专利名称：电子快速助热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到机械、电子、轻工产品，适用于家庭、宾馆沐浴房、卫生间、厨房等热水器供水系统安装使用。特别是一种非常规的自动控制装置与现有常规热水器供水方式相结合的全新电子快速助热器。
技术背景目前市场上销售和使用的热水器(特别是燃气式热水器)，因从其安全的角度考虑，以及实际安装使用的环境条件所决定，往往在安装热水器时，一般均安装在厨房或者室外，因而在使用中出现一些问题一是燃气式热水器点燃后不能即时供出热水，需要一定的加热时间；二是各种水龙头与热水器连接的管道中存有大量的冷水，在实际使用中浪费较大；三是电加热式热水器因耗电量过大，一般不太受市场用户欢迎。
发明内容
本实用新型的目的是公开一种利用自动水压阀、加热贮水箱、温度传感器、电加热装置、微处理控制器、温度调节器部件的巧妙融合，制造成不同规格型号、不同款式，实现了热水快速供给、节约用水、节约用电、安全可靠，适合于各种常规热水器供水系统的电子快速助热器。
本实用新型的技术是这样完成的一种电子快速助热器，包括自动水压阀、温度传感器、电加热装置、加热贮水箱、温度调节旋钮、微处理控制器及壳体构成，通过管道分别与常规热水器的出水管及水龙头的热进水管相连接，其电子快速助热器是串联安装在常规热水器供水系统水龙头一端，在加热贮水箱内设有穿越壳体与主加热面对应的三方火道管，微处理控制器通过电路与电源开关、电加热装置、温度传感器、自动水压阀、温度调节旋钮连接，通过室内的交流电源供电。
所述的电加热系统可以是由电磁式加热方式，也可以电阻丝加热方式；电磁加热器采用主加热和辅助加热三方壁火道管，主加热采用盘式电磁加热，辅助加热采用螺旋式电磁感应加热，其火道管设成凹凸形状。
所述的温度调节旋钮、微处理控制器、电加热装置可以与壳体形成一整体，也可以是控制和加热贮水箱及电加热机构的分体部件。
所述的加热贮水箱是箱体式或管道式。
所述的快速助热器设有电源开关，也可通过此开关与微处理器的连接实现贮水箱预加热。
所述的加热贮水箱的壳体为金属材料冲压成型和与塑胶材料整体成型形成，内外层壳体的中空部分由保温隔热材料或发泡材料填充。
所述的微处理器的控制信号是由温度调动节旋钮、进水管处的温度传感器和出水管处的温度传感器分别提供。
本实用新型的工作原理是该电子快速助热器是串联在常规热水器的出水管与用水龙头的热水管接口处。当电子快速助热器接通电源并将温度调节旋钮调节到一定的温度值时，该快速助热器通过微处理控制器对加热贮水箱内的水进行恒温加热，并使其保持在所需的温度范围。用水龙头的开启，自动水压阀两端产生压降带动电磁阀开关闭合，微处理控制器控制电加热装置进行快速加热。此时，因管道内有水流动并产生压差，常规热水器正常开启，当常规热水器加热后的热水到达电子快速助热器进水管时，设在进水管处的温度传感器检测到预先所设定的温度值后，微处理控制器将电加热装置的电源断开并停止加热；同时，微处理控制器锁定自动水压阀，使其保持在常开状态，恢复常规热水器的工作，从而实现热水器快速供应热水的智能控制。
本实用新型的特点①温度的控制是由高精度比较器组成，经单片机控制，属于精密温度控制电路。②快速加热的功率大小，是由单片机的程序来控制完成，其工作过程是通过改变P3口的输出脉冲频率而改变双向可控硅β的导通角。③电加热装置的供电方式为脉冲供电，在同等加热方式上，可省电1/3。
图1是电子快速助热器结构示意图；图2是电子快速助热器工作原理框图；图3是微处理控制器电原理图；图中1-加热贮水箱；2-进水管；3-出水管；4-微处理控制器；5-温度传感器；6-温度传感器；7-壳体；8-电加热装置；9-自动水压阀；10-温度调节旋钮；11-电源开关；12-保温隔热材料；13-火道管。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型加以详细的描述如图1～3所示，一种电子快速助热器，包括自动水压阀9、温度传感器5、6、电加热装置8、加热贮水箱1、温度调节旋钮10、微处理控制器4及壳体7构成，通过管道分别与常规热水器的出水管3及水龙头的热进水管2相连接，其电子快速助热器是串联安装在常规热水器供水系统水龙头一端，在加热贮水箱1内设有穿越壳体7与主加热面对应的三方火道管13，微处理控制器4通过电路与电源开关11、电加热装置8、温度传感器5、6、自动水压阀9、温度调节旋钮10连接，通过室内的交流电源供电。
所述的电加热系统可以是由电磁式加热方式，也可以电阻丝加热方式；电磁加热器采用主加热和辅助加热三方壁火道管13，主加热采用盘式电磁加热，辅助加热采用螺旋式电磁感应加热，其火道管13设成凹凸形状。
所述的温度调节旋钮10、微处理控制器4、电加热装置8可以与壳体7形成一整体，也可以是控制和加热贮水箱1及电加热机构的分体部件。
所述的加热贮水箱1是箱体式或管道式。
可以通过电源开关与微处理器的连接实现加热。
所述的壳体7为金属材料，其内壁材料为塑胶，内外层壳体的中空部分由保温隔热材料12或发泡材料填充。
所述的电加热装置8经过微处理控制器4控制，微处理控制器4的控制信号是通过温度传感器5、6、温度调节旋钮10提供。
所述的电子快速助热器通过设定温度值以及供水系统和加热贮水箱1内的温度所决定时间，当进水管2处的温度达到预定温度值时，微处理控制器4将自动水压阀9锁闭在导通状态，电加热装置8停止工作，系统恢复常规供水。
图2所示的温度调节器为所需使用温度的调节旋钮，其旋钮在某个位置时，就确定了所需温度值，温度传感器为随时监测水温度变化而输出一个变量值。温度控制器是由微处理器及电子元件组成，它是将两个温度值进行比较分别输出加热控制信号、停止加热控制信号。控制器是将微处理器的信号进行功率放大，自动水压阀的电磁阀控制是确定出水口是否允许出水，电加热装置是由电磁加热盘和螺旋电磁感应加热器及辅助三方壁火道组成。
图3所示的交流220V经变压器B变压输出交流14V电压后经D1-D4桥式整流、C1电容滤波后输出直流14V电压，经V1三端稳压输出直流5V电压对整个控制器线路进行供电。
图3中Rw为温度调节电位器，Rt1为加热贮水箱内温度传感器，Rt2为进水管温度传感器，J1为电加热装置的电源开关继电器，当Rw调节旋钮调定一个值时，A点电位为R2/(R2+Rw)×5V；B点电位为R3/(R3+Rw)×5V；C点电位为R4/(R4+Rw)×5V。
当A点电位高于B点时，V1向微处理器P1口输出高电位，这时P3输出脉冲信号经BG1放大后由光敏管输出脉冲方波，光敏三极管BG3输出脉冲信号使双向可控硅导通，通过继电器J1对电磁加热装置进行供电。随着温度的升高，Rt1阻值的变小，B点电位的增加，当B点电位大于A点时，V1输出为0，P3口输出为0，BG1截止，光敏三极管输出为0，双向可控硅截止，继电器J1切断电磁加热装置的电源。同时P5输出口为高电位BG4导通，继电器J2导通自动水压阀中的电磁阀开启。
当A点电位高于C点时，V2输出高电位，P4口输出为0，BG2截止，继电器J1不通，随着外来水温的升高，Rt2的变小，C点电位的升高，当C点电位大于A点时，V2输出为0，P2口、P4口输出高电位，BG2导通，继电器J1导通，J1-1断开，电加热装置停止加热。
在原理图中，C1、C3、C4为电源滤波，C2和R6组成单片机上点电位，J2、C6、C5为单片机振荡频率、外界晶振和电容，微处理器IC，由软件编程设计而成。
外壳及加热部分加热贮水箱1的壳体7为金属冲压焊接成型和与塑胶材料成形后制成。壳体7为金属冲压成型，内外两层壳体的中空部份由12保温隔热材料或发泡材料进行填充，从而提高加热贮水箱1的保温效果好，提高使用过程中的安全性，将热量损耗降低到最小程度。
电加热装置8中的电磁加热器采用主加热和辅助三方壁火道13加热，主加热器采用盘式电磁加热，辅助加热采用螺旋式电磁感应加热。具体实现方法为在加热贮水箱1内设有一个穿越壳体与主加热面相对应的三方火道管13。即火道管埋设螺旋磁铁和电磁感应线圈。电磁感应线圈中的电流产生磁场对螺旋磁铁加热而取得热量。火道管13设计成凹凸形状，增加了吸热面积，热量流动畅通。加热时间短，效率高。
微处理器控制部分是本专利的核心部分，其组成为电源开关11，电加热装置8，温度传感器5、6，自动水压阀9，温度调节旋钮10，微处理控制器4。
从图2电原理框图看出微处理控制器4是其核心部分；它是接收信号、处理信号、逻辑控制的处理终端，当温度调节旋钮10设定的温度为一定值时，温度传感器6的信号经微处理器4进行比较①设定温度值大于温度传感器6检测到的温度值时，微处理控制器4输出开启信号，电加热装置8处于加热工作状态，当设定温度值等于温度传感器6检测到的温度值时，电加热装置8处于停止工作状态；②当进水管2的水源温度达到预先设定的温度值时，电加热装置8停止工作。
出水口的控制办法如图1所示，当加热贮水箱1内水的温度达到温度调节旋钮10设定温度值时，微处理控制器4输出控制信号，自动水压阀9的电磁阀吸合，出水阀自动开启，此时打开水龙头(或喷头)，出水管3的热水温度值就为所需的温度值。当加热贮水箱1内水的温度未达到温度调节旋钮10设定的温度值时，自动水压阀9的电磁阀关闭，这时打开水龙头没有热水出现。这一控制过程实现了出水管3的热水温度为设定值的温度值。进水管的控制，当进水管2的水温未达到微处理控制器设定的温度值时，进水管2处的温度传感器5处于临界工作状态；当进水管2的水温达到设定值时，温度传感器5输出高电位，微处理控制器4控制电加热装置8停止加热工作，这时电子快速助热器相当于贮水容器。电子快速助热器的进水、出水、贮水箱内的水温、电加热装置的工作时间，以及进水管水温变化后的控制均是由微处理器控制实现的。快速加热贮水箱及管道内的水温、始终保持出水管的水温为设定温度值，这正是本技术所要达到的目的。
本实用新型快速加热方式的实现当设定温度值与温度传感器探测到的温度出现差额时，微处理器输出的光脉冲频率加快，经过光敏三极管的控制调整双向可控硅β的导通角，使其电加热装置的功率增大，加热时间缩短。当设定温度值与温度传感器探测到的温度相等时，微处理器输出光脉冲频率为零，此时电加热装置停止加热。即电子快速助热器实现了设定温度值与温度传感器探测温度的线性变化，控制电加热装置功率大小的线性变化，即快速加热的时间随温度传感器与设定温度值的比值而自动控制，这是本专利实现快速加热的关键所在。
如图1所示，安全性的实现从电子快速助热器的结构来看内壁为塑胶材料，壳体7为金属冲压焊接，内外两层壳体的中空部份由保温隔热材料12或发泡材料进行填充，加热源完全与水隔离，即便是电加热装置损坏，也不会与水接触，不会出现漏电现象。从加热方式来看采用脉冲光电隔离输出交流220V控制的电磁加热器，一旦加热装置损坏，微处理控制器将停止工作。从微处理控制器的工作电压来看微处理控制器是在直流12V的条件下工作，属于低压安全范畴，因而该技术装置的安全性是显而易见的。
权利要求1.一种电子快速助热器，其特征在于包括自动水压阀(9)、温度传感器(5、6)、电加热装置(8)、加热贮水箱(1)、温度调节旋钮(10)、微处理控制器(4)及壳体(7)构成，通过管道分别与常规热水器的出水管(3)及水龙头的热进水管(2)相连接，其电子快速助热器是串联安装在常规热水器供水系统水龙头一端，在加热贮水箱(1)内设有穿越壳体(7)与主加热面对应的三方火道管(13)，微处理控制器(4)通过电路与电源开关(11)、电加热装置(8)、温度传感器(5、6)、自动水压阀(9)、温度调节旋钮(10)连接，通过室内的交流电源供电。
2.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于电加热系统可以是由电磁式加热方式，也可以电阻丝加热方式；电磁加热器采用主加热和辅助加热三方壁火道管(13)，主加热采用盘式电磁加热，辅助加热采用螺旋式电磁感应加热，其火道管(13)设成凹凸形状。
3.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于温度调节旋钮(10)、微处理控制器(4)、电加热装置(8)可以与壳体(7)形成一整体，也可以是控制和加热贮水箱(1)及电加热机构的分体部件。
4.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于加热贮水箱(1)是箱体式或管道式。
5.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于所述的电子快速助热器设有电源开关，也可通过此开关与微处理器的连接实现贮水箱预加热。
6.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于加热贮水箱(1)的壳体(7)为金属材料冲压成型和与塑胶材料整体成型形成，壳体(7)与加热贮水箱(1)壳体之间形成中空部份，内外层壳体的中空部分由保温隔热材料(12)或发泡材料填充。
7.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于电加热装置(8)经过微处理控制器(4)控制，微处理控制器(4)的控制信号是通过温度传感器(5、6)、温度调节旋钮(10)提供。
8.根据权利要求1所述的电子快速助热器，其特征在于电子快速助热器通过设定温度值以及供水系统和加热贮水箱(1)内的温度所决定时间。
专利摘要一种电子快速助热器，包括自动水压阀、温度传感器、电加热装置、加热贮水箱、温度调节旋钮、微处理控制器及壳体构成，通过管道分别与常规热水器的出水管及水龙头的热进水管相连接，其电子快速助热器是串联安装在常规热水器供水系统水龙头一端，在加热贮水箱内设有穿越壳体与主加热面对应的三方火道管，微处理控制器通过电路与电源开关、电加热装置、温度传感器、自动水压阀、温度调节旋钮连接，通过室内的交流电源供电。本实用新型实现了热水快速供给、节约用水、节约用电、安全可靠，适合于各种常规热水器供水系统的电子快速助热器。
文档编号F24H9/20GK2932198SQ20062003485
公开日2007年8月8日 申请日期2006年7月7日 优先权日2006年7月7日
发明者杨晋芙 申请人:杨晋芙