太阳能电热水器用电子防腐系统的制作方法

本实用新型属于太阳能热水器领域，涉及电子防腐技术，尤其涉及一种太阳能电热水器用电子防腐系统。

背景技术：

目前市场上电热水器大多数都采用搪瓷内胆，由于搪瓷内胆清洁卫生、成本低，在太阳能热水器上尝试使用搪瓷内胆，既满足了消费者的需求，又降低了成本。搪瓷属于无机非金属材料，它是一种深覆在金属表面(铁)的一层玻璃质釉，再高温烧制而成的金属与无机氧化物牢固结合的复合材料。搪瓷内胆抵抗腐蚀的能力直接决定了其使用寿命，热水器水箱一般储存35-70℃的热水，水箱内胆在高水温条件下腐蚀和结垢会加速。

由于搪瓷内胆腐蚀问题严重，大多数生产搪瓷内胆的热水器厂家都采用阴极保护来控制内胆腐蚀问题，阴极保护是防止金属腐蚀的一种经济、可靠的方法，阴极保护分为牺牲阳极保护和外加电流阴极保护两种方法。牺牲阳极保护是在被保护的金属上连接一个电位较负的金属作为阳极，它与被保护金属在电解液中形成一个原电池，电流由阳极经过电解液流入被保护金属，使被保护金属阴极极化从而受到保护。外加电流阴极保护是将被保护金属与直流电源的负极相连，通过与直流电源的正极相连接的辅助电子阳极在电解液中发射的电流对被保护金属进行阴极极化从而达到保护的目的。两种保护方法的原理一样，都是利用外加阴极极化来使金属腐蚀减缓。电子防腐技术即为外加电流阴极保护法，是一种成熟的金属抗腐蚀保护技术。

目前，市场上热水器厂家都采用来镁棒控制内胆腐蚀问题，但是镁棒消耗较快，需定期更换，售后成本高，且污染水质，同时，其电子控制系统的安全性也有限，因此对太阳能电热水器搪瓷内胆清洁无污染的保护问题就摆在了我们的面前。

技术实现要素：

本实用新型针对上述的镁棒在控制内胆腐蚀问题存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、成本低廉且不会污染水质、操作安全的太阳能电热水器用电子防腐系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供一种太阳能电热水器用电子防腐系统，包括太阳能搪瓷内胆以及固定在太阳能搪瓷内胆的辅助电子阳极，所述辅助电子阳极包括与太阳能搪瓷内胆固定的绝缘套以及伸入到太阳能搪瓷内胆的金属柱，所述金属柱贯穿绝缘套伸出太阳能搪瓷内胆外，所述金属柱伸出太阳能搪瓷内胆的一端连接有电子防腐控制器，所述电子防腐控制器的阳极端通过导线与金属柱连接，所述电子防腐控制器的负极端通过导线与搪瓷内胆连接，所述电子防腐控制器电性连接有外接电源，所述电子防腐控制器包括控制电位输出的恒电位输出电路以及用于输出电路的短路、断路检测的输出电位检测电路，所述电子防腐控制器还电性连接有用于外部电源断电后持续提供电能的断电保护装置。

作为优选，所述恒电位输出电路包括并联设置的电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2的一端接地；所述电容C1的另一端连接有电阻R1，所述电容C2的另一端连接有三极管Q1的基极，所述电阻R1的一端连接有单片机，所述电阻R1与单片机的脉宽调制输出引脚PWM连接；所述三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，所述三极管Q1的集电极与电阻R5连接。

作为优选，输出电位检测电路包括与电阻R5串联的电阻R2，电阻R2的另一端与单片机的模数转换输入引脚AD连接，所述电阻R5的另一端连接有辅助电子阳极，所述输出电位检测电路还包括与电阻R5组成输入分压电路的电阻R4，所述电阻R4并联有电容C3，所述电容C3一端与二极管D1阴极连接、另一端接地设置。

作为优选，所述二极管D1为嵌位二极管。

作为优选，所述金属柱为纯钛棒。

作为优选，所述绝缘套的材质为聚苯硫醚。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

1、本实用新型通过提供一种太阳能电热水器用电子防腐系统，利用电子阳极替代传统镁棒，有效的解决水污染的问题，同时，通过电子防腐控制器的有效控制，确保使用的安全，可靠，本实用新型结构简单、加工方便、使用寿命长，适合大规模推广使用。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的太阳能电热水器用电子防腐系统的结构示意图；

图2为实施例1提供的电子防腐控制的电路图；

以上各图中，1、太阳能搪瓷内胆；2、辅助电子阳极；21、金属柱；22、绝缘套；3、电子防腐控制器；4、外接电源；5、断电保护装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1、图2所示，本实施例提供一种太阳能电热水器用电子防腐系统，包括太阳能搪瓷内胆以及固定在太阳能搪瓷内胆的辅助电子阳极，太阳能搪瓷内胆就是现有太阳能电热水器常用的内胆，其结构和现有的一致，其一般为圆柱状，在本实施例中，辅助电子阳极设置在其顶部的中心位置，辅助电子阳极贯穿太阳能搪瓷内胆的顶部伸入到太阳能搪瓷内胆内，为了实现电子防腐的功能，本实施例所提供的辅助电子阳极包括与太阳能搪瓷内胆固定的绝缘套以及伸入到太阳能搪瓷内胆的金属柱，金属柱贯穿绝缘套伸出太阳能搪瓷内胆外，绝缘套的主要作用就是避免金属柱与太阳能搪瓷内胆直接接触，绝缘套根据使用环境采用工程塑料PPS(聚苯硫醚)，PPS性能特点是耐高温、绝缘性能好、有韧性、硬度强、对水质无污染，金属柱为纯钛棒，其表面镀一层钌铱氧化物，表面为黑色，性能稳定可靠、耐腐蚀。该辅助电子阳极为不溶性阳极，工作时不会产生分解产物，不污染水质。金属柱伸出太阳能搪瓷内胆的一端连接有电子防腐控制器，电子防腐控制器通过PWM(脉宽调制)功能，输出合适的保护电位，辅助电子阳极在水中发射的电流对搪瓷内胆金属进行阴极极化，从而搪瓷内胆得到保护。在本实施例中，电子防腐控制器的阳极端通过导线与金属柱连接，电子防腐控制器的负极端通过导线与搪瓷内胆连接，电子防腐控制器电性连接有外接电源，外接电源可以为市电电源，也可以为其他分布式电源，比如风能、太阳能等，为了保证安全，电子防腐控制器还电性连接有断电保护装置，断电保护装置主要是在外接电源有电时，对断电保护装置进行充电，在外接电源断电时，断电保护装置放电，使电子防腐控制器能够持续工作，在本实施例中，断电保护装置可以保证一个月以上的持续供电能力。解决了普通电子防腐必须依赖外部电源的缺点，解决了现有热水器必须使用镁棒的缺点。断电保护装置为现有常见的储电放电技术，故在本实施例中，不进行详细的表述。电子防腐控制器包括控制电位输出的恒电位输出电路以及用于输出电路的短路、断路检测的输出电位检测电路。

如图2所示，恒电位输出电路包括并联设置的电容C1和电容C2，电容C1和电容C2的一端接地；电容C1的另一端连接有电阻R1，电容C2的另一端连接有三极管Q1的基极，电阻R1的一端连接有单片机，电阻R1与单片机的脉宽调制输出引脚PWM连接；三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，所述三极管Q1的集电极与电阻R5连接，单片机PWM输出引脚输出不同占空比的高电平，通过电阻R1对电容C1、C2充电，得到一定的电压，使三极管Q1处于放大导通状态，从而使ab两端产生电位，通过检测c点的电位Uc，经过软件计算，调节其输出占空比的大小，使ab两端的电位Uab始终稳定地输出，单片机为51单片机。

输出电位检测电路包括与电阻R5串联的电阻R2，电阻R2的另一端与单片机的模数转换输入引脚AD连接，所述电阻R5的另一端连接有辅助电子阳极，所述输出电位检测电路还包括与电阻R5组成输入分压电路的电阻R4，所述电阻R4并联有电容C3，所述电容C3一端与二极管D1阴极连接、另一端接地设置，嵌位二极管D1的阳极接+5V电压其R4分的电压小于5V，D1为嵌位二极管，保证在其特殊情况下单片机AD输入引脚上的电压不大于5V，以避免对单片机造成损伤。单片机AD输入引脚上的电位与c点的电位相等，c点与b点的电位关系为：

Uc＝Ub*R4/(R4+R5)；

Ub＝Uc(R4+R5)/R4；

Uab＝9-Ub＝9-Uc(R4+R5)/R4；

因此，通过检测c点的电位Uc，通过软件可算出ab两端的保护电位Uab。

当检测到c点的电位Uc≥4.5V时，ab两端为短路状态；当检测到c点的电位Uc≤0.5V时，ab两端为断路路状态。所以该电路还具有输出状态的故障检测功能。

通过上述的设置，在电子防腐控制器的控制下，电子阳极与太阳能搪瓷内胆，通过内胆内的水为媒介，形成一定电位差，通过电源持续不断的供应电子保护水箱内胆不被腐蚀。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。