空气能热水器的自动控制系统
4.1空气能热水器温度控制器
4.1.1电子温度控制器
电子温度控制器通过热敏二 极管、热敏电阻等元器件作为探头获取温度信号，经电子电路进行比较、放大后，推动执行机构去控制和调节加热器电路的通、断和输入功率的大小，从而达到控制水温的目的。常用的电子温度控制器分为无触点式电子温度控制器和触点式电子温度控制器两种。
1.无触点式电子温度控制电路
无触点式电子温度控制器的原理电路。采用热敏电阻R为感温元件，在加热器附近获取温度信号，通过VT,~VT,电路转换成电信号，触发晶闸管SCR,调节控制温度，改变SCR导通角，从而加热并调节加热器的输入功率。 新型热水器的使用与维修
若合上电源开关K，由于此时水温或加热器温度较低，热敏电阻R阻值较大，故A点电位比晶体管VTz的另- -输入端 B点电位低，晶体管VTr截止，VT2导通。 由于VT2集电极电位(即VT3的基极电位)低，VT的集电极电位高(即VT3的发射极电位)，VT3 导通，促使VT4导通，触发晶闸管SCR导通，加热器通电加热，开始升温。当加热器温度较高时，R受热使阻值变小，从而A点电位比B点电位高，VT导通，VT2截止。这样，VT2集电极电位高(即VT3的基极电位) VTI的集电极电位低(即VT3的发射极电位) VT3截止，使VT4截止，晶闸管SCR导通触发信号消失，导致加热器断电不加热。当加热器温度降至较低时，R阻值又变大，促使A点电位下降并比B点电位低，电路重复以上加热工作过程。通过如此往复的工作，便使加热器保持一定的温度范围，从而使水温保持一-定。调整电位器RW的阻值，可以调节控制温度。
2.触点式电子温度控制电路
触点式电子温度控制器的原理电路。接通电源开关K后，由于此时装在加热器附近的热敏电阻R电阻值较大，所以A点电位较低，晶体管VT截止、VT2导通，继电器KM吸合，加热器通电加热，开始升温。当加热器温度较高时，热敏电阻R受热电阻变小，A点电位升高，从而使晶体管VT饱和导通，而晶体管VT2处于截止状态，继电器KM释放，加热器断电不加热:当加热器温度较低时，热敏电阻R电阻又会变大，使A点电位降低，从而使晶体管VT截止，而晶体管VT2饱和导通，继电器KM重新吸合，加热器又通电加热。通过如此循环工作，使加热器保持了一定的发热温度，从而使水温保持恒定。调整电位器RW的电阻大小，可以调节控制温度。 由于信号的执行通过继电器来完成，因而继电器的主触点要能承母大的负载电流。空气能热水器加热是靠继电器主触点的闭合和断开来工作的，所以称为触点式电子温度控制器。触点式电子温度控制器的主要缺点是在大电流工作状态下会断开，易产生拉弧损坏主触头。
4. 1.2双金属片式温度控制器
双金属片式温度控制器中的双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属材料复合而成的，它既是感温探头，同时又是动作的执行者。双金属片随着温度升高会发生弯曲，使弓形簧片的平衡破坏，触点迅速跳开，切断电路，加热器停止工作;而当温度降低时，双金属片的弯曲就变小，受弓形簧片的平衡弹力作用，触点迅速接合，闭合电路，加热器继续工作。储水式空气能热水器主要采用条形速动式，上加热器 采用双掷式的温度控制器，下 加热器则采用单掷式的温度控制器。
所示为双掷式温度控制器工作示意图，双掷式温度控制器能分别控制上、下加热器的电路断开或接通。 若水箱顶部水温低于温控器的调定值，则双金属片双掷式温控器动作，闭合上加热器电路使之工作:当水温达到预定温度时，双金属片双掷式温控器动作，断开上加热器电路，同时接通下加热器电路使之工作。
为单掷式温度控制器工作示意图，单掷式温度控制器只有一对触点，与下部的电热器相串联，受热水器底部水温影响断开或接通。单加热器热水器般 都采用单掷温控器。
双金属片式温度控制器，一般在出厂 前就已调好固定动作温度，设定的温度一般在30"C ~60C左右。
~ 220V°
~ 220V
上加热器
自自
双掷式
下加热器
双掷式温度控制器
-00
加热器
一220V单掷式单掷式温度控制器
4.1.3毛细管型温度控制器
毛细管型温度控制器。其感温包采 用直径为3~ -6mm 的钢管制成，并由毛细管连接到膨胀膜盒，与杠杆相连。杠杆的-端是固定的， 另端与微动开关相接触。
加热器
毛细管
.感温包
测温轴 调温螺钉
.膨胀膜盒微动开关
电源线
杠杆
毛细管 型温度控制器
热水温度的变化可由感温包控制。如温度升高，则感温包内充有的感温剂气体便会随温度升高而膨胀，弥漫至膨胀膜盒内，推动杠杆，将微动开关触点断开，从而切断加热器的电源，使水温逐渐冷却下降;当水温下降到一定值时，感温包及膨胀膜盒内的感温剂气体收缩，杠杆便恢复到原来位置，微动开关重新闭合，加热器电源接通，加热器开始工作。如此反复动作，便可达到恒温目的。
4.1.4 单片机控制空气能热水器电路
采用单片机控制空(能热水器功能框。采用Z8单机片的空气能热水器可采用相位控制、脉宽调制和过零脉宽调制等几种方法控制功率输出，以实现不同的功率输出，为采用固定温度的方法进行加热。 Z8单片机控制空气能热水器。单片机的P31、P33、P35端外接电路为过零检测电路，Z8单片机检测交流电的过零点，并且在过零点打开或关断空气能热水器电源，以此来控制功率输出。交流电压经电阻Rg、Ro进行分压，VD11 为钳位极管，使负电压输出不小于-0.711V，否则过大的负电压会损坏单片机。在过零检测之前，路的P35端输出低电平，使电压比较器参考P33端的电压为0V。当交流半波信号从正极性变化到负极性时，电压比较器的输出由“1”变化到“0”，比较器输出信号的跳变沿对应于交流电的过零点，所以检测这个信号就能检测到过零点。加热器使用的15A负载连到交流电上时会有10V左右 的峰值压降。 如果过零开关的频率太低，会影响交流电的稳定性。在这种情况下，过零开关频率必须是10Hz 或更高频率。
温度检测电路由单片机的P32端外接电路组成，其中热敏电阻作为温度传感器。电路中，发光二极管显示温度级别，如果静由干扰大，可在升、降键与P01、P02端间分别接入10kQ的电阻。
单片机的P36端外接电路组成晶闸管驱动电路。晶闸管可以在较小电流时控制其开关，晶闸管的开关速度非常快，在切换时不会产生电火花。触发晶闸管需50mA左右的电流和40ms的时间，由具体的晶闸管决定。晶闸管导通后，自身电流即可维持导通状态，晶闸管可在电压降为零时自动关断。晶闸管驱动电路用来产生一个驱动晶闸管的大电流，当次侧和二次侧需要隔离时，则需要使用光耦合器。当P36端输出低电平时，光耦合器内的发光二极管被点亮，其输出使晶闸管打开。
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3010平双向晶闸管
电热调节RTI
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Z8单片机控制空气能热水器电路
软件设计框，空气能热水器的程序基于过零 检测，空气能热水器的开关动作只在过零点进行，对向上和向下键的扫描为每8个周期检测一次(50Hz、160ms)。 Z8单片机控制空(能热水器，每9个周期检测一-次水温(50Hz时180ms)。水温的检测是通过百分之一精度的电阻给电容器充电来实现的，当电容器上的电压充到输入的采集电压时，温度就可以通过电容器充电的时间估算出来。
交流线路
Vcc。 过零检测大通 /断驱动
稳压器
Vcc Z8单片机
LED显示
现行温度选择
温度传感器