一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器與儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]目前，太陽能熱水器以其安全、經(jīng)濟、適用、無污染等特點廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)地區(qū)，然而，在設(shè)計和安裝上，普遍存在著“熱等待”、水壓不足、控制復(fù)雜等問題，導(dǎo)致水電浪費，并嚴重影響用戶沐浴的舒適度，極大地阻礙了太陽能這種清潔能源的進一步推廣和應(yīng)用。相關(guān)研究和優(yōu)化主要是通過排空冷水管、改善輔助加熱器、太陽能內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進、恒溫控制等來改變這一現(xiàn)狀，但是都無法完全解決以上的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，包括太陽能熱水器(I)、控制器(3)、上水裝置(11)、輔助加熱裝置(16)、恒溫控制裝置(17)、節(jié)水裝置(18)，其特征在于:所述控制器(3)通過CAN總線與所述裝置連接，所述裝置接收所述控制器(3)發(fā)出的信號進行動作；所述控制器(3)是以單片機(19)為核心的控制單元；所述上水裝置(11)是一個一進一出電磁閥；所述輔助加熱裝置(16)包括溫度傳感器⑶、輔助加熱器(9);所述恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調(diào)節(jié)閥￠)、流量調(diào)節(jié)閥
(7);所述節(jié)水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器
(14)、三通電磁閥(15)。
[0005]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器⑶包括機殼面板、電路結(jié)構(gòu)，其機殼面板包括設(shè)有太陽能水溫和出水溫度LED數(shù)碼管(30)、流量調(diào)節(jié)按鈕(31)、顯示水位的發(fā)光二極管指示燈(32)、開關(guān)電源按鈕(33)、水位控制手動按鈕(34)、溫度調(diào)節(jié)按鈕(35);內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括控制電路(20)、顯示電路(24)、報警電路(25)溫度檢測電路(26)、水位檢測電路(27)、鍵盤電路(28)、晶振電路(29)，其控制電路(20)包括電機控制電路(21)、電磁閥控制電路(22)、電加熱控制電路(23)，所述節(jié)水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器(14)、三通電磁閥(15)，所述輔助加熱裝置(16)包括溫度傳感器(8)、輔助加熱器(9)，所述恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調(diào)節(jié)閥￠)、流量調(diào)節(jié)閥(7)。
[0006]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:電機控制電路(21)，設(shè)計中采用57混合式兩相步進電機對出水溫度和流量進行調(diào)節(jié)，步進電機通過將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)椴竭M電機線圈的角位移，從而控制閥門開度進行水溫和流量的調(diào)節(jié)。
[0007]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:電磁閥控制電路(22)，設(shè)計中需對兩個電磁閥進行控制:其中一進兩出三通電磁閥(15)主要實現(xiàn)水流流向的控制；一進一出電磁閥(11)主要實現(xiàn)上水功能。
[0008]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:電加熱控制電路(23)，主要由功率放大電路、光電耦合電路、雙向晶閘管、電熱絲等組成。單片機輸出的控制信號經(jīng)光耦M0C3041控制雙向可控硅BTA12的導(dǎo)通時間，從而實現(xiàn)加熱溫度大小的控制。
[0009]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:顯示電路(24)，本次設(shè)計人機界面顯示內(nèi)容主要包括太陽能水溫顯示、設(shè)定溫度顯示和水位顯示，溫度顯示用LED數(shù)碼管顯示，水位高低通過不同顏色發(fā)光二極管顯示。
[0010]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:溫度檢測電路(26)采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，其測溫范圍為_55°C到+125°C，分辨率最大可達0.0625°C，DS18B20可以直接讀出被測溫度值，而且采用3線制與單片機相連。
[0011]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:水位檢測電路(27)通過位于儲水箱(13)的檢測電極進行檢測，顯示共分4檔，分別對應(yīng)水位為20%、50%、80%、100%。
[0012]所述的一種太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)，其特征在于:鍵盤電路(28)主要使用到6個按鍵，分別為:開關(guān)鍵swl、溫度調(diào)節(jié)鍵(加溫鍵)sw2、溫度調(diào)節(jié)鍵(減溫鍵)sw3、流量調(diào)節(jié)(加量鍵)SW4、流量調(diào)節(jié)(減量鍵)SW5、手動上水鍵sw6 ;采用獨立按鍵方式實現(xiàn)不同功能；開關(guān)鍵swl是系統(tǒng)開始或者結(jié)束時采集數(shù)據(jù)并做出相關(guān)指令，溫度調(diào)節(jié)鍵(加溫鍵)sw2是在設(shè)定溫度值上漸次加一，溫度調(diào)節(jié)鍵(減溫鍵)sw3是在設(shè)定溫度值上漸次減一，流量調(diào)節(jié)(加量鍵)sw4是隨按鍵時間長短使流量逐漸增大，流量調(diào)節(jié)(減量鍵)sw5是隨按鍵時間長短使流量逐漸減小，手動上水鍵sw6是打開上水閥。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:基本上解決了目前市場上落差式太陽能熱水器所存在的“熱等待”、出水量小、控制復(fù)雜等問題，顯著提高了熱效率，節(jié)約了水電資源。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的太陽能熱水器節(jié)能控溫系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2為控制器面板示意圖。
[0016]圖3為控制器電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖4為主控系統(tǒng)流程圖。
[0018]圖5為控制系統(tǒng)電路原理圖。
[0019]圖6為水位檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0020]在圖1中，整個系統(tǒng)包括太陽能熱水器(I)、溫度傳感器(2)、控制器(3)、噴頭
(4)、上水裝置(11)、輔助加熱裝置(16)、恒溫控制裝置(17)、節(jié)水裝置(18)、水管以及連接各元件的CAN總線；上水裝置(11)包括兩通電磁閥；輔助加熱裝置(16)包括傳感器(8)、輔助加熱器(9);恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調(diào)節(jié)閥￠)、流量調(diào)節(jié)閥(7);節(jié)水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器(14)、三通電磁閥(15)。
[0021]在圖2中，面板上設(shè)有太陽能水溫和出水溫度LED數(shù)碼管(30)、流量調(diào)節(jié)按鈕
(31)、顯示水位的發(fā)光二極管指示燈(32)、開關(guān)電源按鈕(33)、水位控制手動按鈕(34)、溫度調(diào)節(jié)按鈕(35)。
[0022]在圖3、圖5、圖6中，以單片機(19)為核心，由控制電路(20)、顯示電路(24)、報警電路(25)、溫度檢測電路(26)、水位檢測電路(27)、鍵盤電路(28)、晶振電路(29)等構(gòu)成；控制電路(20)包括電機控制電路(21)、電磁閥控制電路(22)、電加熱控制電路(23)。
[0023]STC125A08S2單片機(19)系統(tǒng)電機控制電路(21)端口 Pl.0-P1.3分別與步進電機驅(qū)動芯片L298N的IN1-1N4引腳連接，步進電機驅(qū)動芯片L298N的0UT1-0UT4引腳分別與步進電機M1、M2連接，ENA、ENB和VSS引腳接5V電源，VS引腳接12V電源，SENSEA、SENSEB和GND引腳接地。
[0024]STC125A08S2單片機(19)系統(tǒng)電磁閥控制電路22端口 Pl.4與三極管2N2002基極相連，三極管2N2002集電極與另一個三極管2N2002基極連接，集電極與電磁閥連接，發(fā)射極均接地。
[0025]STC125A08S2單片機(19)系統(tǒng)電加熱控制電路(23)端口 P0.7與光電隔離電路連接，光電隔離器另一端與雙向晶體管BTA12和加熱絲連接。
[0026]STC125A08S2單片機(19)系統(tǒng)水位顯示電路(24)端口 P2.0-P2.3分別與4個發(fā)光二極管連接。
[0027]STC125A08S2單片機(19)系統(tǒng)溫度顯示電路(24)端P P2.4-P2.7分別與芯片CH451的DIN、DCLK、D0AD和DOUT引腳相連，芯片CH451的SEG0-SEG6引腳分別與數(shù)碼管陰極