专利名称：一种热水器温度调节系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制领域，特别涉及一种热水器温度调节系统。
背景技术：
热水器是通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，包括电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、以及速磁生活热水器。一般使用热水器进行沐浴时，并没有直接使用热水器中已经加热好的热水，而是将热水与冷水进行勾兑得到所需温度的水。现有的热水器温度调节系统包括用于控制热水流量大小的热控流量开关、用于控制冷水流量大小的冷控流量开关、以及用于设定水温和控制热控流量开关、冷控流量开关的控制电路。热控流量开关和冷控流量开关分别与控制电路电连接。热水器温度调节系统通过控制热水和冷水流量的大小得到所设温度的水。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:现有的热水器温度调节系统通过控制热水和冷水流量的大小得到所设温度的水，因此在水温达到所设温度之前，必然需要放水一段时间，造成水资源的浪费，而且使用者在使用前需等待一段时间，造成了使用上的不便。
实用新型内容为了解决现有技术使用不方便、浪费水资源的问题，本实用新型实施例提供了一种热水器温度调节系统。所述技术方案如下:本实用新型实施例提供了一种热水器温度调节系统，所述系统包括水温调节装置和用于根据设定水温控制所·述水温调节装置动作的控制电路，所述水温调节装置包括调节扇、均衡腔和马达，其中，所述均衡腔的一端设有热水进水口和冷水进水口，所述均衡腔的另一端设有出水口，所述马达和所述调节扇位于所述均衡腔中，所述调节扇固定在所述马达的驱动轴上，所述控制电路与所述马达电连接。进一步地，所述水温调节装置还包括用于控制热水流量大小的热控流量开关、以及用于控制冷水流量大小的冷控流量开关，所述热控流量开关安装在所述热水进水口处，所述冷控流量开关安装在所述冷水进水口处，所述热控流量开关和所述冷控流量开关分别与所述控制电路电连接，所述热控流量开关的开口和所述冷控流量开关的开口在所述控制电路的控制下增大或者减小。优选地，所述水温调节装置包括多个所述调节扇，多个所述调节扇沿所述驱动轴的轴线方向间隔布置。其中，所述控制电路包括水温比较电桥、用于放大所述水温比较电桥比较结果的差分放大电路、以及用于根据所述差分放大电路放大的比较结果控制所述马达的处理电路，所述水温比较电桥、所述差分放大电路、所述处理电路和所述马达依次电连接，其中，所述水温比较电桥包括用于测量所述均衡腔中实际水温的探温元件，所述探温元件设置在所述均衡腔中。[0011]优选地，所述探温元件为负温度系数热敏电阻。优选地，所述马达为变速马达。另外，所述系统还包括水温显示电路和用于测量水温的测温器件，所述水温显示电路包括数码管组和模拟/数字转换芯片，所述测温器件设置在所述均衡腔的腔壁上，所述测温器件通过所述模拟/数字转换芯片与所述数码管组电连接。具体地，所述测温器件包括四个分立元件，其中两个所述分立元件设置在所述热水进水口和所述冷水进水口的交汇处，另外两个所述分立元件设置在所述出水口处。优选地，四个所述分立元件均为集成温度传感器。进一步地，所述系统还包括热水温度显示电路和热水温度测量器件，所述热水温度测量器件与所述热水温度显示电路电连接，所述热水温度测量器件设置在所述热水进水口处。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过控制马达驱动调节扇转动，使热水与冷水在均衡腔中快速混合，节省了水温达到所设温度的等待时间，使热水器的使用更为方便，而且由于加快了水温达到所设温度的速度，因此缩短了放水时间，节约了水资源。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的一种热水器温度调节系统的结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的水温调节装置的结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的控制电路的电路图；图4是本实用新型实施例提供的水温显示电路的电路图；图5是本实用新型实施例提供的测温器件取平均值的电路图。
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，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 实施例参见图1，本实用新型实施例提供了一种热水器温度调节系统，该系统包括水温调节装置I和用于根据设定水温控制水温调节装置I动作的控制电路2。参见图2，水温调节装置I包括调节扇11、均衡腔12和马达(为便于描绘，图中仅显示了马达的驱动轴13)。均衡腔12的一端设有热水进水口 A和冷水进水口 B，均衡腔12的另一端设有出水口 C。马达和调 节扇11位于均衡腔12中，调节扇11固定在马达的驱动轴13上。控制电路2与马达电连接。优选地，均衡腔12可以为圆柱形腔体，马达的驱动轴13的轴线与均衡腔12的中心线重合。均衡腔12优选地由导热性能良好的金属材料制成。[0030]进一步地，水温调节装置I还包括用于控制热水流量大小的热控流量开关14、以及用于控制冷水流量大小的冷控流量开关15。热控流量开关14安装在热水进水口 A处，冷控流量开关15安装在冷水进水口 B处，热控流量开关14和冷控流量开关15分别与控制电路2电连接，热控流量开关14的开口和冷控流量开关15的开口在控制电路2的控制下增大或者减小。优选地，水温调节装置I包括多个调节扇11，多个调节扇11沿驱动轴13的轴线方向间隔布置。优选地,马达为变速马达。其中，参见图3，控制电路2包括水温比较电桥、用于放大水温比较电桥比较结果的差分放大电路、以及用于根据差分放大电路放大的比较结果控制马达的处理电路。水温比较电桥、差分放大电路、处理电路和马达依次电连接。具体地，差分放大电路是双端输入双端输出，包括第一三极管VTl和第二三极管VT2。第一三极管 VTl 和第二三极管 VT2 均为 NPN (negative positive negative)管。第一三极管VTl的b极(基极)为第一输入端，第一三极管VTl的C极(集电极)为第一输出端。第二三极管VT2的b极为第二输入端，第二三极管VT2的c极为第二输出端。进一步地，差分放大电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、以及第三电阻R3。第一电阻Rl的一端与第一三极管VTl的c极相连，第一电阻Rl的另一端接第一电源SI。第二电阻R2的一端与第二三极管VT2的c极相连，第二电阻R2的另一端接第一电源SI。第一三极管VTl的e极(发射极)和第二三极管VT2的e极相连。第三电阻R3的一端与第一三极管VTl的e极相连，第三电阻R3的另一端接地。具体地，水温比较电桥包括用于反映设定水温的第一可变电阻RPl和用于测量水温调节装置I中实际水温的探温元件Rt。探温元件Rt设置在均衡腔12中。第一可变电阻RPl的一端与第一输入 端相连,第一可变电阻RPl的另一端接第一电源SI。探温兀件Rt的一端与第二输入端相连，探温兀件Rt的另一端接第一电源SI。优选地，探温元件Rt 为 NTC (Negative Temperature Coefficient,负温度系数)热敏电阻。容易知道，探温元件Rt还可以为PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数)热敏电阻或CTR (Critical Temperature Resistor,临界温度电阻)。进一步地，水温比较电桥还包括第四电阻R4和第五电阻R5。第四电阻R4的一端与第一输入端相连，第四电阻R4的另一端接地。第五电阻R5的一端与第二输入端相连,第五电阻R5的另一端接地。更进一步地，水温比较电桥还包括第二可变电阻RP2。第二可变电阻RP2串接在探温元件Rt和第一电源SI之间。具体地，处理电路包括第三三极管VT3、第四三极管VT4、第五三极管VT5、第六三极管VT6、电磁继电器、第一二极管VD1、以及第二二极管VD2。第三三极管VT3和第四三极管VT4均为PNP (positive negative positive)管。第五三极管VT5和第六三极管VT6均为NPN管。电磁继电器包括双衔铁芯和三端式控制开关K。第一衔铁芯Yl与开关K的第一端a对应，第二衔铁芯Y2与开关K的第二端b对应。开关K的第三端c为复位端，位于第一端a和第二端b的中间。第三三极管VT3的e极与第一输出端相连，第三三极管VT3的b极与第二输出端相连。第四三极管VT4的b极与第三三极管的c极相连，第四三极管VT4的c极接第一电源SI。第一衔铁芯Yl的一端与第四三极管VT4的c极相连，第一衔铁芯Yl的另一端接第一电源SI。第五三极管VT5的e极与第二输出端相连,第五三极管VT5的b极与第一输出端相连。第六三极管VT6的b极与第五三极管的c极相连，第六三极管VT6的c极接第一电源SI，第六三极管VT6的e极与第四三极管VT4的e极相连。第二衔铁芯Y2的一端与第六三极管VT6的c极相连，第二衔铁芯Y2的另一端接第一电源SI。开关K与马达的一端相连，马达的另一端与第一二极管VDl的负极相连，第二二极管VD2的负极与第一二极管VDl的负极相连。第一二极管VDl的正极与第一输出端相连，第二二极管VD2的正极与第二输出端相连。进一步地，处理电路还包括第六电阻R6、第七电阻R7、以及第八电阻R8。第六电阻R6的一端与第三三极管VT3的c极相连,第六电阻R6的另一端接地。第七电阻R7的一端与第四三极管VT4的e极相连，第七电阻R7的另一端接地。第八电阻R8的一端与第五三极管VT5的c极相连，第八电阻R8的另一端接地。更进一步地，处理电路还包括第九电阻R9、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、以及第六二极管VD6。第九电阻R9串接在马达和第一二极管VDl之间。第三二极管VD3串接在第三三极管VT3的c极和第四三极管VT4的b极之间，第三二极管VD3的正极与与第三三极管VT3的c极相连，第三二极管VD3的负极与第四三极管VT4的b极相连。第四二极管VD4串接在第五三极管VT5的c极和第六三极管VT6的b极之间，第四二极管VD4的正极与第五三极管VT5的c极相连，第四二极管VD4的负极与第六三极管VT6的b极相连。第五二极管VD5串接在第四三极管VT4的c极和第一电源SI之间，第五二极管VD5的正极与第四三极管VT4的c极相连，第五二极管VD5的负极与第一电源SI相连。第六二极管VD6串接在第六三极管VT6的c极和第一电源SI之间，第六二极管VD6的正极与第六三极管VT6的c极相连，第六二极管VD6的负极与第一电源SI相连。另外，控制电路2还包括第十电阻R10。第十电阻RlO串接在第一电源SI和水温比较电桥、差分放大电路之间，水温比较电桥和差分放大电路均通过第十电阻RlO接第一电源SI。 另外，参见图4，该系统还包括水温显示电路和用于测量水温的测温器件31。其中，水温显示电路包括数码管组32和A/D (Analog/Digital，模拟/数字)转换芯片33。测温器件31设置在均匀腔12的腔壁上。测温器件31通过A/D转换芯片33与数码管组32电连接。具体地，测温器件31包括四个分立元件，其中两个分立元件设置在热水进水口 A和冷水进水口 B的交汇处，另外两个分立元件设置在出水口 C处，以四个分立元件测得的平均值作为测温器件31的结果输出。例如测温器件31包括第一测温元件AD1、第二测温元件AD2、第三测温元件AD3和第四测温元件AD4。第一测温元件ADl和第二测温元件AD2设置在热水进水口 A和冷水进水口 B的交汇处，第三测温元件AD3和第四测温元件AD4设置在出水口 C处。优选地，四个分立元件均为集成温度传感器，如AD590。更具体地，图5为测温器件31取平均值的电路，如图所示，第一测温元件ADl、第二测温元件AD2、第三测温元件AD3和第四测温元件AD4并联，并联的一端接第二电源S2，并联的另一端接用于输出电压的第十一电阻R11。第十一电阻Rll的另一端接地。测温器件31以第i^一电阻Rll两端的电压值作为其输出结果，与A/D转换芯片33相连。具体地,参见图4,数码管组包括用于显示温度正负的第一 LED (Light EmittingDiode，发光二极管)DS1，以及用于显示温度数值的第二 LED DS2、第三LED DS3和第四LEDDS4。在具体实现中，第一 LED DSl可以采用三段LED，第二 LED DS2、第三LED DS3和第四LED DS4可以采用带小数点的七段LED。进一步地，该系统还包括热水温度显示电路和热水温度测量器件。热水温度测量器件与热水温度显示电路电连接。其中，热水温度显示电路的结构与水温显示电路的结构相同，在此不再详述。其中，热水温度测量器件设置在热水进水口 A处。需要说明的是，实施例中的第一电源SI和第二电源S2为输出电压不同的电源。水温比较电桥、差分放大电路、以及处理电路所包括的元器件仅为举例，并不限于此。下面简单介绍一下本实用新型实施例提供的温度调节系统的工作原理:当实际水温等于设定水温时，Rt+RP2=RP1,电桥平衡，第一三极管VTl的b极与第二三极管VT2的b极电压相等，第三三极管VT3的e极和b极电压相等，第五三极管VT5的e极和b极电压相等，第三三极管VT3和第五三极管VT5截止，进而第四三极管VT4和第六三极管VT6截止，开关K接到第三端C，马达停止运转；当实际水温高于设定水温时，Rt+RP2〈RP1，电桥失衡，第一三极管VTl的b极电压高于第二三极管VT2的b极电压，第三三极管VT3的e极电压高于b极电压，第三三极管VT3导通，第五三极管VT5的e极电压低于b极电压，第五三极管VT5截止，进而第四三极管VT4导通，第六三极管VT6截止，开关K接到第一端a，马达运转，马达的转速与第一输出端的电压呈正比，热控流量开关14的开口减小，冷控流量开关15的 开口增大，均衡腔12中的热水减少，冷水增多；当实际水温低于设定水温时，Rt+RP2>RP1，电桥失衡，第一三极管VTl的b极电压低于第二三极管VT2的b极电压，第三三极管VT3的e极电压低于b极电压，第三三极管VT3截止，第五三极管VT5的e极电压高于b极电压，第五三极管VT5导通，进而第四三极管VT4截止，第六三极管VT6导通，开关K接到第二端b，马达运转，马达的转速与第二输出端的电压呈正比，热控流量开关14的开口增大，冷控流量开关15的开口减小，均衡腔12中的热水增多，冷水减少。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过控制马达驱动调节扇转动，使热水与冷水在均衡腔中快速混合，节省了水温达到所设温度的等待时间，使热水器的使用更为方便，而且由于加快了水温达到所设温度的速度，因此缩短了放水时间，节约了水资源。另外，通过控制热控流量开关和冷控流量开关的开口大小，可以进一步加快对水温的调节。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。
权利要求1.一种热水器温度调节系统，所述系统包括水温调节装置和用于根据设定水温控制所述水温调节装置动作的控制电路，其特征在于，所述水温调节装置包括调节扇、均衡腔和马达，其中，所述均衡腔的一端设有热水进水口和冷水进水口，所述均衡腔的另一端设有出水口，所述马达和所述调节扇位于所述均衡腔中，所述调节扇固定在所述马达的驱动轴上，所述控制电路与所述马达电连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水温调节装置还包括用于控制热水流量大小的热控流量开关、以及用于控制冷水流量大小的冷控流量开关，所述热控流量开关安装在所述热水进水口处，所述冷控流量开关安装在所述冷水进水口处，所述热控流量开关和所述冷控流量开关分别与所述控制电路电连接，所述热控流量开关的开口和所述冷控流量开关的开口在所述控制电路的控制下增大或者减小。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水温调节装置包括多个所述调节扇，多个所述调节扇沿所述驱动轴的轴线方向间隔布置。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制电路包括水温比较电桥、用于放大所述水温比较电桥比较结果的差分放大电路、以及用于根据所述差分放大电路放大的比较结果控制所述马达的处理电路，所述水温比较电桥、所述差分放大电路、所述处理电路和所述马达依次电连接，其中，所述水温比较电桥包括用于测量所述均衡腔中实际水温的探温元件，所述探温元件设置在所述均衡腔中。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述探温元件为负温度系数热敏电阻。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述马达为变速马达。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括水温显示电路和用于测量水温的测温器件，所述水温显示电路包括数码管组和模拟/数字转换芯片，所述测温器件设置在所述均衡腔的腔壁上，所述测温器件通过所述模拟/数字转换芯片与所述数码管组电连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测温器件包括四个分立元件，其中两个所述分立元件设置在所述热水进水口和所述冷水进水口的交汇处，另外两个所述分立元件设置在所述出水口处。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，四个所述分立元件均为集成温度传感器。
10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括热水温度显示电路和热水温度测量器件，所述热水温度测量器件与所述热水温度显示电路电连接，所述热水温度测量器件设置在所述热水进水口处。
专利摘要本实用新型公开了一种热水器温度调节系统，属于控制领域。所述系统包括水温调节装置和用于根据设定水温控制所述水温调节装置动作的控制电路，所述水温调节装置包括调节扇、均衡腔和马达，其中，所述均衡腔的一端设有热水进水口和冷水进水口，所述均衡腔的另一端设有出水口，所述马达和所述调节扇位于所述均衡腔中，所述调节扇固定在所述马达的驱动轴上，所述控制电路与所述马达电连接。本实用新型通过控制马达驱动调节扇转动，使热水与冷水在均衡腔中快速混合，节省了水温达到所设温度的等待时间，使热水器的使用更为方便，而且节约了水资源。
文档编号F24H9/20GK203116296SQ20132003212
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者雷海东, 胡国立, 何九州, 潘勇, 王知权 申请人:江汉大学