CN103052850B - 防止或者减少热水器的加热器元件上的水垢化 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热水性液体，其中热水器包括用于加热热水器中的水性液体的加热元件。该方法包括：(a)用加热元件加热热水器中的水性液体，其中加热元件与水性液体接触；以及(b)在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为0.5V，并且其中将加热元件选择为正电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用热水器的方法和一种可以用于这种方法的热水器布置。本发明也涉及一种包括这种热水器布置的电子设备。
背景技术
热水设备应用于诸如蒸汽熨斗、电水壶、热饮贩卖机等所有种类的应用中。这种设备的问题是水垢可能形成于与水接触的加热元件上。
在例如蒸汽生成设备的操作期间，向水基础结构的加热水的部分(比如在系统熨斗(systemiron)的(外部)锅炉中)供应水，因此可能形成水垢。如果未(定期)去去水垢，则可能发生堵塞，因此蒸汽生成设备的性能可能减少并且最终蒸汽生成设备可能不再适合使用。
WO2007007241例如描述一种蒸汽熨烫系统，该系统包括蒸汽熨斗和具有用于生成蒸汽的锅炉的锅炉系统，其中蒸汽熨斗和锅炉通过蒸汽软管相互连接。在锅炉系统的操作期间，水垢形成于锅炉中。为了从锅炉去除水垢，按照规律间隔对锅炉系统执行清洗过程。在清洗过程期间，打开连接到位于锅炉的底部的出水口的清洗阀，并且从锅炉向清洗容器排放水。在该过程中，与水流一起带走水垢颗粒。优选地，在打开清洗阀之前在锅炉以内形成压强，从而水从锅炉被强行喷射，由此增强清洗过程的效果。在清洗过程期间或者在清洗过程结束时，可以向锅炉中引入水垢溶剂。
US2003192436描述一种用于特别为烹饪设备生成蒸汽的方法，其中通过加热蒸汽生成器容器的至少一个可加热壁表面将蒸汽生成器容器内的流体带到锅炉。通过加热将所述流体设置于旋转中并且因此该流体由于旋转所产生的离心力而压迫可加热壁表面。由于流体的至少一部分的蒸发而生成的蒸汽通过蒸汽出口从蒸汽生成器容器逃逸，并且在蒸汽中夹带的流体液滴由可旋转地装配于蒸汽生成器容器中的至少一个第一转子分离，由此液体被所述转子设置于旋转中。本发明还涉及一种使用上述方法的设备。
US2001018866描述一种用于指示流加热器(特别是蒸馏咖啡机)中的钙化状态的布置，其中流加热器具有冷水流入线和热水流出线，并且该布置旨在于精确指示钙化状态而又具有不复杂的设计。出于这一目的提供差压流体量计，该量计具有由隔膜分离的两个压强室，其中压强室之一与冷水流入线流体导通连接而另一压强室与热水流出口流体导通连接。在两个室之间的压强差作用于的隔膜耦合到指示器元件。
包含大量Ca2+和HCO3 -(重碳酸盐)的硬水可能经由以下化学反应在温度增加时形成水垢(CaCO3)：
Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2
尤其是沸水会分离水垢，水垢将形成于水中而且还形成于加热元件本身上，因为加热元件具有最高温度。经过一段时间，水垢将生长于加热元件上，并且当内部应力增加时，它将从元件碎开松弛。已经在文献中要求保护用于防止水垢化的若干水处理。一种公知方法是使用离子交换器，其中Ca2+与Na+或者H+交换。第二种公知方法是使用磷酸盐，该磷酸盐少量添加到水并且抑制播种晶体形成于硬水中从而有效防止晶体生长并且因此防止水垢形成(也参见上文引用的文献)。
在前一种情况中，盒(cartridge)需要与内部的离子交换树脂一起使用。在耗尽之后，盒需要被再生或者用新盒来更换。在后一种情况下，需要连续添加磷酸盐，因为磷酸盐在硬水的pH值pH7-8.5中具有有限稳定性。可以例如通过使用向水中非常缓慢地释放磷酸盐的硬压(hard-expressed)药片来实现连续添加。这一种工作方式已经使用于现有技术的蒸汽熨斗中。然而向水中添加化学剂，这可能例如在水(也)打算用来饮用时是个缺点。
也已经要求保护用于防止水垢形成的物理方法，但是这些可能具有更不清楚的工作原理，并且功效可能有时在一些情况下甚至不确定。例如使用放置于水管上用于防止水垢的(电)磁体是不好理解并且不可重复的水垢防止方法的示例。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种用于防止或者减少热水器中的水垢化的备选方法和/或一种备选的热水器布置，该方法和布置优选地防止或者至少部分回避现有技术的上文描述的缺点和/或相对更复杂的构造或者解决方案中的一个或者多个缺点和/或构造或者解决方案。本发明的目的尤其是防止或者减少加热电器(applicance)中的加热元件(比如可加热壁或者浸没加热器)上的水垢形成和/或使这种加热元件的经钙化表面脱钙。
这里提出从诸如水之类的水性液体中电化学水垢防止和/或去除。原理可以是在水中具有与DC电源(powersupply)连接的两个电极。在阳极(+电极)发生氧化。在阴极(-电极)发生还原；在实践中，这意味着在阴极还原水：
2H2O+O2+4e-→4OH-
形成OH-将局部地增加pH并且将HCO3 -变换成CO3 -。CO3 -将与Ca2+反应并且钙将沉淀于阴极上。
在阳极处发生氧化。当阳极材料抗氧化时，然后朝着氧和酸氧化水。酸将溶解已经沉积于电极上的钙，并且电极将在使用于加热的(硬)水中时保持清洁：
2H2O→O2+4H++4e-
当阳极反应时可能被氧化。例如除非使用很稳定金属(Pt)、某些过渡金属氧化物或者碳阳极，否则金属阳极将会溶解。可以通过施加正电压使钙化钢脱钙，但是其效果受金属的抗腐蚀性限制从而仅使小电压/电流可行。
概括而言，这样的简单设置可以通过在阴极上沉积水垢并且保持(抗氧化)阳极干净而从水中去去水垢。除了需要抗腐蚀阳极材料之外，缺点还可能是需要以规律间隔清洁阴极。因此本发明尤其提供也可以解决这一问题的解决方案。下文更具体描述一些优选实施例。
已经令人惊讶地发现一种方法，其中施加AC信号和DC信号，可以减少、防止或者去除水垢化。因此，本发明尤其提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热水性液体，其中热水器包括用于加热热水器中的水性液体的加热元件，该方法包括：
a.用加热元件加热热水器中的水性液体，其中加热元件与水性液体接触；以及
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为0.5V、尤其至少为1.0V，并且其中将加热元件选择为正电极。
可选地，可以添加一个或者多个更多另外的AC分量。下文分别更具体讨论一个或者更多AC分量和DC分量。
AC
当向电极施加交变电流(AC)时，交替的酸和碱将形成于电极处。尽管在沸腾期间形成水垢，但是它将基本上未粘附到电极壁，因为它被不断地溶解并且重新沉淀于电极表面。该方法也可以用来使已经钙化的表面脱钙。尤其在更低频率，水垢的粘合性被降低如此之多以至于其从表面自主地释放。越好地释放水垢，在生成酸时钙化表面就越久地在正模式中。金属的腐蚀可以在这一时段期间出现也是可能的。对金属电极的腐蚀敏感可能如同它在DC去水垢中一样是针对可以使用的电流和频率选择的限制因素。然而总体上，已经发现水垢的松散比在使用AC而不是DC时对金属的氧化更容易出现。另外，可以在AC中比在DC中使用更高电压和更高电流，从而使电化学处理的脱钙效果在AC中比在DC中高效得多。
因此，本发明提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热水性液体(还指示为“加热器”)，其中热水器包括用于加热加热器中的水性液体的加热元件，该方法包括：
a.用加热元件加热加热器中的水性液体，其中加热元件与水性液体接触；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压(和DC电压)。
这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以未粘附于加热元件(的表面)上、也未粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。
因此，本发明还提供一种用于防止或者减少热水器的金属加热元件上的水垢形成的方法，该热水器被布置用于加热水性液体(“加热器”)，该方法包括：
a.优选地在(优选地用加热元件)加热水性液体之时使加热元件与水性液体接触；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压(和DC电压)。
在一个尤其有利的实施例中，第一AC电压具有从0.1Hz或者更高(比如至少1Hz)、比如上至10000Hz的范围，比如尤其选自于1-10000Hz(即1Hz-10KHz)、尤其为5-5000Hz(比如5-1000Hz)的范围的第一AC频率。施加的第一AC电压可以依赖于加热元件和反电极的配置、但是可以例如在约1-100V、如比如5-50V的范围中。
尤其有益的是使用具有三角形状的AC信号。在该情况下，电流处于它的峰值的时间与例如正弦或者块形(blockshape)波相比更短从而减少腐蚀风险。在一个具体实施例中，第一AC电压具有三角波形。
施加第一AC电压可以在加热水性液体之前、期间或者之后。优选地，在加热水性液体期间施加第一AC电压。短语“在加热元件与反电极之间施加第一AC电压”和相似短语涉及加热元件和反电极均与水性液体接触的实施例。因此，短语“在加热元件与反电极之间施加第一AC电压”指代在加热元件和反电极与水性液体接触之时“在加热元件与反电极之间施加第一AC电压”。短语“接触”包括其中物品的至少部分接触的实施例。例如加热元件的至少部分或者反电极的至少部分可以分别与水性液体接触。
本发明也提供一种可以用来应用本发明的方法的布置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器布置，该热水器布置包括：热水器，布置用于加热水性液体，热水器包括用于加热热水器中的水性液体的加热元件，加热元件被布置成与水性液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一AC电压(和DC电压)。
AC/DC
如上文提到的那样，已经令人惊讶地发现可以通过向AC施加附加DC偏移来实现进一步增加AC的去水垢效率。这意味着将被钙化的表面(例如通流热水器或者浸没卷曲加热元件的壁)设置于正电压而反电极为负。现在可以在与AC组合时比在单独DC时施加高得多的(DC)电压。现在可以使用通常由于腐蚀而不可用来使表面脱钙的DC电压。AC电流调和DC的腐蚀效果而水垢松散效果合计为AC脱钙。
因此，在另一方面中，本发明提供一种使用热水器(“加热器”)的方法，该热水器被布置用于加热水性液体，其中被布置用于加热水性液体的加热器包括用于加热被布置用于加热水性液体的加热器中的水性液体中的金属加热元件，该方法包括：
a.用加热元件加热加热器中的水性液体，其中加热元件与水性液体接触；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为0.5V、更优选地至少为1.0V、尤其至少为1.2V，并且其中将加热元件选择为正电极。
这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以未粘附于加热元件(的表面)上、也未粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。
本发明因此也提供一种用于防止或者减少热水器(“加热器”)的金属加热元件上的水垢形成的方法，该加热器被布置用于加热水性液体，该方法包括：
a.优选地在(优选地用加热元件)加热水性液体之时使加热元件与水性液体接触；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为0.5V、更优选地至少为1.0V、尤其至少为1.2，并且其中将加热元件选择为正电极。
一般而言，DC电压将在约1.0-10V、比如1.5-10V、尤其为1.5-6V的范围中。另外如上文限定的那样，第一AC电压优选地具有选自于0.1Hz或者更高(尤其为1Hz或者更高)、比如上至10000Hz的范围、比如在1-10000Hz、尤其为5-1000Hz的范围的第一AC频率。
AC电压的DC偏移的另一益处如下。当向其中电极为不同尺寸的系统施加AC时，最小电极的抗腐蚀性可以确定整个设置的抗腐蚀性，因为它具有最高电流密度从而使它对腐蚀最敏感。当例如在通流加热器中插入小的反电极以使壁脱钙(假设壁连接到加热元件)时，小电极将确定可以施加的电流和频率。当用恰当极性施加DC偏移时，壁(+)将受益于附加脱钙而在连接小电极为负(-)时保护小电极免受腐蚀。
施加第一电压以及DC电压可以在加热水性液体之前、期间或者之后。优选地，在加热水性液体期间施加第一AC电压和DC电压。
本发明也提供一种可以用来应用本发明的方法的布置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器布置，该热水器布置包括：热水器，布置用于加热水性液体，热水器包括用于加热热水器中的水性液体的加热元件，加热元件被布置成与水性液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，并且其中电源还被布置成在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为0.5V，并且其中将加热元件布置为正电极。
AC/AC/DC
虽然AC/DC的组合本身在水垢预防中高效，但是有效性可能依赖于水性液体的导电率。当所用水性液体的导电率比较低时，AC的效率减少并且腐蚀可能由于DC而开始。为了抵消这一影响，可以降低AC的频率以使AC更高效并且抵消DC的腐蚀。然而这可能意味着AC/DC设置依赖于水性液体的导电率。因此，在相应地设置AC/DC参数之前预测量存在的水性液体的导电率可能是有益的。
也已经令人惊讶地发现在低频AC信号上叠加高频AC信号实现对低频AC信号的使用(也见上文)。由于很低频信号尤其可以在脱钙中有效，所以可以降低辅助DC偏移。总体而言，对水性液体导电率变化的敏感度变得更低从而使这一设置在应对不同水性液体类型时比单个AC/DC组合更有能力。因此，第一AC电压和第二AC电压具有不同频率。
因此，尤其优选的是第一AC、第二(慢速)AC和DC电压的组合。本发明因此也提供一种使用热水器(“加热器”)的方法，该热水器被布置用于加热水性液体，其中加热器包括用于加热加热器中的水性液体的加热元件，该方法包括：
a.用加热元件加热加热器中的水性液体；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，在加热元件与反电极之间施加第二AC电压(并且可选地施加一个或者多个另外的AC电压)，其中第二AC电压具有优选地从0.02Hz-5Hz、尤其为0.1Hz-2.5Hz的范围选择的第二AC频率，其中在第一AC频率与第二AC频率之间的比值优选地为2或者更多(比如在2-1000的范围中)、尤其至少为5(比如在5-1000的范围中)，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为0.5V、更优选地至少为1.0V、尤其至少为1.2V，并且其中将加热元件选择为正电极。
这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以未粘附于加热元件(的表面)上、也未粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。
本发明因此也提供一种用于防止或者减少加热器的金属加热元件上的水垢形成的方法，该加热器被布置用于加热水性液体，该方法包括：
a.优选地在(优选地用加热元件)加热水性液体之时使加热元件与水性液体接触；并且
b.在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，在加热元件与反电极之间施加第二AC电压(并且可选地施加一个或者多个另外的AC电压)，其中第二AC电压具有优选地从0.02Hz-5Hz、尤其为0.1Hz-2Hz的范围选择的第二AC频率，其中在第一AC频率与第二AC频率之间的比值优选地为2或者更多(比如在2-1000的范围中)、尤其至少为5(比如在5-1000的范围中)，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为0.5V、更优选地至少为1.0V、尤其至少为1.2V，并且其中将加热元件选择为正电极。
短语“施加第二AC电压”和相似短语未排除施加另外的(第三、...)AC电压。因此，在另一实施例中，可以施加如这里限定的第一AC电压和第二AC电压并且可选地施加一个或者多个另外的AC电压。因此，在一个具体实施例中，本发明也包括如上文限定的方法，还包括在加热元件与反电极之间(除了第一和第二AC电压之外还)施加附加AC电压。因此使用短语“施加第二AC电压(并且可选地施加一个或者多个另外的AC电压)”。为了理解，它在这里常称为“第二AC电压”。
施加的第二AC电压(和可选的另外的AC)电压可以依赖于加热元件和反电极的配置、但是可以例如也在约1-100V、例如约5-50V的范围中。第二和可选的另外的AC电压的频率优选地互不相同并且可以可选地(独立地)都分别符合第一AC电压的频率与第二和更多AC电压的频率的优选比值2或者更多。然而另外的AC电压也可以具有选自于0.1Hz或者更高(尤其为1Hz或者更高)、比如上至10000Hz的范围(比如在1-10000Hz)、尤其为5-1000Hz的范围的频率。然而至少一组两个AC电压符合至少为2、比如在2-1000、尤其至少为5的范围中、比如在5-1000的范围中的指示比值范围。
在另一具体实施例中，其中施加至少两个AC电压，优选地，第一AC电压和第二AC电压二者具有三角波形。可选的，一个或者更多个另外的AC电压也可以具有三角波形。
上文关于AC和AC/DC描述的实施例也可以适用于AC/AC/DC实施例。
施加第一和第二AC电压以及DC电压可以在加热水性液体之前、期间或者之后。优选地，在加热水性液体期间施加第一AC电压和第二AC电压以及DC电压。
本发明也提供一种可以用来应用本发明的方法的布置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器布置，该热水器布置包括：热水器，布置用于加热水性液体，热水器包括用于加热热水器中的水性液体的加热元件，加热器元件被布置成与水性液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一AC电压，其中电源另外被布置为在加热元件和反电极之间施加第二AC电压(并且可选地施加一个或者多个另外的AC电压)，其中第二AC电压具有从0.02Hz-5Hz的范围选择的第二AC频率，并且其中在第一AC频率与第二AC频率之间的比值为2或者更多，并且其中电源还被布置成在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为0.5V，并且其中将加热元件布置为正电极。
另外的实施例
这里，水性液体尤其是水。该方法可以用于硬水和软水、尤其用于具有优选至少100μS/cm的水导电率的水。
加热元件可以直接浸没于水中或者布置为加热器的壁(的部分)。在两种情况下，加热器元件(壁)充当电极并且电连接到反电极。加热元件(的表面)因此与加热器中的水性液体接触。这一点在这里也由短语“其中加热元件与水性液体接触”指示。注意，术语加热元件因此指代与水性液体接触并且(在使用加热器以加热水性液体时)从加热器向水性液体提供热的该部分(元件)。正是在加热元件(或者更尤其是它的与水性液体接触的表面(的部分))上水垢可以沉积。术语“加热元件”因此可以并不一定指代生成热的实际热生成设备、而是指代向水性液体传送热的该部分/元件。在一个实施例中，术语“加热元件”也可以指代多个加热元件。
用于加热水性液体的加热元件在这里优选地包括用于加热液体的一个或者多个金属部分或者实质上来自于(from)金属、比如钢壁或者钢浸没加热器。因此，加热元件在这里也指示为金属加热元件。在加热元件的与水性液体接触的这一金属上，水垢可以沉积。优选地，用于加热水性液体的加热元件在这里优选地包括用于加热液体的一个或者多个钢部分或者实质上来自于钢。因此，加热元件或者加热元件的与水接触的部分优选地由钢制成。在一个具体实施例中，加热元件是钢加热元件。
术语“反电极”可以在一个实施例中也指代多个反电极。例如当施加多个信号时，在原理上可以应用不同反电极。在一个实施例中，在分离反电极上施加所施加的信号，其中因此反电极包括多个反电极，并且其中在加热元件与第一反电极之间施加第一AC电压，并且其中在加热元件与另外的反电极之间施加第二AC电压和/或其中在加热元件与另外的反电极之间施加DC电压。同样，用于一个信号的另外的反电极可以是不同于用于另一信号的另一另外的反电极。尤其在施加两个或者更多AC信号时，将不同反电极用于每个AC信号可以是一个选项。优选地，向每组加热元件和反电极施加DC电压。
因此，本发明也提供热水器布置的一个实施例，其中反电极包括多个反电极，并且其中电源和多个反电极被布置成在加热元件与第一反电极之间施加第一AC电压并且在加热元件与另外的反电极之间施加第二AC电压或者在加热元件与另外的反电极之间施加DC电压。当施加第二AC电压和DC电压二者时，可以应用不同或者相同的另外的反电极。在又一实施例中，当使用两个或者更多AC电压和DC电压时，向每组反电极和加热电极施加DC电压，并且向反电极与加热元件的相应组合施加两个或者更多AC电压。
反电极可以例如是不锈钢或者混合金属氧化物(MMO)、基于碳的或者铂电极。当加热器的壁用作反电极时，反电极优选地为金属、更优选地为钢。
术语“钢”这里尤其指代不锈钢。可以应用任何等级的不锈钢。优选地，钢包含Cr和Ni(例如等级304)，而附加存在少量Mo尤其有益(例如等级316或者更高)。备选地，可以使用更有抗性的金属(合金)、比如因科镍合金(Cr/Ni合金)。钢的抗腐蚀性越高，可以施加的AC的频率就越低或者AC的DC偏移或者电压就越高，从而改进了水垢去除。
术语“热水器”用来指示布置成加热水性液体、比如水的设备。术语“热水器”(这里用“加热器”来简短地指示)可以例如指代(基于加热水性液体的)蒸汽生成室。加热器可以是通流加热器类型。加热器可以在一个实施例中例如经由连接到加热器壁的热生成设备加热水性液体，其中(与水性液体接触的)壁是(用于加热水性液体的)加热元件或者比如在浸没型加热器(其中加热元件与水性液体接触)的情况下可以在一个实施例中例如经由水性液体(比如水)中的元件加热等等。可以(同时)应用不同类型的加热元件。
术语“热水器”也可以指代布置成产生蒸汽的(闭合)锅炉、布置成产生加热的水的(闭合)锅炉、通流加热器或者蒸汽机。在一个具体实施例中，布置用于加热水性液体的加热器选自于由通流加热器、通流蒸汽机、用于加热水的加热器和用于产生蒸汽的加热器组成的组。也包括加热器块，其中加热元件和例如输送水的管嵌入于铝块中。
加热可以是在室温以上的温度的任何加热、但是尤其指代(水性液体)在50℃以上的加热、比如尤其将加热器中的水性液体加热至至少85℃的温度。术语加热因此可以包括带到高温、沸腾和/或产生蒸汽。
加热器可以是任何加热器、比如用于提供蒸汽的蒸汽生成设备(例如如用于加压蒸汽生成器(有时也指示为系统熨斗))的加热器、用于比如在热液体贩卖机中提供热饮用水(例如用于制作咖啡、茶、热牛奶咖啡或者热巧克力等)的热水器、电水壶、咖啡制作机(滴筛过滤器)、蒸馏咖啡机、袋装咖啡机、锅炉(用于房屋的(家用锅炉)或者公寓、办公大楼的内部加热、工业锅炉等)、布置于洗衣机中或者洗碗机中的热水器或者基于热水的除草设备(或者洒水机)(布置成提供热水也除草)。
因此，在另一方面中，本发明提供一种包括加热器布置的电子设备，其中电子设备被布置成产生加热的水和/或蒸汽。尤其而言，电子设备选自于由熨斗、加压蒸汽生成器、非加压蒸汽生成器(有时也指示为衣物蒸汽机)、热液体贩卖机、电水壶、咖啡制作机(滴筛过滤器)、蒸馏咖啡机、袋装咖啡机、洗衣机、洗碗机和基于热水的除草设备(或者洒水机)组成的组。
如上文提到的那样，优选地在用加热元件加热热水器中的水性液体期间施加这里限定的电压(第一AC和在第二AC和DC中的一个或者多个)。这可以在防止和/或减少加热元件上的水垢化时具有最大影响。
AC电压可以(独立)具有正弦波形或者三角波形。波形可以是对称的或者不对称的。有时指示不对称三角波形为锯齿波形。优选地，波形是不对称的。另外，如上文所指示的那样，优选地施加(不对称)三角波形。
在加热元件和反电极与水性液体接触之时在加热元件与反电极之间施加第一AC电压、DC电压和可选的另外的AC电压。可以在施加电压之时(优选地用加热元件)(如上文所指示的那样)加热水性液体。
在一个实施例中，该方法还包括测量水性液体的导电率并且可选地测量其它参数，而且可选地根据在导电率(以及可选的根据其它参数)与第一AC电压和第二AC电压与DC电压中的一个或者多个之间的测量和预定义关系来控制第一AC电压和在第二AC电压与DC电压中的一个或者多个。可以测量的一个或者多个可选的其它参数可以选自于由水性液体的温度、水性液体的pH、(在加热元件与反电极之间)通过的电流、当连接两个电极(即加热元件和反电极)时的电压降等组成的组。
通常，(即在加热元件与反电极之间的)电流密度当在锅炉系统中使用平坦加热元件或者螺旋形加热元件时在0.1-10mA/cm2、尤其为0.1-5mA/cm2、比如尤其为0.2-0.6mA/cm2或者对于通流加热器而言尤其为0.2-5mA/cm2的范围中。
电源可以是能够生成第一AC电压以及第二AC电压和DC电压偏移中的一个或者多个的任何系统。可选地，第一AC的频率、第一AC的峰-峰电压、第二电压(如果适用)的频率、第二AC(如果适用)的峰-峰电压和DC的电压中的一项或者多项是可变的和可控的、例如可以相对于参数、比如液体的电导电率和/或液体的温度或者通过的电流来控制一项或者多项。术语电源在一个实施例中也可以指代多个电源。在原理上，每个电压可以由不同电源生成。
因此，本发明尤其提供向布置用于加热水性液体(并且布置成与水性液体接触)的加热器的金属加热元件使用第一AC电压以及在第二AC电压(以及可选的一个或者另外的AC电压)和DC电压中的一个或者多个电压的组合，以尤其在用加热器中的加热元件加热水性液体期间防止或者减少金属加热元件上的水垢化。在一个具体实施例中，施加AC电压和DC电压二者。
可以优选地在水性液体在高温时间期间持久施加电压、但是也可以在一个实施例中定期施加电压。可选地，在加热水性液体之前或者之后施加电压。然而当至少在加热水性液体期间施加电压时获得最好结果。
在下表中指示关于频率和电压的优选条件：
在接下来的下表中指示其它优选条件：
| 水导电率 | 水温 |
| 100-50,000μS/cm | 50℃-沸腾温度；尤其为≥85℃ |
本领域技术人员将理解这里的术语“基本上”。术语“基本上”也可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。这里，在实施例中，也可以去除形容词基本上。当适用时，术语“基本上”也可以涉及90％或者更高、比如95％或者更高、尤其为99％或者更高、甚至更尤其为99.5％或者更高、包括100％。术语“包括”也包括其中术语“包括”意味着“由......组成”的实施例。
另外，在说明书中和在权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于在相似单元之间区分而未必用于描述依次或者时间顺序。将理解这样使用的术语在适当境况之下可互换并且这里描述的本发明实施例能够在除了这里描述或者示例的序列之外的其它序列中操作。
这里的设备(比如加热器布置)在操作(即尤其为加热水性液体)期间描述的其它设备之中。如本领域技术人员将清楚的那样，本发明不限于操作方法或者在操作中的设备。
应当注意上文提到的实施例举例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多备选实施例而未脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何标号不应解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变体并未排除存在除了在权利要求中声明的单元或者步骤之外的单元或者步骤。在单元之前的冠词“一”、“一个”未排除存在多个这样的单元。本发明可以借助包括若干相异单元的硬件和借助适当编程的计算机来实施。在枚举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一项硬件实现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这起码的事实未指示不能有利地使用这些措施的组合。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中，对应标号指示对应部分，并且在附图中：
图1a-图1f示意性地描绘了加热器布置的一些可能配置，其中加热元件浸没于水中或者其中加热器元件是热水器的壁；
图2a-图2g示意性地描绘了可以施加的DC和AC电压的一些示例；并且
图3示意性地描绘了包括加热器布置的电子设备的一个实施例。
具体实施方式
图1a示意性地描绘了布置用于加热水性液体20的包括热水器(“加热器”)100的热水器布置(“加热器布置”)1。水性液体20、尤其是水容纳于加热器100中。加热器100包括用于加热加热器100中的水性液体20的金属加热元件110。加热器布置1还包括布置成在加热元件110与反电极120之间施加第一AC电压的电源200。除了第一AC电压之外，可以添加第二更低频率AC电压和/或DC电压。当施加DC电压时，将加热元件110选择作为正电极。通过施加电压，保护金属加热元件110免受水垢化和/或可以去除形成的水垢化。图1a示意性地描绘了一个实施例，其中加热元件110是用标号111指示的浸入/浸没加热元件。加热器100的壁(或者它的至少一部分)在这一实施例中用作反电极。壁可以例如是作为导电(conductive)材料的钢。通常，不锈钢与作为合金元素的Cr、Ni(例如304)或者与添加的附加Mo(例如316)一起使用。备选地，可以使用更有抗性的金属(合金)、比如因科镍合金(Inconel)(Cr/Ni合金)。
图1b示意性地描绘了加热器布置1，其中加热器元件110是卷曲浸没加热元件，并且其中反电极120部分由浸入加热元件111的至少一部分包围。在这一情况下，反电极可以是不锈钢或者因科镍合金或者其它抗氧化电极材料、比如钛、铂、混合金属氧化物涂覆的钛、铂涂覆的钛或者基于碳。
图1c示意性地描绘了通流加热器(FTH)的一个实施例，其中加热器100是水性液体20在被加热之时流过的加热器。在图1c的示意实施例中，热生成设备115连接到加热器100的壁，并且加热器内的棒用作反电极120。壁连接到生成设备115以加热壁并且优选地为(不锈)钢；壁与水性液体(未描绘)接触并且因此用作加热元件110。反电极120可以包括如上文在针对图1b的描述中指示的材料。
图1d示意性地描绘与图1c中示意性地描绘的实施例基本上相同的实施例、但是现在横截面图中描绘该实施例。元件115加热该加热器100的壁。因此将壁指示为加热元件110。在这一个壁(即加热元件110)和反电极120之上用电源200施加电压。这里壁用作加热元件110并且优选地为(不锈)钢。反电极120可以包括如在上文针对图1b的描述中指示的材料。
图1e示意性地描绘了与图1a中示意性地描绘的实施例基本上相同的实施例，不同在于施加用标号120a和120b指示的两个反电极。这里壁用作反电极120并且因此包括用作反电极的两个(或者更多)隔离部分。例如当在反电极和加热元件110之上施加第一AC和第二AC时，可以在加热元件110和用标号120a指示的第一反电极之上施加第一AC，并且可以在加热元件110和用标号120a指示的第二或者另外的反电极之上施加第二AC。
图1f示意性地描绘了与图1b中示意性地描绘的实施例基本上相同的实施例。这里也使用标号120a和120b指示的两个反电极(120)(与在示意图1e中相似)。如上文所示，当例如在反电极和加热元件110之上施加第一AC和第二AC时，可以在加热元件110和用标号120a指示的第一反电极之上施加第一AC，并且可以在加热元件110和用标号120a指示的第二或者另外的反电极之上施加第二AC。
用一个(或者多个)电源施加的电压可以是AC/DC和可选的另外AC分量以及AC/AC/DC和可选的另外AC分量。
图2a示意性地描绘了AC电压信号，其中在x轴上为时间并且在y轴上为电压。峰-峰电压在这一示意图中为10个单位。图2b示意性地描绘了相同AC电压信号、但是现在在AC电压上叠加DC电压(即AC/DC)。DC电压为负，并且整个信号向负移位。优选地，将加热元件选择作为正电极并且将反电极选择作为(相对于DC电压的施加的)负电极。图2c示意性地描绘了具有快速分量和慢速分量的AC/AC信号。图2d示意性地描绘了与图2c中相同的AC/AC信号、但是现在在AC电压上叠加DC电压(即AC/AC/DC)。DC电压为负，并且整个信号向负移位。这里通过示例施加正弦AC电压。优选地，AC电压具有三角波形、因此具有基本上平坦的斜度。图2e示意性地描绘了这种信号。在图2e中，信号是对称的。然而这并未排除使用不对称信号(具有非理想斜率)。可以在其上叠加第二(更慢)AC和/或可以施加DC电压。第二AC也可以具有三角波形。图2f示意性地描绘了均具有三角波形的AC/AC电压，并且图2g示意性地描绘了相同电压、但是现在包括DC偏移。
图3示意性地描绘了电子设备2。图3示意性地描绘了电水壶作为电子设备2的示例。电子设备2包括加热器布置1。这里，电子器件300可以被布置成控制加热元件120的加热并且向电源200提供功率，以用于向加热元件120和反电极110施加第一AC以及可选第二AC和/或可选DC电压。
加热器布置1还可以包括用于感测诸如水性液体的导电率、水性液体的温度等参数的传感器(未描绘)。另外，加热器布置1还可以包括用于控制第一AC的一个或者多个特征以及在第二AC和DC中的一个或者多个的一个或者多个特征的控制器。控制器可以根据该一个或者多个参数以及在该一个或者多个参数与那些一个或者多个特征之间的一个或者多个预定义关系来控制该一个或者多个特征。
示例
制备水
制作储备溶液CaCl2.2H2O(65.6gr/ltr)、MgSO4.7H2O(38gr/ltr)和NaHCO3(76.2gr/ltr)。通过将50克每种储备溶液混合成9升去离子水并且增加至10升来制作标准硬水。所得水具有(约)16.80DH(德国硬度度数)的总硬度和(约)11.20DH的暂时硬度。
将总硬度定义为2.8x2x[mmol/ltrCa+mmolMg/ltr]；将暂时硬度定义为2.8x[mmolHCO3 -/ltr]。
制备钙化电极
在典型实验中，向250ml玻璃烧杯添加硬水。向水中浸没(不锈钢)卷曲加热元件。煮沸水并且在95℃保持30分钟。在加热期间，12mm直径的不锈钢管和1mm的金属氧化物(MMO)涂覆的钛电极在5cm深度处浸没于水中。在电极之间的距离为1cm。两个电极在4.5VDC处与设置为负电极的不锈钢电连接。水垢沉积于管上并且牢固地粘附。
去水垢实验
对于每个实验，使用新钙化的电极(不锈钢管)。对于实验，使用与用于将测试电极钙化的设置相同的设置。在煮沸30分钟之后，针对水垢的自主去除以及针对腐蚀来考察电极(不锈钢管)。此后，在流水龙头之下用温和摩擦清洗电极(不锈钢管)以进一步测试水垢的松散。
实验1(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛(反电极)连接到电源。用100Hz的频率施加6.8Vpp从而产生40mA的电流。(作为功率源，使用具有50欧姆阻抗的函数生成器)。在95℃加热30分钟之后，检查管(电极)的外部。未观察到自主水垢去除。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出不良的水垢去除。未观察到腐蚀。
实验2(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用10Hz的频率施加6.8Vpp从而产生40mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。未观察到自主水垢去除。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出良好的水垢去除。未观察到腐蚀。
实验3(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用5Hz的频率施加6.8Vpp从而产生40mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的非常良好的水垢去除。未观察到腐蚀。
实验4(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用2.5Hz的频率施加6.8Vpp从而产生40mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的非常良好的水垢去除。在管上观察到轻微黄色，指示开始腐蚀。
当频率降低太多时，钢电极的腐蚀可能出现，这表明更低电流可能有益。
实验5(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用2.5Hz的频率施加4.8Vpp从而产生20mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的良好的水垢去除。未观察到腐蚀。
为了评估DC电流的效果，执行以下实验6-8。
实验6(DC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。施加0.3VDC从而产生0.1mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出不良的水垢去除。无自主水垢去除。未观察到腐蚀。
在DC去水垢实验中，不锈钢管用作正电极，而反电极(MOx涂覆的钛)用作负电极。
实验7(DC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。施加0.6VDC从而产生0.3mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出有限的水垢去除。无自主水垢去除。未观察到腐蚀。
实验8(DC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm宽度的小条MMO涂覆的钛连接到电源。施加1.0VDC，其中不锈钢管为正电极。在不锈钢管立即观察到孔蚀(pittingcorrosion)。在2分钟之后停止实验。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出不良的水垢去除。无自主水垢去除。
未探求更高电压。在实验6-8中清楚地示范了不良脱钙效果和仅对DC腐蚀的敏感度。
实验9(AC/DC)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用5Hz的频率施加4.8VppAC从而产生20mA电流。将1.0VDC应用偏移，其中管为正电极。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的非常良好的水垢去除。未观察到腐蚀。
实验10(AC/DC)
经钙化的12mm的不锈钢管和6mm的小条MMO涂覆的钛连接到电源。用5Hz的频率施加4.8VppAC从而产生20mA电流。将1.5VDC应用为偏移，其中管为正电极。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的非常良好的水垢去除。未观察到腐蚀。
从实验9和10清楚了AC对相对高DC的腐蚀调和效果。
实验11和12表明DC偏移在保护小的反电极和松散水垢时的益处。
实验11(AC)(参考示例)
经钙化的12mm的不锈钢管和1mm宽度的不锈钢棒连接到电源。用5Hz的频率施加4.8VppAC从而产生20mA电流。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢未自主地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出良好的水垢去除。然而1mm直径反电极显示出腐蚀迹象。
实验12(AC/DC)
经钙化的12mm的不锈钢管和1mm宽度的不锈钢棒连接到电源。用5Hz的频率施加4.8VppAC从而产生20mA电流。将1.5VDC应用为偏移。在95℃加热30分钟之后，检查电极。水垢已经自发地从金属管松散。在自来水之下带有温和摩擦地清洗显示出超出自主清洁区域的非常良好的水垢去除。在预钙化管和小的反电极二者上未观察到腐蚀。
制备钙化电极
在典型实验中，向600ml玻璃烧杯添加硬水。向水中浸没卷曲的加热元件。沸腾水并且在95℃保持30分钟。在加热期间，将12mm直径和10mm内径的不锈钢管浸没于水中。1mm的金属氧化物(Mox)涂覆的钛电极被放置于管的中心。两个电极在3.5VDC被电连接，其中不锈钢被设置为负电极。水垢沉积于管的内部上并且牢固地粘附。
实验13和14表明水导电率在与偏移组合的很低频率对去水垢和腐蚀行为的影响。实验15和16表明附加AC信号对防止腐蚀的益处。
实验13(AC/DC)
经钙化的(内部)12mm不锈钢管和内部居中的6mm直径的不锈钢棒在浸没于900μS/cm导电率的标准硬水之后连接到电源。在95℃用0.5Hz的频率和-1.5VDC的偏移在测量的2.6Vpp施加40mA的电流(其中不锈钢管为正电极而棒为负反电极)。在加热30分钟之后，检查管和棒。虽然观察到一些腐蚀迹象，但是已经去除所有水垢。
实验14(AC/DC)
在300μS/cm导电率的水(具有相对低硬度的水)中重复与实验12相同的实验。施加3.8V的电压以获得相同电流。在95℃加热30分钟之后，检查管和棒。已经去除所有水垢并且未检测到腐蚀。
实验15(AC/AC/DC)
经钙化的12mm的不锈钢管和内部居中的6mm直径的不锈钢棒在浸没于900μS/cm导电率的水之后连接到电源。用0.5Hz的频率和-1.5VDC的偏移施加40mA的电流。向信号上叠加的是添加的相同幅度、但是具有零偏移和2.5Hz频率的信号。在95℃加热30分钟之后，检查管和棒。已经去除所有水垢并且未检测到腐蚀，从而表明附加AC电流的益处。
实验16(AC/AC/DC)
经钙化的12mm的不锈钢管和内部居中的6mm直径的不锈钢棒在浸没于900μS/cm导电率的水之后连接到电源。在95℃用0.5Hz的频率和-1.5VDC的偏移施加40mA的电流。向信号上叠加的是添加的相同幅度、但是具有零偏移和1000Hz频率的信号。在95℃加热30分钟之后，检查管和棒。已经去除所有水垢并且未检测到腐蚀从而表明附加AC电流的益处。
在以下实验中，将卷曲加热元件用作电极。
制备钙化加热元件
在典型实验中，向600ml玻璃烧杯添加硬水。向水中浸没卷曲加热元件(不锈钢)以加热水。水在95℃保持30分钟。在加热期间，将L形的MOX涂覆的Ti电极放置于加热元件内部。加热元件和反电极连接到在3.5VDC的功率电源，其中连接元件为负电极。水垢沉积于加热元件上并且牢固地粘附。
实验17(AC/AC/DC)
经钙化的加热元件被浸没于900μS的标准硬水中。6mm直径的L形不锈钢电极被放置于元件内部。使用分别为0.25和2.5Hz以及偏移为-2.5VDC的2个斜形AC信号向系统施加40mA的电流(其中卷曲的加热元件为正电极并且L形不锈钢电极为负反电极)。在加热30分钟之后，检查元件和电极。已经去去水垢并且未检测到腐蚀。当将偏移向上增加至-4.0VDC时获得相同结果。
实验18(AC/AC/DC)
在具有18cm的长度和12mm的内径的通流加热器管中间放置2mm直径的混合金属氧化物(MMO)涂覆的钛棒。在30分钟期间，在140ml/min通过加热器抽运硬水。水让管留在95℃的温度。在加热期间施加3.5V的DC电压，其中加热器为负电极并且反电极为正电极。水垢沉积于加热器的壁上。
在钙化之后施加两个叠加频率0.1和1Hz。偏移为2.5V，其中加热器为正电极。在给定加热器的壁上的电流密度约为2mA/cm2时测量130mA的电流。在再次抽运并且加热硬水持续30分钟之后，观察到管已经脱钙。在190mA(2.8mA/cm2)观察到相似结果。
实验19(AC/AC/DC)
用硬水填充不锈钢圆柱形杯，该杯具有在平坦底部的外部连接的加热元件。底部的半径为5.25cm。在与底部相距3mm距离处放置2mm接线厚度的不锈钢螺旋电极。在施加1和1000Hz的两个叠加AC信号(矩形形状)之时对水加热。使用1.5V的偏移，其中杯为正电极。在仅考虑底部的电流密度为0.9mA/cm2时测量78mA的电流。在考虑具有3cm水平面的整个杯时，在杯的壁上的电流密度为0.4mA/cm2。在20分钟加热之后腾空杯。无水垢已经粘附到壁。在56mA(0.3mA/cm2)获得相似结果。
Claims (17)
1.一种使用热水器(100)的方法，所述热水器(100)被布置用于加热水性液体(20)，其中所述热水器(100)包括用于加热所述热水器(100)中的水性液体(20)的加热元件(110)，所述方法包括：
a.用所述加热元件(110)加热所述热水器(100)中的水性液体(20)，其中所述加热元件(110)与所述水性液体(20)接触；以及
b.在所述加热元件(110)与反电极(120)之间施加第一AC电压，并且在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加DC电压，其中所述DC电压至少为0.5V，并且其中将所述加热元件(110)选择为正电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一AC电压具有至少0.1Hz的第一AC频率。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加第二AC电压并且可选地施加一个或者更多另外的AC电压，其中所述第二AC电压具有从0.02Hz-5Hz的范围选择的第二AC频率，并且其中在所述第一AC频率与所述第二AC频率之间的比值为2或者更大。
4.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中所述反电极(120)包括多个反电极，并且其中在所述加热元件(110)与第一反电极(120a)之间施加所述第一AC电压，并且其中在所述加热元件(110)与另一反电极(120b)之间施加DC电压，或者其中在所述加热元件(110)与所述另一反电极(120b)之间施加根据权利要求2-3中的任一权利要求所述的可选的第二AC电压。
5.根据权利要1-3求中的任一权利要求所述的方法，其中在用所述加热元件(110)加热所述热水器(100)中的所述水性液体期间施加上述限定的电压。
6.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，包括将所述热水器(100)中的水性液体(20)加热到至少85℃的温度。
7.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中所述第一AC电压具有三角波形，并且其中所述三角波形是对称的。
8.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中所述第一AC电压具有三角波形，并且其中根据权利要求2-4中的任一权利要求所述的第二AC电压也具有三角波形，并且其中所述三角波形是对称的。
9.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中所述方法还包括：测量所述水性液体(20)的导电率；并且根据所述测量以及在所述导电率与所述第一AC电压和在根据权利要求2-4中的任一权利要求所述的第二AC电压和所述DC电压中的一个或者多个电压之间的预定义关系来控制所述第一AC电压和在所述第二AC电压和所述DC电压中的一个或者多个电压。
10.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中所述方法还包括：测量所述水性液体(20)的所述导电率和其它参数，所述其它参数选自于由所述水性液体的温度、所述水性液体的pH、在所述加热元件与所述反电极之间通过的电流、当连接所述加热元件和所述反电极时的电压降组成的组；并且根据所述测量以及在所述导电率和所述其它参数、以及所述第一AC电压和在根据权利要求2-4中的任一权利要求所述的第二AC电压和所述DC电压中的一个或者多个电压之间的预定义关系来控制所述第一AC电压和在所述第二AC电压和所述DC电压中的一个或者多个电压。
11.一种热水器布置(1)，包括：热水器(100)，被布置用于加热水性液体(20)，包括用于加热所述热水器(100)中的所述水性液体(20)的加热元件(110)，所述加热元件(110)被布置成与所述水性液体(20)接触；以及电源(200)，被布置成在所述加热元件(110)与反电极(120)之间施加第一AC电压，并且其中所述电源(200)还被布置成在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加DC电压，其中所述DC电压至少为0.5V，并且其中将所述加热元件(110)布置为正电极。
12.根据权利要求11所述的热水器布置(1)，其中所述第一AC电压具有至少1Hz的第一AC频率。
13.根据权利要求11-12中的任一权利要求所述的热水器布置(1)，其中所述电源(200)还被布置成在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加第二AC电压以及可选的一个或者多个另外的AC电压，其中所述第二AC电压具有选自于0.02Hz-5Hz范围的第二AC频率，并且其中在所述第一AC频率与所述第二AC频率之间的比值为2或者更大。
14.根据权利要求11-12中的任一权利要求所述的热水器布置(1)，其中所述反电极(120)包括多个反电极，并且其中所述电源(200)和所述多个反电极被布置成在所述加热元件(110)与第一反电极(120a)之间施加所述第一AC电压，并且在所述加热元件(110)与另外的反电极(120b)之间施加所述DC电压或者在所述加热元件(110)与另外的反电极(120b)之间施加根据权利要求11所述的所述可选第二AC电压。
15.一种向布置用于加热水性液体的热水器(100)的加热元件(110)使用第一AC电压和在第二AC电压和DC电压中的一个或者多个电压的组合以防止或者减少所述热水器(110)的水垢化。
16.一种电子设备(2)，包括根据权利要求11-12中的任一权利要求所述的热水器布置，其中所述电子设备(2)被布置成产生加热的水和/或蒸汽。
17.根据权利要求16所述的电子设备(2)，其中所述电子设备(2)选自于由熨斗、加压蒸汽生成器、非加压蒸汽生成器、热液体贩卖机、电水壶、咖啡制作机、蒸馏咖啡机、洗衣机、洗碗机和基于热水的除草设备组成的组。
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