CN100501263C - 即热容积合一式电热水器及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种即热容积合一式电热水器及其加热方法，包括箱体，在箱体上设有进水口和出水口，其特征在于：在箱体内设有一组用来储水的腔体，各腔体间设有使水流通的导流孔；在箱体外部设有电热膜加热器，电热膜加热器的一端通过循环泵与箱体的进水口相通；另一端通过自动开关与水源连接；箱体的出水口通过电热膜加热器与电热水器的用水管连接；在箱体内设有测温器，测温器与用来协调电热膜加热器、循环泵和自动开关动作的控制装置连接。本发明使用快捷方便，能满足随时提供热水的需要；而且节能效果好、使用寿命长、安装简便、热水出水率高、安全性高。

Description

即热容积合一式电热水器及其加热方法

技术领域

本发明涉及一种电热水器，具体地说是一种即热容积合一式电热水器及其加热方法。

背景技术

在现有技术中，不管是电热水器还是太阳能热水器，它们的承压式储水箱内部均为一腔体结构。水箱内充满热水后，在使用热水时，首先需要向水箱内注入冷水，水箱内的热水才能依靠冷水的压力流出。由于要不断向水箱内补充冷水，补充进入的冷水就会很快与原来水箱内的热水混合，使水箱内热水温度迅速下降，因而在实际使用中，只有整个水箱容积60％左右的热水能被利用，造成热量的巨大浪费。目前通常的热水器储水箱均采用圆柱体结构，这种储水箱能承受较高的压力而不产生变形，同时在加工过程中可采用自动化设备，制造简单方便。在安装过程中，它可以将圆柱体竖直放置，也可以横向放置，但受圆面半径的影响，整个水箱厚度很大，体积也很大，占据很大的生活空间，给安装和使用带来很大的不便。

现有的普通容积式电热水器存在的缺点：

1、容积式电热水器都是采用固定在水箱内电热管进行加热，加热功率一般在2000W左右，加热方式都是将整箱的水从常温一次性加热到需要的温度。因而需加热较长时间，一般在三小时左右。通常是夏季二小时多，冬季要近四小时。同时由于采用顶压式出水方式，所以一次所能放出的理想水温的水量即热水出水率平均在70％左右，夏季高一点，冬季低一点。因而受体积限制，往往只能满足一到二人洗澡用水，且用水时温度下降变化大，给使用者带来很大的不便和浪费。考虑到热水器整体体积因素，保温层一般都在2cm左右，保温效果相对较差，热损耗很大。

2、电热管表面高温易老化结垢，必然导致加热功率衰退，电热管容易损坏，减少了整机的使用寿命。

3、现有的容积式电热水器整机形状单一，都为圆柱体，需要吊装，造成安装困难，占用空间大，影响家装效果。

4、水电始终混合安全性难以保障，尽管采用保护插头和防电墙防漏装置，但无法从根本上消除安全隐患，人身伤亡事故时有发生。

5、考虑省电，则无法保证24小时全天随时提供热水，给居家生活造成不便。

6、内胆使用寿命有限。

现有即热式电热水器的缺点：

1、要保证即热用水温度达到日常洗浴要求，加热功率一般需要配置在7000W至9000W。相当于5～7匹用电功率，配置电线的线径在4mm²是以上，这会导致整个用电系统成本大大提高，安全性降低，产品寿命也难以保证。由于存在这些严重缺陷，是造成市场上用户认同率不高的重要原因。

2、如果功率在3000W以下，适用于家居常规配置，用电10安培，线径2.5mm²，即热温度却达不到理想水温，通常只能作为日常用水，无法用于先澡，尤其是室温度在20℃以下，而一年中常温在20℃的季节一般要占四分之三时间。因而，功率在3000W以下的即热式电热水器不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种即热容积合一式电热水器及其加热方法，该即热容积合一式电热水器的水箱结构形式多样，既能承受较大的水压力，又制作方便，成本低，且大大延长了使用寿命。该即热容积合一式电热水器使用快捷方便，能满足随时提供热水的需要；而且节能效果好、使用寿命长、安装简便、热水出水率高、安全性高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种即热容积合一式电热水器，包括箱体，在箱体上设有进水口和出水口，其特征在于：在箱体内设有一组用来储水的腔体，各腔体间设有使水流通的导流孔；在箱体外部设有电热膜加热器，电热膜加热器的一端通过循环泵与箱体的进水口相通；另一端通过自动开关与水源连接；箱体的出水口通过电热膜加热器与电热水器的用水管连接；在箱体内设有测温器，测温器与用来协调电热膜加热器、循环泵和自动开关动作的控制装置连接。

本发明中，所述箱体可以是一个整体，也可以分为左侧箱体和右侧箱体，在左侧箱体和右侧箱体内均设有一组腔体；左侧箱体与右侧箱体间的腔体通过导流管连接。所述一组腔体中单个腔体是圆柱体或长方体。所述箱体由保温材料制成，在各腔体之间填充有保温材料。

本发明中，所述电热膜加热器设置在腔体的外部，可以设置在箱体的上端。测温器设置在箱体的下部进水口处。

本发明中，多腔体储热水箱结构形式可以多样化，以满足不同场合的安装要求，所述箱体可制成分体式，箱体分为左侧箱体和右侧箱体，在左侧箱体和右侧箱体内均设有一组腔体；左侧箱体与右侧箱体间的腔体通过导流管连接。

箱体内各腔体的排列方式和结构形式可以是多种组合，腔体的数量可以根据水量大小进行增减。

为制作方便，箱体中的一组腔体中单个腔体是圆柱体或长方体，也可以是任意其它形状的组合。

为防止热量流失，箱体由保温材料制成，在各腔体之间也填充有保温材料。而且，箱体和一组腔体也可均由塑料材料制成，在箱体表面和各腔体之间设有保温材料。

一种本发明所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于它包括以下步骤：

A)在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器测量箱体内水的温度；

B)当水的温度低于设定温度时，循环泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，在箱体内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭；

C)在电热水器的用水管出水的情况下，电热膜加热器对用水管前的出水再次进行加热，使出水达到所需温度；

D)在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器对箱体内的水的温度进行测量，当水的温度低于设定温度时，循环泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，直到箱体内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭。

本发明步骤B)中，设定的中间温度为30～40℃。测温器与控制装置连接，并通过控制装置使电热膜加热器和循环泵动作。步骤C)中，出水所需温度为45～55℃。

电热膜加热与电热管加热能效比较如下：

半导体薄膜发热系统为纯阻性半导体发热材料，复合电热膜直接涂敷热传导壁表面，复合电热膜的类电容结构可以提高功率因数，将降低的无功功率损耗的电量加起来，其电热总转换率达到或超过100％。经过测定；这种薄膜发热的电热转换次序比电阻丝发热效率高出30％左右，属目前电热转换率高的技术。此外，电热薄膜发热反响极快，通常2～3秒钟便可达到平衡温度，而电阻丝自身热容很大，做成电热管后受保温绝缘材料阻隔，热反响较慢。电热管内电阻丝工作时一直处于高温之下，而电热管表面温度一般都很低，这样电阻丝极易高温氧化，寿命一般不长；半导体薄膜本身是抗氧化的金属材料，加之工作时表面温度很低，所以寿命很长，理论上可以达到无限寿命。此外，电热管内会因绝缘材料吸潮引起漏电，或者金属外壳受腐蚀而漏电等不安全因素，而半导体电热膜发热系统石英管水电全分离系统，安全性极好，不会产生漏电。

本发明在水箱外部，配置一功率为3000W左右的电热膜加热器，中间设置一只60W左右的循环泵，水箱中适当位置安装测温器，测温器与控制装置连接。当进水温度低于设定温度时循环泵自动启动，经电热膜加热器加热，使水箱内水温提升到设定的中间温度。测温器将测量数据传送给控制装置，由控制装置使电热膜加热器停止加热，循环泵也停止工作。当需用水时，通过自动开关再启动电热膜加热器，这时通过低功率电热膜加热器二次加热，达到所需温度热水，一般在50℃左右，从而实现即开即热的效果。停止用水时，水箱内底部水温必然会低于设定的中间温度。这时控制装置又会使电热膜加热器开始加热，增温到设定的中间温度时停止。由于本发明的热水出水率大于一次性用热水器，如此不断用水不断补充使热水器始终能保持中间温度，也就自然保证了用水温度一直在理想范围，实现“无限”供用热水。

本发明采用多腔体结构和电热膜加热器结构，并采用分段加热的方式，与现有技术相比，它的优点是：

1、使用快捷方便，能实现随时提供热水服务；

2、节能，在获取同样热水量的条件下，降低耗电成本1/2左右；

3、使用寿命长，由于水箱具有独特技术和加热元器件能方便的维修更换，比一般热水器使用寿命要增加三倍左右；

4、安装简便，由于外形有可塑性，整机可以隐藏在墙体、橱柜、盥洗盒下，不占空间，不影响家装整体效果；

5、增大用水量，由于采用智能化自动补偿系统，正常使用几乎可以达到无限供水的效果，尤其为人口效多的用户提供了更好的选择；

6、热水出水率高，由于使用多腔体独创结构水箱，使热水出水率提高50％左右，单人用水温度变化极小；

7、安全性高，采用体外加热，水电彻底分离，不会出现伤人事故。

附图说明

附图是本发明的结构示意图；

具体实施方式

一种即热容积合一式电热水器，包括箱体1，在箱体1上设有进水口2和出水口3，在箱体1内设有一组用来储水的腔体4，各腔体4间设有使水流通的导流孔5；在箱体1外部设有电热膜加热器6，电热膜加热器6的一端通过循环泵7与箱体的进水口2相通；另一端通过自动开关8与水源连接；箱体1的出水口3通过电热膜加热器6与电热水器的用水管连接；在箱体1内设有测温器9，测温器9与用来协调电热膜加热器6、循环泵7和自动开关8动作的控制装置10连接。

本发明采用分段加热的方式，在水箱下部进水口处安装测温器，测温器与控制装置连接。

首先在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器测量箱体内水的温度；

当水的温度低于设定温度时，中间温度通常可以设定为40℃。循环泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，在箱体内的水温提升到设定的中间温度时，测温器将测量数据传送给控制装置，由控制装置使电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭；

在电热水器的用水管出水的情况下，通过自动开关再启动电热膜加热器，电热膜加热器对用水管前的出水再次进行加热，使出水达到所需温度，一般在50℃左右，从而实现即开即热的效果。

在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器对箱体内的水的温度进行测量，水箱内底部水温必然会低于设定的中间温度。这时控制装置又会使循环泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，直到箱体内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭。

当需用水时，通过自动开关再启动电热膜加热器，这时通过低功率电热膜加热器二次加热，达到所需温度热水，从而实现即开即热的效果。

由于本发明的热水出水率大于一次性用热水器，如此不断用水不断补充使热水器始终能保持中间温度，也就自然保证了用水温度一直在理想范围，实现“无限”供用热水。

本发明中水箱结构形式可以多种多样，水箱可以是整体式也可以是分体式，各腔体可以是各种形状，可以横向放置也可以竖向放置，可满足不同场合需要；而且可以承受较大的水压力，制作方便，成本低，并大大延长使用寿命；同时，可与盥洗盆配合使用，安装方便、占用空间少。

本发明为准即热模式：低温储水，即热式供水。比一般电热储热式供水本身就节省大量中高温水温损失。这种模式是目前最节能的加热模式。

Claims (8)

1、一种即热容积合一式电热水器，包括箱体(1)，在箱体(1)上设有进水口(2)和出水口(3)，其特征在于：在箱体(1)内设有一组用来储水的腔体(4)，各腔体(4)间设有使水流通的导流孔(5)；在箱体(1)外部设有电热膜加热器(6)，电热膜加热器(6)的一端通过循环泵(7)与箱体(1)的进水口(2)相通；另一端通过自动开关(8)与水源连接；箱体(1)的出水口(3)通过电热膜加热器(6)与电热水器的用水管连接；在箱体(1)内设有测温器(9)，测温器(9)与用来协调电热膜加热器(6)、循环泵(7)和自动开关(8)动作的控制装置(10)连接。

2、根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是：所述箱体(1)由保温材料制成，在各腔体(4)之间填充有保温材料。

3、根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是：所述电热膜加热器(6)设置在腔体(4)的外部。

4、根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是：测温器(9)设置在箱体(1)的下部。

5、一种权利要求1所述的即热容积合—式电热水器的加热方法，其特征在于它包括以下步骤：

A)在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器(9)测量箱体(1)内水的温度；

B)当水的温度低于设定温度时，循环泵(7)自动启动，经电热膜加热器(6)给箱体(1)内的水进行加热，在箱体(1)内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器(6)停止加热，循环泵(7)自动关闭；

C)在电热水器的用水管出水的情况下，电热膜加热器(6)对用水管前的出水再次进行加热，使出水达到所需温度；

D)在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器(9)对箱体(1)内的水的温度进行测量，当水的温度低于设定温度时，循环泵(7)自动启动，经电热膜加热器(6)给箱体(1)内的水进行加热，直到箱体(1)内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器(6)停止加热，循环泵(7)自动关闭。

6、根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于；步骤B)中，设定的中间温度为30～40℃。

7、根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于：测温器(9)与控制装置(10)连接，并通过控制装置(10)使电热膜加热器(6)和循环泵(7)动作。

8、根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于：步骤C)中，出水所需温度为45～55℃。

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