专利名称：用于太阳能热水器的水温水位监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于太阳能热水器的水温水位监控系统。
背景技术：
近年来，太阳能热水器技术发展速度非常快，太阳能热水器逐渐成为日常电器设备之一，为众多的家庭和单位接受和使用。目前，家用太阳能热水器一般包括蓄水箱、集热器、管路、阀门和支架等组件。在现有技术中，一般采用的水龙头设有热水进口和冷水进口。热水进口与太阳能热水器的出水管相连接以提供热水，冷水进口与冷水管相连接以提供冷水，通过调节水龙头的调节把手来调节水温。实际使用过程中，在夏季，由于太阳光充足，热水的温度往往很高，有时热水温度高达70°C，甚至更高。在开水龙头时，一旦不注意，就会被热水烫伤，老人和孩子尤其容易被烫伤。而一般情况下，人们所需要的热水的温度在40°C 50°C之间。在调节水温的过程中，水龙头不断流水，存在浪费水的现象，不利于节约用水。
实用新型内容本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种用于太阳能热水器的水温水位监控系统，以避免使用者被热水烫伤和避免浪费水资源。本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。用于太阳能热水器的水温水位监控系统，其结构特点是，包括用于监测水箱水位的水位传感器、用于监测水箱内的水温的温度传感器、用于显示水温和水位的显示电路、用于加热水箱内的冷水的加热装置、用于在水温过低或过高时报警的报警装置、用于根据水位或水温自动控制上水的自动控制阀、用于人工手动上水或放水的手动控制阀、控制键盘和单片机；所述水位传感器、温度传感器、显示电路、加热装置、报警装置、控制键盘、手动控制阀和自动控制阀均与所述单片机相连接。本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统还具有以下技术特点。所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。所述自动控制阀为电磁阀。所述水位传感器包括最高水位传感器、最低水位传感器和极限水位传感器；所述显示电路包括水位显示电路和水温显示电路；所述加热装置为电加热装置。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，具有以下几个优点:I)能够根据水位和水温两个条件控制并报警，提醒是否需要进水，也可以在手动状态下自由控制进水(上满时自由停止)或控制停止进水；2)设直自动控制阀和手动控制阀，具有手动和自动切换功能；3)设置显示电路和显示器，具有水温和水位显示功能；4)设置多个水位传感器和报警装置，具有进水超水位和超水温报警指示功能；5)设置辅助的电加热装置，用水时若水温达不到设置值时，可手动起动加热装置，这样可避免在太阳能不足时无法设有热水器；6)用水时可自由调节水温。本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，具有可自由控制上水、具有水位和水温报警功能、控制灵活、可控性高、功能完善等优点。
图1为本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统的结构框图。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，用于太阳能热水器的水温水位监控系统，包括用于监测水箱水位的水位传感器、用于监测水箱内的水温的温度传感器、用于显示水温和水位的显示电路、用于加热水箱内的冷水的加热装置、用于在水温过低或过高时报警的报警装置、用于根据水位或水温自动控制上水的自动控制阀、用于人工手动上水或放水的手动控制阀、控制键盘和单片机；所述水位传感器、温度传感器、显示电路、加热装置、报警装置、控制键盘、手动控制阀和自动控制阀均与所述单片机相连接。水位传感器和温度传感器均至于水箱中，水位传感器包括最高水位传感器和最低水位传感器，其中最高水位传感器置于水箱的顶端而最低水位传感器置于水箱的底部。当水位升高到水箱顶端时，最高水位传感器获取水位信号并将信号传递给单片机。单片机会发出信号给自动控制阀，切断自动控制阀停止上水。当水位降低到水箱底端时，最低水位传感器获取水位信号并将水位信号传递给单片机。单片机会打开自动控制阀，开始上水，直至水位到达最高水位传感器之处，再由单片机控制自动控制阀切断上水。另外，还可以设置一个极限水位传感器。一旦采用手动控制阀上水时，有可能使用者忘记正在上水，水位将不断上升而且发生溢流，这样会造成大量的水资源浪费。当水位达到极限水位传感器时，极限水位传感器将水位信号传递给单片机，由单片机发出报警信号给报警装置，这样使用者就会发现水箱溢流从而关闭手动控制阀，避免了水不断溢流而造成资源浪费，提高了太阳能热水器的环保特性。在冬季时，由于太阳能不足，会使得水温一直较低，不宜于在冬天使用。温度传感器用于测量水箱内的水温并将水温值实时地传送给单片机。由单片机将实时的水温值与预设的水温上限值和水温下限值相比较。当水温低于预设的水温下限值时，单片机发出加热的控制信号给电加热装置，启动电加热装置开始对水箱内的水进行辅助加热。当水被加热到预设的水温上限值时，单片机发出停止加热的控制信号给加热装置，停止加热。电加热装置优选电炉丝。水温过高，可能会烫伤使用者。在冬天时，水温过低也不宜于使用。可通过控制键盘输入控制参数，比如水温的上下限。比如，夏天可设置水温上限值为40°C，冬天可设置水温上限值为50°C。在冬天时，为避免水温过低，可设置一个水温下限值，比如设为15°C。此时单片机发出一个控制信号给报警装置，由报警装置发出声光报警信号，提醒使用者注意水温以免发生烫伤或者被凉水浇头而冻感冒。单片机将水位数据和水温数据输出给显示电路，可实时显示水箱内的水位信息和水温信息。使用者还可通过控制键盘进行手动加热，并可设置加热的温度。所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。DS18B20单线数字温度传感器是由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器。该传感器只需使用一根信号线(将计算机的地址线、数据线、控制线合为一根信号线)便可以完成串行通信。单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，在信号线上可以挂许多测控对象，所以可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。DS18B20的性能特点:①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值(9位二进制数，含符号位);②测温范围为_55°C _+125°C，测量分辨率为0.06250C ;③内含64位经过激光修正的只读存储器R0M，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。所述自动控制阀为电磁阀。所述水位传感器包括最高水位传感器、最低水位传感器和极限水位传感器；所述显示电路包括水位显示电路和水温显示电路；所述加热装置为电加热装置。水位传感器检测水位信号，并把水位信号转换成相应一组数字量传递给单片机，单片机通过识别相应数字量了解水位情况并通过数码管显示当前水位，此时若水位过低过高，将通过单片机、控制阀向热水器的水箱中注入水或打出水，此操作可在自动检测情况下实施也可在激起故障时手动按键实现，且在水位过高和过低时产生报警。通过温度传感器检测水温传递给单片机，通过单片机把数字量转换成实时温度并显示在液晶显示屏中，若此时温度过低或过高会进行报警提醒，以免温度太低冻着使用者或温度太高烫伤使用者的危险，如使用者需要加温，可手动按键加温，且通过液晶设置温度值，当到该温度时，单片机报警提示，并同时维持该温度。本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，利用稳定性较好及精度较高的传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温水位实现控制和显示。电路简单，实用性强，水温水位的控制和显示方便，可被广泛用于太阳能热水器的水温水位控制系统，具有很好的市场前景。
权利要求1.用于太阳能热水器的水温水位监控系统，其特征是，包括用于监测水箱水位的水位传感器、用于监测水箱内的水温的温度传感器、用于显示水温和水位的显示电路、用于加热水箱内的冷水的加热装置、用于在水温过低或过高时报警的报警装置、用于根据水位或水温自动控制上水的自动控制阀、用于人工手动上水或放水的手动控制阀、控制键盘和单片机；所述水位传感器、温度传感器、显示电路、加热装置、报警装置、控制键盘、手动控制阀和自动控制阀均与所述单片机相连接。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，其特征是，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，其特征是，所述自动控制阀为电磁阀。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，其特征是，所述水位传感器包括最高水位传感器、最低水位传感器和极限水位传感器；所述显示电路包括水位显示电路和水温显示电路；所述加热装置为电加热装置。
专利摘要本实用新型公开了一种用于太阳能热水器的水温水位监控系统，包括用于监测水箱水位的水位传感器、用于监测水箱内的水温的温度传感器、用于显示水温和水位的显示电路、用于加热水箱内的冷水的加热装置、用于在水温过低或过高时报警的报警装置、用于根据水位或水温自动控制上水的自动控制阀、用于人工手动上水或放水的手动控制阀、控制键盘和单片机；水位监测传感器、温度传感器、显示电路、加热装置、报警装置、控制键盘、手动控制阀和自动控制阀均与单片机相连接。本实用新型的用于太阳能热水器的水温水位监控系统，具有可自由控制上水、具有水位和水温报警功能、控制灵活、可控性高、功能完善等优点。
文档编号F24J2/46GK203068838SQ201320097870
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者汪俊, 丁健, 张锦 申请人:滁州学院