CN103075806A - 电能、太阳能、空气能热水器水箱结构 - Google Patents

Abstract

电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，包括水箱、电热管、加热水箱或聚能罩、连接软管、单向活门，其特征是在水箱(1)或法兰(13)上，牢固焊接或用机械方式连接，安装1根以上，两端或一端对外敞开，内部放置光波电热管(4-1)的圆形或翼形金属或非金属管状体(12)，并确保水箱密封；光波电热管(4-1)是安装在空气中，通电工作后产生热辐射，使金属或非金属管状体(12)受热，通过管壁热传导，使包围管状体(12)的水受热；同时在水箱内还设置1根以上浸泡在水中的不锈钢电热管或碳化硅管(4-2)，放热水时不工作；若采取防漏电措施后，不受限制。对水加热的方式有电能、太阳能、空气能和半导体温差芯片，在同一个水箱中，可选用一种以上，相互组合。

Description

电能、太阳能、空气能热水器水箱结构

技术领域

本发明涉及电能、太阳能、空气能热水器，主要涉及热水器水箱结构。 

背景技术

现有电热水器包括速热式电热水器及太阳能、空气能辅助加热，水箱中不论使用几根电热管，都是采用完全浸泡在水中的不锈钢电热管，沐浴时带电放水；由于使用时间长，电热管一定会击穿，使水带电，致使我国每年因电热水器死伤数百人，同时太阳能和空气能阴雨、无光照或北方冬天不能生产足够的热水；专利申请号200910135082.X描述了采用光波电热管的结构，可以确保安全，但以前在同一个热水器水箱中，只采用同一种电热管，相同的加热方式，不能满足北方冬天取暖的要求，应用范围受到限制。 

发明内容

本发明对现有结构进行改进；电能、太阳能、空气能热水器同一个水箱中，可同时接入电能(如光波电加热)、太阳能、空气能、半导体温差芯片一种以上的加热部件，组合使用，并可采用两种不同电热管进行电辅热，光波电热管装在空气中，不锈钢电热管浸泡在水中，但在放热水时，一般只采用光波电热管隔水加热；当进、出水管采用非金属管，且管子长度大于53倍管子内径的半径平方或等效的防电墙时，或同时采用漏电开关及防电闸，此时无论是快热或预热电热管，均可用不锈钢电热管；在太阳能、空气能水箱中，还可配备水泵及冷凝器或金属管式换热器，与既有预热功能，又有快热功能的电辅热装置配合工作。 

本发明是这样实现的，电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，包括水箱、电热管、加热水箱或聚能罩、连接软管、水泵、单向活门等组成，在水箱1或法兰13上，牢固焊接或用机械方式连接，安装1根以上两端或一端对外敞开，(所谓敞开是光波电热管可从此装入)内部放置光波电热管的圆形或翼形金属或非金属管状体12并确保水箱密封；光波电热管4-1安装在管状体12的空气10中通电工作后产生热辐射，使金属或非金属管状体12受热，通过管壁热传导及非金属的光辐射，使包围管状体12的水受热；快速加热电热管设在水箱上部，同时在水箱内(一般设在下部)还设置1根以上浸泡在水中的不锈钢电热管或碳化硅管4-2，其功能仅在进水温度低时，对水箱中的水进行预热，放热水时停止工作，改由光波电热管工作，实现隔水加热；快热光波电热管是安装在聚能罩19或加热水箱6中，预热光波电热管是装在聚能罩或加热水箱之外；有些加热水箱端部装有单向活门11，可防止加热水 箱外的水流入，当加热水箱中的水温过高，又不能及时放出时，高温热水可推开活门，流入水箱中；水箱中不锈钢电热管4-2，均可用光波电热管4-1替代，即预热电热管既可选用不锈钢电热管或碳化硅管4-2，也可选用光波电热管4-1；法兰13上可安装加热水箱6，也可安装不锈钢电热管4-2。 

真空管式太阳能热水器的真空管聚能器有一段插在水箱1或工程联箱49中；真空管或集热板式太阳能双回路水箱中，或空气能水箱内或外，设置有冷凝器或金属管换热器23；此外太阳能和空气能水箱1中还安装有电辅热装置，即上部或出水口处设有安装在管状体12的空气10中快热电热管4-1、下部设有浸在水中的预热电热管4-2；有些水箱中也可在法兰13或其他部位制作加热水箱6并在其端部连接水泵26，并在水泵出水口外安装单向活门11。 

空气能设置形成为半即热式结构，即水箱中始终储有低于使用温度的水，使用时即刻补充加热达到使用温度，系统分为两种工况：预热工况和使用工况；冬天在预热工况时，空气源热泵从空气中吸收低能量的热量，将保温水箱中的水加热至低于使用温度的设定温度；在使用工况，启动设在上部或出水口部位安装在管状体12的空气10中的快热光波电加热管4-1，把水加热到使用温度；气温高于20℃时，直接使用空气能；对于太阳能热水器，若遇阴雨低温无光照时或对于空气能，气温低于5℃，cop在1.8以下，启动主机工作得不倘失时，则由设在水箱下部的辅助预热电热管4进行工作，把水箱中的水加热至低于使用温度的设定温度。 

除从太阳光和空气中吸取低能量的热量，给水箱中的水加热外，还可以采用半导体温差芯片，对水箱中的水加热，也是设置二种工况：预热工况把水箱中的水加热至低于使用温度的设置温度；使用工况时，启动快热电热管。 

本发明的优点是出热水时为隔水加热，绝对安全；并有快热和预热功能，工作时分为预热工况和使用工况；而且不结水垢；太阳能和空气能热水器，无论阴雨低温每天都能供应热水。 

附图说明

图1至图7中是电热水器水箱中装有快热和预热功能的电热管，可为不同加热方式的光波电热管和不锈钢电热管，也可用同一种电热管的卧式结构示意图，实施例之1； 

图8、图9、图10是电热水器水箱中装有不锈钢电热管4-2，而光波电热管4-1装在水箱外部的卧式结构示意图，实施例之2； 

图11是电热水器水箱中采用光波电热管同时采用半导体温差芯片加热的卧式结构示意 图，实施例之3； 

图12至图18是电热水器水箱中装有二种不同加热方式的光波电热管和普通不锈钢电热管或同一种电热管的卧式及立式，单、双水箱结构示意图，实施例之4； 

图19、图20、图21、图22、图24是太阳能热水器结构示意图，实施例之5； 

图23是图22的C-C截面图； 

图25是水箱中装有二种不同加热方式的光波电热管和普通不锈钢电热管的中央式单水箱空气能半快热型结构示意图，实施例之6； 

图26是双水箱中央热水器中装有二种不同加热方式的电热管(可用同一种电热管)的结构示意图，实施例之7； 

图27中央式电热水器水箱中装有快热和预热均采用光波电热管的立式单水箱同时在水箱下部采用半导体温差芯片加热的结构示意图，实施例之8； 

图28是图27结构与空气能热泵相结合的示意图，实施例之9； 

图29是图27结构与太阳能相结合，既供应热水，半导体温差芯片既加热又发电的示意图，实施例之10； 

图30，图31是将图2，图3的法兰口，往上偏置的结构图； 

图32是壁挂式光波加热电热水器配装空气能示意图； 

图33是装有光波电热管的加热水箱独立外置的结构示意图； 

图34是电热管横置，加热水箱串连的结构示意图； 

图35是图2、图3、图13，A-A截面图； 

图36至图41是安装光波电热管的金属或非金属管状体做成独立部件用螺纹或机械方式与水箱连接示意图； 

图42、图43是图8、图9、图10、图33B-B截面图； 

图44、图45是净水器结构示意图； 

具体实施方式

下面结合附图进行说明，附图中包括：水箱1、(冷水)进水口2、(热水)出水口3、电热管4(光波快热或预热电热管4-1，不锈钢电热管或碳化硅管4-2)、控制器5、加热水箱6、连接软管7、卡箍8，、水9、空气10、单向活门11、放置光波电热管的圆形或翼形金属或非金属管状体12、法兰13、密封圈14、电热管绝缘安装垫15、水流传感器16、测温管17、混水阀18、聚能罩19、外壳20； 

本发明在以下附图中，无论是否示出，同一水箱中，可同时接入电能(如光波电加热)、 太阳能、空气能、半导体温差芯片，不同的对水加热方式，一种以上，可相互组合，互为补充；在水箱上部，或装在加热水箱中，或是聚能罩包围的光波电热管4-1是快热电热管，即通电工作后能快速将局部水加热达到使用温度；而装在水箱下部或装在加热水箱或聚能罩之外的电热管，无论是不锈钢电热管或碳化硅管4-2，或光波电热管4-1都是水温低时对水箱内的水进行预热的电热管；当水箱中采用二种不同加热方式的电热管时，其中光波电热管4-1是装在加热水箱6或聚能罩19，管状体12内的空气10中；不锈钢电热管4-2是浸在水中；装在加热水箱6或聚能罩19之内的电热管，若采用不锈钢电热管4-2，则进水和出水管路应采用塑料管，且水道长度应大于53倍管子内径的半径平方或等效，形成水电阻作为防电墙，同时采用漏电开关及防电闸；水箱1中加热水箱6及电热管4，必要时可采用一组以上，工作时轮换交替使用。 

本发明所述的光波电热管4-1是指通电加热时能产生红外光波的卤素管、碳素管(也称碳纤维管)或外表面涂导电发热材料的石英玻璃管或红外石英管；不锈钢电热管4-2是金属管内有电热丝用氧化镁粉把管壁和电热丝相隔离的电热管。 

不同结构形式在以下图例中示出。 

图1是快热采用光波电热管，预热采用不锈钢电热管的热水器，快热时启动装在法兰13上加热水箱6中的光波加热管4-1，加热水箱6有连接软管7与热水出水口3相连，被加热的水通过混水阀放出，当放热水量小，加热水箱6中，水温过高时会推开单向活门11，把热水送入水箱中或减少加热；下部为不锈钢电热管4-2，只在进水温度较低时(低于20℃)启动，进行预热；放热水时，停止工作，并自动转换至快热电热管4-1工作；本例及后面各例，加热水箱6中，若安装不锈钢电热管4-2，并用连接软管7与出水口3相连，也能实现快热出水；软管内的水具有衰减电压的作用，同时要采用漏电开关及防电闸。 

图2在水箱1中，快热和预热均采用光波电热管4-1，进水温度＞20℃，由上部快热电热管工作；进水温度低于20℃，需预热时，才启动下部预热工作；启动预热程序后，放热水时，下部预热电热管可继续工作；冬天进水温度在约7℃，且沐浴后有人接续，一般预热至60℃左右，沐浴时当水箱中温度降低至40℃以下时，自动转换至快热电热管工作，这种程序产热水多；图示为不锈钢水箱，若用搪瓷水箱，零件12用螺纹连接。 

图3水箱中装有二种电热管，加热方式不同，功能也不同；其上部装有光波电热管4-1，在法兰13上装有不锈钢电热管4-2；水箱上部光波电热管4-1是装在金属管状体12中，一般采用2根，中间设置出水口3，外面被聚能罩19包围着，聚能罩两端敞开，上部与水箱壁相接近但留有缝隙；通电工作后，快速将聚能罩内的水加热，称为快热电热管；而装在法 兰13上的不锈钢电热管4-2，在进水温度很低时才工作，仅对水进行预热，能整体提高水箱内的水温，称为预热电热管。 

图4是对图1进行改进，下部预热管用光波电热管4-1替代不锈钢电热管4-2，并通过金属管状体12装在水箱1的下部，并将光波电热管4-1装在其内；也就是对水预热既可用不锈钢电热管4-2，也可用光波电热管4-1。 

图5是对图3进行改进，将上部快热电热管4-1，改为垂直安装，与水管3结合在一起；进水温度＞20℃，可实现快热出水；进水温度低于20℃时，预热电热管4-2才工作。 

图6是对图5进行改进，快热和预热由同一组电热管4-1完成；进水温度＞20℃，被加热的水，按虚线符号从出水口3流出；水温低需要预热时，按实线箭号把水箱中的水先预热； 

图7电热管4-1装在法兰13上，并斜插入水箱中，只能预热不能实现快热；若按虚线，用加热水箱6或聚能罩19，将部件12安置在其内，就能实现快热，同时也可以预热。 

图8、图9、图10是对图3进行改进，将其上部的快热电热管4-1装在加热水箱6中，并整体移至水箱1之外，加热水箱6，一端与水箱1连接，另一端与出水口3连接，可设置在水箱的下部或两侧；图42、图43是图8、9、10，B-B截面图，在加热水箱6的外壳上可装自复位限温开关。 

图11是在图1的基础上，增加用半导体温差芯片进行加热；也是先用预热工况把水箱1中的水先加热至低于使用温度的设定温度，使用时启动加热水箱6中的光波电热管4-1进入使用工况；这种结构节电约30％；图中半导体温差芯片40设在右侧，也可装在左侧或下部，冷凝器23从法兰口或水箱的任何部位插入水箱中。 

图12是卧式双桶结构，图中同时采用了光波电热管4-1和不锈钢电热管4-2，同样也可用光波电热管替代不锈钢电热管；当采用不锈钢电热管时只能进行预热，放热水时停止工作；图12中快热时，只启动上水箱中加热水箱6内的电热管4-1，被加热的水通过连接软管7从出水口3流出；若将4-1替换成4-2，预热时放水，可由预热管加热，只有温度降至40℃时，才转换为上部快热管工作。 

图13至图16是立式单桶结构；图13、图16同时采用光波电热管4-1和不锈钢电热管4-2；图14、图15快热和预热均采用光波电热管4-1，预热也可改为不锈钢电热管4-2； 

图17、图18是立式双桶，采用2种不同的电热管，若全部采用光波电热管4-1，则更为安全，图18法兰口设在上方，有利于保持混水阀安装尺寸，也不易漏水。 

图19至图29涉及太阳能和空气能热水器，图中包括：太阳能聚热器(含玻璃真空管式和热管真空管式)21、平板式聚热器22、冷凝器或金属管换热器23、安全阀24、循环泵 25、水泵26、工质进口27、工质出口28、膨胀罐29、排污口30、压缩机31、贮液罐32、干燥过滤器33、膨胀阀34、蒸发器35、汽液分离器36、循环热水回水口37、循环热水出水口38、空气能热水器室外机39、半导体温差芯片40、工质41、水管42、阀门43、取暖地板44、暖气散热片45、净水器46、水池47、自来水管48、工程联箱49、P型半导体51、N型半导体52、导电层53、绝缘导热板54、直流电源55、蒸发器和风扇56、导热胶57、热面58、冷面59、减震定位支架61、膨胀水箱62、保温层63； 

现有太阳能和空气能水箱中虽然都加装了不锈钢电热管作电辅热，但仍受日照和气温的制约，存在不能全天候供应热水的缺点；应用图19、图20、图21、图22、图24、图28图29，就能全天候供应热水。 

图19、图20、图22、图29是真空管式太阳能热水器，真空管聚热器有一段插在水箱1或工程联箱49中，此外在水箱中，设置电辅助加热装置；即水箱1上部设置快热电热管，下部设置预热电热管，图22在法兰13或其他部位制作加热水箱6并在端部连接水泵26，在水泵的出水口，安装单向活门11；当水泵工作，混水阀18(图中未示出)放水时，热水通过花洒流出；当水泵工作，混水阀关闭，热水推开单向活门，流入水箱中；这种结构可快速将水预热及供应热水。 

图21、图24水箱是独立设置，聚热器22可以采用真空管也可采用平板，根据安装场地选定；图22、图24、图25、图27、图28、图29是双回路结构(即水9和工质41，回路是分开的)，由聚热器21或22、冷凝器或金属管换热器23、循环泵25、膨胀罐29及管路组成，管导内有传热工质41，通过工质不断循环，把水箱中的水加热；本结构的另一个用途是图22、图23是在工程联箱49或水箱某个部位上紧贴表面安装半导体温差发电芯片40，芯片40的另一面由内部通冷水的水管42压紧，由芯片的热面58和冷面59形成温差，产生电能。 

图25是空气能热水器，在水箱1内或外，设置冷凝器或金属管换热器23，同时还有电辅热装置，即在水箱1的上部装有1个或多个加热水箱6，内装快热电热管；下部还可装预热电热管；可由其中一个加热水箱6，构成空气能家庭中央热水器，供应生活和取暖用水；分二路供水，与循环回水口37、出水口38相连接的加热水箱6是向供暖设备供应热水，采用外置循环泵25，图28(含图26、27、29)中示出了用水设备及水泵，另一路供生活热水；由于空气能在气温＞20℃时，才能取得好的节能效果，当气温在5℃以下时，制热效率低于直接使用电能，还磨损主机得不偿失，为此将空气能热水器设计为半即热式结构，使系统分为两种工况：预热工况和使用工况；预热工况时空气源热泵从空气中吸收低能量的热量，将水箱中的水加热至低于使用温度的设定温度；使用工况，即放热水时，启动设在上部或出水口部位的快热光波电热管4-1，把水加热到使用温度；春夏秋气温高于20℃时，只需空气能工作，冬天气温低于5℃以下时，才启动电辅热；当设置多个加热水箱时，打开出水口3，加热水箱6中的快热电热管4-1会工作，对流过的水再加热，可放出＞42℃的热水；外接太 阳能和空气能使水箱温度能达到约35℃时，预热电热管不能启动，直接通过加热水箱6放出＞42℃热水，夏天外接太阳能和空气能，水箱中水的温度＞50℃时，预热和快热电热管都不能启动。 

图20、图22、图24水箱的电辅热，采用加热水箱6并在其端部连接水泵26，在水泵的出水口，安装单向活门11；这种结构，对太阳能和空气能热水器，水箱容积在500升至几千升时，可将电辅热装置做成多个独立部件，分别装在大容量的水箱中，当太阳能和空气能遇到供热不足时，采用二种工况，用本水箱进行辅热，就能保证热水供应。 

图26是双水箱中央热水器中装有二种不同加热方式的电热管结构示意图，下部预热电热管可用不锈钢电热管4-1，若用光波电热管4-2安全性更高；进水温度＞20℃启动上部快热式电热管4-1即能放出＞40℃的热水；当气温低于20℃时，工作模式有预热工况和使用工况；预热工况时下部预热电热管4启动，把水箱1中的水加热至低于使用温度(约25℃至35℃)；放热水时，进入使用工况，启动上部快热光波电热管4-1，把水加热到使用温度。 

图27是对25进行改进，在水箱下部安装了半导体温差芯片加热装置为水箱提供热源，也是二种工况，预热时用半导体温差芯片40，把水加热到使用温度以下；使用工况启动上部快热光波电热管4-1。 

图28水箱除接入空气能系统外，在下部水箱1外还可设置半导体温差芯片供热装置，当进水温度较低时，向水箱供应低温热水；半导体温差芯片供热效率比电能高30％；一般情况下装有空气能系统就不采用半导体温差芯片；图26、图27均可接入太阳能或空气能加热装置。 

图29是在图27基础上，用有进口和出口，内部可使液体(工质或水)流通的金属或非金属密封容器，设置在成组的半导体温差芯片(40)两面绝缘导热板(54)外，并将芯片紧紧夹住；其中一面接入太阳能集热器，该集热器由太阳能玻璃真空管65、内有工质的铜管66、翅片67构成；铜管66将若干根太阳能玻璃真空管65实行串联连接至半导体温差芯片40一侧的容器上，并形成回路，在此建立高温区，形成温差，实现温差发电，同时另一面的容器中的热水通过冷凝器23或直接把水箱内的水加热；当无太阳光，不能建立半导体温差发电的最低温度时；对芯片40输入直流电，芯片40就成为加热元件，对水箱1中的水进行加热，也是采用二种工况，预热工况由半导体温差芯片40完成；使用工况，启动快热电热管4-1；半导体温差芯片，可仅作为发热部件直接使用，此时太阳能集热器与水箱中冷凝器连通。 

由于半导体温差芯片的热面和冷面，可随电流方向不同或功能变化而改变；同时可将 整个半导体温差芯片(40)装置做成可移动式的独立部件，与水箱配套使用，安装位置不受限制。 

图19至图29，都有一个容量比较大的水箱，水箱外都可连接产生热能的设备，有太阳能、空气能、半导体温差芯片三种，每个水箱可选用一种以上，加热方式相互通用；水箱1内设置冷凝器23进行热交换，有强烈光照或气温高于20℃以上时，太阳能和空气能可以使水箱中的水达到使用温度，此时预热和快热电热管都不参与工作；阴雨、无光照或寒冷的冬天低于5℃以下时，水箱中设置辅助电加热设备就共同参与工作，用二种工况，产生热水；图20、图22、图24的水箱中，设置有水泵26和单向活门11，可以直接对水进行预热和加热，这种结构预热温度可以设置得很高，当再加热时，出水温度可以满足一些特殊行业的要求。 

图30，图31中水箱1的法兰安装口位置整体上移，并将包含有金属或非金属管状体12的加热水箱6或聚能罩19制在法兰13上；预热管4-2制在下部用螺纹连接；水箱制造工艺就更简化。 

图32是对图11进行改进用空气能取代半导体温差芯片40；也是对图25，图28进行改进，将光波电热管加热和空气能加热相结合，制成壁挂式热水器；冬天能快速补充热水。 

图33是针对现有太阳能和空气能电热水器，无光照及寒冷低温不能供应热水，及储水式电热水器会漏电致人死亡的现实，将附图中的加热水箱6独立设置，在其内管状体12的空气10中安装光波电热管4-1，并制成独立部件与现有电能、太阳能、空气能水箱配套使用；图中69控制开关，70为现有储水式及太阳能、空气能水箱，71为自复位限温开关，也可用手动限温开关。 

图34是电热管横置，加热水箱串连的结构形式在金属管状体12之外再套装金属管，两套管之间封闭构成加热水箱内管中间的空气10中放置电热管4-1。 

图35是图2、图3、图13A-A截面图，示出了聚能罩19与光波电热管4-1的安装关系，聚能罩19是用薄板卷成的圆形或半圆形，将快热电热管4-1包围住，把被加热的水控制起来，使其中被加热的水优先放出，当热水温度过高时，可通过缝隙或开口流入水箱中；加热水箱6是一个有进水口和出水口，相对封闭的管状构件，内有1根以上管状体12；加热水箱6与聚能罩19，基本功能相同，都是用电热管，将其内的水优先加热；聚能罩中的高温水容易流出，而加热水箱中的水要用外力推动才能流出。以上结构不用预热电热管，直接用快热电热管也能使水预热，效果比较差，图2、图3快热电加热管安装在上部，被加热的水也在上部，不用聚能罩也可以，被加热的水热量会散失一些，图1、图4、图5、图6、 图7加热水箱6中安装有快热光波电热管4-1，并通过金属管状体12对水进行加热；金属管状体12，可焊接在法兰上，或用机械方式与水箱1牢固连接。 

图36至图41是管状体12做成独立部件与电能、太阳能、空气能水箱连接的方法，在水箱1和金属管状体12上制有相互配合的螺纹，通过密封件14，实现密封连件；金属管状体12，也可用法兰与水箱连接，金属管状体12内部涂耐高温吸热防腐蚀材料；管状体12若用玻璃材质制造，主要用高硼硅玻璃、石英玻璃，其优点是光波可穿透玻璃直接加热水；图38光波电热管(4-1)，中间有1个抽头，使电热管同一端有3个接线端子，把一根电热管变成二管可改变使用功率。 

图19至图29太阳能和空气能中电辅热是分阶段进行，设立二种工况：预热工况和使用工况，当水箱中水温很低时，启动预热程序，只能将水升至低于使用温度(约35℃左右)；当使用热水时，启动快热程序，供应＞42℃以上的热水。 

附图中，预热可采用不锈钢电热管4-2；这种电热管成本低，一般寿命在2000小时，若只用作预热，10年内只需工作500-700小时；它的致命缺陷是可能被腐蚀击穿，使水带电伤人；若放热水时停止工作改由光波电热管隔水加热，就发挥了二种电热管的优点；若要放热水时也工作，则要采用防电墙、防电闸、漏电开关等多种措施。 

有些地方，水质很差，设在水箱中的冷凝器23易结水垢，可采用螺旋管式套管换热器，使水箱中的水在换热器铜管内流通，工质41在钢管储液器中流通，进行热交换；若想彻底解决水质问题，应采用图44，图45的中央式净水器46，并可作为一个部件装在热水器水箱的侧面或上、下部位置配套使用或接入系统管路中(附图未示出)；图中滤芯68视使用要求不同可采用离子交换树脂，或RO反渗透滤芯来除去钙、镁离子提供不结水垢的软水，若要除去杂质、泥沙铁锈、有机物、农药、重金属、细菌、病毒及异色、异味的水，则要采用多级滤芯，例如PPF、UDF、KDF滤芯。 

图中箭头是液体流动方向；文字中所述20℃或其他有数据的温度与采用电热管功率有关，是参考数；实施例1，2，4，5中所示结构形式不同的产品，但基本功能相同；所有水箱进出水口，按需要安装；独立设置的加热水箱6，按需要选择安装位置；电热管的安装形式，无论是竖向、横向、斜插，只对周围的水在加热时间上产生影响，热平衡原理不变。 

Claims (10)

1.电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是在同一个水箱中，可同时接入电能太阳能、空气能、半导体温差芯片，一种以上加热部件；在水箱(1)或法兰(13)上，牢固焊接或用机械方式连接安装加热水箱(6)或聚能罩(19)，并在其内安装1根以上，两端或一端对外敞开的圆形或翼形金属或非金属管状体(12)，并确保水箱密封；管状体(12)内的空气(10)中安装光波电热管(4-1)；同时在水箱(1)内还可设置1根以上浸泡在水中的不锈钢电热管或碳化硅管(4-2)；装在水箱(1)上部或加热水箱(6)内，或被聚能罩(19)包围的安装在管状体(12)空气(10)中的光波电热管(4-1)是快热电热管；装在水箱下部或装在加热水箱(6)、或聚能罩(19)，之外的电热管，无论是不锈钢电热管或碳化硅管(4-2)或光波电热管(4-1)都是预热电热管；不锈钢预热电热管(4-2)，放热水时停止工作；当进、出水管采用非金属管，且管子长度大于53倍管子内径的半径平方或等效的防电墙，同时采用漏电开关及防电闸时，快热或预热电热管均可用不锈钢加热管(4-2)；光波电热管(4-1)是通电加热时能产生红外光波的卤素管、碳素管(即碳纤维管)或外表面涂导电发热材料的石英玻璃管或红外石英管；不锈钢电热管(4-2)是金属管内有电热丝，用氧化镁粉把管壁和电热丝相隔离的电热管。

2.电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是：空气能热水器设置形式为半即热式结构，水箱(1)内或外设置冷凝器或金属管换热器(23)，还有电辅热装置，即在水箱(1)的上部有1个或多个加热水箱(6)，其内有管状体(12)，并在其空气(10)中安装快热光波电热管(4-1)，下部有预热电热管(4)，采用不锈钢电热管(4-2)时，电热管浸在水中；或者采用立式加热水箱(6)，并在其端部连接水泵(26)，在水泵的出水口安装单向活门(11)；系统分为两种工况：预热工况和使用工况，冬天预热工况时，空气能从空气中吸收低能量热量，把水箱中的水加热到低于使用温度；使用工况启动安装在管状体(12)空气(10)中的光波电热管4-1工作。

3.电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是：真空管式太阳能热水器，真空管聚热器有一段插在水箱(1)或工程联箱(49)中，采用平板集热器则直接与水箱连通，并在水箱中设置电辅助加热装置，即上部管状体(12)的空气(10)中设置快热电热管(4-1)、下部设置预热电热管(4)采用不锈钢电热管(4-2)时，电热管浸在水中；，也可在法兰(13)或其他部位制作加热水箱(6)并在其端部连接水泵(26)，在水泵出水口安装单向活门(11)；整个系统分为两种工况：预热工况和使用工况，阴雨无光照，为预热工况，由浸在水中的不锈钢电热管(4-2)把水箱(1)中的水加热至低于使用温度；使用工况，启动安装在管状体(12)空气(10)中的光波电热管电热管(4-1)工作。

4.电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是：电热水器或太阳能、空气能的双回路中，在工程联箱(49)或水箱底部或侧部紧贴表面安装半导体温差芯片(40)，或将整个半导体温差芯片装置做成独立部件，用有进口和出口，内部可使液体(工质或水)流通的金属或非金属密封容器，设置在成组的半导体温差芯片(40)的两面，绝缘导热板(54)外，并将芯片紧紧夹住；其中一面接入太阳能集热器(21)，内有工质的铜管(66)将若干根玻璃真空管(65)实行串联连接至半导体温差芯片(40)一侧的容器上并形成回路，并在此建立高温区，形成温差，实行温差发电，同时另一面的容器与冷凝器(23)或直接与水箱(1)中的水相通；无光照，不能建立温差时，对芯片(40)输入直流电源(55)，芯片(40)就成为加热元件，对水箱(1)中水加热；半导体芯片(40)，也可与电能、太阳能、空气能组合使用；加热时系统分为二种工况：预热工况和使用工况；半导体温差芯片(40)只适用预热工况：使用时启动安装在管状体(12)空气(10)中的光波电热管，电热管(4-1)工作；半导体温差芯片可作为发热部件，直接使用，此时集热器与水箱中冷凝器连通。

5.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是：放置光波电热管(4-1)的圆形或翼形金属或非金属管状体(12)可做成独立部件，在水箱(1)和金属管状体(12)上制有相互配合的螺纹，通过密封件(14)实现密封连接；金属或非金属管状体(12)也可用法兰与水箱(1)连接；管状体(12)选用玻璃材质制造时，应用石英玻璃或高硼硅玻璃；金属管状体(12)内表面应涂吸热耐高温防腐蚀材料。

6.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是加热水箱(6)及其内安装在管状体(12)空气(10)中的光波电热管(4-1)可整体装在水箱(1)的外侧，一端与水箱(1)连接，另一端与出水口(3)连接或将加热水箱(6)独立设置，在其内管状体(12)的空气(10)中，安装光波电热管(4-1)，制成独立部件与现有电能、太阳能、空气能水箱配套使用；有些加热水箱(6)在水箱(1)中用软管(7)与出水口(3)相连。

7.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是水箱(1)中，加热水箱(6)及光波电热管(4-1)可用1组以上，工作时交替轮换使用。

8.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是装在加热水箱(6)或聚能罩(19)之内的电热管，可采用不锈钢电热管(4-2)，应同时采用防电墙或漏电开关和防电闸。

9.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是净水器(46)作为一个部件设在水箱两侧或上、下部位配套使用或将净水器(46)接入系统中，滤芯(68)可采用离子交换树脂或RO反渗透滤芯来除去钙、镁离子供应软水，或采用PPF、UDF、KDF多级滤芯。

10.根据权利要求1、2、3、4所述电能、太阳能、空气能热水器水箱结构，其特征是电热管装在法兰(13)上，可以斜插入水箱中；光波电热管的电热丝中间可以抽头，使电热管同一端有3个接线端子用以改变功率。

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