專利名稱：自適應(yīng)節(jié)能電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種容積式電熱水器，特別是一種具有微電腦控制器的、能通過分析用戶使用規(guī)律從而自動(dòng)為用戶提前加熱的自適應(yīng)節(jié)能電熱水器。
目前，電熱水器的微電腦控制內(nèi)容比較簡單，有的只對(duì)用戶設(shè)定的溫度響應(yīng)，起到簡單的溫度控制作用，即將膽內(nèi)水溫控制在一定范圍內(nèi)；有的只具備三個(gè)時(shí)段的定時(shí)功能，并且在非供水時(shí)段不能供應(yīng)熱水，用戶經(jīng)常需要手動(dòng)操作控制熱水器，使用很不方便。
我們知道對(duì)于同一臺(tái)容積式電熱水器，若內(nèi)膽中水溫越高，則單位時(shí)間內(nèi)散熱量越大，而現(xiàn)有產(chǎn)品中，內(nèi)膽水溫一直保持在用戶設(shè)定溫度的一定范圍內(nèi)，那么在用戶不需要大量用熱水時(shí)，將水溫長時(shí)間地保持在較高溫度就會(huì)造成不必要的能量損失。
本實(shí)用新型的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，設(shè)計(jì)一種能掌握用戶使用規(guī)律、在需要用熱水時(shí)提前加熱、而在非用水時(shí)段將水溫控制在較低范圍內(nèi)的自適應(yīng)節(jié)能電熱水器。
本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種自適應(yīng)節(jié)能電熱水器，其組成包括殼體、內(nèi)膽、電熱部件、微電腦控制器、功率輸出部件，微電腦控制器包括中央處理器U1、與中央處理器電連接的電源電路、溫度設(shè)定電路、按鍵輸入電路、顯示輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路，其特征是還具有適時(shí)水溫采樣電路，由溫度傳感器RT、標(biāo)準(zhǔn)電阻R16、電容C14組成，R16與C14并聯(lián)后一端接地，另一端與RT的輸入端串聯(lián)后接入U(xiǎn)1的17腳，通過該電路不斷獲取用戶當(dāng)前使用熱水器的信息，供U1進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出用戶用熱水的規(guī)律，并根據(jù)此規(guī)律和溫度變化與散熱量之間的數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，在設(shè)定的模式下控制熱水器按最佳方案工作；按鍵輸入電路由低電價(jià)區(qū)定時(shí)按鍵K2、工作模式轉(zhuǎn)換按鍵K3和4個(gè)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管D01-D04組成，D01通過電阻與顯示電路連接并接入U(xiǎn)1的11腳，對(duì)手動(dòng)模式進(jìn)行顯示，D02通過電阻與顯示電路及K2連接并接入U(xiǎn)1的13腳，對(duì)定時(shí)模式進(jìn)行顯示，D03通過電阻與顯示電路及K3連接并接入U(xiǎn)1的12腳，對(duì)智能/手動(dòng)模式進(jìn)行顯示，D04通過電阻接入U(xiǎn)1的19腳，對(duì)熱水器加熱工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。
本實(shí)用新型的硬件設(shè)備與軟件程序充分結(jié)合使用，能通過學(xué)習(xí)用戶使用經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)而進(jìn)行智能自適應(yīng)控制在非用水時(shí)段將水溫控制在較低范圍內(nèi)，并能自動(dòng)為用戶在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候提前加熱；按用戶設(shè)定每天在低電價(jià)時(shí)段將膽內(nèi)熱水加熱至最高水溫；設(shè)置多種控制模式，顯示直觀，使用方便，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，充分滿足用戶需要。
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型控制原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型控制電原理示意圖。
圖3為本實(shí)用新型控制面板示意圖。
圖4為實(shí)施例中設(shè)置的可充電電池電路示意圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型自適應(yīng)節(jié)能電熱水器的微電腦控制器包括中央處理器(MCU)、與中央處理器電連接的電源電路、溫度設(shè)定電路、按鍵輸入電路、顯示輸出電路、適時(shí)水溫采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電熱水器的加熱管工作。
如圖2所示，適時(shí)水溫采樣電路由溫度傳感器RT、標(biāo)準(zhǔn)電阻R16、電容C14組成，接入中央處理器U1的17腳；按鍵輸入電路由低電價(jià)區(qū)定時(shí)按鍵K2、工作模式轉(zhuǎn)換按鍵K3和4個(gè)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管D01-D04組成，接入U(xiǎn)1的11、12、13、19腳，溫度設(shè)定電路由電位器RW、R28和電容C8組成，并與U1的15腳連接，電位器旋鈕的位置反映用戶的期望值，U1以1秒的時(shí)鐘間隔采樣并刷新用戶水溫設(shè)定值，保證設(shè)定溫度數(shù)值的可靠性和直觀性；顯示輸出電路由7個(gè)電阻和一個(gè)數(shù)碼管NN組成，U1的9、10腳與數(shù)碼管的COM1、COM2連接，為數(shù)碼管提供電源，U1的6、7、8、11、12、13、14分別與7個(gè)電阻串聯(lián)，控制顯示值；驅(qū)動(dòng)電路由R14、R15、C3、T1組成，并與U1的16腳連接，當(dāng)U1運(yùn)算后得出需加熱的結(jié)果，通過16腳輸出高電平信號(hào)，T1導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電板功率輸出部件，啟動(dòng)加熱。圖中C5、C6、C8、OSC組成時(shí)鐘電路，它與UI的3、4腳連接，作為U1的時(shí)鐘；K1為開關(guān)旋鈕，它通過電阻與顯示輸出電路連接并接入U(xiǎn)1的14腳。
如圖3所示，本實(shí)用新型熱水器控制面板上NN為數(shù)碼管，可以顯示當(dāng)前水溫值或用戶設(shè)定溫度值；D04為加熱狀態(tài)顯示發(fā)光二極管，加熱時(shí)點(diǎn)亮，為紅色；RW為溫度設(shè)定電位器，用于設(shè)定水溫以及系統(tǒng)開/關(guān)機(jī)轉(zhuǎn)換，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器到底，系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，此時(shí)數(shù)碼管顯示水溫，而不控制水溫，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)入開機(jī)狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)數(shù)碼管顯示水溫設(shè)定值，設(shè)定范圍32-75℃，停止旋轉(zhuǎn)電位器6秒后，進(jìn)入控溫狀態(tài)；K3為工作模式轉(zhuǎn)換按鍵，雙擊該按鍵，工作模式按智能/手動(dòng)切換，同時(shí)相應(yīng)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管D01、D02點(diǎn)亮，均為綠色，在智能模式下按內(nèi)置程序運(yùn)行；在手動(dòng)模式下控制器保持水溫在用戶設(shè)定值范圍內(nèi)。K2為低電價(jià)區(qū)定時(shí)按鍵，可以進(jìn)行低電價(jià)區(qū)末端時(shí)刻設(shè)置，首次點(diǎn)擊該鍵，進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，數(shù)碼管閃爍顯示低電價(jià)區(qū)剩余小時(shí)數(shù)值，再次點(diǎn)擊該鍵，數(shù)值增1，連續(xù)按鍵2秒后，數(shù)值快速增加，變化范圍為1-24小時(shí)，停止按鍵約6秒后，退出設(shè)定狀態(tài)。
如圖4所示，為了防止因掉電而造成損失，本實(shí)用新型在控制器電路中增加了備用電池電路，它由可充電電池YY、發(fā)光二極管D2-D4、電阻R19按充放電電路連接，連接在控制器電源電路中，當(dāng)電源供電時(shí)，可對(duì)該充電電池進(jìn)行充電，當(dāng)人為關(guān)機(jī)或非正常掉電時(shí)，該充電電池可通過D3放電，為U1和適時(shí)水溫采樣電路等供電，使控制器繼續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水溫變化，同時(shí)保存已有數(shù)據(jù)36小時(shí)不丟失，保證控制器能不間斷地采集用戶用水信息，經(jīng)記錄和分析，從而根據(jù)用戶用水規(guī)律智能地指導(dǎo)加熱管工作。
實(shí)施例中，本實(shí)用新型主要電路器件型號(hào)如下中央處理器U1為68HC908JL3，數(shù)碼管NN為LDD4021，電位器RW為B50K，時(shí)鐘電路中OSC為4M，驅(qū)動(dòng)電路中T1為8050，適時(shí)水溫采樣電路中溫度傳感器RT為NTC4050-503，按鍵輸入電路中的按鍵K2、K3為KEC170。
實(shí)施例中，本實(shí)用新型主要技術(shù)參數(shù)如下工作電源220VAC,50HZ，功率輸出小于等于4KW，最高設(shè)定水溫75C，用戶設(shè)定水溫范圍32-75℃，低電價(jià)工作區(qū)末端時(shí)刻設(shè)定范圍1-24小時(shí)，具有重復(fù)性，定時(shí)模式下提前加熱時(shí)間為5小時(shí)，智能模式下提前加熱時(shí)間為3小時(shí)。
權(quán)利要求1.自適應(yīng)節(jié)能電熱水器，其組成包括殼體、內(nèi)膽、電熱部件、微電腦控制器、功率輸出部件，微電腦控制器包括中央處理器U1、與中央處理器電連接的電源電路、溫度設(shè)定電路、按鍵輸入電路、顯示輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路，其特征是還具有適時(shí)水溫采樣電路，由溫度傳感器RT、標(biāo)準(zhǔn)電阻R16、電容C14組成，R16與C14并聯(lián)后一端接地，另一端與RT的輸入端串聯(lián)后接入U(xiǎn)1的17腳；按鍵輸入電路由低電價(jià)區(qū)定時(shí)按鍵K2、工作模式轉(zhuǎn)換按鍵K3和4個(gè)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管D01-D04組成，D01通過電阻與顯示電路連接并接入U(xiǎn)1的11腳，D02通過電阻與顯示電路及K2連接并接入U(xiǎn)1的13腳，D03通過電阻與顯示電路及K3連接并接入U(xiǎn)1的12腳，D04通過電阻接入U(xiǎn)1的19腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)節(jié)能電熱水器，其特征是在控制器電路中增加了備用電池電路，它由可充電電池YY、發(fā)光二極管D2-D4、電阻R19按充放電電路連接，連接在控制器電源電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自適應(yīng)節(jié)能電熱水器，其特征是狀態(tài)顯示發(fā)光二極管D01、D02、D03為綠色發(fā)光管，D04為紅色發(fā)光管。
專利摘要自適應(yīng)節(jié)能電熱水器,包括殼體、內(nèi)膽、電熱部件、微電腦控制器、功率輸出部件,具有適時(shí)水溫采樣電路,由溫度傳感器、標(biāo)準(zhǔn)電阻、電容組成,接入中央處理器的17腳,按鍵輸入電路由低電價(jià)區(qū)定時(shí)按鍵、工作模式轉(zhuǎn)換按鍵和4個(gè)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管組成,硬件設(shè)備與軟件程序充分結(jié)合使用,能通過學(xué)習(xí)用戶使用經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)而進(jìn)行智能自適應(yīng)控制,避免在不使用時(shí)也高溫加熱的現(xiàn)象,節(jié)約電能效果明顯,使用方便,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,充分滿足用戶需要。
文檔編號(hào)F24H9/20GK2438984SQ0022195
公開日2001年7月11日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者丁威, 偰建忠, 鞠平, 楊瀛 申請(qǐng)人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司