CN102384580A

CN102384580A - 具有多种加热模式的电热水器

Info

Publication number: CN102384580A
Application number: CN2010102748894A
Authority: CN
Inventors: 唐建荣; 苏军; 梁晨
Original assignee: BSH Electrical Appliances Jiangsu Co Ltd
Current assignee: BSH Electrical Appliances Jiangsu Co Ltd
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明公开了一种电热水器，其包括内胆，用于收容一定量的可被加热的水，内胆包括径向的上半部分和下半部分；进水口和出水口，分别和内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；加热组件，至少包括第一电加热管和第二电加热管，其中第一电加热管的有效加热段位于内胆的上半部分内，而第二电加热管的有效加热段位于内胆的下半部分内；控制器，其和加热组件连接，并可控制加热组件被选择地在第一加热模式、第二加热模式、和第三加热模式之一下工作。本发明电热水器通过设置多种可供选择的加热模式，从而满足了用户的不同用水需求。

Description

具有多种加热模式的电热水器

技术领域

本发明涉及一种电热水器，尤其涉及一种储水式电热水器。

背景技术

储水式电热水器由于技术成熟、安全性能高，目前被中国家庭所广泛采用。这种电热水器通常包括储水用的内胆，设置在内胆内用来加热水的电加热棒，包覆在内胆外的保温层以及外壳。早期的电热水器中只设有一根加热棒。然而，当需要使用少量的热水时，电加热棒会将整个内胆内的水加热到设定温度，这样不仅需要等待很长的时间，而且由于胆内的大量热水不会被使用，从而造成了不必要的能源浪费。为解决这个问题，目前的电热水器已开始采用两根或两根以上的多根加热棒来进行加热，如中国实用新型专利公告CN200986301Y所示。其中多根加热棒被放置在内胆内的不同高度位置，当需要使用少量热水时，可控制位于内胆中部位置或内胆上部的中间位置的加热棒对上半胆的水进行加热。

随着用户生活方式的多样化，也相应产生了不同的用水需求，然而，目前加热方式单一的电热水器已经很难满足用户的日趋多样化的用水需求了。例如，用户需要在短时间内加热少量的热水以用于洗涤瓜果蔬菜、餐具等；或者用户需要在较短时间内获得大量的热水以供及时洗澡；或者用户需要大量的热水洗澡，但对时间要求不是很高，只希望能够节省电力。有鉴于此，有必要对现有的电热水器予以改进以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电热水器，其可实现多种加热方式，从而满足用户的不同用水需求。

为实现上述目的，本发明的一种电热水器包括：

内胆，用于收容一定量的可被加热的水，所述内胆包括径向的上半部分和下半部分；

进水口和出水口，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；

加热组件，至少包括第一电加热管和第二电加热管，所述第一电加热管的有效加热段位于内胆的上半部分内，所述第二电加热管的有效加热段位于内胆的下半部分内；

控制器，和所述加热组件连接，并可控制加热组件被选择地在第一加热模式、第二加热模式、和第三加热模式之一下工作，其中

在第一加热模式下，第一电加热管工作，而第二电加热管不工作；

在第二加热模式下，第一电加热管和第二电加热管交替/同时工作；

在第三加热模式下，第一电加热管不工作，而第二电加热管工作。

作为本发明的进一步改进，所述加热组件还包括第三电加热管和第四电加热管，其中第三电加热管的有效加热段位于内胆的下半部分，第四电加热管的有效加热段位于内胆的上半部分。

作为本发明的进一步改进，所述加热组件还可被选择地至少在第一工作功率上限值和第二工作功率上限值下工作，且第一工作功率上限值小于第二工作功率上限值。

作为本发明的进一步改进，当加热组件被选择在第二工作功率上限值下工作时，其中

在第一加热模式下，第一、四电加热管工作，而第二、三电加热管不工作；

在第二加热模式下，第一、四电加热管和第二、三电加热管交替/同时工作；

在第三加热模式下，第一、四电加热管不工作，而第二、三电加热管工作。

作为本发明的进一步改进，所述第一、四电加热管的额定功率之和小于或等于第二工作功率上限值，且所述第二、三电加热管的额定功率之和小于或等于第二工作功率上限值。

作为本发明的进一步改进，所述第一、四电加热管的额定功率之和大于第一工作功率上限值，且所述第二、三电加热管的额定功率之和大于第一工作功率上限值。

作为本发明的进一步改进，所述第一、四电加热管中至少一个的额定功率小于或等于第一工作功率上限值，且所述第二、三电加热管中至少一个的额定功率小于或等于第一工作功率上限值。

作为本发明的进一步改进，所述第一工作功率上限值为2千瓦，所述第二工作功率上限值为3.2千瓦。

作为本发明的进一步改进，热水器还包括与所述控制器连接的互锁继电器；所述互锁继电器被控制器控制以使有效加热段位于内胆上半部分的电加热管和有效加热段位于内胆下半部分的电加热管无法同时工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：热水器设有多种可供选择的加热模式，从而满足了用户的不同用水需求。

附图说明

图1为本发明电热水器第一实施方式的纵向剖视示意图；

图2为本发明电热水器第二实施方式的纵向剖视示意图；

图3为上述实施方式中电热水器的控制组件的电路原理框图；

图4为上述实施方式中电热水器的显示装置的屏显示意图；

图5为本发明电热水器第二实施方式中加热组件的控制电路图。

具体实施方式

图1所示为本发明热水器的一具体实施方式。在本实施中以储水式电热水器为例，当然本发明也可以应用于其他类型的热水器，如燃气热水器、快热式热水器等。热水器100包括用于储存被加热水的内胆10。通常在内胆外还包覆有外壳(未图示)、以及形成在内胆和外壳间的填充有发泡料(如由聚氨酯材料制成)的隔热层(未图示)。内胆10大致呈沿纵长轴线方向延伸的圆桶状，并且在径向上等分为上半部分和下半部分，其具有圆桶形桶壁，通常由黑色金属制成，如钢、铁等。内胆10的底部设有用于将冷水引入内胆内的一进水口81以及用于排出被加热水的一出水口82。热水器100的外壳上通常还设置有挂架组件(未图示)，用于和设置在墙体上的支撑件(未图示)配合以将热水器挂到墙体上。

热水器100还包括有用于加热冷水的加热组件20。如图1所示的实施方式中，一第一电加热管21设置在内胆10的上半部分，该加热管安装在一第一法兰31上。第一法兰31安装在内胆10的轴向半球形端部11的上部。第一电加热管21从第一法兰31上水平延伸入内胆10内，并进一步向下蜿蜒延伸入内胆10的上半部分的较低位置处。第一电加热管11内设置有一具有高阻抗的电阻丝211，该电阻丝211通过导线(未图示)与设在第一法兰31上的正、负极端子(未标示)连接，以与220V或110V的交流电源导通，从而将电能转化为热能。当然，对于其他形式的热水器而言，如燃气式热水器，可以通过设置在内胆外的燃烧室来对内胆内的液体进行加热。在本实施方式中，第一电加热管21的整体位于内胆10的上半部分中，从而使内胆10上半部分内的水可在最短时间内加热到预定温度。在其它实施方式中，第一电加热管21也可以安装在内胆轴向半球形端部11的中部和下部，只需确保其有效加热段位于内胆10的上半部分中。这儿的电加热管的有效加热段是指电加热管内电阻丝的大部分(至少60％)所处的位置，在本实施方式中，第一电加热管21的有效加热段包含了80％以上的电阻丝部分。一第二和第三电加热管22、23共同安装在一个第二法兰32上，该第二法兰32固定在内胆10的轴向端部11的中心位置。与第一电加热管21相似，第二、三电加热管22、23均从第二法兰32上蜿蜒向下延伸至靠近内胆10的底部处，其内同样设置有电阻丝(未图示)。同样地，第二、三电加热管22、23可以安装在其它位置，只需确保其有效加热段位于内胆10的下半部分内。此外，在其它实施方式中，如果对加热功率的需求不是很大，也可在内胆的下半部分仅安装一根电加热管。第二电加热管22上在邻近进水管81的进水口位置处还设置有一档板(未标示)，用来导引从进水口进入的冷水使其沿横向流动，从而避免其直接进入位于内胆上层的热水层而影响加热效率。热水器100还包括一温度检测系统90，其包括分别设置在第一和第二法兰31、32上的测温管91、92，用于探测相应位置的水温，并反馈给控制器50(如图3所示)，从而控制器可根据接收到的温度信息，来决定对这些加热管的控制。

图2揭示了本发明第二实施方式的电热水器200。相对于第一实施方式，本实施方式中增设了一第四电加热管24。该电加热管24安装在第一法兰31上，并从第一法兰上蜿蜒向下延伸出。与第一电加热管21相似，第四电加热管24内同样设置有电阻丝(未图示)，且其有效加热段位于内胆10上半部分内。第四电加热管24和第一电加热管21可以具有不同的功率，从而可以结合第二、三电加热管22、23进行更多组合的功率调节。后续将会做详细的描述。

配合参照图3和图4所示，热水器还包括输入装置51，显示装置52，以及与输入装置51、显示装置52、加热组件20、和温度检测系统90电性连接的控制器50。输入装置51用于供使用者控制程序菜单、选择功能、调节温度等，在如图3所示的实施方式中，输入装置51包括排列在显示装置52底部的若干触摸按钮B1-B8，这些按钮上分别印刷有相应的标记，以供使用者识别。显示装置52可以根据使用者的控制来显示相应的程序菜单，以及其它如温度等必要信息，其可以是发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)显示屏，也可以液晶(Liquid Crystal Display，LCD)显示屏。在本实施方式中，显示装置52为发光二极管显示屏。控制器50可以具体表现为硬件或软件的模拟控制电路、数字控制电路、以及由微处理器或微控制器控制的集成电路。在本实施方式中，控制器50为微处理器，本领域技术人员所熟知的是，微处理器可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、只读存储模块(read-only memory，ROM)、随机存取模块(random access memory，RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D converter)、以及若干输入/输出端口。这些输入/输出端口可分别和输入装置51、显示装置52、加热组件20、和温度检测系统90实现通信来接收数据或信号并输出控制信号。当然，控制器50也可采用其他形式的集成电路，如特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。

在本实施方式中，用户可以根据自己家庭的额定用电负荷来设置热水器允许的最大工作功率。如图4所示，用户可以通过程序菜单选择最大工作功率设定功能，这时，位于显示区域521的“w”标记就会闪烁，然后用户就可以通过按钮B5来选择与其家庭的额定用电负荷相匹配的工作功率上限值。这个上限值可以是预先存储的可供选择的若干个工作功率上限值之一，在本实施方式中，预先存储有两个可供选择的工作功率上限值，分别是第一上限值2千瓦和第二上限值3.2千瓦。当然，本领域普通技术人员可以轻易想到的是，在其它实施方式中，可以包括更多供选择的工作功率上限值；或者，热水器提供一个工作功率的范围，用户根据自己家庭的情况输入一个相应的工作功率上限值。当控制器接收到表征工作功率上限值的设定信号后，会相应地选择不同的电加热管组合以使其在所设定的工作功率上限值或上限值以下来加热水，后续将会做详细描述。此外，当控制器接收到设定信号后，还会控制显示装置52在相应的区域522显示所设定的工作功率上限值。

以下以图2所示的实施方式为例，配合图5所示的加热组件的控制电路以及表1，来说明各种加热模式、和不同的工作功率上限值下的电加热管工作组合。

表1

在本实施方式中，电热水器可设定两个工作功率的上限值，分别是第一上限制2千瓦和第二上限值3.2千瓦。第一、二电加热管21、22的额定功率均为2千瓦，第三、四电加热管23、24的额定功率均为1.2千瓦。如图5所示，由于位于内胆上半部分的第一电加热管21和位于内胆下半部分的第二电加热管22的额定功率之和已经大于第二上限值，所以在内胆上半部分的第一、四电加热管21、24的连接电路和内胆下半部分的第二、三电加热管22、23的连接电路之间设置一互锁继电器K2。控制器50可控制互锁继电器K2驱动开关臂61，要么与静触点2连接以仅可使第一、四电加热管21、24能够导通，或要么与静触点3连接以仅可使第二、三电加热管22、23能够导通，从而避免位于内胆上半部分和下班部分的电加热管同时工作而超过所设定的工作功率上限值，以影响用电安全。此外，在第一、四电加热管21、24的连接电路还设置有控制第四电加热管24的继电器K5。当电热水器的最大工作功率设定为3.2千瓦时，控制器50可控制继电器K5驱动开关臂62闭合而将第四电加热管24导通；而当电热水器的最大工作功率设定为2千瓦时，继电器K5不会动作，从而避免第四电加热管24被接入而超过此时所设定的最大工作功率。第二、三电加热管22、23的连接电路中设有用于控制第三电加热管23导通的继电器K3，其功能与继电器K5类似，避免第三电加热管23在最大功率杯设定为2千瓦时被接入，从而避免用电危险。本领域技术人员可以轻易想到的是，可以直接通过控制器来控制各电加热管，也就是说，当需要开启或断开某电加热管时，控制器直接通过相应端口输出控制信号来实现对电加热管的控制。

本实施方式中，电热水器可被选择在第一加热模式(半胆速热)、第二加热模式(全胆速热)、和第三加热模式(标准加热)这三种模式之一下工作。如图4所示，显示装置52的区域523上显示了这三种加热模式，使用者可以通过程序菜单来选择其中一种。在第一加热模式下，只有有效加热段位于内胆上半部分电加热管工作，如第一电加热管21或/和第四电加热管24，这样可以快速地获得少量的热水；在第二加热模式下，有效加热段位于内胆上半部分的电加热管和位于内胆下半部分的电加热管均会工作，可以是同时工作，也可以是交替工作，各半部分中的两根电加热管可以是一起加热，也可以是仅一根加热，这样可以在短时间内获得大量的热水；在第三加热模式下，只有有效加热段位于内胆下半部分电加热管工作，如第二电加热管22或/和第三电加热管23，这样虽然获得大量的热水时间较长，但较为节省电力。

如表1所示的实施方式中，当电热水器的最大加热功率设定为第一上限值2千瓦时，在第一加热模式下，虽然第一、四电加热管21、24的额定功率等于或小于第一上限值，但由于两者之和大于第一上限值，所以只允许两者中的一个工作；同样地，在第三加热模式下，只允许第二、三电加热管22、23中的一个工作；在第二加热模式下，由于额定功率最小的第三、四电加热管23、24的功率之和也大于第一上限值，所以只允许内胆上、下各半部分中两根电加热管中的一根实现交替加热，这个可以通过控制上述的各继电器来实现，也就是说，先第一或第四电加热管单独工作，而后第二或第三电加热管再单独工作。当电热水器的最大加热功率设定为第二上限值3.2千瓦时，在第一加热模式下，由于第一、四电加热管21、24的额定功率之和等于第二上限值，所以可以允许两者中的一个工作，也可以允许两者同时工作；同样地，在第三加热模式下，可以允许第二、三电加热管22、23两者中的一个工作，也可以允许两者同时工作；在第二加热模式下，可以允许内胆上、下各半部分中两根电加热管中的一根实现交替加热，也可以允许内胆上、下各半部分中两根电加热管同时实现交替加热，也就是说，先第一和第四电加热管同时工作，而后第二和第三电加热管同时工作。当然，当允许的最大工作功率足够大时，第一、二、三、四电加热管也可以同时进行工作，这样可以更快速地获得大量的热水。需要说明的是，上述第一、第二、第三、第四的称呼仅用于区别不同的电加热管，并不用于特指某一根电加热管。例如，可以是第一、三电加热管的额定功率为1.2千瓦，而第二、四电加热管的额定功率为2千瓦。

Claims

1.一种电热水器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电热水器，其特征在于，所述加热组件还包括第三电加热管和第四电加热管，其中第三电加热管的有效加热段位于内胆的下半部分，第四电加热管的有效加热段位于内胆的上半部分。

3.如权利要求2所述的电热水器，其特征在于，所述加热组件还可被选择地至少在第一工作功率上限值和第二工作功率上限值下工作，且第一工作功率上限值小于第二工作功率上限值。

4.如权利要求3所述的电热水器，其特征在于，当加热组件被选择在第二工作功率上限值下工作时，其中

5.如权利要求3所述的电热水器，其特征在于，所述第一、四电加热管的额定功率之和小于或等于第二工作功率上限值，且所述第二、三电加热管的额定功率之和小于或等于第二工作功率上限值。

6.如权利要求3所述的电热水器，其特征在于，所述第一、四电加热管的额定功率之和大于第一工作功率上限值，且所述第二、三电加热管的额定功率之和大于第一工作功率上限值。

7.如权利要求3所述的电热水器，其特征在于，所述第一、四电加热管中至少一个的额定功率小于或等于第一工作功率上限值，且所述第二、三电加热管中至少一个的额定功率小于或等于第一工作功率上限值。

8.如权利要求3所述的电热水器，其特征在于，所述第一工作功率上限值为2千瓦，所述第二工作功率上限值为3.2千瓦。

9.如权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于，热水器还包括与所述控制器连接的互锁继电器；所述互锁继电器被控制器控制以使有效加热段位于内胆上半部分的电加热管和有效加热段位于内胆下半部分的电加热管无法同时工作。