专利名称：与太阳能热水器配用的电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种与太阳能热水器配用的电热水器，属于电热水器的技术领域。
现有的电热水器，主要由内胆、外壳、保温层、电加热管、控制器、显控面板、插头、混水阀等组成。其主要缺点是用电负荷大，加热时间长，相对寿命短，出水量小；与太阳能热水器组合使用时，并无有机的内在联系，并不能显示太阳能热水器的水温和水位并控制其水位。
本实用新型的目的是要提供一种与太阳能热水器配用的电热水器。它可以克服上述的缺点，使电热水器与太阳能热水器相结合使用；在太阳微弱不足时也能正常使用，并使水箱的水位可以显示。
本实用新型的目的是这样实现的其内胆(1)两端均为圆拱形，外壳(2)是圆柱形桶体，顶部有一端盖(11)，焊成一封闭容器，内胆(1)与外壳(2)之间充填以保温材料层(3)，内胆(1)底部焊有出水管(6)和进水管(5)，进水管(5)一端伸出控制面板(13)外面，内胆(1)底部装有电加热器(4)和阳极棒(9)，底部以导线连接于电热控制器(8)和太阳能水温水位显示控制电路装置(7)，该电路(7)又连接一传感器(10)。
图1．电热水器示意图图2．电器电路图(第一部分)图3．电器电路图(第二部分)图4．电器电路图(第三部分)图5．电器电路图(第四部分)图6．电器电路图(第五部分)兹结合附图对与太阳能热水器配用的电热水器的结构详细叙述
由
图1，内胆(1)是用钢或不锈钢材料制成的承压容器，两端均为圆拱形，外壳(2)是圆柱形筒体，顶部有一端盖(11)焊成一封闭容器，外壳(2)与内胆(1)之间充填聚氨脂保温材料层(3)；内胆(1)底部焊有出水管(6)和进水管(5)，进水管(5)伸入内胆内，另一端伸出控制面板外面；内胆(1)底部装有电内胆(1)底部，该加热器(4)常用的电热管或陶瓷碳电热膜加热器，阳极棒(9)装在电加热器的法兰盘上面，底部以导线连接于电热控制器(8)和太阳能水温水位显示控制电路装置(7)，该电路又连接一传感器(10)。
由图2，测温探头VD101是一个二极管D1置于铜管中，成为一个测温的敏感元件；二极管D1正极分别接于单结管VT101、VT102、VT103、VT104、VT105的发射极E，单结管VT101、VT102、VT103、VT104、VT105的第二基极B2连接，VT101的第一基极均分别各连接电阻R101、R102、R103、R104、R105后，再连接于发射极E。放大器N202:A(型号LM339)的4端接电阻R217和电位器VR202，再通过插头P101与单结管VT101第二基极连接，而3端接+5V，1端接地，6端与放大器N202:C的9端，N202:D的11端，N202:B的7端共同相接，再接于晶体振荡器C206正极；C206负极接地，同时又分接电阻R212和R202,R212另一端接于电阻R213和N202:B的6端，R213另一端接于R214和N202:D的10端，R214另一端接于N202:C的8端和R215,R215另一端接于N202:A的4端和电阻R216和电阻R217；放大器N202:A的2端接于三极管VT204(型号9014)基极，同时又分接电阻R221，放大器N202:C的14端也接于三极管VT203(型号9014)基极，同时分接电阻R220；放大器N202:D的13端接于三极管VT202基极，同时也分接电阻R219,R219、R220、R221以及R218的共同连接，接于R239。
由图2三极管VT204集电极与发光二极管VD204的负极相接，同时又分接于开关S201的触点，VD204的正极接电阻R225；三极管VT203的集电极也接于光敏二极管VD203的负极，又分接于开关S201的触点；VT203的正极接于电阻R224，三极管VT202的集电极接于光敏二极管VD202的负极，同时又分接于开关S201的触点。VD202的正极接于电阻R223、VT204、VT203、VT202的发射极共同连接于光敏二极管VD201负极，其正极接电阻R222、电阻R225、电阻R224、电阻R223和电阻R222的的另一端共同接于三极管VT201的集电极、三极管VT202的发射极又接地。N202:B的1端接于电阻R218，又分接于D203:C(型号4869)的5端，而6端通过电阻R506与二极管VD504正极连接，其负极接于三极管VT503基极(参见图4)。开关S201的触点又接于电阻R226，同时又分接于二极管VD205正极和晶体振荡器C202正极，C202负极接地，VD205接于+5V。
由图3，按键开关S203的触点接地，另一端通过电阻R223接于+5V，同时又连接于D202:D(型号4011)的13端，其12端接于D202:C的10端，D202:D的11端接于D202:C的8端；该11端又连接于VT208基极，其集电极接+5V；而发射极接电阻R234，电阻R234另一端接光敏二极管VD207正极，其负极接电阻R237，同时又分接于电阻R220和三极管VT207基极(型号9014)，其集电极接于三极管VT206基极(型号9013)，同时又分接于电阻R230，另一端与VT206的集电极接于VDD；而发射极接于门电路HA(型号YX-150a)1端，电阻R237另一端与VT207发射极共接于地，同时又接于门电路HA的2端。
门电路D202:C(型号4011)的9端接于电阻R238,R238另一端接于二极管VD206(型号4140)正极，其负极接于+5V，同时又分接电阻R232,R232另一端接晶体振荡器C204正极，其负极接地；R238另一端接于门电路D202:C的9端，同时又分接一电容C200，再与电阻R239另一端一同接于二极管VD210和VD211(型号4148)的正极；该二极管VD211的负极接于门电路D202:C的9端，而其10端接于门电路D201:D的12端，D201:D的11端接于门电路D202:A(型号4011)的2端和1端，又与R228另一端相接，D201:D的13端接集成块D203:B(型号4069)4端，其3端与D203:A的2端连接，其1端与电阻R227连接，同时又分接于晶体振荡器C203正极，其负极接于门电路D501:C8端(见图5)。门电路D201:B(型号4011)的4端接于D201:A的2端，而5端与D201:A的3端连接，其1端连接于开关S201。门电路D201:B的4端与进水方式开关S202触点连接，另外2触点分别接地和接于+5V；开关S202又通过电阻R229连接于三极管VT205基极(型号9013)，其发射极接地；集电极通过电阻R236与光敏二极管VD209负极相接，同时又分接于二极管VD20(型号4140)正极和继电器J201,VD209正极、VD208负极与J201共同接于+5V。
由
图1，差动放大器N201:A(型号TL062)的3端接电阻R201，同时分接电阻R202,2端接电阻R203,2端又与1端接于电阻R204的两端，电阻R240与R201另一端共同接于晶体振荡器C201正极，其负极与电阻R211一端共同接地，又通过电阻R201接于电位器VR201一端，另一端接于电阻R210后，再接于+5V,VR201又接电阻R206，再与N201:A的1端与电阻R205连接，又与电阻R206一同接于N201:B的5端，同时又接于晶体振荡器C201正极，其负极接地；N201:B的6端接于电阻R207后再接地，同时分接电阻R200，而N201:B的7端与电阻R200另一端一同接于电阻R522。
由图5，减法器的运算放大器N501:A(型号LM339)的5端接电阻R519，同时又分接电阻R520和R5,R519另一端接地，R5另一端接电位器VR502，电位器VR502和VR503并联，一端接+5V，另一端接-5V,VR503又接电阻R5010，其另一端接电阻R531，同时又分接于放大器N502:C(型号LM339)的9端，其8端接电阻R530后再接地；14端接电阻R533，同时又分接门电路D501:B的6端，其4端接于D501:A(型号4011)的2端，而5端接于D501:A的3端，同时又分接于电阻R508，该电阻R508另一端接于晶体振荡器C501正端，同时又分接于三极管VT504基极和电阻R504；电阻R504另一端连接于三极管VT503(型号5014)集电极，发射极接地，基极与二极管VD504(型号4148)负极，其正极通过电阻R506接于D203:C的6端，UT503基极同时又分别与光敏二极管VD505负极以及电阻R503连接，VD505正极与开关S502触点连接，S502又通过R507接于+5V，电阻R503接于门电路D501:C的9端，而8端接于晶体振荡器C203负极，三极管VT503集电极接于继电器J501，同时又与二极管VD501正极以及光敏二极管VD502负极相接，VD501负极以及VD502通过电阻R505共同接于继电器J501，同时又接于VDD。减法器N501:A(型号LM339)的5端接电阻R519，电阻R519一端接电位器VR501,VR501另一端接电阻R525后再接地，另一端接电阻R524后再接+5V；N501:A的12端接地，3端接+5V,4端接电阻R521后再接地，同时又分接电阻R523和二极管VD506正端以及电阻R512,N501:A的2端接于电阻R223另一端；VD506的负极，电阻R512的另一端与N201:B的7端共同接于N502:A(型号4066)的1端，其13端接于门电路D501:D的11端(型号4011)，而2端与D502:B的12端相接，同时又连接于运算放大器N502:A(型号LM339)的2端，N502:A的1端接-5V,3端接+5V,4端接电阻R510，二极管VD507的负极和电阻R513，电阻R509和按键开关S501、电容C504、三极管VT505集电极接于电阻R510和电容C504一端，基极与电阻R517和光敏二极管VD500负极相接，正极接电阻R516后再分接晶体振荡器C505正极，电阻R516、电阻R518、电阻R509、电阻R510共同接于电阻R511，晶体振荡器C505负极和电阻R517与三极管VT505发射极相接，再接于开关S501，二极管VD507正极、电阻R513、电阻R512和VD503正极以及晶体振荡器C503负端。
三极管VT401(型号9012)基极接电阻R401后再接于集成块D206:D(型号4069)8端，其9端与D203:E(型号4069)10端相接，同时又分接于电容C205；该11端又与D203:F(型号4069)12端连接，又分接电阻R235，而13端又与R235和电容C205另一端连接，三极管VT401集电极分接电感L401和电容C404，而发射极接+5V；三极管VT402基极接稳压器VD407正极，同时又分接电容C406和电阻R402，集电极分别接于电阻R402另一端，晶体振荡器VD405(型号4140)以及二极管VD406正极，其负极和电容C405、电容C406、稳压管VD407负极、晶体振荡器C407以及二极管VD408正极和电感L401相接后再接地；电容C407、电阻R403另一端和VT402发射极连接，同时又接于-5V。
由图4，集成块N401(型号7805)的1端分别连接于晶体振荡器C401、二极管VD401和VD403负极，2端与晶体振荡器C401以及二极管VD402和VD404正极相接，同时又与晶体振荡器C403和电容C402连接，3端与C403和C402另一端相接后又接于+5V。VD402负极接变压器T401第一次级绕组再与VD404负极相接，然后分别接于VD401和VD403正极；变压器T401第二次级绕组与接口P401相接，插头P001一端与熔断器FU401相接后再接于开关S401，另一端接初级绕组220V和开关S401。
由图6，三极管VT501(型号9012)基极接电阻R501后再接于三极管VT502集电极，其发射极接地，而基极与电阻R502连接(见图5)；VT501的发射极接+5V，集电极通过电阻R306分接连接于显示水位的数码管D303:AD302:AD301:A(型号为LED4)，数码管与数码转换电路的集成块N302(型号7187)相接，N302的1端接于+5V，又接于电阻R305后再接于电位器VD301,36端也接VD301,VD301另一端接电阻R304后又接地；38端接电容C305,39端接电阻R303,48端与电容C305和R303另一端相接；33端和34端各接于电容C304的两端，32端与36端共同接地，30和31端接于电容C301的两端，31端和C301一端接于R301后再接于D502:A的2端和D502:B的11端，30端和电容C301一端共同接地，27端接电容C302,28端接电阻R302,29端接电容C303，电容C302、电容C303、电阻R302的另一端相连接。
本显示控温电路的工作原理如下1．温度系统图中左侧置于铜管中的二极管VD101为测温的敏感元件，在恒流的作用下，VD101的两端会产生一个与温度成反比的电压降，此电压降送双端输入差动放大器N201:A放大，尔后送入加法器N201:B，通过调整VR201使得VD101置于0℃环境时，N201:B/7输出为0V。此输出电压经电子开关D502:A送到模数转换，最后由三位LED数码管D301:A～D303:A显示出水温值。温度的满度值(99.9℃)的调整可将测温探头VD101置于沸水中，通过调整VR201改变N302的基准电压来取得。
用于电加热部分的元器件序号首位数为5。VR501为温度设置电位器，N501:A充当减法器，温度预置电压送N501:A的同相端，而来自N201:B/7的实际温度电压送N501:A的反相端，在N501:A/2这输出端输出其差值电压。N502:B、N502:C、N502:D及D501:A,D501:B则组成逻辑控制电路，该电路根据N501:A/2输出的差值电压的极性和大小来作出判断和控制。由图不难分析出该逻辑控制电路能实现如下功能在开机时或按过温度设置键后，若实际温度低于设置温度，则加热继电器J501吸合，加热器加热；经过加热使实际温度达到设置温度后J501释放，加热停止后，当实际温度低于设置值5℃(由R526及R527的分压比而定)时，则J501重又吸合，如此周而复始实现有回差的加热。
N502:A构成单稳态电路，VT505构成开机启动电路。开机时或刚按过设置按钮后，单稳N502:A进入暂稳态。此时1．与非门N501:C输出的脉冲信号使控制LED阳极的电子开关VT501、VT502通断变化，LED显示屏闪烁，表示此时为“温度设置”之时。2．同时，模数转换输入信号的电子开关D502:A由通变断，D502:B由断变通，将预置温度信号引入模数转换信号输入端，使显示屏显示温度设置值。若要改变设置，则只要在此时调整温度设置电位器VR501即可。
2．水位系统图中VT102～VT105栅极接不同层次的水位传感器电极，VT102～VT105为四级独立的恒流源，但恒电流均调为0.3mA，每接通一级水位传感电极，则开通一级恒流源；在取样电阻R211两端产生一级电压降，将此电压降送至预先设置好的门槛电压的四级比较器进行比较则不难知道水位的高低。例如当无水时，R211上流过的电流仅为温度传感器的0.3mA电流，那麽电阻R211两端的电压VR221=100Ω×0.3mA=30mV，此电压送到比较器N202的各同相输入端，比较器N202的各反相输入端的门槛电压依次设置为50mV、75mV、100mV和125mV。所以无水时，各级比较器的输出均为低电平，N202:B/l的低电平使N201:B/10为高电平，N201:D/11输出的脉冲信号使无水指示灯VD201闪烁，蜂鸣器HA间歇鸣叫。如此时认为无需鸣叫，则可通过按“止闹”键S203，使止闹R-S触发器翻转为止闹状态。N202:B/1的低电平又置进水R～S触发器N201:A、N201:B，N201:B/4输出为高电平；在进水方式选择开关S202选在“自动”时(接通1)，则VT205导通，进水电磁阀F401打开往水箱中进水。由于进水，水箱水位会不断升高，当接通第一级水位传感器时，N202:B/1由低电平转为高电平，VD201灯由闪亮转为常亮。随着水位的继续升高，又接通上一级水位传感器，此时R211上的压降已达30mV+100Ω×30mA×2=90mV；N202:D/13的电位由低变高，VT202/C的低电平将使进水R-S触发器翻转，J201释放停止进水，达到了水位选择及自动控制的目的。其余各级水位的控制依次类推。
当然，如果不需要自动上水，可拨进水方式开关S202，在2与3之间选择，是停止进水还是进水。即使在此手动方式，当水箱水位升到所选择的水位时，蜂鸣器也会鸣叫，告诉主人水位已达目标限，请切断水源。
与现有技术相比，与太阳能热水器配用的电热水器具有下列优点1．电热水器可与太阳能热水器配合使用，可显示其水位水温，即使在日光微弱不足时，也可保证正常供应热水。
2．在水箱无水时，继电器不能吸合，可防止发生干烧。
3．设置加热与不加热的区间，在水温未达到时可开启电加热器；水温达到，可自动停止加热。
4．可充分利用太阳能热水器，减少用电量。
权利要求一种与太阳能热水器配用的电热水器，其特征在于其内胆(1)两端均为圆拱形，外壳(2)是圆柱形桶体，顶部有一端盖(11)，焊成一封闭容器，内胆(1)与外壳(2)之间充填以保温材料层(3)，内胆(1)底部焊有出水管(6)和进水管(5)，进水管(5)一端伸出控制面板(13)外面，内胆(1)底部装有电加热器(4)和阳极棒(9)，底部以导线连接于电热控制器(8)和太阳能水温水位显示控制电路装置(7)，该电路(7)又连接一传感器(10)。
专利摘要一种与太阳能热水器配用的电热水器,外壳与内胆之间充填以聚氧酯保温材料层;内胆底部焊有进水管和出水管,底部装有电加热器和电热棒;底部以导线连接一电热控制板和太阳能热水器的水温水位显示控制电路置,并连有一传感器,电热水器与太阳能热水器可配合使用,电路可显示控制温、水位,使用安全可靠,可减少耗电量。
文档编号F24H1/20GK2343529SQ9820153
公开日1999年10月13日 申请日期1998年2月25日 优先权日1998年2月25日
发明者黄鸣, 张炳昌 申请人:黄鸣