CN206919427U - 电热水器控制系统及电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电热水器控制系统及电热水器，涉及热水器技术领域。该电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，该电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及第二温度传感器均与单片机电连接，该电源模块与漏电保护插头电连接；该第一温度传感器用于检测电热水器的内胆温度，该第二温度传感器用于检测电热水器的出水温度，该单片机依据该内胆温度和出水温度控制漏电保护插头断开或者闭合。该电热水器控制系统通过检测温度控制漏电保护插头三极自动断开和闭合，实现了电热水器出水断电、断水通电的功能，尤其在电热水器的水流量传感器失效时能及时准确做出判断，进一步保障电热水器的使用安全。

Description

电热水器控制系统及电热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种电热水器控制系统及电热水器。

背景技术

随着社会的不断发展和进步，为满足用户的需求，热水器技术也在不断发展和进步，现阶段，电热水器已经走进了千家万户，给用户的用水带来极大便利。然而，在电热水器给用户带来便利的同时，也不可避免的存在着安全隐患，威胁着用户的生命财产安全，我国每年都有多起因使用电热水器而引起伤亡事故的事件发生，因此如何保证用户在使用电热水器的过程的用电安全，减少事故发生，一直以来都是本领域技术人员关注的重点。

现有的电热水器是通过水流量传感器霍尔元件来检测水流信号，当检测到用户有用水行为后，通过逻辑控制驱动智能漏电保护插头的脱扣器脱扣，以控制电热水器在通水时断电，保证用户电热水器的使用安全。当用户停止用水或者水流信号消失一段时间后，通过控制系统重新发送闭合指令控制智能漏电保护插头复位，三极自动闭合，以控制电热水器在断水时通电工作。但是现有的解决方案如果水流量传感器出现故障，则无法检测水流信号，电热水器在通水时智能漏电保护插头不能跳闸，用户依然在电热水器的工作状态下用水，存在一定的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电热水器控制系统，以解决水流量传感器出现故障时，用户仍然在电热水器通电状态下使用，无法保证用户的洗浴安全问题。

本实用新型的目的在于提供一种电热水器，以解决水流量传感器出现故障时，用户仍然在电热水器通电状态下使用，无法保证用户的洗浴安全问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提出一种电热水器控制系统，应用于电热水器，所述电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，所述电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述单片机电连接，所述电源模块还与所述漏电保护插头电连接，所述第一温度传感器设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器设置在所述电热水器的出水管路；所述电源模块用于在所述漏电保护插头闭合时充电，以及在所述漏电保护插头断开时放电；所述第一温度传感器用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器用于检测所述电热水器的出水温度；所述单片机用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头断开或者闭合。

第二方面，本实用新型实施例还提出一种电热水器，所述电热水器包括电热水器控制系统，所述电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，所述电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述单片机电连接，所述电源模块还与所述漏电保护插头电连接，所述第一温度传感器设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器设置在所述电热水器的出水管路；所述电源模块用于在所述漏电保护插头闭合时充电，以及在所述漏电保护插头断开时放电；所述第一温度传感器用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器用于检测所述电热水器的出水温度；所述单片机用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头断开或者闭合。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，所述电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述单片机电连接，所述电源模块还与所述漏电保护插头电连接，所述第一温度传感器设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器设置在所述电热水器的出水管路；所述电源模块用于在所述漏电保护插头闭合时充电，以及在所述漏电保护插头断开时放电；所述第一温度传感器用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器用于检测所述电热水器的出水温度；所述单片机用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头断开或者闭合。该电热水器控制系统通过控制漏电保护插头三极自动断开和闭合，实现了电热水器出水即断电，用户停止用水电热水器通电，保证了用户的安全洗浴。此外，通过温度检测的方式实现电热水器的通断电，在水流量传感器出现故障的情况下，仍能及时准确地做出判断，切断漏电保护插头三极，进一步保障电热水器的使用安全。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的电热水器控制系统的功能模块图。

图2示出了本实用新型第二实施例所提供的电热水器控制系统的功能模块图。

图3示出了本实用新型第三实施例所提供的电热水器控制系统的功能模块图。

图4示出了本实用新型第四实施例所提供的电热水器的结构示意图。

图标：100-电热水器控制系统；200-电热水器；110-电源模块；120-漏电保护插头；130-单片机；140-第一温度传感器；150-第二温度传感器；160-隔离通讯模块；170-继电器模块；180-水流量传感器；190-电源检测模块；101-显示屏；171-第一继电器；172-第二继电器；210-电加热器；220-内胆；230-出水管路；240-进水管路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参照图1，为本实用新型第一实施例所提供的电热水器控制系统100的功能模块图。所述电热水器控制系统100可应用于电热水器，具体用于控制电热水器的通电和断电，以使用户在用水时控制电热水器断电，而在用户停止用水时控制电热水器通电工作，保证用户的洗浴安全。

在本实施例中，所述电热水器控制系统100包括电源模块110、漏电保护插头120、单片机130、第一温度传感器140及第二温度传感器150，所述电源模块110、漏电保护插头120、第一温度传感器140及所述第二温度传感器150均与所述单片机130电连接，所述电源模块110还与所述漏电保护插头120电连接。优选地，所述第一温度传感器140设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器150设置在所述电热水器的出水管路。

所述电源模块110用于在所述漏电保护插头120闭合时充电并给所述单片机130供电，所述电源模块110还用于在所述漏电保护插头120断开时放电以给所述单片机130供电。优选地，所述电源模块110为可充放电的蓄电池或法拉电容，当所述漏电保护插头120闭合时，电热水器通过所述漏电保护插头120与外部电源通电，电源模块110在给单片机130供电的同时充电，当漏电保护插头120断开时，电热水器与外部电源断开，此时电源模块110开始放电并通过放电电压给单片机130供电，以使单片机130进入低功耗的工作状态。优选地，该电源模块110可通过电缆线与漏电保护插头120的电源线实现连接。

所述第一温度传感器140用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器150用于检测所述电热水器的出水温度，所述单片机130用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头120断开或者闭合。

具体地，当所述内胆温度与所述出水温度满足第一预设条件时，所述单片机130向所述漏电保护插头120发送断电指令以使所述漏电保护插头120断开。当所述内胆温度与所述出水温度满足第二预设条件时，所述单片机130向所述漏电保护插头120发送通电指令以使所述漏电保护插头120闭合。

作为一种实施方式，单片机130通过比较内胆温度T_内与出水温度T_出的大小，根据比较结果向所述漏电保护插头120发送断电指令以使所述漏电保护插头120断开。例如，当内胆温度T_内与出水温度T_出满足下式：T_出≥T_内，则单片机130发送断电指令以使所述漏电保护插头120断开，当单片机130发送断电指令使所述漏电保护插头120断开后，单片机130通过电源模块110的放电电压保持低功耗的工作状态，当单片机130判断内胆温度T_内与出水温度T_出满足：T_出＜T_内并且T_出有下降的趋势，当下降至室温时，单片机130发送闭合指令以使所述漏电保护插头120闭合，电热水器与外部电源通电，开始工作。

进一步地，所述电热水器控制系统100还可包括隔离通讯模块160，所述隔离通讯模块160与所述漏电保护插头120、所述单片机130均电连接。所述单片机130与所述漏电保护插头120通过隔离通讯模块160实现强弱电的隔离和通讯。在本实施例中，所述隔离通讯模块160可以集成在单片机130组成的电路中，也可以集成在漏电保护插头120插头中，或者作为独立的模块安装在电热水器机身上。优选地，所述隔离通讯模块160为可实现强弱电隔离并通讯的光电耦合器或者其他具有类似功能的模块。具体地，所述单片机130可通过隔离通讯模块160发送断电指令或者通电指令至漏电保护插头120以实现漏电保护插头120的断开和闭合。

进一步地，所述电热水器控制系统100还可包括继电器模块170，所述电热水器包括电加热器210，所述电加热器210用于在通电时给电热水器的内胆中的储水进行加热。所述继电器模块170具体可包括第一继电器171和第二继电器172，所述电加热器210的一端通过所述第一继电器171与所述漏电保护插头120的火线极电连接，所述电加热器210的另一端通过所述第二继电器172与所述漏电保护插头120的零线极电连接。当漏电保护插头120闭合时，电加热器210开始加热；当漏电保护插头120断开时，电加热器210与外部电源断开，停止加热，以实现电热水器在用户用水时断电，在用户停止用水时通电，保证用户的洗浴安全。

需要说明的是，在本实施例中，为加强温度判断的准确性，可提供一种改进的实施方案，该电热水器控制系统100还可增加第三传感器和第四传感器(图中未示出)，其中，第三传感器用于检测外界环境温度，第四传感器用于检测电热水器的内胆顶部温度，单片机130通过比较内胆温度T_内、出水温度T_出、外界环境温度T_环及内胆顶部温度T_顶控制漏电保护插头120断开或者闭合。例如，当T_出≥T_顶-2且T_出＞T_内＞T_环+2时，并稳定一秒钟，单片机130控制漏电保护插头120断开；当T_出＜T_顶-2或T_出≤T_内或T_出≤T_环≤40℃，并持续一定时间时，单片机130控制漏电保护插头120闭合。

还需要说明的是，上述描述的内胆温度T_内与出水温度T_出，或内胆温度T_内、出水温度T_出、外界环境温度T_环及内胆顶部温度T_顶满足判断条件仅是一种示例，可根据实际需要做相应调整，并不以此为限定。

第二实施例

请参照图2，为本实用新型第二实施例所提供的电热水器控制系统100的功能模块图。与第一实施例相比，第二实施例所提供的电热水器控制系统100的不同之处在于：所述电热水器控制系统100还包括水流量传感器180，所述水流量传感器180与所述单片机130电连接，所述水流量传感器180优选设置于所述电热水器的进水管路或者出水管路，用于检测是否有水流信号以得到检测结果。所述单片机130用于在所述水流量传感器180检测到所述水流信号时控制所述漏电保护插头120断开，所述单片机130还用于在所述水流量传感器180未检测到所述水流信号时控制所述漏电保护插头120闭合，从而智能地控制电热水器通水断电和断水通电。

在本实施例中，所述水流量传感器180主要由阀体、水流转子组件和霍尔元件组成，用户打开水阀时，水流流过水流量传感器180，带动磁性转子转动，霍尔元件输出电信号，单片机130检测到电信号被后，控制漏电保护插头120断开。

可以理解，本实施例提供的电热水器控制系统100在实际使用中，单片机130可通过检测的水流信号、内胆温度和出水温度实现电热水器出水断电以及断水通电的功能，即通过双重信号保证电热水器能够及时的通电和断电。

具体地，在水流量传感器180检测到水流信号与单片机130读取的内胆温度与出水温度满足第一预设条件至少一种情况出现时，单片机130则通过隔离通讯模块160向所述漏电保护插头120发送断电指令以使所述漏电保护插头120断开。也即是说，即便在水流量传感器180出现故障无法检测到水流信号时，单片机130通过判断内胆温度与出水温度满足第一预设条件时控制漏电保护插头120断开，避免用户在电热水器工作状态下用水。同时，该单片机130将记录上次断电时没有检测到水流信号，水流量传感器180可能出现故障。

同理，当所述水流量传感器180未检测到水流信号或者所述内胆温度与所述出水温度满足第二预设条件时，所述单片机130向所述漏电保护插头120发送通电指令以使所述漏电保护插头120闭合。应当理解，此时若水流量传感器180已经出现故障，则单片机130则根据内胆温度与出水温度进行判断。

第三实施例

请参照图3，为本实用新型第三实施例所提供的电热水器控制系统100的功能模块图。与第二实施例相比，第三实施例所提供的电热水器控制系统100的不同之处在于：所述电热水器控制系统100还包括电源检测模块190，所述电源检测模块190与所述电源模块110、所述单片机130均电连接；所述单片机130还用于通过所述电源检测模块190检测所述漏电保护插头120断开或者闭合。例如，当单片机130通过隔离通讯模块160发送断电指令或者通电指令后，此时并不能保证漏电保护插头120真正断开或者闭合。因此，单片机130需要通过电源检测模块190去检测电源模块110的供电状态，如果电源模块110处于放电状态则可判定漏电保护插头120断开，如果电源模块110处于充电状态则可判定漏电保护插头120闭合。如果单片机130在发送断电指令一段时间内，未检测到漏电保护插头120断开，则会再次发送断电指令，直至检测到漏电保护插头120断开；同理，如果单片机130在发送通电指令一段时间内，未检测到漏电保护插头120闭合，则会再次发送通电指令，直至检测到漏电保护插头120闭合。优选地，在进行预定次数发送断电指令或者通电指令均不能相应地检测到漏电保护插头120断开或者闭合时，单片机130可进行故障报警提示用户电热水器出现故障。

进一步地，所述电热水器控制系统100还可包括显示屏101，所述显示屏101与所述单片机130电连接。所述显示屏101可用于显示上述的故障报警，以提醒用户需要对电热水器进行检修。此外，在单片机130记录上次断电时没有检测到水流信号时，通过控制显示屏101显示水流量传感器180可能出现故障以提示用户及时更换。

第四实施例

请参照图4，为本实用新型第四实施例所提供的电热水器200的结构示意图。该电热水器200包括电加热器210、内胆220、出水管路230、进水管路240及第三实施例所提供的电热水器控制系统100，该电热水器控制系统100与该电加热器210电连接，其中，电热水器控制系统100的具体内容可参照第三实施例的描述。该电热水器控制系统100中的第一温度传感器140安装在该内胆220中，第二温度传感器150安装在该出水管路230中，水流量传感器180安装于出水管路230或者进水管路240中。当电热水器200通水时(即有水流流过出水管路230和进水管路240)，该电热水器控制系统100中的单片机130可控制漏电保护插头120断开以使电热水器200断电，停止工作，当电热水器200断水时(即没有水流流过出水管路230和进水管路240)，该电热水器控制系统100中的单片机130可控制漏电保护插头120闭合以使电热水器200通电工作。

综上所述，本实用新型实施例所提供的电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，所述电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述单片机电连接，所述电源模块还与所述漏电保护插头电连接，所述第一温度传感器设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器设置在所述电热水器的出水管路；所述电源模块用于在所述漏电保护插头闭合时充电，以及在所述漏电保护插头断开时放电；所述第一温度传感器用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器用于检测所述电热水器的出水温度；所述单片机用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头断开或者闭合。该电热水器控制系统通过控制漏电保护插头三极自动断开和闭合，实现了电热水器出水即断电，用户停止用水电热水器通电，保证了用户的安全洗浴。此外，通过温度检测的方式实现电热水器的通断电，在水流量传感器出现故障的情况下，仍能及时准确地做出判断，切断漏电保护插头三极，并告知用户水流量传感器出现故障。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种电热水器控制系统，应用于电热水器，其特征在于，所述电热水器控制系统包括电源模块、漏电保护插头、单片机、第一温度传感器及第二温度传感器，所述电源模块、漏电保护插头、第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述单片机电连接，所述电源模块还与所述漏电保护插头电连接，所述第一温度传感器设置在所述电热水器的内胆中，所述第二温度传感器设置在所述电热水器的出水管路；

所述电源模块用于在所述漏电保护插头闭合时充电，以及在所述漏电保护插头断开时放电；

所述第一温度传感器用于检测所述电热水器的内胆温度，所述第二温度传感器用于检测所述电热水器的出水温度；

所述单片机用于读取所述内胆温度和所述出水温度，并依据所述内胆温度和所述出水温度控制所述漏电保护插头断开或者闭合。

2.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述单片机用于当所述内胆温度与所述出水温度满足第一预设条件时，向所述漏电保护插头发送断电指令以使所述漏电保护插头断开。

3.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述单片机用于当所述内胆温度与所述出水温度满足第二预设条件时，向所述漏电保护插头发送通电指令以使所述漏电保护插头闭合。

4.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电热水器控制系统还包括水流量传感器，所述水流量传感器与所述单片机电连接，所述水流量传感器设置于所述电热水器的进水管路或者出水管路，用于检测是否有水流信号，所述单片机用于在所述水流量传感器检测到所述水流信号时控制所述漏电保护插头断开，所述单片机还用于在所述水流量传感器未检测到所述水流信号时控制所述漏电保护插头闭合。

5.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电热水器控制系统还包括隔离通讯模块，所述隔离通讯模块与所述漏电保护插头、所述单片机均电连接。

6.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电热水器控制系统还包括电源检测模块，所述电源检测模块与所述电源模块、所述单片机均电连接；所述单片机还用于通过所述电源检测模块检测所述漏电保护插头断开或者闭合。

7.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电源模块为蓄电池或法拉电容。

8.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电热水器控制系统还包括显示屏，所述显示屏与所述单片机电连接。

9.如权利要求1所述的电热水器控制系统，其特征在于，所述电热水器包括电加热器，所述电热水器控制系统还包括第一继电器及第二继电器，所述电加热器的一端通过所述第一继电器与所述漏电保护插头的火线极电连接，所述电加热器的另一端通过所述第二继电器与所述漏电保护插头的零线极电连接。

10.一种电热水器，其特征在于，所述电热水器包括如权利要求1-9任一项所述的电热水器控制系统。