CN102226571A

CN102226571A - 即热式板式电热水器

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Publication number: CN102226571A
Application number: CN2011101437144A
Authority: CN
Inventors: 刘振华; 李元阳; 庞乐; 陈彦君
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102226571B

Abstract

一种电热水器技术领域的即热式板式电热水器，包括：进水板组件、出水板组件、换热组件、热敏感应结构和输电组件，进水板组件、换热组件和出水板组件依次串联连接，出水板组件与热敏感应结构面接触，输电组件分别与换热组件和热敏感应结构连接。本发明具有换热效率高、结构紧凑轻巧、价格低廉、热损小、加工工艺简单、绝缘性好和使用寿命长的特点。

Description

即热式板式电热水器

技术领域

本发明涉及的是一种电热水器技术领域的装置，具体是一种即热式板式电热水器。

背景技术

目前，储水电热水器和即热式电热水器是市面上所销售的两种主要电热水器，伴随着人们生活水平不断提高以及不同场合对于热水的需求，两者都在不断竞争中向前发展。

对于储水热水器，其工作原理是通过电流直接加热电热棒，而将电能转化为热能，进而传递给储水箱中的水以供用户使用，也正是由于其电热棒与液体的直接接触加热的特殊性，从而有可能使加热后的液体带电，以至于造成人身伤害的事故频有发生。此外，对于一些少量用水的情况，如洗手、洗脸，仍需要将整个水箱水加热，且即使每次“正常”使用之后，水箱内都将有热水“剩余”，其本质上造成了电能的浪费。因此，即热式热水器便应运而生，顾名思义，此种热水器能快速将水加热到一定温度。相较于储水热水器，此种热水器因不会有大量水流滞留而不易结垢。常规的即热式热水器通常是通过将加热管道来回绕折来形成，其不但加工难度大，而且因为金属加热管受热膨胀，冷却后收缩，如此反复以至于从管板焊接点脱落，甚至损坏加热管出现漏水。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为：200810068378.X，名称为“液体加热器及其制作工艺”的专利，该专利在相邻的两条水管之间夹置导电的加热元件与绝缘纸，本体紧固装配后再与连接板相焊接，使得水管与加热元件紧密贴合。这种形式也是目前各种即热式热水器的基本结构。该结构存在接触热阻大，产品性能直接取决于工人技术熟练程度，管件焊接复杂，绝缘层易产生破裂或烧熔导致水管漏电，有安全隐患。

中国专利申请号为：200710171763.2，名称为“一种快速水加热器”的专利，该专利采用扁平形状容器结构的水流导流装置，内部设置阻档板，形成密封的来回弯曲的通道，两个相邻导热导流装置之间设电加热片装置。该装置的基本加热结构也是加热管夹电加热片，电加热片用绝缘纸包裹绝缘。该装置来回弯曲的通道加工困难，并且弯曲通道很难密封。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种即热式板式电热水器，该装置具有换热效率高、结构紧凑轻巧、价格低廉、热损小、加工工艺简单、绝缘性好和使用寿命长的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：进水板组件、出水板组件、换热组件、热敏感应结构和输电组件，其中：进水板组件、换热组件和出水板组件依次串联连接，出水板组件与热敏感应结构面接触，输电组件分别与换热组件和热敏感应结构连接。

所述的进水板组件包括：进水盖板、进水管和导热介质填充管，其中：进水盖板的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与进水管和导热介质填充管连接，进水盖板与换热组件串联连接。

所述的出水板组件包括：出水盖板、出水管和导热介质填充管，其中：出水盖板的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与出水管和导热介质填充管连接，出水管与热敏感应结构面接触，出水盖板与换热组件串联连接。

所述的换热组件包括：若干块加热板、若干块水路板和若干块加热片，其中：若干块加热板和若干块水路板交替排列且依次串联连接，进水板组件和出水板组件分别与最外侧的水路板和加热板串联连接，每块加热板的两个侧面分别设有加热片，每块加热片均与输电组件连接。

所述的加热板的两个设有加热片的侧面上设有波纹，该侧面上涂有板面导热介质，该加热板的边角上设有角孔，该加热板的四周设有弯折边缘。

所述的水路板的边角上设有角孔，该水路板的两个侧面上设有波纹，该水路板的四周设有弯折边缘。

所述的加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为3个或者4个，当加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为3个时，形成串联式水流通道；当加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为4个时，形成并联式水流通道。角孔能够导流水、管路导热介质或者穿出加热片的导线。

所述的波纹为人字形结构、水平平直结构或者圆孔阵列结构，该波纹能够强化换热，波纹构成复杂的流道，使流体在加热板和水路板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数为Re＝50～200的情况下产生紊流，所以传热系数高。

所述的进水板组件的进水管、换热组件的若干块水路板和出水板组件的出水管形成水流通道，进水板组件的导热介质填充管、换热组件的若干块加热板和出水板组件的导热介质填充管形成加热通道。

所述的加热板和与之相邻的水路板之间流入管路导热介质，构成加热单元；所述的加热板和与之相邻的水路板之间流入水，构成水路单元。每个加热单元对其邻近的两个水路单元内的水进行加热。

所述的热敏感应结构包括：热敏元件、热敏电极和导热板，其中：热敏元件的两个端面与热敏电极连接，热敏电极与输电组件连接，导热板包覆于热敏元件外层且导热板与出水板组件面接触。热敏元件的电阻随温度上升而增加，超过一定的温度时，它的电阻值呈阶跃性的增高，达到限制电流的作用，可以自动控制出水温度，起到自动控温作用。

所述的热敏元件为圆筒形。

所述的输电组件包括：电源和导热电极，其中：导热电极分别与电源、热敏感应结构和换热组件连接。

本发明工作时，冷水通过进水管进入换热组件，冷水流过带有加热片的加热板，加热板将水通过若干级加热单元进行加热，最后从出水管流出的就是热水。加热板和水路板的形状根据产品需要设计。

本发明工作时，流体在加热板和水路板之间复杂的流道内呈旋转三维流动，所以传热系数高，由于水流湍流程度高，水流冲刷壁面，所以主流区不易结垢，本发明结构紧凑，单位体积内的换热面积大，只要增加或减少加热板和水路板即可达到增加或减少换热面积及加热功率的目的，加热板和水路板能够做得很薄，加热板和水路板制作工艺简单，能够使用机器标准化生产。

附图说明

图1为本发明的三维视图。

图2为实施例1的分解图。

图3为实施例2的分解图。

图4为本发明的波纹结构示意图，其中：(a)为人字形结构，(b)为水平平直结构，(c)为圆孔阵列结构。

图5为本发明的热敏感应结构示意图，其中：(a)为水平中心截面视图，(b)为垂直中心截面视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：进水板组件1、出水板组件2、换热组件3、热敏感应结构4和输电组件23，其中：进水板组件1、换热组件3和出水板组件2依次串联连接，出水板组件2的出水管11与热敏感应结构4面接触，输电组件23分别与换热组件3和热敏感应结构4连接，进水板组件1的进水管8、换热组件3的若干块水路板15和出水板组件2的出水管11形成水流通道5，进水板组件1的导热介质填充管9、换热组件3的若干块加热板14和出水板组件2的导热介质填充管9形成加热通道6。

所述的进水板组件1包括：进水盖板7、进水管8和导热介质填充管9，其中：进水盖板7的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与进水管8和导热介质填充管9连接，进水盖板7与换热组件3串联连接。

所述的出水板组件2包括：出水盖板10、出水管11和导热介质填充管9，其中：出水盖板10的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与出水管11和导热介质填充管9连接，出水盖板10与换热组件3串联连接。

所述的换热组件3包括：若干块加热板14、若干块水路板15和若干块加热片16，其中：若干块加热板14和若干块水路板15交替排列且依次串联连接，进水板组件1和出水板组件2分别与最外侧的水路板15和加热板14串联连接，每块加热板14的两个侧面分别设有加热片16，每块加热片16均与输电组件23的导热电极12连接。

所述的加热板14的两个设有加热片16的侧面上设有波纹18，该侧面上涂有板面导热介质22，该加热板14的边角上设有角孔，该加热板14的四周设有弯折边缘24。

所述加热片16采用金属陶瓷共烧体，该共烧体相比目前常用的半导体陶瓷发热体在相同加热效果情况下节约20～30％电能，而且元件本身具有绝缘特性。

所述的水路板15的边角上设有角孔，该水路板15的两个侧面上设有波纹18，该水路板15的四周设有弯折边缘24。

当加热板14的角孔和水路板15的角孔的数量均为3个时，形成串联式水流通道5。角孔能够导流水、管路导热介质或者穿出加热片16的导线。

如图4所示，所述的波纹18为人字形结构、水平平直结构或者圆孔阵列结构。该波纹18能够强化换热，波纹18构成复杂的流道，使流体在加热板14和水路板15间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数为Re＝50～200的情况下产生紊流，所以传热系数高。

所述的加热板14和水路板15形状相同，在装配时，加热板14和水路板15相互旋转180度以使分别对应水和导热介质填充管9的角孔错开。

所述的加热板14和与之相邻的水路板15之间流入管路导热介质，构成加热单元；所述的加热板14和与之相邻的水路板15之间流入水，构成水路单元。每个加热单元对其邻近的两个水路单元内的水进行加热。

如图5所示，所述的热敏感应结构4包括：热敏元件19、热敏电极20和导热板21，其中：热敏元件19的两个端面与热敏电极20连接，热敏电极20分别与导热电极12和电源13连接，导热板21包覆于热敏元件20外层且导热板21与出水板组件2的出水管11面接触。热敏元件19的电阻随温度上升而增加，超过一定的温度时，它的电阻值呈阶跃性的增高，达到限制电流的作用，能够自动控制出水温度，起到自动控温作用。

所述的热敏元件19为圆筒形，热敏元件19的材料为陶瓷。

所述的导热板21的材料为塑料。

如图1所示，所述的输电组件23包括：导热电极12和电源13，其中：导热电极12分别与电源13、热敏感应结构4和换热组件3连接。

实施例2

如图3所示，本实施例中所述的加热板14的角孔和水路板15的角孔的数量均为4个，形成并联式水流通道5。

如图2和图3所示，水流通道5为水的流通路径，加热通道6为管路导热介质的填充路径。

所述的板面导热介质22采用季戍四醇液体，板面导热介质22能够填充加热板14表面波纹18的间隙，使加热片16和加热板14之间弹性粘结。

所述的管路导热介质采用季戍四醇液体或者导热油。

本装置工作时，流体在加热板14和水路板15之间复杂的流道内呈旋转三维流动，所以传热系数高，由于水流湍流程度高，水流冲刷壁面，所以主流区不易结垢，本发明结构紧凑，单位体积内的换热面积大，只要增加或减少加热板14和水路板15即可达到增加或减少换热面积及加热功率的目的，加热板14和水路板15能够做得很薄，加热板14和水路板15制作工艺简单，能够使用机器标准化生产。

Claims

1.一种即热式板式电热水器，其特征在于，包括：进水板组件、出水板组件、换热组件、热敏感应结构和输电组件，其中：进水板组件、换热组件和出水板组件依次串联连接，出水板组件与热敏感应结构面接触，输电组件分别与换热组件和热敏感应结构连接。

2.根据权利要求1所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的进水板组件包括：进水盖板、进水管和导热介质填充管，其中：进水盖板的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与进水管和导热介质填充管连接，进水盖板与换热组件串联连接；

所述的出水板组件包括：出水盖板、出水管和导热介质填充管，其中：出水盖板的同一边的两个边角上设有角孔，两个角孔分别与出水管和导热介质填充管连接，出水盖板与换热组件串联连接；

所述的换热组件包括：若干块加热板、若干块水路板和若干块加热片，其中：若干块加热板和若干块水路板交替排列且依次串联连接，进水板组件和出水板组件分别与最外侧的水路板和加热板串联连接，每块加热板的两个侧面分别设有加热片，每块加热片均与输电组件连接；

所述的加热板的两个设有加热片的侧面上设有波纹，该侧面上涂有板面导热介质，该加热板的边角上设有角孔，该加热板的四周设有弯折边缘；

3.根据权利要求2所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的进水管、若干块水路板和出水管形成水流通道；

所述的进水板组件的导热介质填充管、若干块加热板和出水板组件的导热介质填充管形成加热通道。

4.根据权利要求2所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为3个或者4个，当加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为3个时，形成串联式水流通道；当加热板的角孔和水路板的角孔的数量均为4个时，形成并联式水流通道。

5.根据权利要求2所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的波纹为人字形结构、水平平直结构或者圆孔阵列结构。

6.根据权利要求2所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的加热板和水路板形状相同。

7.根据权利要求1所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的热敏感应结构包括：热敏元件、热敏电极和导热板，其中：热敏元件的两个端面与热敏电极连接，热敏电极与输电组件连接，导热板包覆于热敏元件外层且导热板与出水板组件面接触。

8.根据权利要求1所述的即热式板式电热水器，其特征是，所述的输电组件包括：电源和导热电极，其中：导热电极分别与电源、热敏感应结构和换热组件连接。