CN102338458A - 有加热水箱的电热水器 - Google Patents

Abstract

有加热水箱的电热水器由加热水箱、储水水箱、进水管、出水管、水泵、控制器和显示器、外壳和底板组成，加热水箱是专门对流过的水进行加热；加热水箱可安装在储水水箱之内，也可安装在储水水箱之外；加热水箱中的水由二路进入；与水泵配合工作时，一个热水器只需一个加热水箱，一组电热管，快热和预热均由该组电热管执行；不用水泵时，在加热水箱之外，应安装一根以上专门预热的电热管。

Description

有加热水箱的电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器。

背景技术

现有储水式电热水器，图1，以A.O史密斯和海尔公司为代表，在水箱的水中设置上、下二根电热管，实现交替加热，(海尔有同时加热的产品)，图2是万家乐公司ZL200720061206.0专利，用二根电热管，其中一根设置在出热水管路里，另一根在水箱中专门用于预热；图3是速热式热水器结构图，在二个水箱中各安装一根电热管，总功率≥5KW，同时加热，是图1改为竖式结构；以上都必须先预热十几分钟或几十分钟后才能供应热水，没有快热功能；专利申请号200910135082.X；200910166759.6；200910209810.7；200910265211.7提供了多种用水泵强制热交换的结构，使热水器性能有明显提高，但若储水水箱中的水预热温度设定得较高，会使加热水箱中的温度过高，超温突跳开关可能跳闸，产生断电故障。

发明内容

有加热水箱的电热水器，由加热水箱、储水水箱、进水管、出水管、水泵、控制器和显示器、外壳和底板组成，每个热水器至少设置一个加热水箱专门对流过的水进行加热；加热水箱有进水管和出水管；其内安装有一组以上的电热管；并装在热水出水管的外侧；加热水箱中的水，由二路供应，一路是由储水水箱进入，这路水在电热管未通电工作前是冷水，当电热管工作后或储水水箱中的水预热后，供应的是中高温水；另一路是加热水箱与进水管相连接，从进水管路中进入未被加热的冷水；加热水箱可安装在储水水箱之内也可安装在储水水箱之外的任何合适的位置(无论上下左右中均可)；加热水箱中可以使用各种电加热元件。

采用水泵配合工作时，一个热水器只需一个加热水箱和一组电热管；加热水箱中电热管只对流过的水进行加热，快热和预热均由该组电热管执行；加热水箱有二个功能，一是当电热管功率在4.5～5KW，环境水温＞20℃时实现快热，即时流出约40℃的热水；二是当环境水温低于20℃时可以进行预热，通过内循环，由水泵将流过加热水箱，温度已升高的水输送到储水水箱中，并多次循环使储水水箱中的水温度提高到30℃～75℃，当热水流出时，还应通过加热水箱再加热一次。

不采用水泵时，除设置加热水箱外，并在加热水箱之外再安装一根或多根专门用于对储水水箱中的水进行预热的电热管，预热时加热水箱中的电热管不工作，此种结构，加热水箱的功能是当进水温度＞20℃时实现快热；当进水温度低于20℃时，先用设在加热水箱之外的电热管使储水水箱中的水进行预热，温度提高到设定温度时(设定温度可在30℃～75℃之间)预热电热管停止工作；当放水时，加热水箱中的电热管工作，预热电热管则不工作；由于加热水箱能对流过的水，进行再加热，视流量不同，可再升高15℃～20℃；加热水箱中的水一路从储水水箱中进入，另外设置一根冷水管与冷水进水管相连接，使一部分冷水直接进入加热水箱中，同时减少从储水水箱中进入加热水箱的流量；若加热水箱中电热管的功率较低，则放水时仍需由预热电热管对进入的冷水进行加热。

本发明的优点是热水器的体积大大缩小，热水产量增多，可以实现快热。

附图说明

图1至图3是现有电热水器结构图

图4至图9是加热水箱设置在储水水箱之内，用水泵配合工作的结构图(第一类实施例)

图10至图13是加热水箱设置在储水水箱之外用水泵配合工作的结构图(第二类实施例)

图14至图19是加热水箱之外设置预热电热管，没有采用水泵的热水器结构图(第三类实施例)

图20至图28是加热水箱的结构示意图

图29是敞开式热水器用调温阀与热水出口连结图

图30是图29的剖面图

图31是图29A-A截面图

具体实施方式

下面结合附图进行说明，附图中箭头方向表示水流方向，附图中包括加热水箱1、储水水箱2、冷水进水管(或进水口)3、热水出水管(或出水口)4、电加热部件(或称电热管)5、(金属管内有电热丝，用氧化镁粉使金属管和电热丝相隔离的电热管及用陶瓷粉末将电热丝包住烧结的氮化硅电热管5-1、非金属玻璃管外表面镀导电发热材料，管内通水的电热管5-2、非金属玻璃的碳纤维管、卤素管及陶瓷管外表面镀导电发热材料，管内不通水，干烧产生红外线的电热管5-3、由两块以上有流水通道的空心铝型材(或不锈钢材下同)，中间夹住一块以上用电热丝绕制成平板状的干烧发热体5-4、将金属管内有电热丝，用氧化镁粉使电热丝和管壁隔离的干烧电热管和有水流通道的金属管，浇铸在铝合金体内形成的电加热部件5-5、由PTC热敏材料陶瓷组件形成的电加热部件5-6)、控制器和显示器6、外壳和底板7、空气8、水9、连接管10(冷水连接管10-1、热水回水管10-2)、水泵11(水泵进水口11-1、水泵出水口11-2)、拉紧螺杆12、上端盖13、下端盖14、绝缘垫15、密封件16、混水阀17、测温管18、金属管19、加热水箱与冷水进水管的连通管20、调温阀21、调温阀阀体22、可转动的调温阀芯23、调节手柄24、花洒出水口25、水流量传感器26。

图1至图3是现有电热水器结构图，都是采用不锈钢金属发热管，完全浸在水中，先要预热一段时间才能放出热水来。

图4至图19是有加热水箱的热水器，分三种类型，(1)图4至图9是将加热水箱设置在储水水箱之内，(2)图10至图13是将加热水箱设置在储水水箱之外，需要预热时，均用水泵来实现内循环，快热时水泵不工作，(3)图14至图19没有采用水泵。

设置加热水箱可以实现快热(也称即热)，由于加热水箱容积很小，电热管功率在3.5～5KW左右，能使流过的水即时升高到＞40℃，当冬天环境水温在20℃以下时，就要将储水水箱中的基础温度升高，必须预热，在图4至图13中由水泵11将加热水箱1中已加热的水，强制输送到储水水箱2中，并不断循环，放热水时，流出的水再一次被加热，因此经混水后，能供应足够多热水。

图14至图19不采用水泵，是在储水水箱中，设置预热电热管5-1或5-3；加热水箱1，一般不参加预热，先由装在加热水箱1之外的预热电热管，对储水水箱2中的水进行预热达到设定温度，然后启动加热水箱1工作；若设定该热水器使用总功率为5KW，而预热电热管和加热水箱的电热管功率各为5KW时，则放水时，只能启动加热水箱并使预热，电热管停止工作，由于放水时加热水箱中，直接进入了冷水，已预热的水可以缓慢的放出来，延长出热水时间；也可以将加热水箱和预热水箱中的电热管的功率由控制器6控制各降低一半，放热水的同时，对进入的冷水加热；若设定热水器总功率为8KW，分为预热功率为4～5KW，快热功率为3～4KW，则放热水时可以同时工作，这种结构可同时提高出水流量和出水总量；图14至图19，对图1至图3改进后，热水器的容积大大减小，例如，储水水箱容积25L时就可产出改进前100L容量的热水；若不用加热水箱1，就不能实现快热功能，不用水泵又不用加热水箱，产热水量少；加热水箱设置在储水水箱外，比安装在水箱内，易于生产、装配和维护。

图4加热水箱1设在左储水水箱中，所装的电加热部件为5-3，也称为光波管，通电工作后，产生红外光波，光波通过空气8加热金属管19，金属管由二层组成，二层之间有流动的水9，二层管的外层也有水，(若只用一层是对水预热)二层金属管的两端与储水水箱牢固焊接形成密封的加热水箱1，图中可视为二个串联，有进水口3和出水口4，也可整体看成为一个，本质上功能不变；工作流程是：快热出水工作模式，接通电源，打开混水阀17，水流量传感器26，启动电加热部件5-3工作，快速将二层金属管19构成的加热水箱内1的水加热，并经花洒出水口25放出，此时水泵11不参加工作；关闭25则停水停电；当环境水温很低时，则先要对储水水箱2中的水进行预热，启动预热模式，水泵11和电加热部件5-3同时工作，流过加热水箱1已加热的水，被水泵11送入储水水箱2的右水箱中，不断进行内循环，使左右水箱达到预设温度后停止；当放水沐浴，已预热的水经过加热水箱1再次加热，一部分经混水后达到40℃放出来，一部分通过水泵11返回到储水水箱2中，使用完关闭混水阀17，热水器会继续预热至设定温度，等待下一位继续使用；若后面无人使用，则应从预热转换到快热模式，能将已预热的水全部放完；这种工作模式适用于各实施例。

图5加热水箱1中所装的电加热部件为5-1，可以浸入水中(要用防电墙)；图6至图19加热水箱1中的电加热部件5未示出，若将加热水箱1设置在储水水箱2内，应采用图26、图27、图28结构；若设在储水水箱外，加热水箱1应采用图20至图25的结构。

图20的加热水箱是采用碳纤维管或卤素管或陶瓷管外表面镀导电发热材料管内不通水，干烧产生红外线的发热体所组成。

图21加热水箱内的发热体采用金属管内有电热丝，用氧化镁粉把电热丝和金属管的管壁隔离开，氧化镁形成一层绝缘层，电热管浸泡在水中，或将裸露的电热丝浸泡在水中。

图22是非金属管玻璃管外表面镀导电发热材料，管内通水，用上下端盖组合起来，水能在玻璃管内有序流通，玻璃管及外表面导电发热材料和上下端盖构成为加热水箱；非金属玻璃管可制成螺旋管型的加热水箱。

图23是中间有截面为圆形或扁型的电热丝，制成一块以上的平面状干烧电热板，两侧用耐高电压，耐高温的多层云母绝缘板隔离制成为发热体，再在发热体的外侧两面，用有多路水流通道的空心铝型材(或不锈钢材，下同)将发热体夹住，并用上下端盖将一块以上平板状的空心铝型材组装起来，水能在空心铝型材内有序流动或将平板发热体直接装在空心的铝型材内，然后整体装在非金属或金属壳内。

图24是将金属管绕制成螺旋形或其他形状，管内为水流通道，并将内有电热丝，用氧化镁粉隔离的电热管按规定形状放置在模具中，然后用熔解的铝合金浇铸成形，通电工作后，由干烧电热管加热铝材，铝材本体通过热传导加热水流通道管内的水；由干烧电热管，水流通道管和浇铸铝合金本体构成为加热水箱。

图25是将正温度系数PTC热敏材料陶瓷发热组件的两侧附着通水金属管的外侧，通电工作后，正反两面产生的热量通过热传导，传递到管内水中；由PTC和通水管道构成为加热水箱，以上各图进水和出水口，根据需要协调位置。

图26安装电热管5-3的金属管19一端为盲孔，使用性能与图20相同；图27与图21功能相同，图26、图27、图28加热水箱的一端采用法兰，也可采用其他机械连接方法与水箱密封连接；图28安装的扁形陶瓷氮化硅发热体。

图14至图19在储水水箱2中，设置了一根以上专门预热的电热管，图16、图19采用的是光波红外管5-3；图14图15图17图18采用5-1；采用5-3是隔水加热，比采用5-1更安全；所有实施例的预热电热管均可采用5-3或5-1。

图14图15是对图2进行改进，增加了加热水箱1，图14是竖置，图15是横置。

图16是对图1进行改进，也增加一个加热水箱1，预热电热管采用光波管5-3。

图19是对图3进行改进，在左水箱中增加一个加热水箱1，另外在左右水箱中各设置一根光波管5-3，供预热使用。

图18是一种敞开式立式双桶热水器，在热水出水口4安装一个调温阀21，替代混水阀17，其他实施例也适用，封闭式结构也适用。

图4图5及图14至图19，加热水箱1有二路进水口，其中一路由加热水箱1与冷水进水管3直接相连通编号20，二路进水口的流量要合理分配；当储水水箱2中预热水温超过75℃时，从连通管20进入的冷水，能降低加热水箱1的温度并增加热水的流出量，不用连通管20，当储水水箱预热温度＞75℃时，可能发生重大故障。

图6至图13中未示出连通管20，储水水箱温度应适当降低。

图29是调温阀结构图由调温阀阀体22、可转动的调温阀芯23、密封件16、调节手柄24组成，转动调温阀芯23，可以改变热水和冷水的流出量实现调节水温。

以上实施例中，电加热部件5，可任意选用，同一个热水器中所选用的电加热部件5，可以不同，若要混装，功能不变，维修不便；热水器水箱的结构形式不限，卧式单桶或双桶及竖式的单桶、双桶均可以，竖式双桶产热水最多，同时热水可以全部放完。

Claims (4)

1.有加热水箱的电热水器，由加热水箱、储水水箱、进水管、出水管、水泵、控制器和显示器、外壳和底板组成，其特征是热水器至少设置一个加热水箱，专门对流过的水进行加热；加热水箱有进水管和出水管，其内安装一组以上的电热管，并安装在热水出水管的外侧；加热水箱中的水，由二路供应，一路是由储水水箱进入，另一路从冷水进水管路中进入；加热水箱可安装在储水水箱之内，也可安装在储水水箱之外；采用水泵配合工作时，一个热水器只需一个加热水箱和一组电热管；电热管只对流过加热水箱的水进行加热，快热和预热均由该组电热管执行；加热水箱有二个功能，当环境水温＞20℃时，实现快热；当环境水温低于20℃时，实行预热并进行再加热。

2.有加热水箱的电热水器由加热水箱、储水水箱、进水管、出水管、控制器和显示器、外壳和底板组成，其特征是热水器至少设置一个加热水箱，其内安装有一组以上的电热管，并安装在热水出水管的外侧，此外在储水水箱中再安装一根以上专门用于预热的电热管；加热水箱中的水由二路供应，一路是从储水水箱进入，另一路从冷水进水管进入；加热水箱可设置在储水水箱之内，也可设置在储水水箱之外。

3.根据权利要求1所述有加热水箱的电热水器，其特征在于敞开式结构可用调温阀21替代混水阀17；调温阀由阀体、可转动的调温阀芯、密封件、调节手柄组成。

4.根据权利要求1所述有加热水箱的电热水器，其特征在于同一热水器中可选用不同的电加热部件。

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