一种步进式全自动采暖电锅炉论文和设计-吴海城

全文摘要

本申请涉及一种步进式全自动采暖电锅炉，包括柜体、安装在所述柜体内部的控制单元和加热单元，所述控制单元和所述加热单元电连接，所述加热单元包括第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，可通过控制5个阀门的开闭实现两个加热管体的串联或独立运行。从而可通过控制单元先让低电流的第一加热管体将循环水进行初步加热，在温度达到一定后再通过高电流的第二加热管体对循环水进行加热，从而减少了瞬间启动电流，避免了对电网的影响，进而保证了电锅炉的稳定工作。

主设计要求

1.一种步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，包括柜体(1)、安装在所述柜体(1)内部的控制单元和加热单元，所述控制单元和所述加热单元电连接；所述加热单元包括第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；所述第一阀门的一端连接所述第一加热管体的进水口，另一端分别连接进水管道(5)和所述第二阀门的一端；所述第二阀门的另一端分别连接所述第二加热管体的进水口和所述第三阀门的一端；所述第三阀门的另一端分别连接所述第一加热管体的出水口和所述第四阀门的一端；所述第四阀门的另一端分别连接出水管道(4)和所述第五阀门的一端；所述第五阀门的另一端连接所述第二加热管体的出水口；所述出水管道(4)上设置有水泵和第一温度计，所述进水管道(5)上设置有第二温度计，所述第二加热管体上设置有第三温度计和第二加热装置，所述第一加热管体上设置有第四温度计和第一加热装置，所述柜体(1)外还设置有第五温度计；所述控制单元分别与所述水泵、所述第一温度计、所述第二温度计、所述第三温度计、所述第四温度计、所述第五温度计、水流开关、所述第一加热装置以及所述第二加热装置电连接。

设计方案

1.一种步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，包括柜体(1)、安装在所述柜体(1)内部的控制单元和加热单元，所述控制单元和所述加热单元电连接；

所述加热单元包括第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；

所述第一阀门的一端连接所述第一加热管体的进水口，另一端分别连接进水管道(5)和所述第二阀门的一端；

所述第二阀门的另一端分别连接所述第二加热管体的进水口和所述第三阀门的一端；

所述第三阀门的另一端分别连接所述第一加热管体的出水口和所述第四阀门的一端；

所述第四阀门的另一端分别连接出水管道(4)和所述第五阀门的一端；

所述第五阀门的另一端连接所述第二加热管体的出水口；

所述出水管道(4)上设置有水泵和第一温度计，所述进水管道(5)上设置有第二温度计，所述第二加热管体上设置有第三温度计和第二加热装置，所述第一加热管体上设置有第四温度计和第一加热装置，所述柜体(1)外还设置有第五温度计；

所述控制单元分别与所述水泵、所述第一温度计、所述第二温度计、所述第三温度计、所述第四温度计、所述第五温度计、水流开关、所述第一加热装置以及所述第二加热装置电连接。

2.根据权利要求1所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，所述出水管道(4)上还设置有水流开关，所述水流开关与所述控制单元电连接。

3.根据权利要求1所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，所述柜体(1)上还设置有触摸屏(3)和报警装置，所述触摸屏(3)和所述报警装置分别与所述控制单元电连接。

4.根据权利要求1所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，所述第一加热装置和所述第二加热装置为电阻丝或陶瓷加热器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，所述控制单元包括控制器、第一空气开关、电源装置、中间继电器组、第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器；

所述控制器通过所述电源装置与所述第一空气开关电连接；所述第一空气开关分别与所述第一交流接触器、所述第二交流接触器和所述第三交流接触器电连接；所述控制器通过所述中间继电器组分别与所述第一交流接触器、所述第二交流接触器、所述第三交流接触器、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门和所述第五阀门电连接；所述第一交流接触器与所述第一加热装置电连接，所述第二交流接触器与所述第二加热装置电连接，所述第三交流接触器与所述水泵电连接；

所述第一空气开关接入220V电压。

6.根据权利要求5所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于,所述控制单元还包括第二空气开关,所述第二空气开关分别与所述第一交流接触器和所述第二交流接触器电连接；

所述第二空气开关接入380V电压。

7.根据权利要求6所述的步进式全自动采暖电锅炉，其特征在于，所述中间继电器组包括第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、第四中间继电器、第五中间继电器、第六中间继电器、第七中间继电器、第八中间继电器；

所述控制器分别通过所述第一中间继电器与所述第三交流接触器电连接、通过所述第二中间继电器与所述第二交流接触器电连接、通过所述第三中间继电器与所述第一交流接触器电连接、通过所述第四中间继电器与所述第一阀门电连接、通过所述第五中间继电器与所述第二阀门电连接、通过所述第六中间继电器与所述第三阀门电连接、通过所述第七中间继电器与所述第四阀门电连接、通过所述第八中间继电器与所述第五阀门电连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电锅炉领域，尤其涉及一种步进式全自动采暖电锅炉。

背景技术

目前，大部分的家用电热水锅炉都是采用一套加热棒进行加热，由于加热棒功率普遍较大，直接采用一套加热棒启动时瞬间电流很大，对家庭电网容易产生冲击；而且采用单套加热棒的电热水锅炉当加热棒出现损坏问题时，整个热水系统都有停止工作，容易导致用户室内温度降至，严重时会冻坏室内管道，而且等待配件时间电热水锅炉都是出于停用状态；其次，采用一套加热棒加热，由于功率不能调整，实际使用时容易浪费电能；还有常用的电锅炉联锁保护采用检测温度值方法，当温度传感元件发生故障时易用造成干烧损坏加热电阻丝或高温爆管风险。

综上所述，现有的电热水锅炉存在工作不稳定、易损坏、耗电量大、安全性差等缺陷。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种步进式全自动采暖电锅炉。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种步进式全自动采暖电锅炉，包括柜体、安装在所述柜体内部的控制单元和加热单元，所述控制单元和所述加热单元电连接。

所述加热单元包括第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门。

所述第一阀门的一端连接所述第一加热管体的进水口，另一端分别连接进水管道和所述第二阀门的一端。

所述第二阀门的另一端分别连接所述第二加热管体的进水口和所述第三阀门的一端。

所述第三阀门的另一端分别连接所述第一加热管体的出水口和所述第四阀门的一端。

所述第四阀门的另一端分别连接出水管道和所述第五阀门的一端。

所述第五阀门的另一端连接所述第二加热管体的出水口。

所述出水管道上设置有水泵和第一温度计，所述进水管道上设置有第二温度计，所述第二加热管体上设置有第三温度计和第二加热装置，所述第一加热管体上设置有第四温度计和第一加热装置，所述柜体外还设置有第五温度计。

本实用新型的有益效果是，通过第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门组成的加热单元，并设置控制单元对加热单元进行控制，在使用时，可通过控制单元先让低电流的第一加热管体将循环水进行初步加热，在温度达到一定后再通过高电流的第二加热管体对循环水进行加热，从而减少了瞬间启动电流，避免了对电网的影响，进而保证了电锅炉的稳定工作。而且，由于设置了由控制单元控制的五个阀门，在其中一个加热管体出故障时，可通过关闭相应的阀门让另一个加热管体独立进行加热工作，从而避免了因加热管体故障导致锅炉易损坏的问题。而且，通过在五个温度计分别检测进水处、出水处、第一加热管体、第二加热管体、室内的温度值，一方面能够在检测到室内温度较高时，由控制器自动关闭电锅炉以达到节能的目的，另一方面能够在检测到进水处、出水处、第一加热管体、第二加热管体的温度过高时，由控制器及时报警和关断电锅炉电源，以保证电锅炉的工作安全性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述出水管道上还设置有水流开关，所述水流开关与所述控制单元电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过在出水管道上还设置有水流开关，并和控制单元相连，当水泵正常启动，管道内水流流动，控制单元检查到水流开关处于开启状态，电锅炉正常工作；当水泵未启动或损坏，控制单元检测到管道内水流不流动，水流开关处于关闭状态，则电锅炉自动断电，避免了当温度传感元件发生故障时易用造成干烧损坏加热电阻丝或高温爆管风险，保证电锅炉安全。

进一步，所述柜体上还设置有触摸屏和报警装置，所述触摸屏和所述报警装置分别与所述控制单元电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置触摸屏和报警装置，可方便实时监测电锅炉的工作状态，并在出现故障时，能及时提醒工作人员。

进一步，所述第一加热装置和所述第二加热装置为电阻丝或陶瓷加热器。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用电阻丝或陶瓷加热器进行加热，不仅成本较低，而且加热效率高。

进一步，所述控制单元包括控制器、第一空气开关、电源装置、中间继电器组、第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器。

所述第一空气开关接入220V电压。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过控制器、第一空气开关、电源装置、中间继电器组、第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器组成的控制单元，不仅结构简单，而且控制快速、精准，保证了电锅炉工作的稳定性和安全性。

进一步，所述控制单元还包括第二空气开关,所述第二空气开关分别与所述第一交流接触器和所述第二交流接触器电连接。

所述第二空气开关接入380V电压。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置第二空气开关，当电锅炉的总功率过大时，可由第二空气开关切换至380V电压进行加热供电，以保证电锅炉的加热效率，同时也达到了节能的作用。

进一步，所述中间继电器组包括第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、第四中间继电器、第五中间继电器、第六中间继电器、第七中间继电器、第八中间继电器。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种步进式全自动采暖电锅炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的加热单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种控制单元的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种控制单元的电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、柜体，2、空气开关安装槽，3、触摸屏，4、出水管道，5、进水管道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种步进式全自动采暖电锅炉，包括柜体1、安装在所述柜体1内部的控制单元和加热单元，所述控制单元和所述加热单元电连接，其中，柜体1的侧壁上还安装有用于安装空气开关的空气开关安装槽2。

如图2所示，所述加热单元包括第一加热管体、第二加热管体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门。

所述第一阀门的一端连接所述第一加热管体的进水口，另一端分别连接进水管道5和所述第二阀门的一端。

所述第二阀门的另一端分别连接所述第二加热管体的进水口和所述第三阀门的一端。

所述第三阀门的另一端分别连接所述第一加热管体的出水口和所述第四阀门的一端。

所述第四阀门的另一端分别连接出水管道4和所述第五阀门的一端。

所述第五阀门的另一端连接所述第二加热管体的出水口。

所述出水管道4上设置有水泵B和第一温度计，所述进水管道5上设置有第二温度计，所述第二加热管体上设置有第三温度计和第二加热装置，所述第一加热管体上设置有第四温度计和第一加热装置，所述柜体1外还设置有第五温度计。

所述控制单元分别与所述水泵B、所述第一温度计、所述第二温度计、所述第三温度计、所述第四温度计、所述第五温度计、所述水流开关、所述第一加热装置以及所述第二加热装置电连接。

在实际应用场景中，进水导管进入的循环水先在第一加热管体G1内通过第一加热装置R1加热，再进入第二加热管体G2内通过第二加热装置R2 加热，从而实现步进式加热提供循环水温，该加热方式可减少瞬间启动电流，避免对电网影响。

在加热一段时间后，当第五温度计T5检测到室内温度高于设定标准值时，可以自动关停第一加热管体G1内的第一加热装置R1，当检测到室内温度仍高于设定标准值时，则自动关停第二加热管体G2内的第二加热装置R2，从而达到节电目的。

在正常工作时，第一阀门F1、第三阀门F3、第五阀门F5常开，第二阀门F2、第四阀门F4常闭，此时，两个加热管体串联工作；当第一加热装置 R1发生损坏，则电磁阀第一阀门F1、第三阀门F3、第四阀门F4关闭，阻止循环水进入第一加热管体G1，第二阀门F2、第五阀门F5打开，循环水只进入第二加热管体G2，第一加热管体G1则不工作，可以更换损坏的第一加热装置R1，第二加热装置继续工作保证基本供热。同理，当第二加热装置R2 发生损坏时，则第二阀门F2、第三阀门F3、第五阀门F5关闭，阻止循环水进入第二个加热管体G2，第一阀门F1、第四阀门F4打开，循环水只进入第一加热管体G1，第二加热管体G2不工作，可以第二加热装置R2，第一装置R1继续工作保证基本供热。其中，所有阀门的切换都是通过控制单元自动实现。

需要说明的是，第一阀门F1、第二阀门F2、第三阀门F3、第四阀门F4、第五阀门F5均可以为电磁阀。

与此同时，第一温度计T1、第二温度计T2分别检测出水温度和回水温度测点，第三温度计T3、第四温度计T4分别为两个加热管体的报警温度测点，正常工作时，当控制系统检测到第三温度计T3、第四温度计T4的检测温度值超出设定值，则立刻自动将该加热管体的电加热装置断电，保证电锅炉工作安全。

可选地，所述出水管道4上还设置有水流开关K，所述水流开关K与所述控制单元电连接。通过在出水管道4上还设置有水流开关K，并和控制单元相连，当水泵B正常启动，管道内水流流动，控制单元检查到水流开关K 处于开启状态，电锅炉正常工作；当水泵B未启动或损坏，控制单元检测到管道内水流不流动，水流开关K处于关闭状态，则电锅炉自动断电，避免了当温度传感元件发生故障时易用造成干烧损坏加热电阻丝或高温爆管风险，保证电锅炉安全。

可选地，所述柜体1上还设置有触摸屏3和报警装置，所述触摸屏3和所述报警装置分别与所述控制单元电连接。通过设置触摸屏3和报警装置，可方便实时监测电锅炉的工作状态，并在出现故障时，能及时提醒工作人员。

可选地，所述第一加热装置和所述第二加热装置为电阻丝或陶瓷加热器。通过采用电阻丝或陶瓷加热器进行加热，不仅成本较低，而且加热效率高。

需要说明的是，本实施例的加热装置可以是如电阻丝或陶瓷加热器等电阻式加热装置，也可以是电磁式加热或红外线式加热装置。

可选地，如图3所示，所述控制单元包括控制器C、第一空气开关、电源装置、中间继电器组、第一交流接触器K1、第二交流接触器K2、第三交流接触器K3。

所述控制器C通过所述电源装置与所述第一空气开关电连接；所述第一空气开关分别与所述第一交流接触器K1、所述第二交流接触器K2和所述第三交流接触器K3电连接；所述控制器C通过所述中间继电器组分别与所述第一交流接触器K1、所述第二交流接触器K2、所述第三交流接触器K3、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门和所述第五阀门电连接；所述第一交流接触器K1与所述第一加热装置电连接，所述第二交流接触器K2与所述第二加热装置电连接，所述第三交流接触器K3与所述水泵B电连接。

所述第一空气开关接入220V电压。通过控制器C、第一空气开关、电源装置、中间继电器组、第一交流接触器K1、第二交流接触器K2、第三交流接触器K3组成的控制单元，不仅结构简单，而且控制快速、精准，保证了电锅炉工作的稳定性和安全性。

可选地，如图4所示，所述控制单元还包括第二空气开关,所述第二空气开关分别与所述第一交流接触器K1和所述第二交流接触器K2电连接；

所述第二空气开关接入380V电压。通过设置第二空气开关，当电锅炉的总功率过大时，可由第二空气开关切换至380V电压进行加热供电，以保证电锅炉的加热效率，同时也达到了节能的作用。

需要说明的是，本实施例中的控制器C可以是单片机、PLC等等，触摸屏3可以是能起到显示和调节控制的液晶触摸屏3，其液晶触摸屏3可通过 RS485与控制器C连接。

可选地，所述中间继电器组包括第一中间继电器KA1、第二中间继电器 KA2、第三中间继电器KA3、第四中间继电器KA4、第五中间继电器KA5、第六中间继电器KA6、第七中间继电器KA7、第八中间继电器KA8。

所述控制器C分别通过所述第一中间继电器KA1与所述第三交流接触器K3电连接、通过所述第二中间继电器KA2与所述第二交流接触器K2电连接、通过所述第三中间继电器KA3与所述第一交流接触器K1电连接、通过所述第四中间继电器KA4与所述第一阀门F1电连接、通过所述第五中间继电器 KA5与所述第二阀门F2电连接、通过所述第六中间继电器KA6与所述第三阀门F3电连接、通过所述第七中间继电器KA7与所述第四阀门F4电连接、通过所述第八中间继电器KA8与所述第五阀门F5电连接。

综上所述,本实施例提供的一种步进式全自动采暖电锅炉，可以通过控制5个阀门的开闭实现两个加热管体的串联或独立运行。而且在进水口、出水口、两个加热管体的顶部和出水管上分别安装有温度传感器，并设有室温传感器，同时在出水管的水泵后设有水流开关，可以实现控制系统能根据设定的室内温度自动控制两个电加热棒的启停；可以实现高温报警停机和水流停止的报警停机，启动安全保护作用。且在电锅炉总功率较大时，采用交流 220V供电供给控制器、中间继电器组和水泵，采用交流380V点供给两个加热装置，从而通过调节电压保证加热装置较大的功率，提高了加热效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种步进式全自动采暖电锅炉论文和设计

一种步进式全自动采暖电锅炉论文和设计-吴海城

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主设计要求

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