斷電淋浴型電熱水器

◆廣西藤縣第六中學 黃松玲

電熱水器是提供熱水的常用電器，雖然它的安全性比較高，但使用時需要與220 V 電源連接，仍存在漏電或觸電的安全隱患。因此，我想發明一個斷電淋浴型電熱水器。

一、設計思路

為了使用安全，設計的關鍵是讓電熱水器在人們用水時能自動切斷電源，因此應具備以下功能：可以控制出水——只有打開混水閥，才會出水；自動斷電——洗澡時，能自動切斷電熱水器的電源；斷電和出水同步；操作簡單。

我的設計思路是在混水閥出水口處安裝一個水流控制開關，通過水流提供低壓控制信號，控制信號通過中間繼電器控制熱水器電源的通斷。

二、結構組成

裝置的出水自動斷電控制部分由水流控制開關、繼電器、電源轉換電路等組成。水流控制開關安裝在混水閥出水口處，繼電器和電源轉換電路安裝在熱水器內部，水流控制開關通過導線和電源轉換電路、繼電器線圈連接，為繼電器提供控制信號。繼電器的觸點開關串聯在熱水器的供電線路中。

圖1 斷電淋浴型電熱水器模型

圖2 水流控制開關安裝位置

圖3 控制繼電器

三、工作原理

淋浴前，水流開關斷開，繼電器線圈斷電時不吸合，繼電器的觸點開關處于常閉狀態，電熱水器通電加熱。淋浴時打開混水閥，花灑出水的同時，水流開關接通，繼電器線圈得電吸合，繼電器觸點開關斷開，熱水器脫離電源，處于斷電使用狀態。

淋浴結束后關閉混水閥，這時花灑停止出水，水流開關斷開，繼電器線圈斷電釋放，觸點開關恢復到常閉狀態。熱水器的發熱體則繼續對水箱中的水進行加熱。

圖4 出水自動斷電控制電路原理圖

四、創新點

將該裝置應用在電熱水器上，可規避電熱水器漏電或觸電的安全隱患。

（一）創意新穎、設計巧妙、穩定性好。元件增加簡易、成本低。

（二）用水流控制開關采集控制信號，通過水流實現熱水器電源通斷的控制。

（三）出水和斷電同步進行，通過混水閥的開、關水實現電源的通斷。

（四）既保留了常規電熱水器的優點，又提高了使用的安全性。（指導老師：馬少華 梁坤萍）

專家點評

黃松玲同學的斷電淋浴型電熱水器，是一件較典型的創新實踐作品。這是由于在此件作品產生之前，“一種電熱水器斷電洗浴保護裝置”“一種具有出水斷電功能的電熱水器”等專利已相繼公開。這件作品的產生，充分體現了少數民族地區高中生黃松玲：其一，具有科學探究與創新實踐的熱情，能在緊張的學習之余，就自己感受到相關電熱水器的安全問題進行探討與實踐，值得認可。其二，具有一定的科研潛質。文本從選題與設計到制作與改進等，步驟清晰合理，介紹簡潔明了。

習近平總書記指出，全面建設社會主義現代化國家，一個民族都不能少。因此，對少數民族地區青少年的科技創新活動，這里提出的建議是：我們要特別關注有利于鄉村振興的原創性項目，并通過項目的實施，為自己成長為有責任心、敢擔當的科創人才打下堅實基礎，將來才有能力讓少數民族地區更富裕、生活更幸福、鄉村更美麗，鄉親們的日子越來越紅火。