专利名称：一种热水器用自动恒温出水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热水器用自动恒温出水装置。
背景技术：
目前现有的各类洗浴用热水器出水温度控制系统，设有分段火力或 电热功率调节装置，需要使用者根据皮肤对水温的舒适度进行手动调节， 从而控制冷水进水量，因此不能实现出水温度自动调节。
针对这一问题，比较普遍的方法是:检测出水温度与设定温度间的差 值，并输出给步进电机，通过步进电机来控制冷、热水流量,从而实现温 度调节。
其中，比较典型的技术方案是中国实用新型专利99245631. 2提出的 热水器用恒温出水装置。该装置的结构特点是采用配有减速传动机构的 驱动电机来控制冷、热水阀口面积，同时配有控制驱动电机旋转角度的闭 环调节机构。该闭环调节机构由控制器及其后级信号放大电路组成，其中， 控制器采用可自动补偿的PID算法软件，并配有双重温度信息监测器。
理论和实践均证明，在连续控制系统中，当控制对象为一阶和二阶惯 性环节或同时带有滞后时间不大的滞后环节时，采用PID算法控制是一种 较好的方法。也就是说，对于冷、热水温度、压力稳定或变化缓慢的情况， 采用PID控制，可以达到比较好的水温调节效果。
但热水器用恒温出水装置往往是在冷水水压突然变化的情况下调节 冷、热水混合比，使出水温度恒定在设定温度。对于这种突然变化的情况， 采用PID控制通常需要15秒以上才可将出水温度调节好。在这段时间内 人体会明显感觉到温度的变化，甚至被烫伤。
因此，这种技术方案的缺点是反应速度慢，结构复杂，并且成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，并提供一种反应速度快，成 本低，结构简单的热水器用自动恒温出水装置。
本实用新型提出的一种热水器用自动恒温出水装置，包括冷热水混合 室、温度传感器和控制电路。所述冷热水混合室包括两个进水口和一个出 水口，进水口包括冷水进水口和热水进水口；所述温度传感器安装在冷热 水混合室内，其特征在于所述的两个进水口至少装有一个电磁阀以调节 冷热水混合温度；所述温度传感器是裸露的热电偶，所述裸露的热电偶直
接插入前述冷热水混合室与水直接接触。
与水直接接触后，裸露的热电偶的温度信号会受到水介质的影响，但 所造成的测釐误差是系统误差，与水质的地理环境关系不大。只要在前述
控制电路中采取措施消除该系统误差便可。其中最简单的办法就是在所 述控制电路中，采用电位器设定一个与出水温度标准值相对应的信号电 压，该信号电压送到电压比较器的一个输入端，所述温度传感器信号经过 放大后接到电压比较器的另一输入端，电压比较器根据水温度的高低发出 信号给电磁阀。
由于所述传感器是裸露的热电偶，并且与水直接接触，这就大大提高 了传感器的反应速度。同时，电磁阀的反应速度高，仅为25毫秒左右。因 此，提高了整个热水器用自动恒温出水装置的反应速度。
本实用新型的效果在于本实用新型提出的热水器用自动恒温出水装 置反应速度快，成本低，结构简单，因而适合推广使用。
图1是实施例1的自动恒温出水装置的结构示意图。
图2是实施例2的自动恒温出水装置的结构示意图。 图3是实施例1的橡胶密封塞的结构示意图。
图中，1-裸露的热电偶；2-冷水进水口； 3-热水进水口； 4-出水口； 5-冷水阀6-热水阀；7-电磁阀；8-冷热水混合室；9-橡胶密封塞；a-
自动恒温出水装置。
具体实施方式
实施例l。参照图l、图3，本实施例是一个热水器洗浴系统，该热水 器洗浴系统包括自动恒温出水装置a、冷水阀5、热水阀6、调节手柄、淋 浴用喷头。所述自动恒温出水装置a，包括冷热水混合室8、温度传感器 和控制电路。本实施例中所述温度传感器是裸露的热电偶1，所述裸露的 热电偶1安装在冷热水混合室8内，裸露的热电偶1的引出部分与冷热水 混合室8采用橡胶密封塞9密封。所述冷热水混合室8有冷水进水口 2、 热水进水口 3、出水口 4。所述热水进水口 3装有电磁阀7。
所述冷水阀5安装在自动恒温出水装置a的冷热水混合室8的冷水进 水口 2处，所述热水阀6安装在自动恒温出水装置a的冷热水混合室8的 热水进水口 3处。所述冷水阀5和热水阀6由调节手柄来控制,，调节手柄 通过联接的齿轮传动来分别控制冷水阀5和热水阀6，调节手柄与电路总 开关联接，使得调节手柄将冷水阀5和热水阀6开启时，同时开启电路总 开关。为了更好的调节水温，可以将冷水阀5的开启量与热水阀6的开启 量比例设置成线性比例关系，本实施例中将热水阀6的开启量设置成冷水 阀5的开启量的1. 5倍。为了让热水器洗浴系统提供热水的水温更加恒定， 本实施例在淋浴用喷头与出水口 4之间装有一个热交换器。
前述控制电路包括电位器和运算放大器，所述运算放大器采用LM324 芯片，调节电位器以设定一个与出水温度标准值对应的信号电压，该信号 电压送到由运算放大器组成的电压比较器的一个输入端，所述温度传感器 信号经过运算放大器放大后送到电压比较器的另一输入端。当出水温度低 于所设定的标准值时，电压比较器输出信号使电磁阀7开启；当出水温度 高于所设定的标准值时，电压比较器输出信号使电磁阀7关闭。
工作时，手动转动调节手柄将与之联接的冷水阀5和热水阀6开启， 同时电路总开关也随之自动开启，此时电磁阀7处于关闭状态。当控制电 路中电压比较器检测到出水温度低于所设定的出水温度标准值时，电压比 较器发出信号使电磁阀7开启，冷热水混合，出水温度升高到所设定的出 水温度标准値；当控制电路中电压比较器检测到出水温度高于所设定的出 水温度标准镶时，电压比较器发出信号使电磁阀7关闭，出水温度降低到
所设定的出水温度标准值。如此循环，使出水口4的出水温度始终接近于 所设定的出水温度标准值。经实验证明，本实施例中的自动恒温出水装置 可以使淋浴用喷头的出水温度在所设定的出水温度标准值上下2°C范围内 波动。
实施例之2。参照图2，本实施例是一个具有数控功能的自动恒温出水装 置的热水器洗浴系统，该热水器洗浴系统包括自动恒温出水装置a、冷水 阀5、热水阀6、调节手柄、淋浴用喷头。所述自动恒温出水装置a，包括 冷热水混合室8、温度传感器、控制电路。本实施例中所述温度传感器是 裸露的热电偶1，所述裸露的热电偶1安装在冷热水混合室8内。所述冷 热水混合室8内设有冷水进水口 2、热水进水口 3、出水口 4。所述冷水进 水口 2处装有电磁阀7。
所述冷水阀5安装在自动恒温出水装置a的冷热水混合室8的冷水进 水口 2处，所述热水阔6安装在自动恒温出水装置a的冷热水混合室8的 热水进水口 3处。所述冷水阀5和热水阀6由调节手柄来控制，调节手柄 通过联接的齿轮传动机构来分别控制冷水阀5和热水阀6，调节手柄与电 路总开关联接，使得调节手柄将冷水阀5和热水阀6开启时，同时开启电 路总开关。为了更好的调节水温，本实施例中将冷水阀5的开启量设置成 热水阀6的开启量的1.5倍。
所述控制电路包括:单片机、温度补偿传感器、实时温度显示数码管、 设置温度显示数码管、温度上调按键、温度下调按键。本实施例中单片机 采用的是自带模数转换的PIC16F873。
温度传感器输出的电压信号与其冷、热端的温差有关。所述温度传感 器的冷端放置于控制电路所处的环境中，热端位于冷热水混合室8的出水 口 4处。温度传感器输出的电压信号经1000倍放大之后送入单片机的模 数转换端口，因为单片机内存储有与温度传感器相关的电压以及与温差对 应的数据表格，所以经査表处理之后，单片机即可得到与放大后输入电压 值相对应的温差值AT。
所述温度传感器相关的电压与温差对应的数据表格由以下方法获得
先将温度传感器冷端置于O'C，热端放在不同温度的热水中，然后将温度
传感器输出的电压信号经固定iooo倍放大，将放大后的电压值与冷热端
温差值一一对应制成表格。 本实施例中温度补偿传感器采用的是热敏电阻，用来测量控制器所处
的环境温度TE，温度补偿传感器输出的电压信号经放大之后送入单片机的 另一路模数转换端口，因为单片机内存储有与温度补偿传感器相关的电压 以及与温度对应的数据表格，所以经查表处理后即可得到与输入电压值相 对应的控制器所处的环境温度TE。那么，水的实际温度L即为T =TE+ △ T 。单片机将Te 、 AT相加，得到水的实际温度L并在实时温度显示数 码管上显示出来。设置温度显示数码管上显示的是用户所设定的温度Ts ， 温度上调按键和温度下调按键可以修改温度Ts的大小。控制电路工作时， 单片机不断检测水的实际温度L并将其与所设定的温度Ts进行比较，输 出信号给电磁阀7。
工作时，手动转动调节手柄将与之联接的冷水阀5和热水阀6开启， 同时电路总开关也随之自动开启，此时电磁阀7处于关闭状态。当控制电 路中单片机检测到出水口 4处水的实际温度L高于用户所设定温度Ts时， 单片机发出信号使电磁阀7开启，冷热水混合，出水温度降低到用户所设 定的温度Ts;当控制电路中单片机检测到出水口 4处水的实际温度L低于 用户所设定温度Ts时，单片机发出信号使电磁阀7关闭，出水温度升高到 用户所设定的温度Ts。如此循环，使出水口4的出水温度始终接近于用户 所设定的温度Ts。
权利要求1.一种热水器用恒温自动调节装置，包括冷热水混合室(8)、温度传感器、控制电路；所述冷热水混合室(8)有两个进水口，即，冷水进水口(2)、热水进水口(3)，另外还有出水口(4)；所述温度传感器安装在冷热水混合室(8)，其特征在于所述的两个进水口至少装有一个电磁阀(7)以调节冷热水混合温度；所述温度传感器是裸露的热电偶(1)，所述裸露的热电偶(1)直接插入前述冷热水混合室(8)与水直接接触。
2. —种如权利要求1所述的热水器用恒温自动调节装置，其特征在于 所述控制电路采用电位器设定一个与出水温度标准值对应的信号电压，该 信号电压送到电压比较器一输入端，所述温度传感器的信号经过放大后接 到电压比较器另一输入端；电压比较器根据水温度的高低发出信号给电磁 阀(7)。
3. —种如权利要求1所述的热水器用恒温自动调节装置，其特征在于所述控制电路包括:单片机、温度补偿传感器、实时温度显示数码管、设 置温度显示数码管、温度上调按键、温度下调按键；所述单片机内存储有 温度传感器相关的电压与温差对应的数据表格；所述温度补偿传感器测量 控制器所处的环境温度TV，以计算出温度传感器反映的实际温度，并在实 时温度显示数码管上显示；设置温度显示数码管上显示的是用户所设定温 度Ts ，温度上调按键和温度下调按键可以修改温度Ts的大小；控制电路在工作过程中单片机不断检测水的实际温度Tw并将其与所设温度Ts进行 比较，输出信号给电磁阀(7)。
专利摘要一种热水器用自动恒温出水装置，采用电磁阀调节冷热水混合温度；其温度传感器是裸露的热电偶，所述裸露的热电偶直接插入前述冷热水混合室中，与水直接接触，控制电路根据水温的高低发出信号，输出给电磁阀。由于本实用新型采用热电偶作为温度传感器，采用电磁阀调节冷热水混合温度，使得整个调节装置反应速度快，生产成本低，结构简单，因此适合推广使用。
文档编号F24H9/16GK201059779SQ200720003138
公开日2008年5月14日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者旦 朱 申请人:张征宇;朱 旦