[实用新型]恒温高效全自动热水器控制机构

说明书

本实用新型涉及一种控制机构，特别是一种恒温高效全自动热水器控制机构。

目前，市面上的全自动热水器都只是水动式热水器，当水通过时便有热水产生，至于热水的温度便难以控制，水多时温度不够，水少时温度又过高。且一般热水器只控制燃气的流量，对水的流量不作调整，因此在正常水压情况下，水的最大温升只能达到打25℃，最高水温难以超过55℃。也有一种热水器虽然能使最高温达到80℃，但它要通过两个电机分别独立控制燃气的流量和水的流量。

本实用新型的目的在于不免上述现有技术的不足之处而提供一种只用一个电机便可同时控制水量与气量的大小，且大大提高了热效率的恒温高效全自动热水控制机构。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：本实用新型包括步进电机、拔杆、微动开关、水阀、主电磁阀、火种电磁阀、齿轮组、主燃烧器、点火针、热交换器、水管、火种管，其特征在于：还有燃气比例阀、磁体、干簧管开关、凸轮，步进电机通过齿轮组带动凸轮和水量调节杆，气量调节杆一端与燃气比例阀相连，另一端与凸轮接触，水量调节杆与水阀相连，磁体置于水阀与水管的连接处，干簧管开关置于水阀阀体上部靠近磁体的地方。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：水管为扁圆形状，并在吸热片上垂直放置。

图1为本实用新型的结构原理图；

本实用新型下面将结合附图（实施例）作进一步详述：

参照图1，本实用新型由步进电机1、拔杆2、微动开关3、燃气比例阀4、水阀5、磁体6、干簧管开关7、主电磁阀8、火种电磁阀9、凸轮10、齿轮组11、主燃烧器12、水量调节杆13、点火针14、热交换器15、水管16、气量调节杆17、吸热片18、火种管19等组成。

步进电机1通过齿轮组11带动凸轮10和水量调节杆13，凸轮10通过气量调节杆17带动燃气比例阀4的阀体上、下运动；水量调节杆13与水阀5相连，可带动水阀5开闭；磁体6置于水阀5内与水管16的连接处，而干簧管开关7置于水阀5上部靠近磁体6的地方。

实际工作时，接通电源，热水器内的单片机首先进行初始化，然后控制步进电机1反转为零，当拔杆2拔到微动开关3后即为零位，步进电机1停转。此时燃气比例阀处于关闭状态，等待开关信号。当有水流经热水器的水阀5时，将磁体6升起，从而使干簧管开关7接通，单片机接到信号后，立即将主电磁阀8和火种电磁阀9打开，同时使点火器输出高压电脉冲火花，迅速将经火种电磁阀9排放出来的燃气点燃。但在15秒后仍然没有燃气排出或其他原因而造成火种未燃的情况下，两电磁阀和点火器立即断电，并发出报警信号，直至手动复位为止。如果在15秒内能够点燃火种，则高压电脉冲停止输出，步进电机1正转，通过齿轮组11和凸轮10打开燃气比例阀4，主燃烧器12被火种迅速引燃，火种电磁阀延时关闭。此时，单片机进入恒温控制状态：先采用温度比较法，使水温能尽快达到预定的温度，然后进行PID运标，控制步进电机1的正反转步数和速度，从而使水温得已在小范围内恒定。步进电机1通过齿轮组11带动气阀凸轮10和水量调节杆13，分别调整燃气和水的流量大小，以及两者的比例。当关闭燃气时水的流量为最大值，随着凸轮10的正向转动，燃气不断增加，而水流不断减少，当燃气刚达到额定的热负荷时候，水的流量亦刚好达到额定的热水产生率流量，此时的水温应为25℃的温升。随着凸轮10继续正向转动（制造不同角度的凸轮，即可得到不同的水、气比例），燃气的流量不再变化，而水的流量则继续减少，直到单片机设定的终点限位止，步进电机1便停止转动，此时燃气的热负荷仍为额定值，而水的流量为最小值，此时的温升约有50℃。

另传统的热交换器是由4～5根圆型管穿过数拾件吸热片所组成，燃烧器所放出的烟气热能被吸热片和圆管的下半部份吸收一部分，并对管内的冷水进行加热，从而达到换热的目的。但是园管的有效吸热面积只占圆周的一半（下半园部分），未能充分吸收烟气中的热能，并且影响燃烧烟气的排放，导致一氧化碳含量的增加。因此，本实用新型将园型管改变为垂直放置的扁园水管16，其吸热面积可增至占周长的五分之四以上（除上部小半园外，其余两则和底部都可吸热），从而使热效率得到较大的提高，并且降低了烟气中的一氧化碳含量。另外，在扁园管内的中心位置增加一细长轴，目的是将管内的水迫向管壁，使其更有效，更充分地吸收热能，最大限度地提高热效率。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1.只用一个电机便可同时控制水、火的大小，使水温能在37℃～80℃内按人的意志进行定点恒温，且结构合理，成本较低。

2.改变了传统换热系统，使水管能更有效、更充分地吸收热能，最大限度地提高热效率。