专利名称：一种快速热循环的节能电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热水器，尤其涉及一种冷热水快速循环的节能电热水器，属于家用电器领域。
背景技术：
现有的电热水器大致分为即热式和储热式两种。
即热式需20A以上电流，功率很大，一般家庭不适用。
储热式电热水器设有储水的内胆，水胆中的水预加热后，会出现水胆中不同高度水温不一样的现象。以加热功率为3000W、设定温度为95度的热水器水胆温度分布为例(水胆温度检测点设在水胆上三分之二处)，当加热达到设定温度停止加热3分钟后经实际测得数据如下水胆顶部为97.1度，顶部下5厘米为91.1度，10厘米为89.7度，15厘米为89.3度，20厘米为88.5度，25厘米为87.4度，30厘米为64.3度，35厘米为52.3度，40厘米为40.0度，底部为37.2度。这说明了传统旧式储水式热水器中并非所有热水都达到了设定温度95度，水胆热水储存量有效率仅为33％，比如说1台15升容量的水胆有效使用热水率为33％，即为4.9升。再有，人洗澡时总是抽取高处的热水再与外界的冷水混合，这就会出现抽取的热水温度越来越低，人沐浴时水温不稳定，感觉很不舒服。
本实用新型为了克服以上的缺点，进行了有益的改进。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种热水效率高、出水温度稳定、体积小、节约能源、没有水垢、操作方便而人性化的节能电热水器。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案一种快速热循环节能电热水器，包括水胆、电加热管、控制电路、水路，水胆上还设有循环水泵，循环水泵的进水管、出水管与水胆相通；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的循环水泵的进水管、出水管高低布置，进水管设置在水胆的高处，出水管设置在水胆的低处；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的水胆形状为扁形，水胆壳体上设有反冲加强筋，反冲加强筋凹陷于壳体；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的水胆还设置有防膨胀加强柱，防膨胀加强柱是壳体上设有对穿水胆且与水胆内部隔绝的管状孔，然后拉杆穿置在其中；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的水路包括热水出水管、冷水进水管、混合出水管，在混合出水管处连接有混合水出水温度探头；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的电路部分包括主板MCU、循环水泵控制电路、循环水泵、发热管H1控制电路、发热管H1、发热管H2控制电路、发热管H2；主板MCU的输出端连接循环水泵控制电路的输入端、循环水泵控制电路的控制端控制循环水泵；主板MCU的输出端连接发热管H1控制电路的输入端、发热管H1控制电路的控制端控制发热管H1；主板MCU的输出端连接发热管H2控制电路的输入端、发热管H2控制电路的控制端控制发热管H2；如上所述的一种快速热循环的节能电热水器，所述的电路部分还包括水位开关、水流开关、出水温度检测电路、水胆温度检测电路；水位开关连接主板MCU的输入端；水流开关连接主板MCU的输入端；出水温度检测电路连接主板MCU的输入端，水胆温度检测电路连接主板MCU的输入端。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点1、本热水器一边通过发热管加热，一边通过不断快速水循环，使整箱热水温度非常均匀；经数据实际检测，温度均匀度达100％，大大提高了储水式热水器的储水效率，而传统热水器水胆的有效使用热水率仅为33％；2、人在沐浴时出水温度稳定，不会出现时冷时热的现象，提高了人体使用的舒适度；因为水胆中由上至下温度是均匀的，抽取的热水温度也是均匀的，不会出现热水水温越来越低的现象；3、在本设计中，由于设计了利用微型水泵进行热循环加热使水胆温度顶部为设定温度时，水胆底部和中部为相同的温度，所以大大缩小了水胆的体积，即1个10公斤容量的水胆就超越了一个传统的30多公斤容量的水胆，节约了空间，有利于用户的安装使用；4、节约了时间及能源，减少了浪费；比如在同一加热功率3000W的情况条件下，1箱10公斤容量的水需要约18分钟加热到设定温度而容量30多公斤的水所需时间约50分钟；再有能源损耗也小，大大节约能源，本热水器热水的有效率几乎为100％，而传统水胆水温不均匀，有效率仅为33％，而67％为浪费能源；5、由于快速水循环，水胆热温度均匀，发热管不易产生水垢且不易贴水垢，这也大大提高了发热管的使用寿命和热效率；同时若长时间使用后，排水垢也非常方便，只要松开排污口通过循环水泵快速把水垢排清即可，这是行业中同类产品中无法相比的；6、本热水器采用扁型设计，打破传统的圆型大而笨的缺点；而且本水胆耐压能力强，适合使用范围广；7、电路控制部分设置则有这样的优点电进入时，设有专业漏电保护装置；设有防干烧保护的体胀式温控器；设有水位检测开关，若水胆中检测不到水的存在，电路控制部分就永远不会发出指令，发热管亦就无法进行加热，起到多重保护作用；在设计中独创了混合出水龙头中的混合水出水温度探头，通过检测混合水的温度后直接在大屏幕中显示出来，使用中一目了然、防止热水烫伤；本热水器采用人性化的设计智能微电脑控制和独有的结构，只要您使用中设置好，热水就会源源不断地从混合水龙头中流出，让人随心所欲。
图1是本实用新型的正面示意图；图2是本实用新型的俯视示意图；图3是VFD屏幕控制说明示意图；图4是本实用新型电路部分的原理图；图5是本实用新型电路部分的方框图；图6是本实用新型工作过程的示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述一种快速热循环的节能电热水器，包括水胆10、电加热管20、控制电路、水路30，水胆上还设有循环水泵40，循环水泵的进水管410、出水管420与水胆相通。
当电热水器工作时，电加热管对水胆中的水进行加热；与此同时，水泵开始工作，使水胆中的热水与冷水不断混合，从而水胆中不同高度的水达到温度基本相同的效果。
循环水泵的进水管410、出水管420高低布置，最好是进水管设置在水胆的高处，出水管设置在水胆的低处。因为在水胆中若没有外力强加的循环时，水胆高处的水温较高，水胆低处的水温较低；水泵的进水管抽取水胆高处的热水，经过水泵的出水管排出，与水胆低处的冷水混合，从而冷、热水不断地调和均匀。
电加热管20可以为两组，比如一组为1000W，另一组为2000W；在使用时，可以开一组1000W加热，也可以开一组2000W加热，还可以同时开两组即3000W加热。用户可以根据自己需要热水的时间来选择。
水胆10形状为扁形，通过不锈钢拉伸成型，采用自动焊接工艺，加工非常可靠。水胆壳体110上设有反冲加强筋120，反冲加强筋凹陷于壳体，使水胆的受力更均匀。水胆10还可以设置有防膨胀加强柱130，防膨胀加强柱130是壳体110上设有对穿水胆10且与水胆内部隔绝的管状孔，然后拉杆穿置在其中，施加一个与水胆压力相抗衡的反作用力。于是这些结构组成了一个能承受15公斤水压的水胆，而国家标准是12公斤。
水路30包括热水出水管310、冷水进水管320、混合出水管330，在混合出水管处连接有混合水出水温度探头340，这可以使沐浴者随时知道当前沐浴水的温度而进行有目的的调节，而不象传统热水器只知道水胆内的水温，而实际上水胆内的水温对沐浴者意义并不大。热水出水管310还设有排污口350，便于排除水胆中的水垢。
电进入时，设有专业防干烧保护的温控探头620；设有防干烧保护的体胀式温控器610；水胆中的上部设有水位开关630；冷水进水管320中设有水流开关640；水胆上设有水胆温度检测探头650。
电路部分包括主板MCU、循环水泵控制电路L、循环水泵M、发热管H1控制电路N、发热管H1、发热管H2控制电路O、发热管H2、水位开关SW1、水流开关SW2、出水温度检测电路P、水胆温度检测电路Q。
主板MCU的输出端连接循环水泵控制电路L的输入端、循环水泵控制电路L的控制端控制循环水泵M；主板MCU的输出端连接发热管H1控制电路N的输入端、发热管H1控制电路N的控制端控制发热管H1；主板MCU的输出端连接发热管H2控制电路O的输入端、发热管H2控制电路O的控制端控制发热管H2。水位开关SW1连接主板MCU的输入端；水流开关SW2连接主板MCU的输入端。出水温度检测电路P连接主板MCU的输入端，水胆温度检测电路Q连接主板MCU的输入端。
主板MCU为集成块IC5，IC5为单片机SP69P43；循环水泵控制电路L包括三极管Q4、继电器J4、二极管D5，继电器J4导通的话就控制它的常开触点闭合，从而接通循环水泵；发热管H1控制电路N包括三极管Q1、继电器J1、二极管D6，继电器J1导通的话就控制它的常开触点闭合，从而接通发热管H1；发热管H1为2000W；发热管H2控制电路O包括三极管Q2、继电器J2、二极管D7，继电器J2导通的话就控制它的常开触点闭合，从而接通发热管H2；发热管H2为1000W；出水温度检测电路P包括电阻R21、R24、电容C12，水胆温度检测电路Q包括电阻R22、R23、电容C13。
集成块IC1为三端稳压集成块78L05；集成块IC2为三端稳压集成块7812；集成块IC3、IC4为36位并行输出静态VFD驱动STF16360，STF16360是一种负电源型VFD显示驱动的CMOS集成电路，采用36位并行输出。集成块IC6是记忆存储器24C01A。
K1～K4是设置功能使用按键。K1键为开—关键，用于整机的电源开断；K2键为温度键，用于温度设定；K3键为定时键，用于调整定时时间；K4键为加热键，用于控制加热功率。
(图3)VFD屏幕图形说明1、2、3为屏幕图形，其中1为动感循环走动图型；4为水胆加热指示；5为水胆温度指示；6为水胆图形；7为水胆缺水指示；8为沐浴出水温度指示；9为水流开关检测指示。
电路部分的工作过程如下(图4)首先电源通过二极管D1、D2、D3、D4、D5整流，集成块IC1、IC2稳压，给主板MCU提供工作电压。
当整上电源开始，蜂鸣器B1“嘀”一声作提示声音，然后每次使用任何按键都有提示声音。
当按一下K1键时，主板MCU接收到开启指令，相应的功能都打开，VFD荧屏点亮，相应的功能亦进行显示。
按下按键K1屏幕开始指示后，主板MCU的25脚马上对水胆中进行水位检测，若检测到水胆中无水，则K4按键无效，不能加热，起着防干烧、保护的功能，图3中水胆缺水提示7图型不显示；当单片机25脚检测到水胆中有水信号时，K4键有效，K4键为0-1-2-3循环档功率选择键，0表示为无功率，1为1000W功率，2为2000W功率，3为3000W功率，同时图3中水胆缺水提示7有图型显示。当按键K4选定0档时为不加热，单片机13、14脚没有高电平输出；当按键K4选择为1档时，单片机13脚为高电平输出，通过三极管Q1驱动继电器J1接通H2发热管，H2为1000W功率加热；当按键K4选择为2档时，单片机13脚无输出，而14脚为高电平输出，通过三极管Q2驱动继电器J2接通H1发热管，H1为2000W功率加热；当按K4键选择为3档时，单片机13、14、脚都有输出高电平，通过三极管Q1和Q2驱动继电器J1和J2接通发热管H1和H2，这时为3000W功率加热。同时图3中的水胆加热指示4的图型点亮，并通过单片机程序把加热图型的火焰，进行动感循环显示。
同时单片机11、12脚，分别对水胆水中温度和沐浴出水温度进行检测，并通过单片机编译程序，把信号送到VFD显示屏的驱动IC3和IC4进行驱动屏幕显示。把需要设置的功能和显示的功能通过VFD屏显示，一目了然、十分人性化。
在加热的同时，单片机23脚有高电平输出，通过三极管Q4驱动继电器J4接通微型水泵电机M把水胆中的水一边加热，一边快速循环达到水胆中的水上、下水温一致，这项技术也就是领先行业独创的先进技术。
图4中K2为预定温度设置键，当按一下K2键时，图3中沐浴出水温度指示8的出水温度显示马上转换成温度设置显示，温度设置范围是35度95度，每按一次为5度，K2为循环档设置，当设定好所需的温度时，3秒钟后单片机默认设置执行，并把显示退回原来的出水温度显示。当单片机11脚检测到所设定的加热温度达到设定温度时，单片机13、14脚无输出，停止加热；单片机23脚亦无输出，水泵不工作。无论任何情况下，水泵的加热和水循环都是同步进行的。
同时在设计中对水温损耗也作了补充和保温处理。在补充处理中，当在沐浴中水胆水的温度下降2度时，单片机马上发出指示，进行加热补充，确保在沐浴中保持所需的水温；另一保温处理，就是当整天不用水时，在水胆中水温自然损耗下降10度时，单片机发出指令进行加热保温，确保一年四季随时随刻地有热水使用。
当单片机26脚，检测到水流开关有水流动时，通过程序驱动等，在图3中水流开关检测指示9的图型点亮并进行动感循环显示。在加热水胆中的水温达到38度以上时，图3中的水胆缺水指示7的图型亦变为动感显示。
以上每一次操作过的功能或设置，都通过IC6进行记忆，配合单片机实现了带记忆功能，使每次使用时都保留上次的工作状态，实现了人性化，非常方便。
同时单片机12脚通过对混合水龙头不断地进行混合水检测，并把检测到的温度，通过图3屏幕显示中的沐浴出水温度指示8进行实时显示，在沐浴使用中，需要多少温度的水温一目了然，非常清晰，防止热水汤伤，也是整机设计中的另一大特点。
在图4中设有定时功能K3为定时功能键，当按一下K3时，图3中水胆温度指示5的水胆温度显示马上转换成显示定时设置的时间，定时时间设定为00-24小时，00为不定时状态，1-24为定时状态，当使用设置完定时时间后，在3秒种之后，单片机默认指令后退回到原来的水胆温度显示状态，这时单片机会自动计时，当到达设定时间之后，整机就会自动工作，开机加热和保温，缩短加热时间和方便使用，大大节省能源。
图4中温控开关S，为体胀式温控开关，起着防干烧的双重保护功能，大大提高安全可靠性。
权利要求1.一种快速热循环节能电热水器，包括水胆(10)、电加热管(20)、控制电路、水路(30)，其特征在于水胆上还设有循环水泵(40)，循环水泵的进水管(410)、出水管(420)与水胆相通。
2.根据权利要求1所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的循环水泵的进水管(410)、出水管(420)高低布置，进水管设置在水胆的高处，出水管设置在水胆的低处。
3.根据权利要求2所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的水胆(10)形状为扁形，水胆壳体(110)上设有反冲加强筋(120)，反冲加强筋凹陷于壳体。
4.根据权利要求3所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的水胆(10)还设置有防膨胀加强柱(130)，防膨胀加强柱(130)是壳体(110)上设有对穿水胆(10)且与水胆内部隔绝的管状孔，然后拉杆穿置在其中。
5.根据权利要求2或4所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的水路(30)包括热水出水管(310)、冷水进水管(320)、混合出水管(330)，在混合出水管处连接有混合水出水温度探头(340)。
6.根据权利要求1所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的电路部分包括主板MCU、循环水泵控制电路(L)、循环水泵(M)、发热管(H1)控制电路(N)、发热管(H1)、发热管(H2)控制电路(O)、发热管(H2)；主板MCU的输出端连接循环水泵控制电路(L)的输入端、循环水泵控制电路(L)的控制端控制循环水泵(M)；主板MCU的输出端连接发热管(H1)控制电路(N)的输入端、发热管(H1)控制电路(N)的控制端控制发热管(H1)；主板MCU的输出端连接发热管(H2)控制电路(O)的输入端、发热管(H2)控制电路(O)的控制端控制发热管(H2)。
7.根据权利要求1所述的一种快速热循环的节能电热水器，其特征在于所述的电路部分还包括水位开关(SW1)、水流开关(SW2)、出水温度检测电路(P)、水胆温度检测电路(Q)；水位开关(SW1)连接主板MCU的输入端；水流开关(SW2)连接主板MCU的输入端；出水温度检测电路(P)连接主板MCU的输入端，水胆温度检测电路(Q)连接主板MCU的输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种快速热循环的节能电热水器，它包括水胆、电加热管、控制电路、水路，它的技术要点在于水胆上还设有循环水泵，循环水泵的进水管、出水管与水胆相通；所述的循环水泵的进水管、出水管高低布置，进水管设置在水胆的高处，出水管设置在水胆的低处。本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种设有循环水泵的热水器，当电热水器工作时，电加热管对水胆中的水进行加热；与此同时，水泵开始工作，使水胆中的热水与冷水不断混合，从而水胆中不同高度的水达到温度基本相同的效果。本热水器热水效率高、出水温度稳定、体积小、节约能源、没有水垢、操作方便而人性化。
文档编号F24H9/20GK2833413SQ20052006782
公开日2006年11月1日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者文璋瑜 申请人:文璋瑜