CN208859903U - 一种基于51单片机的热水控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于51单片机的热水控制器，包括热水器储水箱、增压泵、水流开关、控制单元和电磁阀，所述热水器储水箱将热水进行存储并通过管道与增压泵连接，形成出水管路，增压泵提供压力将管道进行加压，将管道内的冷水排出后，快速将热水器储水箱内的热水排入用户房间内，所述水流开关在用户房间打开热水开关时启动，向控制单元发送水流信号，所述控制单元接收到信号后，通过控制单元控制增压泵和电磁阀启动，所述电磁阀通过管道与热水器储水箱连接，形成回水管路，将管道内水进行循环。该热水智能控制系统的核心是单片机通过监控装设在回水管路中的温度传感器以及装设在出水管路中的水流传感器的回传信号，实现实时处理分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热水控制器，具体涉及一种基于51单片机的热水控制器。
背景技术
在家庭、酒店及客栈中，热水器生产的热水一般先储存在储水箱中，再经过管路到达各个房间的水龙头。在每次需要使用热水时，都需要先将管路里面的冷水放空才可以得到热水，这样一来就会导致大量的水资源以及电能等能源的浪费。尤其像在大理、丽江等景区中的客栈、民宿比较发达，但同时设施却又相对简陋，从而造成了大量的水资源和电、气等能源的浪费，降低了经济效益，更重要的是严重影响了用户体验。
众所周知，现有的电热水装置是采用恒温方式控制水温的，其主要是利用一种耗能、易损的大功率可控硅达到限制功率，从而实现恒定水温，其不足之处在于无法自动控制入水水压，其温控效果常会受到季节温度、工作电压、入水的水温及水压(流量)的影响，而引起调节操作的不便，甚至出现危害使用者安全的情况，如：水温过热、蒸汽外流或热水装置内部因蒸汽压力过大而发生爆炸等情况，并且此类结构的线路老化快，易造成漏电事故。迄今为止，尚未发现有效解决上述多种安全隐患的电热水装置的控制器。
目前，市面上公开了一种即沸型电热开水器，主要由发热流水管、水控开关、变压整流电源路及装于水阀门上的直流伺服电动机构成，其不足之处在于，所设的进水阀不能根据入水的水温及水压准确地控制水流量，机械调节误差大，水温不易控制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有的热水控制器会造成大量的水资源和电、气等能源的浪费，降低了经济效益，更重要的是严重影响了用户体验，目的在于提供一种基于51单片机的热水控制器，解决上述的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种基于51单片机的热水控制器，包括热水器储水箱、增压泵、水流开关、控制单元和电磁阀，所述热水器储水箱将热水进行存储并通过管道与增压泵连接，形成出水管路，增压泵提供压力将管道进行加压，将管道内的冷水排出后，快速将热水器储水箱内的热水排入用户房间内，所述水流开关在用户房间打开热水开关时启动，向控制单元发送水流信号，所述控制单元接收到信号后，通过控制单元控制增压泵和电磁阀启动，所述电磁阀通过管道与热水器储水箱连接，形成回水管路，将管道内水进行循环。该热水智能控制系统的核心是单片机通过监控装设在回水管路中的温度传感器以及装设在出水管路中的水流传感器的回传信号，实现实时处理分析，通过控制增压泵和电磁阀的工作，达到在用户需要使用热水时实现快速出热水的目的。
进一步地，还设置有温度传感器，所述温度传感器与水流开关和电磁阀连接，通过温度传感器监控管路内的温度，当温度低于阈值时，向控制单元发送控制信号，增压泵和电磁阀启动，将管道内的水进行循环，保持管道内水温。
进一步地，所述用户房间内还设置有显示模块，通过显示模块显示目前管道内水温，并能够通过控制模块调节管道内水温。
进一步地，所述控制模块为MCU控制单元，通过控制电路、51单片机和电源模块进行水温控制，所述控制电路与51单片机连接，控制增压泵和电磁阀的开关，所述电源模块提供51单片机及相应控制电路所需电能。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种基于51单片机的热水控制器，能够保持管道内的水温的前提下，大幅度降低能耗，并且结构简单、便于维护；
2、本实用新型一种基于51单片机的热水控制器，可以加快水流速度，使得出水管里的冷水可通过回水管与热水储存水箱内的热水实现快速交换，从而实现了用户可以快速得到热水，同时又不会造成水资源的大量浪费的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例一控制系统示意图。
图2为本实用新型实施例二控制系统示意图。
图3为51单片机电路图。
图4为电源模块电路图。
图5为控制电路电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例一
如图1、3～5所示，本实用新型一种基于51单片机的热水控制器，一种基于51单片机的热水控制器，包括热水器储水箱、增压泵、水流开关、控制单元和电磁阀，所述热水器储水箱将热水进行存储并通过管道与增压泵连接，形成出水管路，增压泵提供压力将管道进行加压，将管道内的冷水排出后，快速将热水器储水箱内的热水排入用户房间内，所述水流开关在用户房间打开热水开关时启动，向控制单元发送水流信号，所述控制单元接收到信号后，通过控制单元控制增压泵和电磁阀启动，所述电磁阀通过管道与热水器储水箱连接，形成回水管路，将管道内水进行循环。该热水智能控制系统的核心是单片机通过监控装设在回水管路中的温度传感器以及装设在出水管路中的水流传感器的回传信号，实现实时处理分析，通过控制增压泵和电磁阀的工作，达到在用户需要使用热水时实现快速出热水的目的。
为满足不同用户的需求，该系统可以根据是否安装有温度传感器分为两种不同的控制模式，其中模式一在实施例一种进行说明，模式二在实施例二中进行说明，具体实施方式如下：该模式下，系统中只装设有水流传感器。因此，对于该种控制系统的改造一般只需要增加一路回水管，并在回水管中加装电磁阀即可。
具体工作流程为：当用户需要使用热水打开水龙头时，水流开关会检测到水流信号并将水流信号传送给MCU控制单元，在MCU检测到有水流信号的同时，会发出启动增压泵和电磁阀(此处电磁阀为常闭)开启的动作信号，启动增压泵使得管路内的冷水与热水储存器内的热水实现交换。该种模式下由于无法得到水管内的温度数据，所以只能通过定时控制电磁阀的关闭实现停止循环的目的。控制系统中设置有时间设置按钮，此时电磁阀每次开启的时间可以根据具体情况自行设置。该种模式下由于无法得到管路内的实时水温，因此便无法实现防冻功能。
该热水控制系统无论是工作于哪种模式下都可以实现用户快速得到热水的目的，并可以大幅度的减少水资源的浪费和电、气等能源的浪费。
进一步地，所述用户房间内还设置有显示模块，通过显示模块显示目前管道内水温，并能够通过控制模块调节管道内水温。能够让多个用户的房间都可以同时查看管道内的水温，并进行调节。
进一步地，所述控制模块为MCU控制单元，通过控制电路、51单片机和电源模块进行水温控制，所述控制电路与51单片机连接，控制增压泵和电磁阀的开关，所述电源模块提供51单片机所需电能。
实施例二
如图2所示，本实施例在实施例一基础上进行优化，该模式下，系统中装设有温度传感器和水流传感器。通过现场实际考察发现，在现有的管路中一般都装有增压泵，来满足不同楼层的供水流量，并且都会装设水流开关来自动控制增压泵的工作。因此，该控制系统的改造一般只需要增加一路回水管，并在回水管中加装电磁阀和温传感器即可。
具体工作流程为：当用户需要使用热水打开水龙头时，水流开关会检测到水流信号，并将水流信号传送给MCU控制单元，在MCU检测到有水流信号的同时，会采集回水管路中的温度值，假设所测温度值低于阈值(该阈值是根据用户需求可自定义设置的，比如需要水龙头的出水温度达到42℃时，只须将此阈值设置为42℃即可)温度，此时，MCU便会控制循环泵启动、电磁阀(此处电磁阀为常闭)开启，此时可以加快水流速度，使得出水管里的冷水可通过回水管与热水储存水箱内的热水实现快速交换，当MCU检测到温度传感器的水温高于所设阈值后便会控制电磁阀关闭切断回水管路，从而实现了用户可以快速得到热水，同时又不会造成水资源的大量浪费的目的。
另外，该控制系统可进一步实现水管防冻堵塞甚至破裂的功能。具体实现步骤为：设置冰点温度，当MCU检测到水温达到冰点温度时，便同时控制启动循环泵和电磁阀快速将管路内的冰水输送到热水储存箱中使管路内的水温升高，如此一来便可以实现防冻的功能。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于51单片机的热水控制器，其特征在于，包括热水器储水箱、增压泵、水流开关、控制单元和电磁阀，所述热水器储水箱将热水进行存储并通过管道与增压泵连接，形成出水管路，增压泵提供压力将管道进行加压，将管道内的冷水排出后，快速将热水器储水箱内的热水排入用户房间内，所述水流开关在用户房间打开热水开关时启动，向控制单元发送水流信号，所述控制单元接收到信号后，通过控制单元控制增压泵和电磁阀启动，所述电磁阀通过管道与热水器储水箱连接，形成回水管路，将管道内水进行循环。
2.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的热水控制器，其特征在于，还设置有温度传感器，所述温度传感器与水流开关和电磁阀连接，通过温度传感器监控管路内的温度，当温度低于阈值时，向控制单元发送控制信号，增压泵和电磁阀启动，将管道内的水进行循环，保持管道内水温。
3.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的热水控制器，其特征在于，所述用户房间内还设置有显示模块和控制模块，显示模块用于显示目前管道内水温，控制模块用于调节管道内水温。
4.根据权利要求3所述的一种基于51单片机的热水控制器，其特征在于，所述控制模块为MCU控制单元，通过控制电路、51单片机和电源模块进行水温控制，所述控制电路与51单片机连接，控制增压泵和电磁阀的开关，所述电源模块提供51单片机所需电能。
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| CN110567040A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-13 | 江苏帅因特光电科技开发有限公司 | 集中供水智能出热水装置及其控制方法 |
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