专利名称：太阳能电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于淋浴冲洗器。
已知技术中的普通太阳能热水器，由于保温贮水箱箱体结构的设计比较简单，一般只考虑保温性能和水箱容量，且只能灌一箱水用一箱水，所以使用很不方便，既不能全天候使用，也做不到随时即需即用。而一般的电热水器则完全依靠消耗电能来换取热能，不能利用可无偿使用的太阳能，以降低能耗，节约费用。有的太阳能热水器，虽也配装有一个电热管，以方便辅助加热，但由于其结构设计不甚合理，用电时电热管是对整个保温贮水箱加热，且无控制，既不节电，也达不到家用电器法定用电安全性标准的要求。
本实用新型的目的在于为克服上述缺陷而提供一种使用方便、能充分利用太阳能并可节省用电的太阳能电热水器，这种热水器兼具太阳能热水器和一般电热水器的优点和功能。
本实用新型太阳能电热水器的技术解决方案是设有控制盒、支架、太阳能集热管组件和保温贮水箱，保温贮水箱内设有电加热器件，其特殊之处是保温贮水箱内设有一竖立的分隔层使保温贮水箱腔体分为腔室一和腔室二，分隔层上设有贯通于腔室一和腔室二的导流通道，腔室一上设有控制进水保持满水位的自控阀，腔室二中设有所述的电加热器件并设有温度、水位传感器和热水出水口连于出水管路。
所述的出水管路和腔室一之间通连有辅助出水管其上设有顺序控制阀。
所述的自控阀可以是设有进水通道和引流上层热水的出水通道通连于所述的辅助出水管。
所述的控制盒中设有水位及温度电子监控电路。
所述的控制盒中也可以设有含微处理芯片控制的监控报警电路。
本实用新型太阳能电热水器，由于设有控制盒、太阳能集热管组件和保温贮水箱，保温贮水箱内设有具导流通道的分隔层将保温贮水箱腔体分为腔室一和腔室二两个腔室，腔室二的容积可以相对较小，且腔室二中设有电加热器件，这样，本热水器既可以作为独立的太阳能热水器使用，也可以利用太阳能加热后的热水作为进水的电热水器使用。在作为独立的太阳能热水器使用时，若用户发现水温达不到淋浴要求，便可开启电热器件对腔室二加热水温。由于电热器只对腔室二加热，且相对腔室一，腔室二的容积可设计得较小，例如腔室一为90升，腔室二为30升，所以本热水器可实现快速加热和节省用电的目的，并具有使用方便的特点。
以下结合
本实用新型的实施方式。
图1是本太阳能电热水器外形示意图；图2是保温贮水箱的结构示意图；图3是水位及水温电子控制电路；图4是含微处理芯片控制的监控报警电路。
图5是本热水器一种自控阀结构示意图。
图中标记表示1保温贮水箱，1-1通气口，1-2保温层，1-3热水出水口，2分隔层，2-1导流通道，3-1水温传感器，3-2水位传感器，4出水管路，5进水管路，6自控阀，6-1水位计接口，6-2水位调节螺塞，6-3阀体，6-4阀座，6-5进水阀芯，6-6压轮，6-7空心铰轴，6-8空心连杆，6-9浮子，6-10进水口，6-11进水通道，6-12出水通道，6-13出水口，7顺序控制阀，8辅助出水管，9电加热器件，10截止阀，11腔室一，12腔室二，13支架，14集热管组件，15控制盒。
实施例1本太阳能电热水器，设有支架13、集热管组件14、保温贮水箱1和安装于用户室内的控制盒15，保温贮水箱内设有一竖立的分隔层2使保温贮水箱腔体分为两个腔室——腔室一11和腔室二12，分隔层2上设有贯通于腔室一和腔室二的导流通道2-1并于上端设有排气口，腔室一上设有控制进水保持满水位的自控阀6，腔室二中设有电热器件9和包括水位和水温的传感器3并设有热水出水口1-3连于出水管路4。所述的自控阀6具有进水口6-11、进水通道6-12、阀体6-4、阀座6-5、进水阀芯6-6、压轮6-7、连杆6-9、浮子6-10，这些与普通卫生设备所用自控阀相同，不同的是本自控阀设有相互贯通的出水通道6-13和出水口6-14，所述的连杆为空心连杆6-9其上端开口下倾可位于上层水位中，空心连杆6-9经空心铰轴6-8与阀体枢连使空心连杆、空心铰轴和出水通道三者贯通。本热水器还设有补充水管8连于自控阀出水口6-14，补充水管上连有顺序控制阀7。所述的控制盒中设有水位及温度电子监控电路(图3所示)，它由水温监测电路①、水位监测电路②、电加热器电源通断控制电路③和电源电路④组成。其中水温监测电路①由测量桥路、阴极跟随器324-3和比较放大器324-4组成。桥路的一臂为水温传感器S1输入端，另一臂为用户水温设定电位器W。电加热器电源通断控制电路③由比较放大器324-2和以断电器J1为负载的晶体管开关电路构成。正常工作时，温度讯号电位小于水温设定电位，这二路输入经控制比较放大器324-2，输出高电平，使J1导通对电加热器加热，当水温等于或大于设定温度时，测量桥路通过阴极跟随器324-3输出一个负信号使开关电路截止，J1开路，电热器的加热电源切断。比较放大器324-4是防止温度传感器因击穿短路或损坏开路用的保护电路。温度传感器击穿短路时，其桥路输出会使比较控制放大器324-2一直保持高电平输出，结果导致电热器无控制地一直加热。但此时，由于比较放大器324-4会同时出现一个保护性和负电平输出，通过输出端的钳位二极管使比较放大器324-2的输出为负电平，迫使开关电路截止，中止对电热器的不断加热。水位监测电路②由输入电路和比较放大器324-1构成，其作用与保护电路324-4相似，只有当水位传感器S2达到某个水位限制电平时，才会通过隔离钳位二极管，使控制比较电路324-2截止所述的开关电路，切断电加热器电源。如上所述，本例热水器具有电加热自动切换，防止电加热器空烧和用户按需设定水温的功能。
本太阳能电热水器可作为独立的太阳能热水器使用。使用方式可采用连续式即“维持水箱满水位方式”，也可采用间竭式即“放满一箱水用一箱水方式”。作为后一种式作方式使用时，当腔室一11水位逐渐下降低于分隔板导流通道(2-1)入口后，顺序控制阀7会自动开启，腔室一上层较高温度的水会经辅助出水管8流至出水管路4再经截止阀10流出，供淋洗使用。所述的顺序控制阀7是一单向阀，其进口与自控阀出口6-13相连，出口通向出水管路4，洗用正常时两端压力相当该阀关闭，当出水管路4水压下降或断流时会因单向阀出口端压力小于进口端压力而使阀芯开启，使腔室一上层较高温度的水，通过空心连杆6-8、空心铰轴6-7、自控阀出水通道6-12和辅助出水管路8流出供使用。
若洗用出水温度不够，用户可开启电热器件9，对较小容积的腔室二水温加热，实现快速加热和节省用电的效果。本热水器保温贮水箱容积可按需设计，例如设为120升，其中腔室一为90升，腔室二为30升。本热水器设水位及温度电子监控电路。电位器W调定水温，其所连测量电桥及所接水温传感器S1用来测量水温，集成电路324-2对其比较，当水温未达到所调定值，则输出高电平使三级管T导通，继电器J1吸合，电热器通电加热；反之则输出低电平，继电器断开，电热器断电停止加热。电路324-4用于水温传感器开路保护，防止电热器长时间加热。水位监测电路②用于防电热器空烧，当水位降至警戒线以下时，经电路324-1输出信号继而使J1断开停止加热。
实施例2本太阳能电热水器，所述的控制盒中设有含微处理芯片PIC16C73控制的监控报警电路(图4所示)代替例1的水位及温度电子监控电路，其他构造及相关功能与例1的相同。芯片PIC16C73的输入端连有水位监测电路①、水温监测电路②、安全保护监测电路③和水温设定电路④，其输出端连有数显电路⑤、声响报警器电路⑥和加热电子开关电路⑦，本监控报警电路中还设有电源电路⑧。水位监测电路①包括水位传感器S1输入接端、由电阻R2和稳压管D1组成的限幅保护电路以及缓冲放大器324-1；水温监测电路②包括测量电桥、水温传感器S2输入接端和前置放大器324-2；安全保护监测电路③包括监测电加热器漏电的比较电路和跟随放大电路324-3；水温设定电路④包括按钮K1和K2，分别用于温度加和温度减；数显电路⑤包括三极管T1、T2、电阻R24～R31及其所连数码管；声响报警器电路⑥设有受微处理芯片控制的微型扬声器；加热电子开关⑦包括光电隔离集成电路3061、双向可控硅T3、电热器件Heater接入端和过热保护元件K3。集成电路3061和双向可控硅可对电热器件进行通断电控制，K3是一个断电温度为80℃的双金属片热继电器。
本例太阳能电热水器可实现如下基本功能1、电加热器的通断电监控。PIC会根据水温传感器S2所测数据与用户设定温度(通过K1、K2设定)进行比较，并控制电加热器电源的通断当实测水温等于或高于设定温度时切断加热电源低于设定温度时导通加热电源。
2、防止电加热器空烧。本热水器设有如下三重空烧保护功能。其一是腔室二中至少会容留不低于热水出水口水位的剩水以确保电加热器始终在有水状态下工作。其二是PIC通过水位监测电路会实时采集水位数据并与下限水位设定值进行比较，在发现实测水位低于下限水位时指令电子开关电路切断加热器电源。其三是设在紧贴腔室二热水出水口下方、串联在电加热器前面的开路温度为80℃的双金属片热继电器，只要腔室二的水温高于80℃，电加热器就会始终处在断电状态。
3、实时显示腔室内水温。PIC会根据温度监测电路采集到的腔室内水温，指令数显电路进行实时温度显示。
4、故障代码信息显示。PIC会通过保护监测电路采集电加热器的漏电数据并与允许控制值进行比较以判定电加热器的绝缘是否良好。一旦发现情况异常，PIC就会中断水温显示，指令显示电加热器的故障代码。同时，PIC还会通过水位监测电路，实时采集上水位的状态信息，判定自控阀有否漏水，一旦发现上水位状态异常，PIC就会立即指令数显电路，显示自控阀的故障代码信息。
5在显示设定温度和故障代码的同时，PIC还会指令声光电路鸣声和发生光指示报警。
权利要求1.太阳能电热水器，设有控制盒(15)、支架(13)、太阳能集热管组件(14)和保温贮水箱(1)，保温贮水箱(1)内设有电加热器件，其特征是保温贮水箱(1)内设有一竖立的分隔层(2)使保温贮水箱(1)腔体分为腔室一(11)和腔室二(12)，分隔层(2)上设有贯通于腔室一(11)和腔室二(12)的导流通道(2-1)，腔室一(11)上设有控制进水保持满水位的自控阀(6)，腔室二(12)中设有所述的电加热器件(9)并设有温度、水位传感器和热水出水口(1-3)连于出水管路(4)。
2.如权利要求1所述的太阳能电热水器，其特征是在出水管路(4)和腔室一(11)之间通连有辅助出水管(8)其上设有顺序控制阀(7)。
3.如权利要求2所述的太阳能电热水器，其特征是所述的自控阀(6)设有进水通道(6-12)和引流上层热水的出水通道(6-13)通连于所述的辅助出水管(8)。
4.如权利要求1、2或3所述的太阳能电热水器，其特征是所述的控制盒中设有水位及温度电子监控电路。
5.如权利要求1、2或3所述的太阳能电热水器，其特征是所述的控制盒中设有含微机处理芯片控制的监控报警电路。
6.如权利要求5所述的太阳能电热水器，其特征是所述的含微处理芯片控制的监控报警电路设有单片机电路，其输入端连有水位监测电路、水温监测电路、安全保护监测电路和水温设定电路，其输出端连有数显电路、声响电路和加热电子开关电路。
专利摘要太阳能电热水器,设有控制盒、支架、太阳能集热管组件和保温贮水箱,保温贮水箱内设有一竖立的分隔层2使保温贮水箱腔体分为腔室一11和腔室二12,分隔层上设有贯通于腔室一和腔室二的导流通道2－1,腔室一上设有控制进水保持满水位的自控阀6,腔室二中设有电加热器件9并设有温度、水位传感器和热水出水口1－3连于出水管路4,出水管路和腔室一之间通连有辅助出管8其上设有顺序控制阀7。本热水器可作为独立的太阳能热器也可结合电加热使用。
文档编号F24H1/20GK2385280SQ9921807
公开日2000年6月28日 申请日期1999年7月28日 优先权日1999年7月28日
发明者赵尧阶, 宋峨坤, 李天信 申请人:赵尧阶, 宋峨坤, 李天信