一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置，通过选择三通球阀的导通通道，将管道中的冷水储存再利用。并且设计人机通道，取代机械阀门，通过模糊控制的方法，更加简单、准确的调节出水温度。由于我们用了人机键盘，相对于机械阀门，免去了来回调节的麻烦，也解决了热水阀调节过大烧伤的问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及PWM控制、温度检测与控制、人机通道技术、模糊控制、管道结构设计等
，尤其涉及一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置。
技术介绍
水是地球上各种生物赖以生存的必要条件。没有水也就不会有我们这个美丽的世界。地球上水资源虽然丰富，但是绝大部分是存在于大海和冰川中，能被我们所利用的水资源还不到0. 02%。随着工业技术的发展，大量的污染渗透到了江河湖水中，我们所能利用的水资源进一步减少，很多地方都出现了无水喝的地步，从生活中节水已经成了热门话题。热水器作为一种家用电器，已经几乎渗透到每户家庭。热水器按照原理可以分为电热水器、太阳能热水器、燃气热水器。但是无论是哪种热水器，它的管道中都会存在一段冷水，特别是太阳能热水器和学校中的燃气热水器，管道长滞留的冷水也多。而洗澡时一般需要的是热水，特别是冬天，需要将热水器开通一段时间才能出现热水，这无意中将那些冷水浪费了。并且热水器手动阀门调温很不稳定，容易水温过烫或者过冰，而且水温也很不稳定。如果能通过一种方法，将这段冷水收集起来进行再利用，那将是一个大的资源，对提高生活质量也很有帮助。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置，它包括单片机、温度测量电路、信号放大电路、A/D转换电路、 三通球阀、舵机、电磁阀、人机界面和LCD显示器等；其中，温度测量电路、信号放大电路和 A/D转换电路依次相连，三通球阀和舵机相连，A/D转换电路、舵机、电磁阀、人机界面、LCD 显示器分别与单片机相连。本技术的有益效果是，本技术通过选择三通球阀的导通通道，将管道中的冷水储存再利用。并且设计人机通道，取代机械阀门，通过模糊控制的方法，更加简单、准确的调节出水温度。由于我们用了人机键盘，相对于机械阀门，免去了来回调节的麻烦，也解决了热水阀调节过大烧伤的问题。附图说明图1是技术的装置的结构框图；图2是本技术的原理图；图3是程序流程图。具体实施方式如图2所示，为整个系统的原理图，从该图可以简单看出要实现的功能启动热水器时，单片机输出一定占空比的PWM波带动舵机使三通球阀节水管道导通，进行节水处理；节水管道中冷水流尽后单片机输出另一占空比的PWM波带动舵机使三通球阀出水口通，出热水。当检测到水温大于设定的温度值时，单片机输出PWM波减小热水进水阀的大小；当检测到水温小于设定的温度值时，单片机输出PWM波增大热水进水阀的大小，以调节水温恒定。如图1所示，本技术基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置包括单片机、温度测量电路、信号放大电路、A/D转换电路、三通球阀、舵机、电磁阀、人机界面和IXD显示器；其中，温度测量电路、信号放大电路和A/D转换电路依次相连，三通球阀和舵机相连，A/D转换电路、舵机、电磁阀、人机界面、LCD显示器分别与单片机相连。三通球阀有三个口(A、B、C)，当A、B 口导通时，C 口关闭；当B、C 口导通时，A 口关闭。本技术的工作过程如下1、按下人机键面中的按钮START键，启动热水器出水，并且单片机上电产生PWM波控制舵机带动三通球阀使B、C 口通，管道中滞留的冷水从BC 口流出储存到一个大水箱或者水池中；PWM波可以通过软件方式(有些单片机自带PWM波产生口或者定时器方式)实现， 也可以通过硬件方式(比如电力电子技术中的Buck和Boost电路实现)，而舵机的扭转角度与PWM波的占空比有关，一般5%-10%的占空比分别对应舵机的0度一90度。2、定时一段时间后，单片机控制舵机带动三通球阀使B、A 口通，开始出热水。不同长度管道具有不同时间常数，一般自然水管道压力恒定为2KG，如果阀门的开度已知，易通过实验测定水流ν。当混水阀与三通阀之间的管道长度已知为L，则易求得定时时间t=L/v3、温度调节选择用人机界面取代阀门调节，具体为按下不同温度按钮时，单片机根据该温度按钮预设的温度与温度传感器检测到的温度比较，输出不同占空比的PWM波， 控制电磁阀的电功率，从而控制阀门的大小。按不同需求可以增加不同数量的温度选择按键，可以用行列式键盘电路实现。在出水口检测实际温度，与所要求温度的对比得到一个差值，当差值>15度时，设置为正大； 5<差值<15，为正中大；0<差值<5为正小大；_5<差值<0为负小大；_15<差值<_5为负中大；差值<-15为负大，分别对应不同占空比的PWM波。4、当热水器使用完成后按下STOP键关闭阀门，关闭热水器。本技术采用人机界面取代手动阀门，并且在出水口加了温度传感器进行了温度反馈，不但能智能控制水温，使水温能快速温度的达到人们需要的要求。同时它使用简单、直观，适合各种人群需求。并且在这基础上，同时设计了一种外管道，使残留在管道中的冷水从节水管道中流出储存，达到节水的目的。权利要求1. 一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置，其特征在于，它包括单片机、温度测量电路、信号放大电路、A/D转换电路、三通球阀、舵机、电磁阀、人机界面和 LCD显示器；其中，所述温度测量电路、信号放大电路和A/D转换电路依次相连，三通球阀和舵机相连；A/D转换电路、舵机、电磁阀、人机界面、LCD显示器分别与单片机相连。专利摘要本技术公开了一种基于热水器智能水温控制及外管道节水设计的装置，通过选择三通球阀的导通通道，将管道中的冷水储存再利用。并且设计人机通道，取代机械阀门，通过模糊控制的方法，更加简单、准确的调节出水温度。由于我们用了人机键盘，相对于机械阀门，免去了来回调节的麻烦，也解决了热水阀调节过大烧伤的问题。文档编号F24H9/20GK202204171SQ201120182878公开日2012年4月25日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日专利技术者孟濬, 范浩彪 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟濬，范浩彪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：