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商用热水器恒温控制原理图
作者:   更新日期:2017-3-27 13:53:49   点击人数:

商用热水器恒温控制原理图

电热水器分速热式、即热式和储水式。其中速热式和储水式电热水器目前还是通过混水阀调节冷热水比例,调到适合自己的洗浴温度。即热式商用热水器没有混合冷水,实现恒温的原理是:在即热电热水器加热系统进水口处设置红外线水流传感器,探测进入加热系统的水流量,并转化成电信号输入到控制系统电脑芯片处理器,在出水口处有温度探测传感器,探测到的温度数据结果也会输入主板处理器,经过处理器计算后,按结果控制加热系统,调节加热功率,从而实现出水温度的恒定。

电路工作原理

  该商用热水器温度控制器电路由电源电路、漏电保护电路、温度控制电路、水位指示与防干烧电路组成,如下图所示。

  电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器Cl、C2和三端稳压集成电路ICl组成。

  漏电保护电路由电流互感器TA、双时基集成电路IC2(lC2a、IC2b)内部的一个时基屯路和有关外围元件组成。

  温度控制电路由双时基集成电路lC2内部的另一个时基电路、热敏电阻器RT、晶体管V、继电器K、电位器RP和有关外围元器件组成。

  EH为电加热器;VL1为工作状态指示发光二极管,VL6为电加热器工作指示发光二极管。

  接通电源开关Sl后,交流220V电压经过T降压、UR整流、Cl滤波及ICl稳压后,在C2两端产生+l2V电压 (Vcc),作为漏电保护、温度控制、水位指示及防干烧电路的工作电源。

  在商用热水器水箱内温度低于40℃(设定水温的下限温度)时,lC2的8脚电压低于Vcc/3,3脚输出高电平,使晶体管V导通,继电器K吸合,其常开触头接通,电加热器EH通电工作,VL6发光。当水温加热至45℃(设定水温的上限温度)时,IC2的9脚变为低电平,使V截止,K释放,EH停止加热,V历熄灭。当水温下降直至低于40℃时,EH又开始工作,VL6发光,如此循环,水箱内温度恒定在40-45℃之间。

  在商用热水器电加热器EH正常工作时,流过电流互感器TA的Wl、W2绕组的工作电流较稳定,W3绕组上的感应电压为0,IC2的6脚电压大于Vcc/3,2脚电压低于2Vcc/3,5脚输出高电平,发光二极管VLl点亮,表明EH正常工作,无漏电现象。

  当EH出现漏电时,会导致流过TA的Wl、W2绕组中的工作电流突然增大,在W3绕组上将产生感应电压,使IC2的2脚变为高电平,5脚变为低电平,VLl熄灭,指示EH存在漏电。同时二极管VD2导通,使lC2的10脚变为低电平,9脚输出低电平,使V截止,K释放,将EH的工作电源切断,实现了漏电保护。

  S2为漏电保护测试按钮,按下该按钮时,电阻器Rl接人电路中,使TA的Wl、W2绕组中产生短路电流,W3绕组产生感应电压,IC2的2脚变为高电平,5脚由高电平变为低电平,VL由点亮状态变为熄灭,说明该漏电保护电路能起到漏电保护作用。

  水位指示电路与防干烧电路由水位检测电极A-E、电阻器R9、Rl2-Rl9、发光二极管VL2-VL5和模拟电子开关集成电路IC3组成。IC3的4个控制端 (5脚、6脚、12脚和13脚)分别与水位检测电极A-D相连。当水箱加水时,水位上升至电极D处时,主电极E(为接地端,与+Vcc相连)通过水的电阻与D电极相接,使IC3的13脚为高电平,该脚内接的模拟电子开关接通,使IC3的1脚变为高电平,低水位指示发光二极管VL2点亮,同时IC2的10脚变为高电平,温度控制电路控制EH工作 (水位低于电极D时,EH不工作,防止EH因干烧而损坏)。水位继续上升至电极C、B、A时,IC3的12脚、6脚和5脚也相继变为高电平,水位指示发光二极管VL3、VL4和VL5也被相继点亮。

  商用热水器元器件选择

  Rl选用lW线绕电阻器;R3-Rl9选用1/4W或l/8W碳膜电阻器;R2选用可变电阻器(或调试完毕后换成固定电阻器)。

  RT选用负温度系数热敏电阻器 (用胶带粘在水箱的外表面),在室温下其阻值应为15kΩ左右。

  RP选用可变电阻器或电位器 (要随时调节水温,应选用电位器;要固定水温,可选用可变电阻器)。

  Cl选用耐压值为25V的铝电解电容器;C2、C5和C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3和C4选用涤纶电容器或独石电容器。

  VDl和VD2均选用lN4148型硅开关二极管。

  VLl-V历均选用φ5mm的高亮度发光二极管。

  UR选用lA、5OV的整流桥堆。

  V选用C8050或2N5551型硅NPN晶体管。

  ICl选用LM7812型三端集成稳压器;IC2选用NE556型双时基集成电路;IC3选用CD4066型模拟电子开关集成电路。

  T选用3-5W、二次电压为I5V的电源变压器。

  TA采用"E"型铁心或磁心自制:Wl、W2绕组均用φlmm的漆包线绕2或3匝,W3绕组用dO・Ogmm的漆包线乱绕2000匝左右。可将Wl和W2绕组绕在外层,以便于散热。

  电极A-E用φ3-φ4mm的铜(或不锈钢)螺钉代替。

  商用热水器电路调试

  电路元器件及水位检测电极、电加热器等安装完毕后,应对控制器进行调试。先将电阻器R2调至最大值 (lOkΩ),然后接通电源开关Sl,按住测试按钮S2,发光二极管VLl应点亮 (若VLl不发光,则应增大电阻器R4的阻值)。将R2的阻值慢慢调小,直到VL1熄灭。若松开S2后VLl发光,按一下S2时VLl又熄灭,则说明漏电保护控制电路工作正常。

  再将RP的阻值调至最大值,然后往水箱内加水,随着水位的不断上升,发光二极管VL2-VL5应逐个发光,当VL2发光时,继电器K应闭合,EH通电工作,VL6发光。

  若水位达到低水位电极D处时VM仍不发光,则应在RT与RP之间串接一只1-5kΩ的电阻器,使VL6发光。

  当水位升到需要的温度时,调整RP的阻值,使继电器K释放,RL断电,VL6熄灭。

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