改进的带有电子控制的电热水器制造技术

一种热水器包括：一水箱；一加热水箱中的水的元件；一检测元件附近温度的传感器；及一连接到元件和传感器上的控制器，控制器能比较多个检测温度，并且在预定时间间隔上检测的温度大于预定温度差的情况下，使元件脱开。另一种热水器包括：一水箱；一加热水箱中的水的元件；一检测水箱中水的温度的传感器；及一连接到元件和传感器上的控制器，控制器能把从传感器接收的温度信息与一预定温度相比较，并且根据比较使元件通电。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电热水器，特别涉及一种带有一个电子控制系统的电热水器，该电子系统大大降低了制造成本，减少了保修费用，并且提高了操作效率。典型的电热水器依据热水器的大小和用途，用一个或两个电加热元件制成，以加热水箱中的水。每个元件利用一个在其中元件螺帽连接到水箱侧的点处安装到箱侧上的机电恒温器。有多种缺点与这样的结构有关。当前的机电恒温器使用双金属技术，来致动一组使加热元件通电或断电的触点。这样的双金属技术相当不精确，并且对水箱中温度变化的响应时间较长，由此降低了热水器效率。关于该结构的另一个显著问题是，难以防止“干烧”元件。当电力施加到元件周围没有水的加热元件上时，“干烧”发生。这样的干烧迅速使加热元件损坏，由此急剧缩短其使用寿命。在大多数情况下，干烧能使元件立即失效。机电恒温器还利用一个较大和体积大的恒温器支架，并且占用水箱侧上较大量的表面积。这就降低了能量效率，因为在该空间中不使用包围水箱剩余部分的聚氨基甲酸乙酯泡沫保温层。出现这种情况是因为形成聚氨基甲酸乙酯泡沫的化学制品，在装配和现场服务期间能干扰机电恒温器控制。现在用来防止这种干扰的方法包括发泡板、玻璃纤维毛层或EPS(泡沫聚苯乙烯)泡沫隔板，所有这些都具有比包围水箱剩余部分的聚氨基甲酸乙酯泡沫低的热效率(K-因子)。所有以上构造都导致大量的制造零件和步骤，所有这些都加到产品的最终成本上。本专利技术一个的目的在于提供一种增大能量效率的热水器。本专利技术另一个的目的在于，提供一种消除较大机电恒温器并且减少生产热水器需要的元件部分数量的热水器。本专利技术又一个的目的在于提供一种防止加热元件干烧的的热水器。由附图、本专利技术的详细描述和附属的权利要求书，本专利技术的其他目的和优点对于熟悉本专业的技术人员将是显而易见的。在一个方面，本专利技术的热水器包括一个水箱；一个设置成加热水箱中的水的元件；一个设置成检测元件附近温度的传感器；及一个连接到元件和传感器上的控制器，控制器在预定时间间隔上检测的温度大于预定温度差的情况下，能够使元件脱开，其中元件在预定时间间隔内基本上没有性能降低。在本专利技术的另一个方面，有一种热水器，该热水器包括一个水箱；一个设置成加热水箱中的水的元件；一个设置成检测水箱中水的温度的传感器；及一个连接到元件和传感器上的控制器，控制器能够把从传感器接收的温度信息与一个预定温度相比较，并且根据比较使元件通电。附图说明图1表示根据本专利技术的方面的热水器的示意正视图，其中虚线表示热水器的内部部分。图2表示图1热水器部分剖开的示意侧视图。图3表示图1中所示热水器的示意分解顶视图和一种用户接口。图4A和4B分别表示根据本专利技术的方面使用的一种加热元件的侧视和正视图。图5公开了根据本专利技术的方面的一种热水器控制系统的电路图。图6表示根据本专利技术的方面的一种热水器控制系统的梯形(ladder)图。图7表示一种简化的功能方块图，说明根据本专利技术的方面的加热元件中的干烧防止功能。图8表示一种简化的功能方块图，说明图7功能的另一个实施例。将会理解，如下描述打算提及选择用来在图中说明的本专利技术的具体实施例，而不打算限定或限制本专利技术，本专利技术在附属权利要求书中限定。现在转到一般附图，特别是图1-4B，标号“10”指示本专利技术的一种电热水器。热水器10包括一个包围泡沫保温层14的外壳12。泡沫保温层14包围着水箱16。一个顶盖18在外壳12上端盖住外壳12，而底盖20在外壳12下端盖住外壳12。在水箱16上部中的一个进口22保证冷水进入水箱。类似地，出口24供热水经水箱16的上部流出之用。一对加热元件26安装到水箱16的侧面上。元件26电气连接到位于顶盖18的一个下凹部分30中的一个电子控制器28上。元件26通过一般熟悉本专业的技术人员熟的装置，如螺纹46，安装到水箱16的侧壁上，并且由通过外壳12中的开口卡到位的塑料帽32覆盖。一块上泡沫板34包围着上元件26，并且在水箱16与外壳12之间延伸。类似地，一块下泡沫板36包围着元件26和栓塞38。泡沫板36在外壳12与水箱16之间延伸。每个加热元件26包括一个基座27、一个电阻加热器29、一个热敏电阻器传感器44及一对热敏电阻器连接器45。热敏电阻器44嵌在电阻加热器29相对腿之间的基座27中。电子控制器28经由导线40连接到元件26上。导线40在电子控制器28与元件26之间经外壳12与水箱16之间的空间延伸。该空间要不然填有保温层14。导线40能如此定位，从而在泡沫化过程期间泡沫成形液体直接形成在导线40周围。而且，导线40定位在，如果希望，诸如用管、管道等在泡沫内建立的通道内。电子控制器28是一个用户接口，并且包括一个水温调节刻度盘42，能转动度盘42以选择水箱16内的水将保持的各种水温。电子控制器28和加热元件26的操作细节和连接表示在图5和6中。热敏电阻器44以常规方式经热敏电阻器连接器45连接到电子控制器28上。电阻加热器29还经加热器控制板47上的继电器50连接到加热器控制板47上。电力经电源48供给到系统，电源48包括用来在安培值波动的情况下使系统断电的熔断器49和49’。加热器控制板47最好包括用来控制热水器操作的电子控制电路，如在下面更详细描述的那样。这样的控制电路可以包括一般熟悉本专业的技术人员已知的多个电子元件，如固态晶体管和伴随的偏置元件、或一个或多个等效的可编程逻辑芯片。电子控制电路还可以包括一个可编程只读存储器(PROM)、随机存取存储器(RAM)和一个微处理器。这些元件的布置和/或编程可以具有一般熟悉本专业的技术人员所熟知的任意数量的形式，以实现下面所述热水器的操作。例如，这里描述类型的具体编程可以从Therm-O-Disc,Inc.和United Technologies ElectronicControls得到。当有对热水的需要时，热水经出口24流出，而冷水经进口22引入。热敏电阻器传感器44通过嵌入在水箱侧壁位置内部处的基座27中，检测水箱16内的温度。基座27的温度反应水箱16内的水温。热敏电阻器44然后把温度信息，一般以电信号的形式，发送到控制器28。控制器28用预定设置点温度编程，以确定控制器28使元件26通电的温度。如果需要，预定设置点能成为可变化的。当水箱16内的水温下降到该预定设置点时，控制器28检测到从热敏电阻器传感器44接收的这种温度信息，并且使元件26通电。元件26继续在得电状态下加热水，直到从传感器44接收的温度信息指示水温已经达到一个第二预定设置点。第二预定设置点能由调节刻度盘42选择，并且是可变的。当控制器28检测到已经达到第二预定设置点时，控制器28使元件26失电。第二预定设置点一般具有用来使元件26断电的五种可变设置。这种可选择的设置最好在在约90°F-180°F之间。用来使元件通电的差值能依据要进行的任务变化。控制器28还包含一个最好小于约210°F的锁定设置点。当水温达到异常预定设置点时，控制锁定防止元件26通电，并且控制器28将不允许元件26通电，直到控制器28通过除去电力然后再施加电力复位。这能由控制器28自动地实现，由此减少和可能消除对机械复位控制的需要。这样一种复位由一个在控制器28上的复位用户接口进行。传感器44的检测能力是这样的，从而仅在从水箱16已经抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电热水器，包括： 一个水箱； 一个设置成加热所述水箱中的水的元件； 一个设置成检测所述元件随近温度的传感器；及 一个连接到所述元件和所述传感器上的控制器，所述控制器在预定时间间隔上检测的温度大于预定温度差的情况下，能够使所述元件脱开，其中所述元件在所述预定时间间隔内基本上没有性能降低。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西J谢伦伯格，安东尼克雷，
申请(专利权)人：美国热水器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]