CN101871687B - 贮水式和即热式热水器或太阳能热水器或热泵热水器及其水箱结构 - Google Patents

Abstract

一种贮水式和即热式热水器或太阳能热水器或热泵热水器及其水箱结构，包括设置有冷水进水管和热水出水管的采用金属材料制成水箱，其特征是水箱上设置有一根以上两端或一端对外敞开的管状体，管状体径向截面呈圆形或方形或翼形，管状体与水箱密封固定连接；管状体内空套有电热管，电热管通过热辐射对水箱水进行加热，并实现水电分离。本发明的优点是电热管隔水加热，绝对安全，同时可增加热水供应量，而且不需要连续预热。

Description

贮水式和即热式热水器或太阳能热水器或热泵热水器及其水箱结构

技术领域

本发明涉及运用电热管加热，水电完全彻底分离的贮水式、即热式电热水器及太阳能热水器和热泵热水器及其冬天采用电热管补充加热的水箱结构。

背景技术

贮水式与即热式热水器以及太阳能热水器，冬天补充加热是将电热管浸泡在水中，长期使用电热管腐蚀，水中带电会产生安全隐患；同时贮水式要连续不断预热，浪费电能，而热泵热水器冬天则不能有效工作。

发明内容

本发明对贮水式，即热式热水器及太阳能和热泵热水器及其水箱进行改进，实现水和电完全彻底分离和增加热水供应量；水箱采用金属材料制成，水箱上装有1根以上，两端对外敞开的圆形(或方形或翼形下同)的管状体，(若仅是一端敞开做为盲管，相同功能)並与水箱牢固连接，确保水箱内完全密封，不会漏水，管状体中间安装有电热管，(电热管可采用碳纤维管、卤素管、外表面或内表面涂导电发热材料的玻璃管等任何电发热体)，启动电源工作后，电热管便开始发热，产生热辐射，使水箱中安装有电热管部位的表面受到高温辐射后，热量会通过热传导方式使水实现隔水快速加热；在贮水式热水器中，1根电热管安装在水箱偏下部位，主要是对水箱中的水进行预热，还有与可构成小容量水箱的管状构件制成的即热水箱，能使通过其中的水即速加热；在水箱出水管与进水管之间或即热水箱与预热水箱之间还可以安装一个水泵，预热时，强迫水流动，实现内部循环，吸收电热管发出的热量，使水温提高至约35℃的中温状态；视水箱结构不同，电热管可以横向安装也可竖向安装，功能相同。

本发明的优点是电热管隔水加热，绝对安全，同时可增加热水供应量，而且不需要连续预热。

附图说明

图1是现有贮水式电热水器结构示意图

图2是改进后水电完全彻底分离隔水加热的贮水式电热水器结构图(最佳实施例)

图3是图1A-A截面图

图4是图2B-B截面图

图5是图2C-C截面图

图6是太阳能热水器示意图

图7是空气能热泵热水器示意图

图8是图6和图7的水箱截面图

图9是图1现有贮水式电热水器中在上部电热管外套装一个管形热水通道示意图

图10是上部水箱由多根电热管构成的即热水箱结构图

图11是图10、图12的D-D截面图

图12是立式结构的贮水式电热水器的示意图

图13、图14是下部预热电热管与装有超导液部件和涂有超导物质的导热板配合工作示意图

图15是即热式电热水器结构示意图

图16是即热式电热水器中电热管典型安装图

图17至图26是图15的E-E截面图

图27、图28、图29是安装有水泵的热水器示意图

具体实施方式

下面结合附图进行说明，附图中包括水箱1，(容量小的为即热水箱1A、容量大的为预热水量为1B)，冷水进水管2、热水出水管3、电热管4、微处理器及控制板5、电源电路6、温度检测和控制电路7、操作显示电路8、外壳和底板9、空气10、水11、加强板12、水箱连接管13、电热管安装支架14、绝缘板15、保温层16、放置电热管的圆形或方形或翼形管状体17、可构成小容量即热水箱的管状或翼形构件18、水流缺口19、气孔20、圆形或方形或翼形管状热水通道21、循环水进口22、循环水出口23、超导液箱24、超导液25、超导散热板26、水泵27；

图1是现有贮水式电热水器，由2个直径较小的圆桶构成，也有由一个直径较大的圆桶制成，基本特征是电热管4完全浸泡在水中，同时电热管要全天候对水进行加热以及限量供应热水。

图2是改进后，水电完全彻底分离，隔水加热的贮水式电热水器，由2个直径较小的圆形管构成，若用一个直径较大的圆形管制作其功能相同；水箱上制有多个圆形管状体17，並与水箱1牢固连接为一体，(可用焊接或机械连接)能保证水箱完全密封，管的两端对外敞开，电热管4安装在管状体17内与水完全彻底分离，实现隔水加热；若放置电热管的圆形管状体仅为一层，则用于对水预热；有的放置电热管的圆形管状体17，外面还被一个可构成小容量即热水箱的管状构件18包住，二者之间组成即热水箱1A；图10是由2根电热管4和零件17，零件18构成的串连式即热水箱1A，需要时，电热管的数量还可以增加，可使流过的水，吸收热量的时间加长；图2、图5中，装在下部的电热管4是对上、下整个水箱进行预热，预热时即热水箱中电热管是不工作的；只有在沐浴时与即热式水箱配合工作的电热管4才能接通电源开始工作並将水加热；由于即热水箱容积很小，而装在即热水箱中电热管4的功率却比较大，能对流过即热水箱1A的水及时提高到可以沐浴的温度。

图6是太阳能热水器，图7是热泵热水器，这两种热水器冬天都不能供应热水，改进后水箱1按图2结构增加几组隔水加热的电热管4，就使这两种热水器冬天也能全天候使用；也可将图15作为太阳能热水器和热泵热水器的辅助加热装置，使二者实现连接，当探测到供应的水，温度低于沐浴温度时，便自动启动使电热管工作，对水补充加热，达到42℃以上。图8是图6、图7水箱1的截面图，仅用一个直径较大的圆桶制作水箱，将预热电热管4和即热水箱1B装在同一个圆桶中；图7、图12水箱是立式结构，与横卧式使用功能全同，用于预热和用于即热的电热管4，视结构不同确定安装位置。

图10是即热水箱1A中采用2根电热管4的结构图，对于电热管的功率和数量要根据需要进行调整，若能对已预热的水，通过即热水箱1A再加热后，水温能再提高10℃15℃，无论采用1根或几根均可。

图9与图1结构相同，是在现有贮水式热水器中，对安装在上部的电热管4外面套装一个管状热水通道21，热水通道21中的水与预热水箱1B的水相连通，已预热的水，通过热水通道21时被上部电热管4对流过的水再加热，流出的水温度会提高，图中左侧虚线是为安装方便将热水流出管3安装在外侧；本结构不能实现真正水电隔离，隔水加热，因此还要使用防电墙，其他功能与图2结构相同。

图13、图14是电热管4与装有超导液和超导板配合工作示意图，图13中抽真空的超导液箱24中装有超导液25，超导液是一种能极速传导热量的液体，图14中放置电热管4的圆形管状体与涂有超导物质的超导散热板26相连；当电热管4工作时，超导液25或超导散热板26能将电热管4所发出的热量传导到水中，提高热效率。

图15是即热式电热水器，图17至图26是图15不同结构形式的E-E剖视图；即热式热水器与贮水式热水器相比较仅是将水箱做小，电热管4的数量增加，功率增大做到即时出热水；图17至图26中剖面结构形式不同为示意图，采用的制造工艺也不同，使用电热管4的数量从3根到6根，需要时还可以增加，电热管4数量增加可以降低单根电热管的功率负荷，增加水受热的面积，延长水受热时间；放置电热管的管状体17有圆形，也有方形，方形与水接触的面积约可增加20％以上；在图17、图19、图22、图26中，即热水箱1A，被预热水箱1B包围在中间，热能利用率最高，使用功率相同时，流出热水的温度最高；在其他图中，有的即热水箱1A和预热水箱1B並无明显的界限；图中加强板12的上端和下端开有水流动的缺口19，当水流缺口开在下端时，其上端有气孔20；附图中箭头所指方向为水流动的方向。

为了增加热水供应量，提高出水温度，图17至26的不同结构可以组合使用，图26就是图19与图12右侧安装有2根预热电热管4的组合使用的截面图。

图27、图28、图29是在图2、图9、图12中安装有水泵27，水泵的进水口与热水出水管3或即热水箱1A相连接，水泵的出水口与冷水进水管2或预热水箱1B相连接；水泵27的功用是预热时水泵27和电热管4同时工作，实现对水箱内的水进行循环；其工作原理是水泵27工作后，吸入流过即热水箱1A，已被加热，提高了温度的水，送入1B水箱中；同时，1B水箱内也有电热管4，在不断对水加热，因此1B水箱中的水通过1A水箱几次循环后，能使预热水箱1B中的水，快速提升到35℃左右；此时水泵27便自动停止工作；需要时水泵可以断续工作，洗浴同时，仍可将部分热水注入到预热水箱中；为了防止预热水箱1B中的水，倒流进入水泵27中，在水泵出水口处应有单向活门。

改进后的贮水式热水器，一年之中多数时间不必预热，自然水温在25℃以上时，可即开即热；春秋自然水温10多度时，只需短时间加热就可以使用；在冬天，本结构启动电源工作后，下部电热管4开始对整个水箱中的水进行预热，到设定温度时停止工作，並保持水温，需要沐浴时，已预热的水，流过即热水箱1A再被加热，並通过热水流出管3流出来，改进后的结构预热水温只需到30℃左右就能提供40℃以上的热水，一年中在多数情况下，能连续不断供应热水；若热水器中安装水泵，水箱的容积在30L以内就可满足使用要求；即使最寒冷的冬天，强制预热时间，仅需几分钟，就可连续不断供应热水。

Claims (2)

1.一种贮水式和即热式热水器的水箱结构，包括设置有冷水进水管(2)和热水出水管(3)的采用金属材料制成水箱(1)，其特征是水箱上设置有一根以上两端或一端对外敞开的管状体(17)，管状体(17)径向截面呈圆形或方形或翼形，管状体与水箱密封固定连接；管状体内空套有电热管(4)，电热管通过热辐射对水箱水进行加热，并实现水电分离。

2.根据权利要求1所述的贮水式和即热式热水器的水箱结构，其特征是所述电热管(4)为碳纤维管、卤素管、或者外/内表面涂导电发热材料的玻璃管。