太阳能热水器节水装置的控制电路的制作方法
【专利摘要】一种太阳能热水器节水装置的控制电路，涉及一种电子控制电路，由电源电路、信号输入端口、比较电路、处理电路和执行电路组成，电源电路由整流变压器、整流二极管a、整流二极管b、滤波电容器a、稳压集成块和滤波电容器b构成；信号输入端口包括水流信号输入端、水温信号输入端水位信号输入端、手动输入端、连锁信号输入端a和连锁信号输入端b；比较电路由分压电阻、与门a和隔离二极管a构成；处理电路由全桥电路、与门b、隔离二极管b、传输门、非门及与门c构成；执行电路由双向可控硅a、三极管、钳位二极管、继电器、双向可控硅b和控制输出端构成。本实用新型配合太阳能热水器节水装置工作，以智能控制方式回收保温水箱底部及热水管中的冷水。
【专利说明】太阳能热水器节水装置的控制电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电子控制电路，特别涉及到一种节水装置的控制电路。
【背景技术】
[0002] 水是人们生活和生产活动中所必需的，随着我国城镇化的发展，城市自来水的用 量不断增多。水并非是取之不尽、用之不竭的，我国北方大部分地区都存在严重缺水情况， 节约用水要从点滴做起。人们在使用太阳能热水器或其它热水设备的热水时，必须先把热 水箱底部的冷水及管道中的冷水先行排放，然后才有热水流出，如不把排放的冷水进行回 收，将浪费宝贵的水资源，通过节水装置把太阳能热水器保温水箱底部及管道中的冷水回 收循环使用，实现节约用水。现有的节水装置需通过人工选择回收操作，或需进行过滤后回 收利用，存在体积庞大、结构复杂、操作烦琐或成本高不易推广的缺点。
[0003] 中国专利申请号2014102626931公开了 "一种太阳能热水器的节水装置"，安装在 太阳能热水器的室内热水管上使用，以智能控制方式进行回收保温水箱底部及热水管中的 冷水，然后在保温水箱需要补水时返回保温水箱中重复利用，避免了直接排放造成的浪费。 该装置需要配套的控制电路。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是要为太阳能热水器的节水装置提供配套的控制电路，配合节 水装置工作，进行回收保温水箱底部及热水管中的冷水，避免直接排放的浪费，实现节水目 的。
[0005] 本实用新型的太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是控制电路由电源电 路、信号输入端口、比较电路、处理电路和执行电路组成，其中，电源电路由电源的零线输 入端（N1)、电源的相线输入端（L1)、整流变压器（TC)、整流二极管a (VD1)、整流二极管b (VD2)、滤波电容器a (Cl)、稳压集成块（IC1)和滤波电容器b (C2)构成；信号输入端口包括 水流信号输入端（A1)、水温信号输入端（A2 )、水位信号输入端（A3 )、手动输入端（A4)、连锁 信号输入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6);比较电路由分压电阻（R1)、与门a (IC2)和 隔离二极管a (VD3)构成；处理电路由全桥电路（VDq)、与门b (IC3)、隔离二极管b (VD5)、 传输门（IC4)、非门（IC5)及与门c (IC6)构成；执行电路包括冷水回收执行电路和补水执 行电路，冷水回收执行电路由驱动电阻a (R3)、双向可控硅a (VS1)和控制输出端b (L4) 构成，补水执行电路由偏置电阻（R6)、三极管（VT)、钳位二极管（VD6)、继电器、控制输出端 a (L2)、驱动电阻b (R8)、双向可控硅b (VS2)和控制输出端c (L6)构成，继电器包括线 圈（K)和触点开关（Ka);整流变压器（TC)的初级线圈有线端a (1)和线端b (2)接出，线 端a (1)连接到电源的零线输入端（N1)，线端b (2)连接到电源的相线输入端（L1);整流 变压器（TC)的次级线圈有三组，三组线圈互相串联，三组线圈自上而下依次有线端c (3)、 线端d (4)、线端e (5)和线端f (6)接出，线端e (5)为线端d (4)和线端f (6)的中心 抽头，线端c (3)和线端e (5)构成低压交流电源的出线端，线端e (5)连接到地线，线端 d (4)连接到整流二极管a (VD1)的阳极，线端f (6)连接到整流二极管b (VD2)的阳极， 整流二极管a (VD1)的阴极和整流二极管b (VD2)的阴极连接到滤波电容器a (C1)的正 极和稳压集成块（IC1)的输入端，滤波电容器a (C1)的负极、稳压集成块（IC1)的负极和滤 波电容器b (C2)的负极连接后构成地线，稳压集成块（IC1)的输出端与滤波电容器b (C2) 的正极连接后构成直流工作电源（V+)，在直流工作电源（V+)上有直流输出端口接出；水流 信号输入端（A1)连接到与门a (IC2)的第一输入端，水温信号输入端（A2)连接到分压电 阻（R1)的第一脚及与门a (IC2)的第二输入端，分压电阻（R1)的第二脚连接到地线，与门 a (IC2)的输出端连接到隔离二极管a (VD3)的阳极，隔离二极管a (VD3)的阴极连接到 驱动电阻a (R3)的第一脚，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到双向可控硅a (VS1)的控制 极，双向可控硅a (VS1)的阴极连接到地线，双向可控硅a (VS1)的阳极连接到控制输出端 b (L4);水位信号输入端（A3)连接到与门b (IC3)的第一输入端及非门（IC5)的输入端， 手动输入端（A4)连接到与门b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第二输入端，连锁信 号输入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6)分别连接到全桥电路（VDq)的二个输入端上， 全桥电路（VDq)的负极连接到地线，全桥电路（VDq)的正极连接到与门b (IC3)的第二输入 端及与门c (IC6)的第二输入端，与门c (IC6)的第一输入端连接到非门（IC5)的输出端， 与门b (IC3)的输出端连接到传输门（IC4)的输入端和隔离二极管b (VD5)的阳极，隔离 二极管b (VD5)的阴极连接到驱动电阻a (R3)的第一脚，传输门（IC4)的输出端通过偏置 电阻（R6)连接到三极管（VT)的基极，三极管（VT)的发射极连接到地线，三极管（VT)的集 电极连接到钳位二极管（VD6)的阳极和继电器线圈（K)的输出端，钳位二极管（VD6)的阴极 和继电器线圈（K)的输入端连接到直流工作电源（V+);与门c (IC6)的输出端通过驱动电 阻b (R8)连接到双向可控硅b (VS2)的控制极，双向可控硅b (VS2)的阴极连接到地线， 双向可控硅b (VS2)的阳极连接到控制输出端c (L6);继电器触点开关（Ka)的输入极连接 到电源的相线输入端（L1)，继电器触点开关（Ka)输出极连接到控制输出端a (L2)。
[0006] 本实用新型中，在与门a (IC2)的第一输入端与地线之间有傍路电阻a (R2);在 水位信号输入端（A3)与地线之间有傍路电阻b (R4);在手动输入端（A4)与地线之间有傍 路电阻c (R5);全桥电路（VDq)的正极通过限流电阻（R7)连接到与门b (IC3)的第二输入 端及与门c (IC6)的第二输入端；当全桥电路（VDq)的正极通过限流电阻（R7)连接到与门 b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第二输入端时，在与门b (IC3)的第二输入端及与 门c (IC6)的第二输入端与地线之间有稳压二极管（VD7);与门a (IC2)、与门b (IC3)和 与门c (IC6)各为具有二个输入端的与门电路，传输门（IC4)由具有二个输入端的与门电路 进行代用，代用时，与门电路的二个输入端并联为一个输入端；与门a (IC2)、与门b (IC3)、 与门c (IC6)和传输门（IC4)共用一只与门集成电路，与门集成电路的电源端和非门（IC5) 的电源端连接到直流工作电源（V+)，与门集成电路的接地端和非门（IC5)的接地端连接到 地线；在驱动电阻a (R3)与双向可控硅a (VS1)的控制极之间有发光二极管（VD4)，驱动电 阻a (R3)的第二脚连接到发光二极管（VD4)的阳极，发光二极管（VD4)的阴极连接到双向 可控硅a (VS1)的控制极；在直流工作电源（V+)上接出的直流输出端口包括直流输出端a (VI)、直流输出端b (V2)、直流输出端c (V3)和直流输出端d (V4);控制电路的外围部件 包括水流开关（Yk)、热敏电阻（Rt)、储水箱的测水电极（D)和手动开关（Sk)，水流开关（Yk) 的二个触点电极分别连接到直流输出端a (VI)和水流信号输入端（A1)上，热敏电阻（Rt) 的二个引脚分别连接到直流输出端b (V2)和水温信号输入端（A2)上，储水箱测水电极（D) 的二个引脚分别连接到直流输出端c (V3)和水位信号输入端（A3)上，手动开关（Sk)的二 个触点电极分别连接到直流输出端d (V4)和手动输入端（A4)上；控制电路中有电源零线 回路端（N2)、低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)，电源零线回路端a (N2)连接到电 源的零线输入端（N1)，低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)连接到整流变压器（TC)次 级线圈的线端c (3);控制电路的负载有气泵电机线圈（M)、回水电磁阀的线圈（YA1)和补 水电磁阀的线圈（YA2)，气泵电机线圈（M)的二个引线分别连接到控制输出端a (L2)和电 源零线回路端（N2)上，回水电磁阀线圈（YA1)的二个引线分别连接到控制输出端b (L4)和 压回路端a (L3)上，补水电磁阀线圈（YA2)的二个引线分别连接到控制输出端c (L6)和 低压回路端b (L5)上。
[0007] 上述的实用新型中，整流变压器（TC)次级线圈的线端c (3)与线端e (5)之间输 出的交流电压为9V，线端d (4)与线端e (5)之间输出的交流电压为4. 5V，线端f (6)与 线端e (5)之间输出的交流电压为4. 5V，线端d (4)与线端f (6)的电压极性相反。
[0008] 上述的实用新型作为太阳能热水器节水装置的配套设备，配合太阳能热水器节水 装置工作，在用户使用热水时，自动回收热水管中和保温水箱底部的冷水，避免直接排放造 成的浪费，在需向保温水箱补充水时，自动选择把原回收的水返回到保温水箱中进行重复 利用。太阳能热水器节水装置由冷水回收管、回水电磁阀、储水箱、三通球阀、气泵和本实用 新型的控制电路组成，冷水回收管连接在太阳能热水器室内热水管的末端与储水箱之间， 回水电磁阀安装在冷水回收管上，冷水回收管从储水箱的底部接入，测水电极（D)设置在储 水箱内的底部；三通球阀的直通二端的接口呈垂直设置，三通球阀的傍通接口连接到储水 箱的顶部，三通球阀的直通下端接口连接到气泵的排气接口，三通球阀的直通上端接口凌 空构成排气口；水流开关（Yk)设置在太阳能热水器室内热水管的进口部位，热敏电阻（Rt) 设置在室内热水管的分路接口之前的部位，补水电磁阀安装在室内热水管与自来水管之 间，控制电路的电源相线输入端（L1 )、零线输入端（N1)通过电源线和电源插头连接在供电 电源的插座上，把太阳能热水器自动水位控制器上的电磁阀驱动端口连接到本实用新型控 制电路的连锁信号输入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6)上，实现对补水操作的联动控 制。所述的回水电磁阀和补水电磁阀为常闭结构的电磁阀，所述的冷水与热水的分界温度 设置在30-36°C之间。本实用新型的控制电路必须在室内热水管中有水流且水温为冷水的 情况下才会启动回水电磁阀打开，使热水管中和保温水箱底部的冷水自行流入储水箱中， 在热水管中和保温水箱底部的冷水流入储水箱中时，储水箱中的空气由三通球阀的直通上 端接口自由排出，使冷水顺利进入回收箱；在需对太阳能热水器保温水箱进行补水时，控制 电路首先启动回水电磁阀和气泵，气泵输出压缩空气到三通球阀的内腔中，压缩空气使内 腔中的球形阀芯上推到内腔的上端，把三通球阀的直通上端排气口进行封堵，压缩空气由 三通球阀的傍通接口进入储水箱中，使储水箱加压，把水返回到保温水箱中，在保温水箱内 的水补完后，控制电路自动切换到气泵停止及回水电磁阀关闭、补水电磁阀打开，把自来水 补充到保温水箱中；在气泵停止时，储水箱中的压力通过三通球阀上的泄压口进行释放，三 通球阀内的球形阀芯回落到内腔的下端，使三通球阀的直通上端排气口打开，准备下次回 收冷水时排放空气。
[0009] 本实用新型的有益效果是：提供的太阳能热水器节水装置的控制电路，配合节水 装置工作，以智能控制方式进行回收保温水箱底部及热水管中的冷水，然后在保温水箱需 要补水时自动把回收的水返回到保温水箱中重复利用，避免直接排放的浪费，实现节水目 的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 附图是本实用新型一种智能节水系统的控制电路示意图。
[0011] 图中：1.线端a，2.线端b，3.线端c，4.线端d，5.线端e，6.线端f，R1.分压电 阻，R2.傍路电阻a，R3.驱动电阻a，R4.傍路电阻b，R5.傍路电阻c，R6.偏置电阻，R7.限 流电阻，R8.驱动电阻b，Rt.热敏电阻，C1.滤波电容器a，C2.滤波电容器b，VDl.整流二 极管a，VD2.整流二极管b，VD3.隔离二极管a，VD4.发光二极管，VD5.隔离二极管b，VD6. 钳位二极管，VD7.稳压二极管，VDq.全桥电路，IC1.稳压集成块，IC2.与门a，IC3.与门 b，IC4.传输门，IC5.非门，IC6.与门c，VT.三极管，VS1.双向可控硅a，VS2.双向可控 硅b，K.继电器的线圈，Ka.继电器的开关，TC.整流变压器，FU.熔丝，V+.直流工作电源， VI.直流输出端a，V2.直流输出端b，V3.直流输出端c，V4.直流输出端d，Al.水流信号输 入端，A2.水温信号输入端，A3.水位信号输入端，A4.手动输入端，A5.连锁信号输入端a, A6.连锁信号输入端b，Nl.电源的零线输入端，N2.电源零线回路端，L1.电源的相线输入 端，L2.控制输出端a，L3.低压回路端a，L4.控制输出端b，L5.低压回路端b，L6.控制输 出端c，Yk.水流开关，D.储水箱的测水电极，Sk.手动开关，M.气泵电机线圈，YA1.回水电 磁阀的线圈，YA2.补水电磁阀的线圈。
【具体实施方式】
[0012] 实施例附图所示的实施方式中，太阳能热水器节水装置的控制电路由电源电路、 信号输入端口、比较电路、处理电路和执行电路组成，其中，电源电路由电源的零线输入端 (附）、电源的相线输入端江1)、整流变压器（1'〇、整流二极管 &(￥01)、整流二极管13(￥02)、 滤波电容器a (C1)、稳压集成块（IC1)和滤波电容器b (C2)构成；信号输入端口包括水流 信号输入端（A1)、水温信号输入端（A2)、水位信号输入端（A3)、手动输入端（A4)、连锁信号 输入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6);比较电路由分压电阻（R1)、与门a (IC2)和隔离 二极管a (VD3)构成；处理电路由全桥电路（VDq)、与门b (IC3)、隔离二极管b (VD5)、传 输门（IC4)、非门（IC5)及与门c (IC6)构成；执行电路包括冷水回收执行电路和补水执行 电路，冷水回收执行电路由驱动电阻a (R3)、双向可控硅a (VS1)和控制输出端b (L4)构 成，补水执行电路由偏置电阻（R6)、三极管（VT)、钳位二极管（VD6)、继电器、控制输出端a (L2)、驱动电阻b (R8)、双向可控硅b (VS2)和控制输出端c (L6)构成，继电器包括线圈 (K)和触点开关（Ka);整流变压器（TC)的初级线圈有线端a (1)和线端b (2)接出，线端 a (1)连接到电源的零线输入端（N1)，线端b (2)连接到电源的相线输入端（L1);整流变压 器（TC)的次级线圈有三组，三组线圈互相串联，三组线圈自上而下依次有线端c (3)、线端 d (4)、线端e (5)和线端f (6)接出，线端e (5)为线端d (4)和线端f (6)的中心抽头， 线端c (3)和线端e (5)构成低压交流电源的出线端，线端e (5)连接到地线，线端d (4) 连接到整流二极管a (VD1)的阳极，线端f (6)连接到整流二极管b (VD2)的阳极，整流二 极管a (VD1)的阴极和整流二极管b (VD2)的阴极连接到滤波电容器a (C1)的正极和稳 压集成块（IC1)的输入端，滤波电容器a (Cl)的负极、稳压集成块（IC1)的负极和滤波电容 器b (C2)的负极连接后构成地线，稳压集成块（IC1)的输出端与滤波电容器b (C2)的正极 连接后构成直流工作电源（V+)，在直流工作电源（V+)上有直流输出端口接出，直流输出端 口包括直流输出端a (VI)、直流输出端b (V2)、直流输出端c (V3)和直流输出端d (V4); 水流信号输入端（A1)连接到与门a (IC2)的第一输入端和傍路电阻a (R2)的第一脚，傍 路电阻a (R2)的第二脚连接到地线，水温信号输入端（A2)连接到分压电阻（R1)的第一脚 及与门a (IC2)的第二输入端，分压电阻（R1)的第二脚连接到地线，与门a (IC2)的输出 端连接到隔离二极管a (VD3)的阳极，隔离二极管a (VD3)的阴极连接到驱动电阻a (R3) 的第一脚，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到发光二极管（VD4)的阳极，发光二极管（VD4)的 阴极连接到双向可控娃a (VS1)的控制极，双向可控娃a (VS1)的阴极连接到地线，双向可 控硅a (VS1)的阳极连接到控制输出端b (L4);水位信号输入端（A3)连接到与门b (IC3) 的第一输入端、非门（IC5)的输入端和傍路电阻b (R4)的第一脚，傍路电阻b (R4)的第二 脚连接到地线，手动输入端（A4)连接到与门b (IC3)的第二输入端、与门c (IC6)的第二 输入端和傍路电阻c (R5)的第一脚，傍路电阻c (R5)的第二脚连接到地线，连锁信号输入 端a (A5)和连锁信号输入端b (A6)分别连接到全桥电路（VDq)的二个输入端上，全桥电路 (VDq)的负极连接到地线，全桥电路（VDq)的正极连接到限流电阻（R7)的第一脚，限流电阻 (R7)的第二脚连接到与门b (IC3)的第二输入端、与门c (IC6)的第二输入端和稳压二极 管（VD7)的阴极，稳压二极管（VD7)的阳极连接到地线，与门c (IC6)的第一输入端连接到 非门（IC5)的输出端，与门b (IC3)的输出端连接到传输门（IC4)的输入端和隔离二极管b (VD5)的阳极，隔离二极管b (VD5)的阴极连接到驱动电阻a (R3)的第一脚，传输门（IC4) 的输出端通过偏置电阻（R6)连接到三极管（VT)的基极，三极管（VT)的发射极连接到地线， 三极管（VT)的集电极连接到钳位二极管（VD6)的阳极和继电器线圈（K)的输出端，钳位二 极管（VD6)的阴极和继电器线圈（K)的输入端连接到直流工作电源（V+);与门c (IC6)的 输出端通过驱动电阻b (R8)连接到双向可控硅b (VS2)的控制极，双向可控硅b (VS2)的 阴极连接到地线，双向可控硅b (VS2)的阳极连接到控制输出端c (L6);继电器触点开关 (Ka)的输入极连接到电源的相线输入端（L1)，继电器触点开关（Ka)输出极连接到控制输 出端a (L2)。本实施例中，整流变压器（TC)次级线圈的线端c (3)与线端e (5)之间输 出的交流电压为9V，线端d (4)与线端e (5)之间输出的交流电压为4. 5V，线端f (6)与 线端e (5)之间输出的交流电压为4. 5V，线端d (4)与线端f (6)的电压极性相反；与门 a (IC2)、与门b (IC3)和与门c (IC6)各为具有二个输入端的与门电路，传输门（IC4)由 具有二个输入端的与门电路进行代用，代用时，与门电路的二个输入端并联为一个输入端； 与门a (IC2)、与门b (IC3)、与门c (IC6)和传输门（IC4)共用一只型号为CC4081的四2 输入与门的CMOS数字集成电路；非门（IC5)选用型号为CC40106的有施密特触发器的六反 相器CMOS数字集成电路，多余五只非门的输入端连接到地线；CC4081与门集成电路的电源 端和CC40106非门集成电路的电源端连接到直流工作电源（V+)，CC4081与门集成电路的 接地端和CC40106非门集成电路的接地端连接到地线；控制电路的外围部件包括水流开关 (Yk)、热敏电阻（Rt)、储水箱的测水电极（D)和手动开关（Sk)，水流开关（Yk)的二个触点电 极分别连接到直流输出端a (VI)和水流信号输入端（A1)上，热敏电阻（Rt)的二个引脚分 别连接到直流输出端b (V2)和水温信号输入端（A2)上，储水箱测水电极（D)的二个引脚 分别连接到直流输出端C (V3)和水位信号输入端（A3)上，手动开关（Sk)的二个触点电极 分别连接到直流输出端d (V4)和手动输入端（A4)上；控制电路中有电源零线回路端（N2)、 低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)，电源零线回路端a (N2)连接到电源的零线输入 端（N1)，低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)连接到整流变压器（TC)次级线圈的线 端c (3);控制电路的负载有气泵电机线圈（M)、回水电磁阀的线圈（YA1)和补水电磁阀的 线圈（YA2)，气泵电机线圈（M)的二个引线分别连接到控制输出端a (L2)和电源零线回路 端（N2)上，回水电磁阀线圈（YA1)的二个引线分别连接到控制输出端b (L4)和压回路端a (L3)上，补水电磁阀线圈（YA2)的二个引线分别连接到控制输出端c (L6)和低压回路端b (L5)上。
[0013] 本实施例作为太阳能热水器节水装置的配套设备，配合太阳能热水器节水装置工 作。太阳能热水器节水装置由冷水回收管、回水电磁阀、储水箱、三通球阀、气泵和本实施例 的控制电路组成，冷水回收管连接在太阳能热水器的室内热水管末端与储水箱之间，回水 电磁阀安装在冷水回收管上，冷水回收管从储水箱的底部接入，测水电极（D)设置在储水箱 内的底部；三通球阀的直通二端的接口呈垂直设置，三通球阀的傍通接口连接到储水箱的 顶部，三通球阀的直通下端接口连接到气泵的排气接口，三通球阀的直通上端接口凌空构 成排气口；水流开关（Yk)设置在太阳能热水器室内热水管的进口部位，热敏电阻（Rt)设置 在室内热水管的分路接口之前的部位，补水电磁阀安装在室内热水管与自来水管之间，控 制电路的电源相线输入端（L1)、零线输入端（N1)通过电源线和电源插头连接在供电电源 的插座上，把太阳能热水器自动水位控制器上的电磁阀驱动端口连接到本实施例控制电路 的连锁信号输入端a (A5)上和连锁信号输入端b (A6)上，实现对补水操作的联动控制。本 实施例中，回水电磁阀和补水电磁阀选用常闭结构的电磁阀；冷水与热水的分界温度设置 在30-36°C之间，通过调试热敏电阻（Rt)与分压电阻（R1)的数值确定。
[0014] 本实施例在应用时，一旦用户打开热水龙头，在室内的热水管中便产生水流，使水 流开关（Yk)闭合，与门a (IC2)的第一输入端呈高电平，这时，热水管中的水温低于设定温 度，热敏电阻（Rt)与分压电阻（R1)之间的电压将高于直流工作电压的2/3,与门a (IC2)的 第二输入端被打开，与门a (IC2)的输出端反转为高电平，与门a (IC2)输出端的高电平通 过隔离二极管a (VD3)、驱动电阻a (R3)和发光二极管（VD4)输入到双向可控硅a (VS1)的 控制极，使双向可控娃a (VS1)导通，控制输出端b (L4)和低压回路端a (L3)对回水电磁 阀的线圈（YA1)通电，使回水电磁阀打开，热水管中和保温水箱底部的冷水自行流入储水箱 中，这时，发光二极管（VD4)点亮，指示装置正在回收冷水，用户可暂时关闭热水龙头，等待 发光二极管（VD4)熄灭，再打开热水龙头，便有热水使用；在热水管中和保温水箱底部的冷 水流入储水箱中时，储水箱中的空气由三通球阀的直通上端接口自由排出，使冷水顺利进 入回收箱；当保温水箱底部和热水管中的冷水排放完毕后，热敏电阻（Rt)与分压电阻（R1) 之间的电压将低于直流工作电压的1/3,与门a (IC2)的第二输入端被封锁，与门a (IC2)的 输出端反转为低电平，使双向可控娃a (VS1)截止，回水电磁阀的线圈（YA1)断电，回水电磁 阀关闭，停止向储水箱进水，这时，发光二极管（VD4)熄灭，指示冷水回收完毕。当用户的太 阳能热水器为自动补水时，太阳能热水器的控制器与本实施例的控制电路进行联锁。在太 阳能热水器的控制器自动进行补水操作时，在本实施例控制电路的连锁信号输入端a (A5) 和连锁信号输入端b (A6)便有信号通过全桥电路（VDq)输入到与门b (IC3)的第二输入 端及与门C (IC6)的第二输入端，同时，储水箱底部的测水电极（D)二极之间被储水箱内的 水短路，使与门b (IC3)的第一输入端呈高电平，与门b (IC3)的输出端为高电平，与门b (IC3)输出端的高电平通过传输门（IC4)和偏置电阻（R6)输入到三极管（VT)的基极，使三 极管（VT)导通，继电器的线圈（K)得电，继电器的开关（Ka)闭合，控制输出端a (L2)和电 源零线回路端（N2)对气泵电机线圈（M)进行通电，气泵运行，气泵排气接口输出压缩空气 到三通球阀的内腔中，压缩空气使三通球阀内腔中的球形阀芯上推到内腔的上端，把三通 球阀的直通上端排气口进行封堵，压缩空气由三通球阀的傍通接口进入储水箱中，使储水 箱形成压力，储水箱内的水具有返回太阳能保温水箱的动能；同时，与门b (IC3)输出端的 高电平通过隔离二极管b (VD5)、驱动电阻a (R3)和发光二极管（VD4)输入到双向可控硅a (VS1)的控制极，使双向可控娃a (VS1)导通，控制输出端b (L4)和低压回路端a (L3)对 回水电磁阀的线圈（YA1)通电，使回水电磁阀打开，把储水箱内的水返回到保温水箱中。在 保温水箱内的水补完后，测水电极（D)接触不到水而开路，使与门b (IC3)的第一输入端呈 低电平，与门b (IC3)的输出端反转为低电平，使双向可控硅a (VS1)和三极管（VT)截止， 回水电磁阀的线圈（YA1)和气泵电机线圈（M)断电，回水电磁阀关闭和气泵停止；同时，测 水电极（D)开路使得非门（IC5)的输入端呈低电平，非门（IC5)的输出端及与门c (IC6)的 输入端反转为高电平，与门c (IC6)的输出端呈高电平，与门c (IC6)输出端的高电平通过 驱动电阻b (R8)输入到双向可控硅b (VS2)的控制极，使双向可控硅b (VS2)导通，控制 输出端c (L6)和低压回路端b (L5)对补水电磁阀的线圈（YA2)进行通电，使补水电磁阀打 开，把自来水补充到太阳能保温水箱中，直至保温水箱中的水补满，连锁信号输入端a (A5) 和连锁信号输入端b (A6)失去信号，与门c (IC6)的第二输入端呈低电平，与门c (IC6)的 输出端反转为低电平，双向可控硅b(VS2)截止，使补水电磁阀关闭，停止补水。在气泵停止 时，储水箱中的压力通过三通球阀上的泄压口进行释放，三通球阀内的球形阀芯回落到内 腔的下端，使三通球阀的直通上端排气口打开，准备下次回收冷水时排放空气。当用户的太 阳能热水器为人工方式补水时，如需对太阳能热水器进行补水，可手动合上手动开关（Sk)， 把高电平输入到与门b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第二输入端，进行补水操作， 控制电路也是先把储水箱内的水返回到太阳能热水器的保温水箱中，待储水箱内的水用完 后，再切换到自来水进行补水。
[0015] 本实施例的控制电路必须在室内热水管中有水流且水温为冷水的情况下才会启 动回水电磁阀打开，使热水管中和保温水箱底部的冷水自行流入储水箱中，热水管中便持 续形成水流，水流开关（Yk)保持闭合，直至冷水回收完毕；把太阳能热水器自动补水的联 锁信号通过全桥电路（VDq)接入到本实施例的控制电路中，可以不用辨别极性随意接入； 在控制电路中有限流电阻（R7)和稳压二极管（VD7)，可以把输入的联锁信号幅度限定在本 控制电路的工作电压以内，防止元件损坏及使电路工作稳定。
【权利要求】
1. 一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是控制电路由电源电路、信号输入 端口、比较电路、处理电路和执行电路组成，其中，电源电路由电源的零线输入端（N1 )、电源 的相线输入端（L1)、整流变压器（TC)、整流二极管a (VD1)、整流二极管b (VD2)、滤波电容 器a (C1)、稳压集成块（IC1)和滤波电容器b (C2)构成；信号输入端口包括水流信号输入 端（A1)、水温信号输入端（A2)、水位信号输入端（A3)、手动输入端（A4)、连锁信号输入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6);比较电路由分压电阻（R1)、与门a (IC2)和隔离二极管a (VD3)构成；处理电路由全桥电路（VDq)、与门b (IC3)、隔离二极管b (VD5)、传输门（IC4)、 非门（IC5)及与门c (IC6)构成；执行电路包括冷水回收执行电路和补水执行电路，冷水回 收执行电路由驱动电阻a (R3)、双向可控硅a (VS1)和控制输出端b (L4)构成，补水执行 电路由偏置电阻（R6)、三极管（VT)、钳位二极管（VD6)、继电器、控制输出端a (L2)、驱动电 阻b (R8)、双向可控硅b (VS2)和控制输出端c (L6)构成，继电器包括线圈（K)和触点开 关(Ka); 整流变压器（TC)的初级线圈有线端a (1)和线端b (2)接出，线端a (1)连接到电源 的零线输入端（N1 )，线端b (2)连接到电源的相线输入端（L1);整流变压器（TC)的次级线 圈有三组，三组线圈互相串联，三组线圈自上而下依次有线端c (3)、线端d (4)、线端e (5) 和线端f (6)接出，线端e (5)为线端d (4)和线端f (6)的中心抽头，线端c (3)和线端 e (5)构成低压交流电源的出线端，线端e (5)连接到地线，线端d (4)连接到整流二极管 a (VD1)的阳极，线端f (6)连接到整流二极管b (VD2)的阳极，整流二极管a (VD1)的阴 极和整流二极管b (VD2)的阴极连接到滤波电容器a (C1)的正极和稳压集成块（IC1)的 输入端，滤波电容器a (C1)的负极、稳压集成块（IC1)的负极和滤波电容器b (C2)的负极 连接后构成地线，稳压集成块（IC1)的输出端与滤波电容器b (C2)的正极连接后构成直流 工作电源（V+)，在直流工作电源（V+)上有直流输出端口接出； 水流信号输入端（A1)连接到与门a (IC2)的第一输入端，水温信号输入端（A2)连接 到分压电阻（R1)的第一脚及与门a (IC2)的第二输入端，分压电阻（R1)的第二脚连接到地 线，与门a (IC2)的输出端连接到隔离二极管a (VD3)的阳极，隔离二极管a (VD3)的阴极 连接到驱动电阻a (R3)的第一脚，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到双向可控硅a (VS1) 的控制极，双向可控娃a (VS1)的阴极连接到地线，双向可控娃a (VS1)的阳极连接到控制 输出端b (L4); 水位信号输入端（A3)连接到与门b (IC3)的第一输入端及非门（IC5)的输入端，手动 输入端（A4)连接到与门b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第二输入端，连锁信号输 入端a (A5)和连锁信号输入端b (A6)分别连接到全桥电路（VDq)的二个输入端上，全桥电 路（VDq)的负极连接到地线，全桥电路（VDq)的正极连接到与门b (IC3)的第二输入端及与 门c (IC6)的第二输入端，与门c (IC6)的第一输入端连接到非门（IC5)的输出端，与门b (IC3)的输出端连接到传输门（IC4)的输入端和隔离二极管b (VD5)的阳极，隔离二极管b (VD5)的阴极连接到驱动电阻a (R3)的第一脚，传输门（IC4)的输出端通过偏置电阻（R6) 连接到三极管（VT)的基极，三极管（VT)的发射极连接到地线，三极管（VT)的集电极连接到 钳位二极管（VD6)的阳极和继电器线圈（K)的输出端，钳位二极管（VD6)的阴极和继电器线 圈（K)的输入端连接到直流工作电源（V+);与门c (IC6)的输出端通过驱动电阻b (R8)连 接到双向可控硅b (VS2)的控制极，双向可控硅b (VS2)的阴极连接到地线，双向可控硅b (VS2)的阳极连接到控制输出端c (L6);继电器触点开关（Ka)的输入极连接到电源的相线 输入端（L1)，继电器触点开关（Ka)输出极连接到控制输出端a (L2)。
2. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是在与门a (IC2)的第一输入端与地线之间有傍路电阻a (R2);在水位信号输入端（A3)与地线之间有 傍路电阻b (R4);在手动输入端（A4)与地线之间有傍路电阻c (R5)。
3. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是全桥电 路（VDq)的正极通过限流电阻（R7)连接到与门b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第 二输入端；当全桥电路（VDq)的正极通过限流电阻（R7)连接到与门b (IC3)的第二输入端 及与门c (IC6)的第二输入端时，在与门b (IC3)的第二输入端及与门c (IC6)的第二输 入端与地线之间有稳压二极管（VD7)。
4. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是与门a (IC2)、与门b (IC3)和与门c (IC6)各为具有二个输入端的与门电路，传输门（IC4)由具 有二个输入端的与门电路进行代用，代用时，与门电路的二个输入端并联为一个输入端；与 门a (IC2)、与门b (IC3)、与门c (IC6)和传输门（IC4)共用一只与门集成电路，与门集成 电路的电源端和非门（IC5 )的电源端连接到直流工作电源（V+)，与门集成电路的接地端和 非门（IC5)的接地端连接到地线。
5. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是在驱动 电阻a (R3)与双向可控硅a (VS1)的控制极之间有发光二极管（VD4)，驱动电阻a (R3) 的第二脚连接到发光二极管（VD4)的阳极，发光二极管（VD4)的阴极连接到双向可控硅a (VS1)的控制极。
6. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是在直流 工作电源（V+)上接出的直流输出端口包括直流输出端a (VI)、直流输出端b (V2)、直流输 出端c (V3)和直流输出端d (V4);控制电路的外围部件包括水流开关（Yk)、热敏电阻（Rt)、 储水箱的测水电极（D)和手动开关（Sk)，水流开关（Yk)的二个触点电极分别连接到直流输 出端a (VI)和水流信号输入端（A1)上，热敏电阻（Rt)的二个引脚分别连接到直流输出端 b (V2)和水温信号输入端（A2)上，储水箱测水电极（D)的二个引脚分别连接到直流输出端 c (V3)和水位信号输入端（A3)上，手动开关（Sk)的二个触点电极分别连接到直流输出端 d (V4)和手动输入端（A4)上。
7. 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器节水装置的控制电路，其特征是控制电 路中有电源零线回路端（N2)、低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)，电源零线回路端a (N2)连接到电源的零线输入端（N1)，低压回路端a (L3)和低压回路端b (L5)连接到整流 变压器（TC)次级线圈的线端c (3);控制电路的负载有气泵电机线圈（M)、回水电磁阀的线 圈（YA1)和补水电磁阀的线圈（YA2)，气泵电机线圈（M)的二个引线分别连接到控制输出端 a (L2)和电源零线回路端（N2)上，回水电磁阀线圈（YA1)的二个引线分别连接到控制输出 端b (L4)和压回路端a (L3)上，补水电磁阀线圈（YA2)的二个引线分别连接到控制输出 端c (L6)和低压回路端b (L5)上。
【文档编号】G05B19/04GK203894574SQ201420331273
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】郑哲鹏 申请人:衢州迪升工业设计有限公司