CN101706166B - 太阳能热水器的辅助调控装置 - Google Patents

Abstract

太阳能热水器的辅助调控装置，属于热水器的控制技术领域。它解决了现有太阳能热水器当自来水压力不足无法上水和太阳能热水器供水压力不足使出水不顺畅以及不能在出水口直接获得热水的问题。它的上水管与第一电控阀门、增压泵和第一循环管路依次串联，第一循环管路上设水流传感器；第二电控阀门、第三电控阀门、冷水储水箱和第四电控阀门顺次串联在管路上的支路与第一电控阀门并联；第一电控阀门和增压泵之间的连接管路与进水管相连通，进水管上设第五电控阀门；第二电控阀门和第三电控阀门之间的连接管路与第二循环管路的一端相连通，第二循环管路上设温度传感器；第二循环管路和第一循环管路的另一端连通。本发明用于太阳能热水器或对其的改造。

Description

太阳能热水器的辅助调控装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器的辅助调控装置，属于太阳能热水器的控制技术领域。

背景技术

现有的太阳能热水器，热水器储水桶与出水口之间有一定长度的管路，当用户需要热水时，需要先放出存于管路中的冷水，才会获得热水，这对用户造成使用不便的同时，会浪费大量的水资源；由于太阳能热水器一般安装于房屋的屋面顶端，常会由于自来水供水压力不足，使太阳能热水器无法上水；同时会由于屋面至用户出水口落差小而造成热水器出水不顺畅。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能热水器的辅助调控装置，它解决了现有太阳能热水器当自来水压力不足无法上水和太阳能热水器供水压力不足使出水不顺畅以及不能在出水口直接获得热水的问题。

本发明包括控制器、温度传感器、水流传感器、增压泵、冷水储水箱、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门、第五电控阀门、上水管、进水管、第一循环管路和第二循环管路，

上水管的一端连接第一电控阀门的一端，第一电控阀门的另一端通过管路连接增压泵的一端，增压泵的另一端连接第一循环管路的一端，第一循环管路上设置水流传感器；

第二电控阀门、第三电控阀门、冷水储水箱和第四电控阀门顺次串联在管路上所形成的支路与第一电控阀门并联；

第一电控阀门和增压泵之间的连接管路与进水管的一端相连通，进水管上设置有第五电控阀门；

第二电控阀门和第三电控阀门之间的连接管路与第二循环管路的一端相连通，第二循环管路上设置有温度传感器；第二循环管路的另一端和第一循环管路的另一端连通；

温度传感器的温度信号输出端连接控制器的温度信号输入端，水流传感器的水流信号输出端连接控制器的水流信号输入端；第一电控阀门的控制信号输入端连接控制器的第一控制信号输出端，第二电控阀门的控制信号输入端连接控制器的第二控制信号输出端，第三电控阀门的控制信号输入端连接控制器的第三控制信号输出端，第四电控阀门的控制信号输入端连接控制器的第四控制信号输出端，第五电控阀门的控制信号输入端连接控制器的第五控制信号输出端，增压泵的控制信号输入端连接控制器的第六控制信号输出端。

本发明的优点是：

本发明在不改变已有太阳能热水器出、入水管线结构的前提下，实现了直接送出热水，方便用户使用的同时，节约了水资源。已有太阳能热水器，因为管路中留存冷水的原因，通常用户只在集中取用热水的时候才会使用，通过本发明的改造，可在任意情况下直接取用热水，提高了热水器的利用率。

本发明中增压泵的设置，解决了太阳能热水器在上水和出水的时候由于供水压力不足导致的水流不顺畅和热水管路中冷水不能迅速排出的问题。

附图说明

图1是本发明的管路连接结构示意图；图2是本发明的电气结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括控制器1、温度传感器2、水流传感器3、增压泵4、冷水储水箱5、第一电控阀门6、第二电控阀门7、第三电控阀门8、第四电控阀门9、第五电控阀门10、上水管11、进水管12、第一循环管路13和第二循环管路14，

上水管11的一端连接第一电控阀门6的一端，第一电控阀门6的另一端通过管路连接增压泵4的一端，增压泵4的另一端连接第一循环管路13的一端，第一循环管路13上设置水流传感器3；

第二电控阀门7、第三电控阀门8、冷水储水箱5和第四电控阀门9顺次串联在管路上所形成的支路与第一电控阀门6并联；

第一电控阀门6和增压泵4之间的连接管路与进水管12的一端相连通，进水管12上设置有第五电控阀门10；

第二电控阀门7和第三电控阀门8之间的连接管路与第二循环管路14的一端相连通，第二循环管路14上设置有温度传感器2；第二循环管路14的另一端和第一循环管路13的另一端连通；

温度传感器2的温度信号输出端连接控制器1的温度信号输入端，水流传感器3的水流信号输出端连接控制器1的水流信号输入端；第一电控阀门6的控制信号输入端连接控制器1的第一控制信号输出端，第二电控阀门7的控制信号输入端连接控制器1的第二控制信号输出端，第三电控阀门8的控制信号输入端连接控制器1的第三控制信号输出端，第四电控阀门9的控制信号输入端连接控制器1的第四控制信号输出端，第五电控阀门10的控制信号输入端连接控制器1的第五控制信号输出端，增压泵4的控制信号输入端连接控制器1的第六控制信号输出端。

本实施方式中水流传感器3的型号可选为FS-050。

工作过程：

将上水管11的另一端与热水器的进水管接通，进水管12的另一端与自来水管接通，第一循环管路13和第二循环管路14的另一端连通后可分别连接多个热水使用终端。

热水器上水时，由控制器1对各电气元件进行控制，此时，控制器1控制第二电控阀门7和第五电控阀门10打开使水流通过，第一电控阀门6、第三电控阀门8和第四电控阀门9关闭使水路不通，启动增压泵4，自来水沿进水管12经第五电控阀门10、增压泵4、第一循环管路13、第二循环管路14、第二电控阀门7和上水管11送至热水器，增压泵4通过对进水管路增压，保证对热水器的上水成功。

当用户使用热水时，首先除去热水器与出水口之间存留的冷水：

控制器1控制第一电控阀门6和第三电控阀门8打开，第二电控阀门7、第四电控阀门9和第五电控阀门10关闭，启动增压泵4，管路中留存的冷水经第一电控阀门6、增压泵4、第一循环管路13、第二循环管路14和第三电控阀门8进入到冷水储水箱5中，启动增压泵4对水路进行增压，在确定水流流向的同时，能够加快水流流速，快速完成对冷水的排空；水流传感器3的设置，能够实现对用户用水状态的监测，当用户通过用水终端用水时，水流传感器3会向控制器1传递用水信号并监测水流量状态，若水流过缓，则由控制器1控制增压泵4的启动，来增加供水压力，如果需要除去热水器与出水口之间存留的冷水，关闭用水终端，则冷水会通过控制器1的控制进入到冷水储水箱5中；打开用水终端，冷水则直接从供水终端流出。

然后为用户直接提供热水：

控制器1通过第二循环管路14上设置的温度传感器2输入的温度测量值判断管路中冷水是否排空，当温度达到预设的热水温度值或以上时，表明冷水排空，此时将第三电控阀门8关闭，从热水器流出的热水不再经过第二循环管路14进入到冷水储水箱5中，将用水终端打开，热水将经第一电控阀门6、增压泵4和第一循环管路13直接供给用水终端，启动增压泵4同样对水路起到增压的作用。

冷水储水箱5中冷水回流热水器：

将第二电控阀门7和第四电控阀门9打开，第一电控阀门6、第三电控阀门8和第五电控阀门10关闭，启动增压泵4，冷水储水箱5中冷水经第四电控阀门9、增压泵4、第一循环管路13、第二循环管路14和第二电控阀门7送至热水器，此时完成冷水储水箱5中冷水的回收，此过程增压泵4一直处于工作状态，用于管路的增压。

本发明与现有太阳能热水器结合使用，能够将热水器储水桶与出水口之间管路中的冷水排空，并且排到冷水储水箱5中的冷水还能够回流到热水器的储水桶内，避免了水资源的浪费。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处在于所述控制器1由放大电路1-1、A/D转换电路1-2、单片机1-3、按键与显示电路1-4和驱动电路1-5组成，控制器1的温度信号输入端是放大电路1-1的温度信号输入端，放大电路1-1的温度信号输出端连接A/D转换电路1-2的模拟信号输入端，A/D转换电路1-2的数字信号输出端连接单片机1-3的温度信号输入端；

单片机1-3的信号输入输出端连接按键与显示电路1-4的信号输出输入端；

控制器1的水流信号输入端是单片机1-3的水流信号输入端；

单片机1-3的控制信号输出端连接驱动电路1-5的控制信号输入端，控制器1的第一控制信号输出端是驱动电路1-5的第一控制信号输出端，控制器1的第二控制信号输出端是驱动电路1-5的第二控制信号输出端，控制器1的第三控制信号输出端是驱动电路1-5的第三控制信号输出端，控制器1的第四控制信号输出端是驱动电路1-5的第四控制信号输出端，控制器1的第五控制信号输出端是驱动电路1-5的第五控制信号输出端，控制器1的第六控制信号输出端是驱动电路1-5的第六控制信号输出端。

选型：所述A/D转换电路1-2采用的芯片型号为TLC2543，驱动电路1-5采用的芯片型号为ULN2003，按键与显示电路1-4采用芯片的型号为HD7279。

具体实施方式三：本实施方式与实施方式二的不同之处在于所述控制单片机1的型号为AT89C52。其它组成及连接关系与实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于所述第四电控阀门9和第五电控阀门10均为具有止回功能的控制阀。其它组成及连接关系与实施方式一、二或三相同。

第四电控阀门9和第五电控阀门10选择具有止回功能的控制阀可保证水流不会反向。

本发明使太阳能热水器的使用更加智能、便捷，同时节水、节时。由于太阳能热水器的固有安装方式使得热水与出水口之间的管路较长，使用时管路中冷水的回收和热水的直供显得尤为重要。与以往的太阳能热水器相比，节省了等待热水的时间，厨房可不必另行安装厨宝；在自来水供水压力低的情况下仍.能正常上水，同时热水器出水压力也能确保正常。

Claims (2)

1.一种太阳能热水器的辅助调控装置，其特征在于：它包括控制器(1)、温度传感器(2)、水流传感器(3)、增压泵(4)、冷水储水箱(5)、第一电控阀门(6)、第二电控阀门(7)、第三电控阀门(8)、第四电控阀门(9)、第五电控阀门(10)、上水管(11)、进水管(12)、第一循环管路(13)和第二循环管路(14)，

上水管(11)的一端连接第一电控阀门(6)的一端，第一电控阀门(6)的另一端通过管路连接增压泵(4)的一端，增压泵(4)的另一端连接第一循环管路(13)的一端，第一循环管路(13)上设置水流传感器(3)；

第二电控阀门(7)、第三电控阀门(8)、冷水储水箱(5)和第四电控阀门(9)顺次串联在管路上所形成的支路与第一电控阀门(6)并联；

第一电控阀门(6)和增压泵(4)之间的连接管路与进水管(12)的一端相连通，进水管(12)上设置有第五电控阀门(10)；

第二电控阀门(7)和第三电控阀门(8)之间的连接管路与第二循环管路(14)的一端相连通，第二循环管路(14)上设置有温度传感器(2)；第二循环管路(14)的另一端和第一循环管路(13)的另一端连通；

温度传感器(2)的温度信号输出端连接控制器(1)的温度信号输入端，水流传感器(3)的水流信号输出端连接控制器(1)的水流信号输入端；第一电控阀门(6)的控制信号输入端连接控制器(1)的第一控制信号输出端，第二电控阀门(7)的控制信号输入端连接控制器(1)的第二控制信号输出端，第三电控阀门(8)的控制信号输入端连接控制器(1)的第三控制信号输出端，第四电控阀门(9)的控制信号输入端连接控制器(1)的第四控制信号输出端，第五电控阀门(10)的控制信号输入端连接控制器(1)的第五控制信号输出端，增压泵(4)的控制信号输入端连接控制器(1)的第六控制信号输出端。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器的辅助调控装置，其特征在于：所述控制器(1)由放大电路(1-1)、A/D转换电路(1-2)、单片机(1-3)、按键与显示电路(1-4)和驱动电路(1-5)组成，

控制器(1)的温度信号输入端是放大电路(1-1)的温度信号输入端，放大电路(1-1)的温度信号输出端连接A/D转换电路(1-2)的模拟信号输入端，A/D转换电路(1-2)的数字信号输出端连接单片机(1-3)的温度信号输入端；

单片机(1-3)的信号输入输出端连接按键与显示电路(1-4)的信号输出输入端；

控制器(1)的水流信号输入端是单片机(1-3)的水流信号输入端；

单片机(1-3)的控制信号输出端连接驱动电路(1-5)的控制信号输入端，控制器(1)的第一控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第一控制信号输出端，控制器(1)的第二控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第二控制信号输出端，控制器(1)的第三控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第三控制信号输出端，控制器(1)的第四控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第四控制信号输出端，控制器(1)的第五控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第五控制信号输出端，控制器(1)的第六控制信号输出端是驱动电路(1-5)的第六控制信号输出端。

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