用戶使用多少需要溫度的熱水，太陽能熱水器都必須將水箱中的儲水全部電加熱到用戶使用的水溫。即使用戶只用少量熱水，也需要將水箱內(nèi)的儲水全部電加熱，造成不必要的電能浪費。同時用戶也要等待較長的電加熱時間。 太陽能熱水器供水水溫不足有兩種情況一種情況是由于天氣原因，熱水器當(dāng)日確實無法依靠太陽能集熱器提供更多的熱能將水箱中儲水加熱到要求的水溫；另一種情況是太陽能集熱器有能力提供更多的熱能將水箱中儲水加熱到要求的水溫，但水箱儲水溫度尚未達到用戶使用要求時，用戶就需要使用要求水溫的熱水。這兩種情況，實際都不需要電補將水箱中儲水全部加熱。對于第一種情況，用戶用多少熱水，電加熱提供多少熱水就可以了。對于第二種情況，也是用戶用多少熱水，電加熱提供多少熱水就可以了，水箱中沒有被使用的水，由太陽能集熱器繼續(xù)加熱。顯然在太陽能集熱器將水箱中儲水全部加熱之前，沒有必要一定用電補的方式提前代替太陽能集熱器將水箱中的儲水全部加熱。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是公開一種即熱式太陽能熱水器，用最佳的加熱方式節(jié)省太陽能熱水器的用電量，使太陽能熱水器電補用電量降到最低限度，讓太陽能熱水器更加趨近于充分依靠太陽能對水箱中儲水進行加熱，使太陽能熱水器即滿足隨機用熱水的要求，又不造成不必要的電能浪費。 本實用新型是一種即熱式太陽能熱水器，即熱式太陽能熱水器組成包括水箱和集熱器，其特征在于還裝有電加熱的即熱裝置。 本實用新型其特征還在于電加熱的即熱裝置可以裝在水箱內(nèi)的出水端，也可以串接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的任何一處。 電加熱即熱裝置的工作控制流程為首先通過水箱自動儲水，太陽能集熱器對水箱中的儲水加熱。在用戶使用熱水時，如水箱儲水溫度低于要求值時，用戶掀動即熱工作按鍵，打開熱水龍頭、淋浴噴頭等用水終端，水流開關(guān)或水流傳感器S動作，溫度傳感器W2檢測出的出水溫度低于用戶設(shè)置溫度，電加熱的即熱裝置G工作(即熱裝置G可根據(jù)水溫，分檔工作，以最大限度節(jié)省電補耗能；熱水器經(jīng)濟機型，即熱裝置G可不分檔控制)，僅對用戶
3所用的水箱出水加熱，太陽能熱水器熱水出水口提供用戶在熱水器控制面板上設(shè)置溫度的 熱水；用戶關(guān)閉用水終端后，水流開關(guān)或水流傳感器S復(fù)位，電加熱即熱裝置G停止加熱。 如水箱儲水溫度高于或等于用戶設(shè)置溫度時，電加熱的即熱裝置G不工作。 所述的電加熱即熱裝置系統(tǒng)的組成是控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、電加 熱即熱裝置G、溫度傳感器Wl、 W2。其中水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱的即熱裝置G、溫 度傳感器W、水位傳感器H和鍵盤電路連接控制電路， 本實用新型中央控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、溫度傳感器W1、電加熱即熱 裝置G、等可以設(shè)置于太陽能熱水器的內(nèi)部，也可以設(shè)置在太陽能熱水器的外部?？刂泼姘?上的鍵盤電路和顯示電路可以設(shè)置于太陽能熱水器的機殼上(僅限于分體式太陽能熱水 器可以選擇這種方式)，也可以設(shè)置在太陽能熱水器的外部。 本實用新型是新一代節(jié)能太陽能熱水器，用戶需要多少熱水，太陽能熱水器水箱 就提供多少熱水，太陽能熱水器不預(yù)先電加熱。因此把為用戶提供熱水的電補降到了最低 限度。避免了一般太陽能熱水器無論用戶用多少熱水，都要將水箱內(nèi)儲水全部加熱的浪費 問題，同時也避免了一般太陽能熱水器在存放熱水期間出現(xiàn)的熱失散問題。本專利將大大 減少所有類型(分體式、封閉式、敞開式)太陽能熱水器用戶使用熱水的用電成本和時間成 本。在太陽能熱水器系統(tǒng)中設(shè)置即熱裝置，使其兼有太陽能熱水器、儲水式熱水器、即熱式 熱水器的三重功能。

圖1為本實用新型的原理示意圖； 圖2為本實用新型電加熱的即熱裝置的控制流程圖； 圖3為本實用新型實施例1的控制電路主板原理示意圖； 圖4為本實用新型實施例1的面板電路原理示意圖； 圖5為本實用新型實施例2的控制電路主板原理示意圖； 圖6為本實用新型實施例2的面板電路原理示意圖。
具體實施方式如圖l所示，本實用新型是在各種太陽能熱水器系統(tǒng)中加裝電加熱即熱裝置，是 太陽能熱水器吸收陽光不足時的輔助性加熱措施。即熱裝置是一種功率可變的快速電加熱 器，當(dāng)太陽能熱水器的水溫達不到用戶要求時，電即熱裝置G對太陽能熱水器的出水直接 加熱，使其瞬間即可達到用戶設(shè)置溫度。太陽能熱水器的即熱裝置可以裝在水箱內(nèi)的出水 端，也可以串接在水箱外的出水管道至用水終端之間，與水箱分體安裝，這樣既便于維護， 又減少熱損。電即熱裝置的工作控制流程為首先通過水箱自動儲水，太陽能集熱器對水
箱中的儲水加熱。當(dāng)用戶使用熱水時，水流開關(guān)或水流傳感器s動作，此時控制電路通過溫
度傳感器對比熱水器的出水溫度和用戶設(shè)定的水溫，如熱水器的出水溫度低于用戶設(shè)定水 溫，則根據(jù)溫差調(diào)整即熱裝置的功率，并啟動即熱裝置，太陽能熱水器熱水出水口提供用戶 在熱水器控制面板上設(shè)置溫度的熱水。用戶關(guān)閉用水終端后，水流開關(guān)或水流傳感器S復(fù) 位，電加熱即熱裝置G停止加熱。如水箱儲水溫度高于要求值時，即使水流開關(guān)或水流傳感 器S動作，也不啟動即熱裝置。需要說明的是，圖1中的水流開關(guān)或水流傳感器位置也可以在太陽能熱水器與即熱加熱器連接水管上。 本實用新型由太陽能熱水器、即熱裝置G、控制電路、水流開關(guān)及溫度傳感器組成。太陽能熱水器的即熱裝置G通過水管相連，即熱裝置G出水口處或太陽能熱水器與即熱加熱器連接管路上有水流開關(guān)或水流傳感器S，其狀態(tài)信號送控制電路。溫度傳感器接控制電路，控制電路控制即熱裝置G。[0019] 實施例1 : 本實施例中的控制電路由控制電路主板和面板組成，包括信號放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、微控制單元、控制驅(qū)動單元。溫度傳感器W1、W2通過電纜連接控制電路的信號放大單元后連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接微控制單元，水流開關(guān)或水流傳感器S直接經(jīng)電纜連接微控制單元，微控制單元經(jīng)繼電器或繼電器組控制即熱裝置G。微控制單元通過電纜連接面板上的顯示單元、鍵盤單元。 結(jié)合圖3 ，溫度傳感器Wl通過接線端子J4連接電阻R22 、 R21 、 R23 、電位器VR1和運放IC9A組成的信號放大電路，溫度傳感器W2通過接線端子J6連接電阻R6、R7、R19、電位器VR2和運放IC9B組成的信號放大電路。放大電路的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC5 (TLC2543)芯片的1腳和2腳，IC5芯片的14(REF+) 、13(REF-)腳分別接電源和地，C6和E7為旁路電容。IC5芯片的20腳、10腳分別接電源和地，C7和E5為旁路電容。IC5芯片的功能腳16-18分別接IC6芯片X5045的2、5、6腳和微控制芯片IC2的5-7展卩，IC5芯片的19(E0C)、15(CS)腳分別連接微控制芯片IC2的4、3腳，IC6芯片X5045的3、8腳接電源，4腳接地，1腳連接微控制芯片IC2的8腳，7腳接上拉電阻Rl和微控制芯片IC2的9腳。加熱器G —面通過接線端子P4J連接繼電器K1、K3的常開點，進而接通交流220V電源火線，一面連接交流220V電源零線。通過K1、K3甚至更多的繼電器的組合，可調(diào)整加熱器G的功率。也可以通過IC2芯片的2、 10-15腳輔助調(diào)整加熱器G的功率，輔助調(diào)整信號輸出端為P4_2接線端子，通過外接功率調(diào)整電路或裝置調(diào)節(jié)功率。驅(qū)動電路IC11芯片的9腳接+12V電源、8腳接地，1腳接非門Ul的2腳，U1A的1腳接微控制芯片IC2的25腳，IC11的16腳接繼電器Kl的控制線圈。IC11芯片的6腳接非門Ul的6腳，Ul的5腳接微控制芯片IC2的28腳，IC11的11腳接繼電器K3的控制線圈。類似地方法，還可以驅(qū)動更多的繼電器。微控制芯片IC2的18、 19腳接晶振電路JT2、電容C4和C5， C4和C5的連接點接地。IC2的31腳接電源，21-24、腳通過接線插座J8的4-7腳接鍵盤電路，J8的1、2、3腳接電源、8、9、 10腳接地。水流開關(guān)或水流傳感器S送出的信號經(jīng)接線端子P3接到IC2的第1腳。經(jīng)變壓器變壓輸出的交流電源通過接線端子P2接入整流橋B2，經(jīng)電容E8、C12濾波，提供+12V整流電源，再經(jīng)LM7805CT芯片V2穩(wěn)壓，電容E9和C8后提供+5V直流穩(wěn)壓電源。[0022] 結(jié)合圖4，按鍵Sl-S8組成鍵盤，電阻R3-R10為限流電阻，按鍵Sl-S8分別連接電阻R3-R10，由下拉電阻排R12的2-9腳接入鍵盤/顯示芯片Ul的10-17腳，下拉電阻排R12的1腳接地，按鍵Sl-S8的公共端通過電阻Rl接Ul的18腳。發(fā)光二極管Ll為電源指示燈，由電阻R2接電源，U2和U3為LED發(fā)光二極管組，在此作為顯示器件，共同構(gòu)成顯示電路，分別連接按鍵和鍵盤/顯示芯片Ul的18-25腳及電阻R3-R10的一端。鍵盤/顯示芯片Ul的6-9腳分別連接接線端子Jl的4-7腳。Ul的1-2、28腳接電源、4腳接地、27(RC)腳連接電阻Rll和電容Cl， Rll和Cl的另一端分別接電源和地。面板通過接線插座Jl及電纜與控制電路主板相連，通過1-3腳引入電源、8-10腳引入地，電容El、 C2、 C3為旁路電
5容。
實施例2 : 本實施例中的控制電路由控制電路主板和面板組成，包括信號放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn) 換及微控制單元、控制驅(qū)動單元。溫度傳感器Wl、 W2通過電纜連接控制電路的信號放大單 元后連接微控制單元，微控制單元中包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器。水流開關(guān)或水流傳感器S直接經(jīng)電 纜連接微控制單元，微控制單元經(jīng)繼電器或繼電器組控制即熱加熱器G。微控制單元通過電 纜連接面板上的顯示單元、鍵盤單元。 結(jié)合圖5，溫度傳感器Wl通過接線端子J9連接電阻R24、 R25、 R30、電位器VR4和 運放IC2A組成的信號放大電路，溫度傳感器W2通過接線端子J10連接電阻R17、R26、R27、 電位器VR5和運放IC2B組成的信號放大電路。放大電路的輸出端連接IC5 (P87LPC767)芯 片的18腳和17腳。加熱器G—面通過接線端子P8J連接繼電器K2、K4的常開點，進而接 通交流220V電源火線，一面連接交流220V電源零線。通過K2、 K4甚至更多的繼電器的組 合，可調(diào)整加熱器G的功率。也可以通過IC5芯片的13、10、9、8、3、12、11腳輔助調(diào)整加熱 器G的功率，輔助調(diào)整信號輸出端為P8_2接線端子，通過外接功率調(diào)整電路或裝置調(diào)節(jié)功 率。驅(qū)動電路IC4芯片的9腳接+12V電源、8腳接地，1腳接非門U2的2腳，U2的1腳接 微控制芯片IC5的1腳，IC4的16腳接繼電器K4的控制線圈。IC4芯片的7腳接非門U2 的8展卩，U2的9腳接微控制芯片IC5的2展卩，IC4的10腳接繼電器K2的控制線圈。微控制 芯片IC5的6、7腳接晶振電路JT1、電容C2和Cl， C2和Cl的連接點接地。IC5的15腳接 電源，5腳接地，20、19、16、14腳通過接線插座J12的4-7腳接鍵盤電路，J12的1、2、3腳接 電源、8、9、10腳接地。水流開關(guān)或水流傳感器S送出的信號經(jīng)接線端子P7接到IC5的第4 腳。經(jīng)變壓器變壓輸出的交流電源通過接線端子P1接入整流橋B1，經(jīng)電容E1、C6濾波，提 供+12V整流電源，再經(jīng)LM7805CT芯片VI穩(wěn)壓，電容E2和C3后提供+5V直流穩(wěn)壓電源。 結(jié)合圖6，按鍵Sl-S8組成鍵盤，電阻R3-R10為限流電阻，按鍵Sl-S8分別連接電 阻R3-R10，由下拉電阻排R12的2-9腳接入鍵盤/顯示芯片Ul的10-17腳，下拉電阻排R12 的1腳接地，按鍵Sl-S8的公共端通過電阻Rl接Ul的22腳。發(fā)光二極管Ll為電源指示 燈，由電阻R2接電源，U2和U3為LED發(fā)光二極管組，在此作為顯示器件，共同構(gòu)成顯示電 路，分別連接按鍵和鍵盤/顯示芯片Ul的18-25腳及電阻R3-R10的一端。鍵盤/顯示芯 片Ul的6-9腳分別連接接線端子Jl的4-7腳。Ul的1-2、28腳接電源、4腳接地、27(RC) 腳連接電阻Rll和電容Cl， Rll和Cl的另一端分別接電源和地。面板通過接線插座Jl及 電纜與控制電路主板相連，通過1-3腳引入電源、8-10腳引入地，電容El、 C2、 C3為旁路電 容。
權(quán)利要求一種即熱式太陽能熱水器，組成包括水箱和太陽能集熱器，其特征在于還裝有電加熱的即熱裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的即熱式太陽能熱水器，其特征在于電加熱的即熱裝置裝在水箱 內(nèi)的出水端，或串接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的任何一處。
3. 如權(quán)利要求1所述的即熱式太陽能熱水器，其特征在于所述的電加熱即熱裝置系統(tǒng)的組成是控制電路、水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱即熱裝置G、溫度傳感器W1、W2，其 中水流開關(guān)或水流傳感器S、電加熱即熱裝置G、溫度傳感器W、水位傳感器H和鍵盤電路連 接控制電路。
4. 如權(quán)利要求3所述的即熱式太陽能熱水器，其特征在于所述的中央控制電路、水流 開關(guān)或水流傳感器S、溫度傳感器Wl、電加熱即熱裝置G設(shè)置于太陽能熱水器的內(nèi)部，或設(shè) 置在太陽能熱水器的外部；控制面板上的鍵盤電路和顯示電路設(shè)置于太陽能熱水器的機殼 上，設(shè)置在太陽能熱水器的外部。
專利摘要本實用新型公開一種即熱式太陽能熱水器，用最佳的加熱方式節(jié)省太陽能熱水器的用電量，使太陽能熱水器電補用電降到最低限度，太陽能熱水器更加趨近于充分依靠太陽能對水箱中儲水進行加熱，太陽能熱水器既滿足隨機用熱水的要求，又不造成不必要的電能浪費。本實用新型其組成包括水箱和集熱器外，還裝有電加熱的即熱裝置。電加熱的即熱裝置可以裝在水箱內(nèi)的出水端或串接在水箱外部的出口至用水終端之間管路的任何一處。本實用新型將大大減少所有類型，如分體式、封閉式、敞開式太陽能熱水器用戶使用熱水的用電成本和時間成本。在太陽能熱水器系統(tǒng)中設(shè)置電即熱裝置，使其兼有太陽能熱水器、儲水式電熱水器、即熱式電熱水器的三重功能。
文檔編號F24H1/10GK201488231SQ200820209700
公開日2010年5月26日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者孟寐, 徐霄 申請人:孟寐