CN100494809C - 横置容积式节能电热水器 - Google Patents

Abstract

一种横置容积式节能电热水器，包括外壳、内胆，与内胆组合的冷水输入管和热水输出管，安装在内胆中的温度传感器和加热元件，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器。内胆中设置有阻断冷热水之间直接掺混的隔板，隔板的一端和两侧面与内胆连接，隔板的另一端与内胆的端面有一间距，该间距为冷水进入热水区的通道；冷水输入管插入内胆中的管体位于内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面；热水输出管插入内胆中的管体位于内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面。此种电热水器不仅降低了内胆中冷水与热水的掺混程度，而且有效解决了冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间的短流问题。

Description

横置容积式节能电热水器

技术领域

本发明属于热水器领域，特别涉及一种横置电热水器。

背景技术

热水器是家庭中耗电最多的电器之一，横置电热水器与竖置电热水器相比，耗电更多，业界已开始认识到这一问题，着手开发各种热水器节能技术。对于热水器的节能，业界通常采用的方法包括改善保温层保温效果，增加加热管的热效率，以及改进温控器的控制精度等(付君萍，“电热水器节能成为发展方向”，电器，2004年7期)。现有技术着眼于从附加较复杂的装置入手，如世界上最大的热水器制造商之一——艾欧史密斯(AO SMITH)公司拥有的多项涉及热水器节能方面的专利中多以微电脑等复杂的部件实现(如专利号为ZL00112584.2的“智能型节能电热水器”)；另有一些关于电热水器节能方面的专利采用了诸如“利用污水余热提高热水器进水水温的热水器节能辅助装置”(见中国专利号为ZL02270814.6的“热水器节能辅助装置”)。以上技术措施虽然均产生了不同程度的节能效果，但由于热水器内胆中的冷水输入管出水口和热水输出管进水口采用图1所示的布置方式和构造，因而冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间易发生短流，进入内胆的冷水与内胆中原有热水的掺混较强，致使节能效果的提高受到了限制。再则，以上节能方式均需附加其它装置或采用成本较高的技术手段达到节能的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种横置容积式节能电热水器，此种电热水器不仅降低了内胆中冷水与热水的掺混程度，而且有效解决了冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间的短流问题。

本发明是对现有横置容积式电热水器的一种改进，改进之处是：在内胆中增设阻断冷热水之间直接掺混的隔板，将内胆中的冷水输入管出水口和热水输出管进水口的布置方式进行调整。

本发明所述横置容积式节能电热水器，包括外壳、内胆，与内胆组合的冷水输入管和热水输出管，安装在内胆中的温度传感器和加热元件，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器。内胆中设置有阻断冷热水之间直接掺混的隔板，隔板的一端和两侧面与内胆连接，隔板的另一端与内胆的端面有一间距，该间距为冷水进入热水区的通道；冷水输入管插入内胆中的管体位于隔板之下且安装在内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面；热水输出管插入内胆中的管体位于隔板之上且安装在内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面，热水输出管插入内胆中的管体既可穿过隔板进入内胆的上部空间，也可从隔板端部与内胆端面之间的间距处进入内胆的上部空间。

所述隔板将内胆中的水分为上层水体和下层水体，上层水体温度较高，下层水体温度较低。所述隔板可采用与热水器内胆一体成型的方法制造，也可采用焊接的方式附加于现有热水器的内胆上。隔板需具有一定隔热功能，其结构为夹层中空板或装有保温材料的夹层板，保温材料可选用高密度聚胺脂、聚苯乙烯、橡塑等。隔板端部与内胆端面之间的间距小于或等于内胆长度的1/8。。

本发明具有以下有益效果：

1、内胆中隔板的设置阻断了冷水与热水直接掺混的可能性，大幅提高了热水器的热水产率；冷水输入管插入内胆中的管体位于内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面，可使进入热水器的冷水流速经端面反射后速度降低，有效减小冷水与热水掺混的程度；热水输出管插入内胆中的管体位于内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面，这样热水进口较大的流速不会造成对热水器内胆中热水的抽吸作用，避免了短流。

为了验证本发明的效果，使用计算流体力学及传热计算方法(参见Rodi，W.Predictionmethod for turbulent flows[M].McGraw-Hi1l International Book Company，New York，USA，1980；《湍流模型及有限分析法》，陈景仁著，上海交大出版社，1989；《流体流动与传热的数值计算》帕坦卡著，张政译，科学出版社，1984)对现有横置电热水器(见图1)、现有竖置电热水器(见图2)和本发明所述横置电热水器(见图3、图5)进行了模拟计算，模拟计算的内容包括热水器内胆中水温随时间的变化(见图7)和热水器中累计流出热量随水温下降的变化(见图8)。计算模拟了两种工况：(1)5升/分钟等流量出(进)流；(2)保持用水流量为5升/分钟、用水温度为38摄氏度(人体最适宜使用温度)，进(出)水流量根据水温调节。两种工况的进水水温均为20摄氏度，热水器中热水的初始水温为75摄氏度。计算结果见表1(根据实际中可能的使用情况，表1中只统计了出水水温从75摄氏度下降到38摄氏度的累计流出热量)。

表1 本发明与现有横置热水器、现有竖置热水器相比的节能效果

注：因工况1(等流量出流)情况下水温下降到38度的时间没有实际意义，所以未计算

从表1可以看出，本发明热水产率大幅度提高，可与立式热水器媲美，具有明显的节能效果。

2、仅在现有热水器内胆中增设了阻断冷热水之间直接掺混的隔板，并将内胆中的冷水输入管出水口和热水输出管进水口的布置方式进行调整，因而结构简单，易于制造和推广。

附图说明

图1是现有横置电热水器的进、出水口布置方式图；

图1是现有竖置电热水器的进、出水口布置方式图；

图3是本发明所述横置容积式节能电热水器的一种结构简图；

图4是图3的D-D剖视图；

图5是本发明所述横置容积式节能电热水器的另一种结构简图；

图6是图5的D-D剖视图；

图7是现有横置电热水器、竖置电热水器和本发明所述横置热水器内胆中水温随时间变化的比较图；

图8是现有横置电热水器、竖置电热水器和本发明所述横置热水器中累计流出热量随水温下降的变化比较图。

图中，1—内胆、2—冷水输入管、3—热水输出管、4—外壳、5—隔板、6—下层加热元件、7—上层加热元件、8—温度传感器、9—加热控制器、A—冷水输入管出水口、B—热水输出管进水口。

具体实施方式

实施例1

本实施例所述横置容积式节能电热水器的结构如图3、图4所示，包括外壳4、内胆1，与内胆组合的冷水输入管2和热水输出管3，安装在内胆中的温度传感器8和加热元件6、7，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器9。内胆1为圆筒体，在圆筒体的轴线部位设置有阻断冷热水之间直接掺混的隔板5，隔板与热水器内胆一体成型，其一端和两侧面与内胆1形成一体，其另一端与内胆的端面有一间距，间距小于或等于内胆长度的1/8，该间距为冷水进入热水区的通道；隔板5为装有保温材料的夹层板，保温材料选用高密度聚胺脂。冷水输入管2为弯管，其插入内胆中的管体位于隔板之下且安装在内胆的底部，与内胆底壁的间距小于或等于5cm；冷水输入管2的冷水出口朝向连接有隔板的内胆端面，冷水出口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。热水输出管3为弯管，其插入内胆中的管体穿过隔板5进入内胆的上部空间并位于内胆的顶部，与内胆顶壁的间距小于或等于5cm；热水输出管3的热水进口朝向连接有隔板的内胆端面，热水进口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。加热元件包括上层加热元件7和下层加热元件6，上层加热元件7安装在连接有隔板的内胆端面且位于隔板5之上，下层加热元件6安装在连接有隔板的内胆端面且位于隔板5之下的冷水进口附近。温度传感器8安装在连接有隔板的内胆端面且位于隔板5之上的热水输出管3附近。

实施例2

本实施例所述横置容积式节能电热水器的结构如图5、图6所示。与实施例1不同之处是：1、内胆1为矩形筒体，隔板5为夹层中空板，采用焊接的方式与内胆1连接。2、热水输出管3插入内胆中的管体从隔板5端部与内胆1端面之间的间距处进入内胆的上部空间。

Claims (8)

1、一种横置容积式节能电热水器，包括外壳(4)、内胆(1)，与内胆组合的冷水输入管(2)和热水输出管(3)，安装在内胆中的温度传感器(8)和加热元件(6、7)，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器(9)，其特征在于：

内胆(1)中设置有阻断冷热水之间直接掺混的隔板(5)，隔板的一端和两侧面与内胆(1)连接，隔板的另一端与内胆的端面有一间距，该间距小于或等于内胆长度的1/8，为冷水进入热水区的通道；

冷水输入管(2)插入内胆中的管体位于隔板之下且安装在内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面；

热水输出管(3)插入内胆中的管体位于隔板之上且安装在内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近连接有隔板的内胆端面。

2、根据权利要求1所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于隔板(5)为夹层中空板。

3、根据权利要求1所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于隔板(5)为夹层板，夹层之间装有保温材料。

4、根据权利要求1或2或3所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)插入内胆中的管体穿过隔板(5)进入内胆的上部空间。

5、根据权利要求1或2或3所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)插入内胆中的管体从隔板(5)端部与内胆(1)端面之间的间距处进入内胆的上部空间。

6、根据权利要求1或2或3所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)的热水进口和冷水输入管(2)的冷水出口与连接有隔板的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。

7、根据权利要求4所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)的热水进口和冷水输入管(2)的冷水出口与连接有隔板的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。

8、根据权利要求5所述的横置容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)的热水进口和冷水输入管(2)的冷水出口与连接有隔板的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。

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