太阳能热水器上水自控电路的改进方法

　　一、设计思路
　　
　　一般的太阳能热水器有两根通向楼顶水箱的水管。一根是公用的上水下水管。另一根是溢水管。当水箱放满水时，溢水口通过溢水管流下部分来，提示用户水已经放满了。应关闭上水阀了。

　　用过太阳能热水器的人都知道，每次沐浴后。往水箱里补水的时间较长。有很多人打开上水阀就去忙做其它事。有时会忘记关水阀，造成水资源的浪费，自己还要多交水费。

　　因此，可制作一个溢水传感器。安装在室内的溢水管上。

　　无水流过时，传感器截止。有水流过时传感器导通。控制电路根据传感器送来的信号控制电磁水阀，达到自动控制上水。电路的方框图见右图。

　　需要上水时，按一下启动开关。安装在自来水管与上水管之间的电磁水阀吸合，上水开始。当水箱水满后。溢水管流下的水将传感器两个电极接通。控制电路得到信号后。关闭电磁阀终止上水，接通报警提示音。约经1分钟左右延时，自动关闭控制器电源。

　　为防止因自来水压力不够上不了水。或太阳能集热管破裂漏水等原因上不满水，导致电磁水阀通电时间过长烧毁，或产生大最漏水造成浪费，在控制电路中增设延时电路。当电磁水阀开始工作时，延时电路计时。由于某种原因。

　　使上水时间超过15分钟而未溢水时，延时电路启动，关闭电磁水阀，同时有报警提示声光显示。

　　二、控制电路
　　
　　电路见下图。SA为电源开关，平时不用关断。

　　需要经楼顶水箱上水时，按下启动按钮SBl.变压器T得电。次级AC12V经整流滤波后为DC15V左右。经IC1稳压输出12V直流电源。此时。溢水传感器SL因无水为断开状态。C5是抗干扰电容。

　　为防止瞬间高电平脉冲干扰造成误动作而设。

　　此时非门G1输入端为低电平，输出端为高电平。

　　V2导通，K2吸合，电磁水阀吸合上水开始。

　　因V2饱合导通，V2集电极为低电平。G2输入端为低电平，输出端为高电平，v1导通。K1吸合，将SB1自锁。维持电路持续供电。此时LED1亮，IC2开始计时。因G3输入端为高电平，输出端为低电平，通过VD4将G4输入端锁定在低电平，使由G4、G5组成的振荡器停振，G5输出为低电平，V3截止。喇叭无报警声。

　　水箱放满水后，溢水管有水流下。传感器AB端被水连通，非门G1输入端为高电平，输出端翻转为低电平，V2截止，K2断开。电磁水阀YV失电关闭，上水过程结束。G1输出低电平。使G3的状态发生翻转，输出高电平，VD4此时为反偏，解除了对G4、G5的控制，振荡电路工作。G5输出的音频信号经过V3放大后，推动喇叭发出声响。

　　因为V2截止，集电极变为高电平，一路通过R4、VD3到G1将G1自锁，使SL无水断开时。G1输入端保持高电平。另一路经R3给C4充电。延时电路工作约1分钟左右，当C4电压达到G2的门限电平后，G2翻转，输出端转为低电平，v1截止。线圈K1失电断开自锁触点K1，整个电路断电。上水过程正常结束。

　　延时保护电路由时基电路IC3组成单稳态延时电路，当接通电源时，1C3的（2）、（6）脚为低电平，（3）脚为高电平。G6输入端为高电平。输出端为低电平，此时对控制电路无影响。

　　12V电源经R12对C6充电（T=1.1R×C）。当充电时间超过15分钟。IC3的（2）、（6）脚电位高于2／3VCC时，单稳态翻转。（3）脚变为低电平。G6翻转输出高电平，LED2红灯亮，井通过VD5、R11给G1输入端送去高电平，使控制电路发生翻转变化，重复上述传感器SL导通时发生的整个过程。

　　正常的上水时间一般不会超过15分钟。故保护电路不动作，充到C8上的电荷在电路关断后经R12泄放。一般太阳能热水器上水时间间隔很长，C8能充分放电，不会对下次启动带来影响。如发生超时引发保护电路动作，需要短时间重新启动时，只需按下SB2.C8会通过R13快速放电，解除延时保护。

　　三、制作
　　
　　找一截内壁光滑、内径刚好等于溢水管外径的硬质塑料管。长约120mm，按左图所示，在管子中间部位钻上几个小孔，用φ1.2mm左右的铜线按图加工好，镀上锡插入孔内，AB端平行间隙约2mm，在A和B端各焊上一根导线，测两条线电阻应无限大。然后用胶将管外部分封固。并将管子固定在控制器外壳上。在太阳能热水器溢水管室内部分选一个合适的地方截断，按上下分别插入传感器两端即可。

　　在自来水管与热水器上下水管之间加装一个电磁水阀。线圈的电压为AC220V，吸合通水型，最好选用耐温高的热水阀，如用冷水阀。应在电磁阀出水口连接400mm缓冲管。以防止用热水时烫坏电磁阀。安装时热水器原有水阀保持不变。不同的是并联安装电磁水阀。在上水时应关闭原有水阀，使上水过程完全由电磁水阀控制。如遇停电等原因，电磁水阀不能工作。使用原有水阀一样可以上水，不会影响用户使用。

　　电源变压器选用AC220V功率为5W的品种。

　　低压端输出为AC12V，电流约300mA即可。如选用同等低压输出的开关电源，则要选择高电压和低电压完全隔离开的。电路板可选用质量较高的万能板组装。元件排列可参考左图的布列。

　　只要组装无误，无需调试即可成功。R3和R12要根据所用电容实际容量做适当调整。使延时时间符合用户需要。控制盒选用105mm×80mm×45mm的塑料盒，选择尺寸合适的硬质塑料肥皂盒也可以。面板布置参考上图。塑料盒后安装塑料吸盘，可以随意方便地吸在浴室瓷砖上。不用在瓷砖上打孔固定。

　　因控制电路要在比较潮湿的浴室使用，220V电源插座前应装漏电保护开关。电磁水阀的接线处应做好防水密封处理。控制盒安装完成后也应做密封处理。密闭防水的方法很多，本文不再重复。