家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置及电热水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置及电热水器。设置能感受电热水器内胆温度变化的温控开关，控制MCU数字控制装置的供电电路，设置与温控开关并联连接的控制继电器触点，维持MCU数字控制装置的供电电路通路，当MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器触点断开，切断MCU数字控制装置的供电电路，进入零功耗待机。不仅做到了零功耗待机，节省了待机电力消耗，还提出了新的运行理念，将反复加热的“随时备用”模式变为“有所储备、即用即烧”的节电休眠模式。每台100升的家用电热水器年可节省耗电160度以上。仅按照我国这两年家用电热水器的总产量一半1700万台为储热式电热水器计算，每年就可以节电27.2亿度以上。经济效益和社会效益真是难以估量。
【专利说明】家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置及电热水器
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置及电热水器。
[0003]【背景技术】
[0004]在现有的家用电器控制装置中，特别是基于MCU的数字显示控制功能的控制装置，无论是否配备遥控器，其主控制芯片是必须具备的。一旦接通电源，进入待机状态，主控制器芯片就开始工作，接收和发送各种控制指令。这时要消耗少量的电力，这就是我们常说的待机功耗。
[0005]一般的家用电器的待机功耗在几瓦到十几瓦之间，尽管功率不大，但累积起来也是一个不可忽视的大数字。例如:一台家用电热水器的待机功率大约为3W，每年待机消耗的电能在28度左右。100万台家用电热水器的待机消耗就高达2800万度，相当于一个中型电厂一天的发电量，数目实在惊人。降低家用电器的待机功耗成为近些年的节能减排热门课题，一些厂家研究出低功耗的主控制器芯片，一些厂家设计出新颖的控制电路。但无论如何，一个不易改变的矛盾问题就是控制装置不可以处于不耗电的待机状态，工作就要耗费电力，就会产生待机功耗。
[0006]目前，家用电热水器的普及应用已经相当广泛，仅2011、2012年两年我国家用电热水器的总产量就达到三千四百多万台。不少新建小区电热水器成为标准配备，户均I台多。分析家用电热水器的使用情况，与其他家用电器如彩电、空调、洗衣机还有很大不同。彩电、空调、洗衣机不用时可以断电，即用即插，待机功耗问题不凸显；但电热水器一旦启用，不可能时常拔下电源。因为储热式电热水器(不含即热式)的水加热到所需洗浴温度需要一定时间，反复拔插电源不仅存在安全隐患，重新加热也会需要较长的等候时间。另外，正常使用的家用电热水器，电加热元件的平均工作时间大约只占八分之一，其余都处于两次加热之间的待机保温状态。也就是说家用电热水器的待机时间较其他家用电器要长得多，待机电能损耗相比其他家电也更为突出。还有，现有家用电热水器按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，家用电热水器的控制装置还要不断监测温度变化，反复加热维持设定温度，即使较长时间无热水输出也会重复加热，一般2-3小时就会启动加热，造成待机期间加热电能损耗高。不仅造成巨大的浪费，这也对于一般不连续使用的家庭用户来说，是一笔不易察觉的无效益的可观支出。
[0007]目前针对家用电热水器的上述待机功耗问题的解决技术方案鲜见报道，提出一种较为完善的解决方案，一定会促进家用电热水器的技术进步，改善其能耗指标，产生重大的经济效益和社会效益，有力推动节能减排、改善环境的绿色环保工程的进展。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是:提供一种当家用电热水器按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，可进入零功耗待机状态的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，以及具有该装置的电热水器。
[0009]本实用新型的目的还在于:提供一种当家用电热水器按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，进入零功耗待机状态的同时，避免家用电热水器反复加热维持设定温度造成能耗，而进入休眠状态的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，以及具有该装置电热水器。
[0010]本实用新型所述的零功耗待机状态是指:当家用电热水器按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，切断MCU数字控制装置的供电电路，使电热水器进入自然的保温状态；当有热水输出温度降低或者水的热量散失达到设定的限定温度，MCU数字控制装置的供电电路自动接通恢复供电，家用电热水器仍按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，再次重复上述过程，周而复始。
[0011]本实用新型所述的休眠状态是指:当家用电热水器按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，切断MCU数字控制装置的供电电路，使电热水器进入自然的保温状态，中断反复加热维持设定温度的程序，进入休眠状态；当有热水输出温度降低或者水的热量散失达到设定的限定温度时，MCU数字控制装置的供电电路自动接通恢复供电结束休眠，家用电热水器仍按照MCU数字控制装置设定的控制温度完成加热程序后，再次重复上述过程，周而复始。
[0012]本实用新型的核心技术特征是:
[0013]设置能感受电热水器内胆温度变化的温控开关，控制MCU数字控制装置的供电电路，当内胆温度等于或低于设定值接通MCU数字控制装置的供电电路，当内胆温度高于设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；设置与温控开关并联连接的控制继电器触点，当MCU数字控制装置处于加热控制状态时，该控制继电器触点接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路，当MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器触点断开，切断MCU数字控制装置的供电电路，进入零功耗待机及休眠状态；直至感受电热水器内胆温度变化的温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路。
[0014]也就是说，本实用新型的核心技术在于设计了至少两路不同接通条件的“或”的关系的控制开关，串接在MCU数字控制装置的供电电路中，解决了家用电热水器的正常加热和零功耗待机两种模式的自动转换问题。其构成的控制逻辑关系是:当水温等于或低于温控开关设定值(该设定值可根据家用电热水器的容量确定，选用相应温控值的温控开关，范围可在50-56摄氏度)，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置根据用户预设值控制电加热元件，进入加热状态，同时将与温控开关并联连接的控制继电器触点接通，形成稳定的双通路开关供电电路；当水温高于温控开关设定值，温控开关的接点断开，MCU数字控制装置的供电电路由与温控开关接点并联的控制继电器触点继续接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；当水温达到用户设定值时，MCU数字控制装置发出信号，电加热元件的控制继电器触点断开，同时维持MCU数字控制装置供电电路的与温控开关接点并联的控制继电器触点也断开，切断MCU数字控制装置的供电电路，进入零功耗待机及休眠状态；当内胆的热量散失温度下降到等于或低于温控开关设定值时，或者用户使用热水，有一定量的冷水进入内胆，处于冷热过度面附近的温控开关感受到温度下降到等于或低于温控开关设定值时，温控开关接点接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置根据用户预设值控制电加热元件再次进入加热状态，同时将与温控开关并联连接的控制继电器触点接通，形成稳定的双通路开关供电电路。如此循环往复，即可正常工作，又能实现待机状态的零功耗。[0015]由于MCU数字控制装置具有抗掉电的记忆功能，恢复供电可以根据原先设定的数据对电热水器进行控制，不会影响电热水器的正常使用。
[0016]本实用新型的控制思想和控制原理表现为:采用了无源的温控开关完成MCU数字控制装置的启动控制，采用了有源的与MCU数字控制装置的控制继电器同步的常开触点，完成加热后的MCU数字控制装置的断电控制，从而解决了单一控制点无法解决的自动无源启动和自动有源切换的问题。完成了零功耗待机的自动控制和转换，达到了有控制不耗电的目的。
[0017]这里需要着重指出的是:本实用新型的方法和装置，并不会对现有家用电热水器产生不利影响，而是增加了新的可供选择的运行程序和节电运行模式。理由是现有家用电热水器运行时，即使不用水，其MCU数字控制装置也会根据规定值如1-4摄氏度的温差，每2-3小时重新启动电加热元件进入加热状态，对水进行加热以维持在预设温度值范围内。其目的显然是满足“随时备用”的使用功能，但是就是这种随时备用造成了大量的电能浪费。工程技术人员也企图找出家用电热水器的使用规律，记录用户的使用数据，检测和判定用水峰谷时间，调整水温以降低电能消耗，这方面的技术方案不少，但效果并不理想。其主要原因是家用电热水器不可能像每日三餐那样具有规律性。正因为如此，就更突显出了本实用新型的实用性。它表现在:不用水时，由于温控开关设置在靠近电加热元件所覆盖的热水层下部的区域，用户预设水温值要高于温控开关的设定值，所以要经过一个相当长的待机时间，温控开关才能接通MCU数字控制装置的工作电源，减少了反复加热次数，有利于降低加热电力消耗，但维持了基本的水体温度，满足了使用时的温度要求，降低了电热水器水温与环境温度的温差，减少了电热水器热量散失，从而大幅度降低了待机状态的总耗电量，实现了“有所储备、即用即烧”的节电休眠状态，看似没有进入工作状态，实则处于无源控制的待用休眠状态。克服了上述所说“随时备用”造成了大量的电能浪费；一旦用户使用，由于温控开关设置在电加热元件所覆盖的热水层下部的区域，冷水进入这一区域，引起温度迅速变化，即刻就会接通MCU数字控制装置的供电电路，启动进入加热程序，保证足够的热水供应。只要持续处于用水状态，一切如同正常的家用电热水器一样工作。当然，本实用新型提供的这种控制状态只是为家用电热水器增加了一种可供选择的使用节能功能和运行模式，如果不想选用，可以采用手动或电控的方式短路温控开关两端，则可以完全恢复其原有的控制状态，恢复其各项技术指标标准。因为处于节电休眠状态的家用电热水器，其平均水温要低于非节电休眠状态，这也是节电休眠状态节电的道理所在，对用户使用不会产生明显的影响，却能够为用户节省大量费用。
[0018]实际生活中这方面的例子不胜枚举:小汽车在经济运行模式的状态下，不可能满足加速性的技术指标；在运动模式的状态下的汽车，其油耗指标会大幅度超出标准值；变频空调节电的道理是可以调节出力，匹配某种工况下的实际需要，并不会产生额外的能量，这些都不可能改变能量守恒的规律。这也从另一个侧面反映出本实用新型的特点，即结构简单实用，控制简便可靠。仅仅设置了一个1-2元钱的小零件就实现了零功耗待机运行和节电休眠，改变了家用电热水器能源浪费的无奈状况，开创了家用电热水器节能的新途径。这也正是本实用新型的“巧妙”所在。基于上述情况，建议实施本实用新型时，适当增加电加热元件的功率，以期在由节电休眠状态转入用水状态时，尤其是在长时间待机而转入用水状态时，会有较快速的温度提升和足够的热水输出。还有，现实生活中的家用电热水器与空调冰箱等电器还有一个显著的不同，就是无论显示屏控制面板多么吸引用户的眼球，一旦调整设置好，见面的机会和关注度都十分有限。家用电热水器平时究竟是处于何种状态，一般很少有用户留意，其节电经济实用是主要需求。这正是本实用新型致力于解决的主要课题，哪怕休眠状态只有一个氖泡指示灯点亮，显示屏控制面板不那么鲜亮夺目，节省的真金白银也会使用户心满意足。
[0019]综上所述，本实用新型家用电热水器零功耗待机的控制方法是:设置能感受电热水器内胆温度变化的温控开关，控制MCU数字控制装置的供电电路的通断，当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路，当内胆温度高于温控开关设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；设置与温控开关并联连接的控制继电器触点，当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路，当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开，(这时内胆的温度高于温控开关设定值，温控开关已经切断了MCU数字控制装置的供电电路，维系MCU数字控制装置的供电电路的只是控制继电器的触点)切断MCU数字控制装置的供电电路，电热水器进入零功耗待机状态；当感受电热水器内胆温度变化的温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0020]同样道理，家用电热水器零功耗待机休眠状态的控制方法是:设置能感受电热水器内胆温度变化的温控开关，控制MCU数字控制装置的供电电路的通断，当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路，当内胆温度高于温控开关设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；设置与温控开关并联连接的控制继电器触点，当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路，当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开，(这时内胆的温度高于温控开关设定值，温控开关已经切断了 MCU数字控制装置的供电电路，维系MCU数字控制装置的供电电路的只是控制继电器的触点)切断MCU数字控制装置的供电电路，电热水器进入零功耗待机休眠状态，电热水器不再受控于MCU数字控制装置的温度设置而对水体进行反复加热，而是处于自然保温备用状态；当电热水器内胆温度等于和低于温控开关设定值时，温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，电热水器结束休眠，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0021]所述温控开关设定值根据家用电热水器的容量优选范围在50-56摄氏度。可随容量增加而降低，原因是容量大的热惯性大，可以设置较低的温控开关设定值。温控开关设定值还与温控开关安装的部位相关联，一般温控开关设置在靠近电加热元件所覆盖的热水层下部的区域，该区域接近冷热水交界面，易于感知冷水进入也就是用水引起的温度变化，设定值相对要低；越接近热水的出水口的位置，其设定值相对会高一些，这时控制灵敏度会降低，反应速度下降。
[0022]一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点:[0023]当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路；
[0024]当内胆温度高于温控开关设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；
[0025]当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；
[0026]当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开；
[0027]当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0028]一种电热水器，包括内胆、进出水管、电加热元件以及MCU数字控制装置，其特征是:在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点:
[0029]当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路；
[0030]当内胆温度高于温控开关设定值，温控开关切断MCU数字控制装置的供电电路；
[0031]当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；
[0032]当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开；
[0033]当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0034]一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点:
[0035]当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路；
[0036]当内胆温度高于温控开关设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；
[0037]当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；
[0038]当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开，电热水器进入休眠状态，不再对水体进行反复加热维持预设值温度；
[0039]当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0040]一种电热水器，包括内胆、进出水管、电加热元件以及MCU数字控制装置，其特征是:在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点:[0041]当内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路；
[0042]当内胆温度高于温控开关设定值切断MCU数字控制装置的供电电路；
[0043]当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器触点与电加热元件同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；
[0044]当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器切断加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点断开，电热水器进入休眠状态，不再对水体进行反复加热维持预设值温度；
[0045]当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关再次接通MCU数字控制装置的供电电路，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0046]温控开关(也称热控开关)技术和产品已经成熟，广泛用于各种电气设备中，无论进口或国产的，其控制精度、负荷、绝缘、寿命等已经近乎完美，使用在本实用新型中没有技术问题。本实用新型使用的温控开关是当温度高于标称值时接点断开的温控开关，标称值及以下是接通的，俗称自动复位的常闭接点的温控开关。工程技术人员熟知其应用，不再赘述。主要的技术要求是应当与电热水器内胆的外壁有良好的热传递，以便对内胆温度变化作出迅速反应，提高控制灵敏度。另外，还应当具有良好的绝缘性能。
[0047]这里主要对控制继电器做一个说明；所述控制继电器指家用电热水器MCU数字控制装置用于接通电加热元件电源的小型低压直流继电器，一般由MCU驱动，其触点连接交流市电电路，控制电加热元件的启动和停止。一般为多联动、静触点结构，可直接借用，无需另设置。如原设计仅一联触点，可改换多联的即可，无需另设置。以简化控制线路，提高可靠性。
[0048]所述的“在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关”究竟应当串联在何处，不是一个简单的回答能说清的，但目的很清楚，只要“控制了 MCU数字控制装置的供电电路的通断”目的就达到了。原因是随着低压电源技术的发展，原先传统的变压器加整流器和滤波稳压器的结构已被直流开关供电电源取代，因此，存在多种选择:至少包括交流电的输入端、低压直流的输出端、电源变换器的内部控制单元电路的连接处。其优劣分析如下:
[0049]串联在交流电的输入端具有电路简单、完全切断电路做到零功耗的优点。还可以提供高电压供状态指示灯如氖管点燃，为优选方案。不足是与市电相连接，存在绝缘问题。
[0050]串联在低压直流的输出端具有安全的优点。不足是不能完全切断电路做到零功耗，还会对直流开关供电电源的工作产生影响，为备选方案。
[0051]串联在电源变换器的内部控制单元电路的连接处，其优点是可以做到零功耗和低电压线路控制。涉及改变电源变换器内部线路及工况，虽然可以实现，不建议选用。
[0052]本实用新型采用了无源的温控开关完成MCU数字控制装置的启动控制，采用了有源的与MCU数字控制装置的控制继电器同步的常开触点完成加热后的MCU数字控制装置的断电控制，从而解决了单一控制点无法解决的自动无源启动和自动有源切换的问题。解决了一个本领域内多年没有解决的技术课题。不仅做到了零功耗待机，节省了待机电力消耗，而且还提出了新的运行理念，将反复加热的“随时备用”模式变为“有所储备、即用即烧”的节电休眠模式。看似没有进入工作状态，实则处于无源控制的待用休眠状态，克服了上述所说“随时备用”造成了大量的电能浪费。仅这两项计算，每台100升的家用电热水器年可节省待机耗电约12度，节电休眠模式运行节电150度以上，两项共计160度以上。仅按照我国2011、2012年两年家用电热水器的总产量三千四百多万台的一半1700万台为储热式电热水器计算，每年就可以节电27.2亿度以上。考虑到目前我国储热式家用电热水器的保有量约8000万台，本实用新型的经济效益和社会效益真是难以估量，可谓小改动产生大效益！
【专利附图】
【附图说明】
[0053]附图1是本实用新型的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置结构原理图。
[0054]附图2是本实用新型的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置串接位置的结构简图不一。
[0055]附图3是本实用新型的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置串接位置的结构简图示二。
[0056]附图4是本实用新型的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置串接位置的结构简图示三。
[0057]附图5是安装了本实用新型的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置的电热水器电控原理结构方框图。
[0058]附图中字母的含义为:KZ-控制装置，WK-温控开关，RY-电加热元件，J-控制继电器，J-1触点，J-2触点。
【具体实施方式】
[0059]本实用新型的实施例一，参见附图1、2、5。
[0060]一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关WK，与温控开关WK并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点J-2。
[0061]一种电热水器，包括内胆、进出水管、电加热元件以及MCU数字控制装置，其特征是:在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关WK，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点J-2构成的控制装置KZ:
[0062]当内胆温度等于或低于温控开关WK设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路；
[0063]当内胆温度高于温控开关WK设定值，温控开关切断MCU数字控制装置的供电电路；
[0064]当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器J的触点J-2与电加热元件RY的触点J-1同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路；
[0065]当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器J切断电加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点J-2断开，MCU数字控制装置断电，进入零功耗待机休眠状态；
[0066]当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关WK再次接通MCU数字控制装置的供电电路，结束零功耗待机休眠状态，MCU数字控制装置进入下一个控制循环，如此循环往复。
[0067]控制装置KZ包括温控开关WK，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器常开触点J-2组成的控制电路。
[0068]控制装置KZ接入电源变换器的交流输入端，具有控制线路简单，直接接入电加热元件RY的控制继电器的触点，安全可靠，能完全切断电源变换器的交流输入端，构成绝对零功耗控制。
[0069]实施例的温控开关WK选用52摄氏度的双金属片常闭接点的温控开关元件。控制继电器J沿用普通的小型直流控制继电器。具有至少两组常开触点。
[0070]本实用新型的实施例二，参见附图3、5。
[0071]一种电热水器，包括内胆、进出水管、电加热元件以及MCU数字控制装置，其特征是:在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关WK，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点J-2构成的控制装置KZ。
[0072]控制装置KZ接入电源变换器直流输出端的公共(地)端，考虑到可能有两组以上的不同电压的输出，这可同时控制多路输出。
[0073]以上两个实施例中，控制装置KZ中的温控开关WK的安装位置，设置在靠近电加热元件所覆盖的热水层下部的区域，该区域接近冷热水交界面，易于感知冷水进入也就是用水引起的温度变化。温控开关WK比MCU数字控制装置设置的温度传感器更接近于冷热水交界面，而MCU数字控制装置设置的温度传感器的检测值，肯定要高于温控开关的设定温度值，这种设置兼顾了两方面的好处:一方面具有良好的温度反应速度，只要有热水输出，冷水进入的温度变化足以启动温控开关WK，控制灵敏度高，避免热水输出温度较大波动；另一方面具有稳定的温度持续性，只要无热水输出，靠近电加热元件所覆盖的热水层下部的区域，其温度仅受到散热的影响，温度值会较长时间的高于温控开关WK的设定值，能够保持长时间的待机和休眠状态，即使MCU数字控制装置设置的温度传感器所处的水体达到需要再加热的温度，由于MCU数字控制装置处于休眠状态而不能接通电加热元件的电源，减少了反复加热的电能消耗，直到内胆的水温降至温控开关设定值时，MCU数字控制装置的供电电路被温控开关WK接通，进入下一个控制循环，如此循环往复。节省了大量的反复加热电能，远超过零功耗待机的节电效果，可谓一举两得事半功倍！其构思的巧妙不言自明。
[0074]实施例三，参见附图4、5。
[0075]控制装置KZ接入电源变换器的内部电路，如开关电路的反馈激励电路之间，用来控制开关电路的起振和停振，间接控制其工况转换；还可以接入偏置电路之间，控制电路工况转换。上述对于精通于电源变换器技术的工程技术人员来说是熟知的。在此不做详述。只是提出这种可能性是存在的，但由于涉及到电源变换器的完整性和可靠性，不推荐采用。但可以排除就此提出的改进的可能性。
[0076]不仅如此，凡基于本实用新型的核心技术，设计了至少两路不同接通条件的“或”的关系的控制开关，串接在MCU数字控制装置的供电电路中，解决了家用电热水器的正常加热和零功耗待机两种模式的自动转换问题；以及本实用新型的控制思想和控制原理，采用了无源的温控开关完成MCU数字控制装置的启动控制，采用了有源的与MCU数字控制装置的控制继电器同步的常开触点完成加热后的MCU数字控制装置的断电控制，从而解决了单一控制点无法解决的自动无源启动和自动有源切换的问题而进行的改进，都应当视为是本实用新型所涵盖的保护范围。
【权利要求】
1.一种家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关(WK)，与温控开关(WK)并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点(J-2)。
2.根据权利要求1所述的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:所述的温控开关(WK)选用52摄氏度的双金属片常闭接点的温控开关元件。
3.根据权利要求1所述的家用电热水器零功耗待机及休眠的控制装置，其特征是:所述的控制继电器(J)采用普通的小型直流控制继电器，具有至少两组常开触点。
4.一种电热水器，包括内胆、进出水管、电加热元件(RY)以及MCU数字控制装置，其特征是:在MCU数字控制装置的供电回路串联了包括感受电热水器内胆温度变化、控制MCU数字控制装置的供电电路的通断的温控开关(WK)，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器触点(J-2)构成的控制装置(KZ): 当内胆温度等于或低于温控开关(WK)设定值时，温控开关接通MCU数字控制装置的供电电路； 当内胆温度高于温控开关(WK)设定值，温控开关切断MCU数字控制装置的供电电路； 当MCU数字控制装置处于加热状态时，该控制继电器(J)的触点(J-2)与电加热元件(RY)的触点(J-1)同步接通，维持MCU数字控制装置的供电电路通路； 当加热温度满足MCU数字控制装置的预设值时，MCU数字控制装置停止加热时，控制继电器(J)切断电加热元件电源的同时，与温控开关并联连接的控制继电器触点(J-2)断开，MCU数字控制装置断电，进入零功耗待机休眠状态； 当电热水器内胆温度等于或低于温控开关设定值时，温控开关(WK)再次接通MCU数字控制装置的供电电路，结束零功耗待机休眠状态。
5.根据权利要求4所述的电热水器，其特征是所述的控制装置(KZ)包括温控开关(WK)，与温控开关并联连接的由MCU数字控制装置驱动的控制继电器常开触点(J-2)组成的控制电路。
6.根据权利要求4所述的电热水器，其特征是所述的控制装置(KZ)接入包括交流电的输入端、低压直流的输出端、或者电源变换器的内部控制单元电路的连接处。
7.根据权利要求4所述的电热水器，其特征是所述的温控开关设定值根据家用电热水器的容量范围在50-56摄氏度，温控开关设置在靠近电加热元件所覆盖的热水层下部的区域。
8.根据权利要求4所述的电热水器，其特征是所述的控制继电器指家用电热水器MCU数字控制装置用于接通电加热元件电源的小型低压直流继电器。
【文档编号】F24H9/20GK203432092SQ201320514782
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】孙新昱, 王舒怡 申请人:王舒怡