CN102865668A - 一种即热式热水器减小出水温度波动的方法及产品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种即热式热水器减小出水温度波动的方法及产品。在即热式热水器暂停期间，用温度低的水替代即热式热水器中温度高的水来吸收加热元件的蓄热量，然后在即热式热水器再次使用时从出水管流出，相应的产品则在进水管和出水管之间增加循环水泵和止回阀以及增加储水箱。在即热式热水器暂停期间，用温度低的水与即热式热水器中被继续加热温度继续升高的水混合，然后混合后的水在即热式热水器再次使用时从出水管流出，相应的产品则进水口在上部，出水口在下部以及水箱上部增加排气孔并与出水管或排气阀相连接或进水口在上部，出水管从上部插入直至下部以及出水管的上部有排气孔。本发明具有结构简单、性能可靠，同时可减小即热式热水器暂停前后出水温度的波动。

Description

一种即热式热水器减小出水温度波动的方法及产品
技术领域
本发明涉及一种热水器减小出水温度波动的方法及产品，特别是一种即热式热水器减小出水温度波动的方法及产品。
背景技术
即热式热水器一般有即热式燃气热水器、即热式电热水器两种，即热式电热水器根据电加热元件的种类一般分为电热管式、电磁感应式、电热膜式、远红外式等，即热式热水器一般包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管等，即热式燃气热水器中被加热水容器一般大多数是蛇型水管少数是水箱；即热式电热水器中被加热水容器一般大多数是水箱少数是蛇型水管；进水管、出水管分别与被加热水容器相连接，加热元件与控制器相连接，由于加热元件功率大而被加热水容器的储水量小，故其具有热水出水时间短、产品成本低等突出优点而被广泛应用于日常生活中需要进行洗涤或淋浴的场合。即热式热水器的进水管接蛇型水管一端或水箱底部，出水管接蛇型水管另一端或水箱顶部，水从蛇型水管一端流向另一端或从水箱底部流向水箱顶部，空气在蛇型水管内或水箱内无法聚积，从而保证不会出现蛇型水管内或水箱内局部无水导致加热元件干烧的现象；燃气热水器利用阀门进行燃气流量或水流量控制、即热式电热水器利用电子电器元件进行功率或水流量控制，可以保证即热式热水器出水温度相对恒定或波动较小，满足洗涤或淋浴对出水水温的要求。但在洗涤或淋浴过程中，即热式热水器会出现暂停使用，即水阀门关闭，同时加热元件停止加热，由于加热元件的热惯性即加热元件具有的蓄热能力，以及加热元件功率大而被加热水容器的储水量小，在即热式热水器暂停期间被加热水容器中的存水会被继续加热水温会继续升高，并且温度升高后的水由于密度减小而向被加热水容器上部移动，被加热水容器中温度较低的水则向下部移动，洗涤或淋浴过程重新开始时被加热水容器上部温度过高的水首先从出水管流出，引起洗涤或淋浴的不适，严重时甚至造成烫伤；同时被加热水容器上部温度过高的水流出后，由于加热元件的热惯性，随后的出水又会低于正常的出水温度，造成忽热忽冷的现象；在洗涤或淋浴过程中使用者为避免这种忽热忽冷的现象只好一直开着即热式热水器直至洗涤或淋浴过程结束，这样必然造成水和燃气或电力的浪费。虽然即热式热水器这种暂停后再次使用时温度波动的现象随着被加热水容器的容积增大、加热元件功率减小会相应减轻，但即热式热水器热水出水时间短、热效率高、产品成本低的优点随之受到影响。中国发明专利CN200810145704.2和CN200810218710.6都公开了一种即热式电热水器，其采用在进水管和出水管之间并联支路并加装电磁阀以及在出水管加装温度传感器来克服这一现象，即在即热式电热水器暂停结束后再次使用时将即热式电热水器中温度升高的水与温度低的进水进行混合后再从出水管流出；由于即热式电热水器中温度升高的水量较小，所以这一混合过程很短，因而这种方式必然带来结构复杂、温度控制困难、可靠性低的缺点，加之温度传感器的滞后特性以及电磁阀不具备流量调节功能，仍然会造成出水温度和流量的较大波动，另外即热式电热水器中因加热元件的热惯性造成温度升高的水迅速从出水管流出后，虽然电磁阀立即关闭，但因加热元件存在热惯性，即热式电热水器仍然无法迅速达到正常的出水水温。
发明内容
本发明第一个要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种即热式热水器在暂停结束后再次使用时减小出水温度波动的方法。
为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：
在即热式热水器暂停期间，用温度低的水替代即热式热水器中温度高的水来吸收加热元件的蓄热量，然后在即热式热水器暂停结束再次使用时从出水管流出。
在即热式热水器暂停期间，用温度低的水与即热式热水器中被继续加热温度继续升高的水混合，然后混合后的水在即热式热水器暂停结束再次使用时从出水管流出。
采用上述技术方案的有益效果是：既避免了加热元件的热惯性继续加热被加热水容器内原有的存水造成水温继续升高现象，又弥补了即热式热水器在暂停后再次使用时无法迅速达到正常的出水水温的缺点，即减小了即热式热水器在暂停结束后再次使用时出水温度的波动；同时该方法简单、可靠。
本发明第二个要解决的技术问题是克服现有技术的不足，应用上述即热式热水器减小出水温度波动的方法，提供一种在暂停结束后再次使用时出水温度波动较小的即热式电热水器。
为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：
即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；所述的进水管和所述的出水管之间有循环水泵，循环水泵的进口或出口有止回阀，循环水泵与控制器相连接。
即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；所述的被加热水容器是一水箱，所述的进水管与水箱的上部相连接，所述的出水管与水箱的下部相连接。
即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；所述的被加热水容器是一水箱，所述的进水管与水箱的上部相连接，所述的出水管从水箱的上部插入水箱直至进水口位于水箱的下部，所述的出水管在水箱中的部分的上部有排气孔。
所述的循环水泵和所述的被加热水容器之间有储水箱。
所述的出水管有温度传感器，温度传感器与控制器相连接。
所述的水箱上部有排气孔，排气孔与所述的出水管或排气阀相连接。
所述的排气孔外侧有活动的挡板，挡板的重量小于其在水中的浮力。
采用上述技术方案的有益效果是：即热式热水器结构简单、性能可靠，同时可将即热式热水器在暂停结束后再次使用时出水温度的波动减小到最低。
附图说明
图1是现有即热式燃气热水器结构示意图。
图2是现有即热式电热水器结构示意图。
图3是即热式燃气热水器第一个实施例的结构示意图。
图4是即热式燃气热水器第二个实施例的结构示意图。
图5是即热式燃气热水器第三个实施例的结构示意图。
图6是即热式燃气热水器第四个实施例的结构示意图。
图7是即热式电热水器第一个实施例的结构示意图。
图8是即热式电热水器第二个实施例的结构示意图。
图9是即热式电热水器第三个实施例的结构示意图。
图10是即热式电热水器第四个实施例的结构示意图。
图11是即热式电热水器第五个实施例的结构示意图。
图12是即热式电热水器第六个实施例的结构示意图。
图13是即热式电热水器第七个实施例的结构示意图。
图14是即热式电热水器第八个实施例的结构示意图。
图15是即热式电热水器第九个实施例的结构示意图。
图中，箭头代表水流方向，省略了水路中的阀门和即热式热水器的控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1是现有即热式燃气热水器结构示意图，蛇型水管1和进水管2、出水管3连接，冷水从的即热式燃气热水器进水管2进入蛇型水管1，经过由燃气燃烧器和蛇型水管外的换热翅片组成的加热元件加热后，从出水管3流出，完成加热过程。
图2是现有即热式电热水器结构示意图，水箱4和进水管2、出水管3连接，冷水从即热式电热水器的进水管2进入水箱4下部，经过电加热元件5加热后，从上部出水管3流出，完成加热过程。
从以上现有即热式燃气热水器和现有即热式电热水器结构示意图可以看出：当热水器出现暂停使用，即水阀门关闭，虽然加热元件同时停止加热，但此时由于加热元件功率大而蛇型水管1或水箱4的储水量小，故在热水器暂停期间蛇型水管1或水箱4中的存水会被加热元件的热惯性继续加热水温会继续升高，并且温度升高后的水由于密度减小而向蛇型水管1上部或水箱4上部移动，蛇型水管1或水箱4中温度较低的水则向下部移动，洗涤或淋浴过程重新开始时蛇型水管1或水箱4上部温度过高的水首先从出水管3流出，引起洗涤或淋浴的不适，严重时甚至造成烫伤；同时蛇型水管1或水箱4上部温度过高的水流出后，由于加热元件的热惯性即加热元件无法迅速加热水，随后的出水又无法迅速达到正常的出水温度，造成忽热忽冷的现象。
图3是即热式燃气热水器第一个实施例的结构示意图，蛇型水管1的进水管2和出水管3之间有循环水泵6，循环水泵6的进口有止回阀7，循环水泵6与控制器相连接；当热水器暂停使用时，控制器起动循环水泵6，蛇型水管1靠近出口处达到或接近正常出水温度的水在循环水泵6的作用下从蛇型水管1流出进入循环管路再进入蛇型水管1，蛇型水管1靠近进口处温度较低的水进入蛇型水管1靠近出口处吸收加热元件的蓄热量，当蛇型水管1中的存水量以及循环水泵6的流量和运行时间与即热式燃气热水器的加热元件的热惯性相匹配时，整个蛇型水管1中的存水温度就会接近正常的出水温度，避免了热水器暂停结束后再次使用时引起的不适甚至烫伤以及随后的出水温度偏低的现象，即减小了热水器出水温度的波动；在热水器正常工作期间循环水泵6进口的止回阀7可防止进水管2和出水管3之间水流短路。
图4是即热式燃气热水器第二个实施例的结构示意图，与即热式燃气热水器第一个实施例不同的是：蛇型水管1的进水口和循环水泵6的出口之间有储水箱8。当蛇型水管1中的存水量较小或即热式燃气热水器加热元件的热惯性较大时，在吸收加热元件的蓄热量后，整个蛇型水管1中的存水温度仍高于热水器的正常出水温度时，可通过储水箱8中的存水，使蛇型水管1中的存水量加上储水箱8中的存水量以及循环水泵6的流量和运行时间与即热式燃气热水器加热元件的热惯性相匹配；蛇型水管1靠近出口处达到或接近正常出水温度的水在循环水泵6的作用下从蛇型水管1流出进入循环管路再进入储水箱8中，与储水箱8中的温度为进水水温的水混合，储水箱8中的水进入蛇型水管1，而蛇型水管1靠近进口处温度较低的水则进入蛇型水管1靠近出口处吸收加热元件的蓄热量，使其温度接近正常的出水温度；同时储水箱8中的存水温度由暂停前的进水水温上升至混合后的温度，暂停结束后再次使用时这部分水首先进入蛇型水管1，避免了由于加热元件的热惯性使出水无法迅速达到正常的出水温度，然后随着进水与储水箱8中的存水逐步混合最终降低到进水水温，热水器进入正常工作状态。由于储水箱8在蛇型水管1前面，故热水器刚开始工作时并不影响热水器热水的出水时间。
图5是即热式燃气热水器第三个实施例的结构示意图，与即热式燃气热水器第二个实施例不同的是：在蛇型水管1的出水口增加温度传感器9，温度传感器9与控制器相连接。温度传感器9检测出水温度，直至检测到的出水温度等于热水器的正常出水温度时关闭循环水泵6，以避免蛇型水管1中的存水量加上储水箱8中的存水量以及循环水泵6的流量和运行时间与即热式燃气热水器加热元件的热惯性不易匹配的现象；如果蛇型水管1中的存水量加上储水箱8中的存水量较多，则在热水器暂停期间还可由控制器起动加热元件和循环水泵6，将蛇型水管1中的存水加上储水箱8中的存水的温度都加热到热水器的正常出水温度。同样在第一个实施例的蛇型水管1的出水口也可增加温度传感器9，以避免蛇型水管1中的存水量以及循环水泵6的流量和运行时间与即热式燃气热水器的加热元件的热惯性不易匹配的现象。
以上实施例中循环水泵6还可以反向设置，相应地止回阀7也要反向、温度传感器9要设置在蛇型水管1的进水口。
图6是即热式燃气热水器第四个实施例的结构示意图，与即热式燃气热水器第三个实施例不同的是：进水管2接在循环水泵6的进口处，在即热式燃气热水器暂停期间循环水泵6作为冷热水循环混合用，运行时间由温度传感器9检测到的出水温度决定。其减小热水器出水温度波动的原理与即热式燃气热水器第三个实施例相同；在即热式燃气热水器正常工作期间循环水泵6还可作增压用，在自来水压力较低的场合尤为适用，但当自来水进水压力低于循环水泵6增压后热水器的出水压力时，止回阀7会有水流过，此时必须在止回阀7前或后增加电动阀或电磁阀并与控制器相连接，图中未画出，当自来水进水压力高于循环水泵6增压后热水器的出水压力时，则无需电动阀或电磁阀。
图7是即热式电热水器第一个实施例的结构示意图，水箱4的进水管2和出水管3之间有循环水泵6，循环水泵6的进口有止回阀7，循环水泵6与控制器相连接，其减小热水器出水温度波动的原理与即热式燃气热水器第一个实施例相同。
图8是即热式电热水器第二个实施例的结构示意图，减小热水器出水温度波动的原理与即热式燃气热水器第三个实施例相同。本人在中国发明专利“一种流水洗涤排水的废热利用方法及设备(ZL201110089073.9)”中的第二十个实施例中即可采用本实施例，其中热交换器3的进水侧可作为本实施例中的水箱4。
图9是即热式电热水器第三个实施例的结构示意图，减小热水器出水温度波动的原理与即热式燃气热水器第四个实施例相同。本人在中国实用新型专利“淋浴排水废热利用设备(ZL201120318103.4)”中的第二十二或第二十三个实施例中即可采用本实施例，其中热交换器3-1进水侧可作为本实施例中的水箱4，只是在其预热循环期间热交换器3-1和3-2的进水侧参与预热循环，而暂停期间则需要用自动阀门将热交换器3-2进水侧退出，因为热交换器31进水侧的存水就足已吸收电加热元件5的蓄热量。
图10是即热式电热水器第四个实施例的结构示意图，与即热式电热水器第三个实施例不同的是：省去了储水箱8，同时水箱4的下部没有电加热元件5。即利用水箱4的下部没有电加热元件5的空间储水从而代替了储水箱8，减小热水器出水温度波动的原理与即热式电热水器第三个实施例相同。
图11是即热式电热水器第五个实施例的结构示意图，进水管2在水箱4的上部，出水管3在水箱4的下部，水从水箱4上部进入，从水箱4下部排出，此时水箱4的上部会聚集一部分空气无法从出水管3排出，只有当进水管2中的水以较高的流速进入水箱4，带动水箱4的上部聚集的一些空气进入水箱4下部的水中并顺着水流从水箱4下部排出，水箱4的截面越小，水流速度越快，这种排除空气的能力越强，水箱4上部的空气会越来越少，但可能总有一些空气无法彻底从水箱4上部排出，故必要时水箱4上部不布置电加热元件5，保证电加热元件5不会出现局部无水干烧的现象；由于水总是从水箱4上部流向水箱4下部，并在此过程中被电加热元件5逐步加热，故水箱4上部的水温总是低于水箱4下部的水温，同时靠近水箱4外壳的水温也低于电加热元件5四周的水温；当热水器出现暂停使用时，水箱4中的存水会被电加热元件5的热惯性继续加热温度会继续升高，但温度升高后的水由于密度减小而向上方移动，与上方以及靠近水箱4外壳温度较低的水混合，洗涤或淋浴过程重新开始时水箱4下部的水首先从出水管3流出，因而不会引起洗涤或淋浴的不适，同时水箱4上部温度升高的水会弥补热水器暂停后再次开始洗涤或淋浴时由于电加热元件5的热惯性无法迅速加热水的缺点，减小了热水器出水温度的波动。
图12是即热式电热水器第六个实施例的结构示意图，与即热式电热水器第五个实施例不同的是：水箱4上部有一个排气孔10，排气孔10与出水管3连接。水箱4上部的空气可以从排气孔10排出进入出水管3，确保水箱4的上部无法聚集空气，保证电加热元件5不会出现局部无水干烧的现象，减小热水器出水温度波动的原理与即热式电热水器第五个实施例相同。
图13是即热式电热水器第七个实施例的结构示意图，与即热式电热水器第五个实施例不同的是：水箱4上部有一个排气孔10，排气孔10与排气阀11连接。水箱4上部的空气可以从排气阀11排出，确保水箱4的上部无法聚集空气，保证电加热元件5不会出现局部无水干烧的现象，减小热水器出水温度波动的原理与即热式电热水器第五个实施例相同。
图14是即热式电热水器第八个实施例的结构示意图，进水管2的出水口在水箱4的上部，出水管3从水箱4的上部插入水箱4直至进水口12位于水箱4的下部，出水管3在水箱4中的部分的上部有排气孔13，水通过进水管2从水箱4上部进入，经过电加热元件5加热后从水箱4下部出水管3的进水口12排出，水箱4的上部聚集的空气则从出水管3上部的排气孔13排出，减小热水器出水温度波动的原理与即热式电热水器第五个实施例相同。
图15是即热式电热水器第九个实施例的结构示意图，在即热式电热水器第八个实施例中，由于有少部分水从出水管3上部的排气孔13流出水箱4，而这少部分水未流经电加热元件5，因而降低了电加热元件5表面的水流速度，电加热元件5表面的传热系数会稍有降低，但并不影响即热式电热水器出水温度；出水管3上部的排气孔13外侧增加可活动的挡板14，活动挡板14的重量小于其在水中的浮力，当活动挡板14四周是空气时，活动挡板14在其重力的作用下下垂，并不遮挡排气孔13，空气仍可从排气孔13排出水箱4，当活动挡板14四周的空气排出水箱4后，活动挡板14受到浮力的作用向上遮挡排气孔13，阻止水从排气孔13流出水箱4，即增加活动挡板14后，排气孔13只排气而不排水，同样即热式电热水器第六个实施例中在水箱4上部排气孔10的下方增加可活动的挡板可起到相同的作用。
以上即热式电热水器实施例中电加热元件5除了采用了“U”形电热管外，还可采用直管形电热管、电磁感应线圈与感应导体、电热膜等电加热元件，在即热式电热水器第四个实施例中可用下部无电热丝的直管形电热管代替水箱4中的“U”形电热管；在即热式电热水器第五个实施例中可用上部无电热丝的直管形电热管代替水箱4中的“U”形电热管，而电磁感应线圈与感应导体、电热膜等电加热元件也可类推。
以上即热式燃气热水器实施例中的被加热水容器都是蛇型水管，如果被加热水容器不是蛇型水管而是水箱，则可按照即热式电热水器的实施例实施；以上即热式电热水器实施例中的被加热水容器都是水箱，如果被加热水容器不是水箱而是蛇型水管，则可按照即热式燃气热水器的实施例实施。

Claims (9)

1.一种即热式热水器减小出水温度波动的方法，其特征在于：在即热式热水器暂停期间，用温度低的水替代即热式热水器中温度高的水来吸收加热元件的蓄热量，然后在即热式热水器暂停结束再次使用时从出水管流出。
2.一种即热式热水器减小出水温度波动的方法，其特征在于：在即热式热水器暂停期间，用温度低的水与即热式热水器中被继续加热温度继续升高的水混合，然后混合后的水在即热式热水器暂停结束再次使用时从出水管流出。
3.一种应用权利要求1即热式热水器减小出水温度波动的方法的即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；其特征在于：所述的进水管和所述的出水管之间有循环水泵，循环水泵的进口或出口有止回阀，循环水泵与控制器相连接。
4.一种应用权利要求2即热式热水器减小出水温度波动的方法的即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；其特征在于：所述的被加热水容器是一水箱，所述的进水管与水箱的上部相连接，所述的出水管与水箱的下部相连接。
5.一种应用权利要求2即热式热水器减小出水温度波动的方法的即热式热水器，它包括加热元件、被加热水容器、控制器、进水管、出水管；加热元件在被加热水容器内或外，加热元件与控制器相连接，进水管、出水管分别与被加热水容器相连接；其特征在于：所述的被加热水容器是一水箱，所述的进水管与水箱的上部相连接，所述的出水管从水箱的上部插入水箱直至进水口位于水箱的下部，所述的出水管在水箱中的部分的上部有排气孔。
6.根据权利要求3所述的即热式热水器，其特征在于：所述的循环水泵和所述的被加热水容器之间有储水箱。
7.根据权利要求3或6所述的即热式热水器，其特征在于：所述的出水管有温度传感器，温度传感器与控制器相连接。
8.根据权利要求4所述的即热式热水器，其特征在于：所述的水箱上部有排气孔，排气孔与所述的出水管或排气阀相连接。
9.根据权利要求5所述的即热式热水器，其特征在于：所述的排气孔外侧有活动的挡板，挡板的重量小于其在水中的浮力。
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