CN104089085A - 一种电热水龙头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电热水龙头装置，包括主管道和设置在主管道的进水端的泄压阀；位于主管道的进水端处的泄压阀、水量调节阀之后依次设置有第二防电墙和套接在主管道外的外套管；外套管内自进水端至出水端依次设置有第二感温探头、水流传感器、电磁阀、稀土厚膜电热元件、突跳式温控器、主控板和第一感温探头；还包括与主控板电连接的显示屏；稀土厚膜电热元件为管状件，稀土厚膜电热元件的管内流通水，且管外还设置有绝缘涂层；稀土厚膜电热元件的管外与电磁阀和主控板电连接。

Description

一种电热水龙头装置

技术领域

本发明涉及电热水龙头设备领域，尤其涉及一种电热水龙头装置。

背景技术

在日常生活中，电热水龙头是人们洗浴时必不可少的家用电器；以电作为能源进行加热的热水龙头通常称为电热水龙头。其中，部分电热水龙头采用的金属电热管或是石英加热管；

众所周知金属电热管产生热量后，可给金属电热管的自来水进行加热，在加热时就会产生水垢(即水碱，是金属电热管的金属管壁上附着的坚硬的，灰白色或黄白色的白垩沉积物)。水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁；我们都知道自来水加热时就会产生水垢(即水碱，易附着的坚硬的，灰白色或黄白色的白垩沉积物，水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁)，水垢是碱性物质，碱性的水垢就会和金属内胆产生化学反应(产生一定的碱性腐蚀作用)，金属管壁集结厚厚的水垢对金属电热管的危害极大，第一，由于金属电热管的内胆空间较小工作时温度较高，这更加剧了水垢在金属内胆的集结，大量的水垢腐蚀金属内胆造成金属内胆漏水或爆裂，致使其报废。第二、由于金属电热管功率较大，管与管之间的空间较小，这样其在工作时金属管表面温度非常高，这就加剧了水垢在电热管表面的集结，大量的水垢集结轻则加热变慢费电费时，重则造成金属电热管穿孔或爆裂，致使金属电热管漏电，危及人的生命安全。

金属电热管或是石英加热管为主的电热水龙头，其结构往往较为简单、结构体积较大，更没有做到完全的水、电分离，因此其运行并不安全可靠。

另外，传统电热水龙头只能通过简单的方式控制温度，并不能微调温度高低，使用起来并不方便。传统电热水龙头加热速度慢热效率低，最快需要10秒左右，才能将水加热。传统电热水龙头是由电阻丝导电产生热量，而电阻丝的自身使用寿命低且性能不稳定。

综上所述，如何克服传统电热水龙头的技术缺陷，对于本领域技术人员来说是个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电热水龙头装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种电热水龙头装置，包括主管道和设置在所述主管道的进水端的泄压阀、水量调节阀；位于所述主管道的进水端处的所述泄压阀之后依次设置有第二防电墙和套接在主管道外的外套管；

所述外套管内自进水端至出水端依次设置有第二感温探头、水流传感器、电磁阀、稀土厚膜电热元件、突跳式温控器、主控板和第一感温探头；还包括与所述主控板电连接的显示屏；

所述稀土厚膜电热元件为管状件，所述稀土厚膜电热元件的管内流通水，且管外还设置有绝缘涂层；所述稀土厚膜电热元件的管外与所述电磁阀和所述主控板电连接；

所述水流传感器，用于判断外套管内水流量，若当前外套管内处于无水状态，则控制稀土厚膜电热元件处于禁止启动状态；

所述主控板，用于接收第二感温探头探测的靠近进水端处未加热的水温，计算出加热至所述设定温度所需的加热功率；并按照所需的加热功率对稀土厚膜电热元件进行加热控制，控制加热到所述设定温度；还用于接收第一温度感温探头探测的靠近出水端处的加热后的水温，并将所述加热后的水温发送给所述显示屏进行显示；

所述显示屏，用于显示加热后的水温；

所述主控板还集成有启动/关闭按钮以及温度加按钮、温度减按钮三个按钮；所述启动/关闭按钮，用于对所述稀土厚膜电热元件进行控制开启或停止加热的操作；所述温度加按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度增加加热的操作；所述温度减按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度停止加热的操作。

优选的，所述稀土厚膜电热元件与所述突跳式温控器串联；

所述突跳式温控器，用于当水温上升至报警温度时，切断稀土厚膜电热元件的电连接。

优选的，所述稀土厚膜电热元件还串联有热敏电阻。

优选的，位于所述外套管与所述稀土厚膜电热元件之间还设置有石棉隔热层。

优选的，所述显示屏为LED显示屏。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供了一种电热水龙头装置，分析上述结构可知：其中，稀土厚膜电热元件(即稀土厚膜电路电热元件)作为一种特殊材料。稀土厚膜电路电热元件标准的产品是基于不锈钢基板、稀土微晶玻璃基板、稀土微晶陶瓷基板、远红外陶瓷基板等基板上形成的稀土厚膜电路电热元件。它比传统金属加热管甚至不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导热，热效率高，综合热效率都能达到98％以上。而且不易结垢；该结构的管内通水加热，管壁绝缘(即管外壁设置有绝缘涂层)，管外通电加热，便可以实现水电分离加热，安全可靠。使用稀土厚膜电热元件便避免了现有技术中加热管报废的问题，因此其替代现有技术中的加热器可以延长电加热水龙头的使用寿命，保温效果好，热损失小，所以本装置可大大提高热水的出水效率和热水出水量。

主控板可以通过程序预先对设定温度的具体参数进行设置；并对水温实现精确地微电脑控制，通过感温探头获取当前水温；并通过主控板对水加热到设定温度的所需热功率进行计算，得到需要输出的功率，再控制稀土厚膜电热元件实施加热，保证了电加热的自动化的同时，也实现了温度的精确化控制。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的电热水龙头装置的总装配结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的电热水龙头装置的另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的电热水龙头装置的立体结构示意图；

图4为图3中本发明实施例一提供的电热水龙头装置的主视结构示意图；

图5为图4中本发明实施例一提供的电热水龙头装置的A-A向剖视结构示意图；

图6为图5中本发明实施例一提供的电热水龙头装置的A-A向剖视结构的局部放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

参见图1或图5，本发明实施例一提供了一种电热水龙头装置1，包括主管道2和设置在所述主管道进水端的泄压阀3、水量调节阀4；位于所述主管道的进水端的所述泄压阀之后依次设置有第二防电墙5和套接在主管道外的外套管6；所述外套管6内自进水端至出水端依次设置有第二感温探头7、水流传感器8(即感应测量单位时间内的进水流量)、电磁阀9(即水流开关，即对管内进水进行开关控制)、稀土厚膜电热元件10、突跳式温控器11、主控板12(即微电脑芯片)和第一感温探头13；还设置有与所述主控板电连接的显示屏(未示出)；第一防电墙14；(另外，其还包括多个螺纹套15、螺纹接头16、可控硅17、变压器18、石棉隔热层19以及不锈钢五金件20和漏电保护插头21等结构，对此不再一一赘述)，另可参见图2、图3和图4；

所述稀土厚膜电热元件为管状件，所述稀土厚膜电热元件的管内流通水，且管外壁还设置有绝缘涂层；所述稀土厚膜电热元件的管外与所述电磁阀和所述主控板电连接；

所述水流传感器，用于判断外套管内水流量，若当前外套管内处于无水状态，则控制稀土厚膜电热元件处于禁止启动状态；稀土厚膜热敏电阻串联在稀土厚膜上，当热敏电阻检查到稀土厚膜电热元件表面温度达到设定温度(比如100度)将自动段电达到保护。

需要说明的是，水量调节阀4(其独立运行，不与电磁阀等结构实行联动控制)还可以实现对主管道的进水流量进行控制；举例来说，当电热水龙头装置在进水水温较低情况下使用时(例如：冬季或是气温较低的地区)，可通过水量调节阀的调节控制减少进水流量，进而保障加热后的水温处理合理的温度范围；相反如何不使用水量调节阀，电热水龙头装置内的恒定功率的热量输出将很难保障大量低温进水被加热到预定温度；另外，当电热水龙头装置在进水水温较高情况下使用时(例如：夏季或是气温较高的地区)，可通过水量调节阀的调节控制适当的增加或是保持一般进水流量，进而保障加热后的水温处理合理的温度范围；因此水量调节阀可根据实际使用情况进行进水流量的控制，非常实用；

所述主控板，用于接收第二感温探头探测的靠近进水端处未加热的水温，计算出加热至所述设定温度所需的加热功率；按照所需的加热功率对稀土厚膜电热元件进行加热控制，并控制加热到所述设定温度(可以通过程序预先对设定温度的具体参数进行设置)；还用于接收第一温度感温探头探测的靠近出水端处的加热后的水温，并将所述加热后的水温发送给所述显示屏进行显示；

所述显示屏，用于显示加热后的水温；

所述主控板还集成有启动/关闭按钮以及温度加按钮、温度减按钮三个按钮；

所述启动/关闭按钮，用于对所述稀土厚膜电热元件进行控制开启或停止加热的操作；

所述温度加按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度增加加热的操作；(例如：可以设定每按一次该温度加按钮，加热元件执行一次增加加热温度2℃的操作，从而实现对温度加热的微调控制，这样一来即可以保证用户对温度的要求)；

所述温度减按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度停止加热的操作(这样便可以实现了降低水温的操作)；需要说明的是，上述按钮可以实现对稀土厚膜电热元件进行加热启停控制以及精确的温度控制；

其中，1、稀土厚膜电热元件(即稀土厚膜电路电热元件)作为一种特殊材料。稀土厚膜电路电热元件标准的产品是基于不锈钢基板、稀土微晶玻璃基板、稀土微晶陶瓷基板、远红外陶瓷基板等基板上形成的稀土厚膜电路电热元件。它比传统金属加热管甚至不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导热，热效率高，综合热效率都能达到98％以上。而且不易结垢；2、该结构的管内通水加热，管壁绝缘(即管外壁设置有绝缘涂层)，管外通电加热，便可以实现水电分离加热，安全可靠。3、使用稀土厚膜电热元件便避免了现有技术中加热管报废的问题，因此其替代现有技术中的加热器可以延长电加热水龙头的使用寿命，保温效果好，热损失小，所以本装置可大大提高热水的出水效率和热水出水量。

需要说明的是，参见下表中采用稀土厚膜电热元件作为电热元件，对比传统的电热丝和石英管加热的使用效果信息的说明可知：该稀土厚膜电热元件热效率更高，热启动更快，热惰性小、安全性能更好，寿命更长，其有效地提升了电热水龙头的综合性能。稀土厚膜电路电路元件与传统电热元件相比，具有省电、体积小、表面热负荷大、温度场均匀可控、热效率高、热启动快、交、直流高、低压电均能启动、并具有高温远红外特性等众多优点。其中，功率密度大、热启动速度快、节能健康是最突出的特点。

需要说明的是，本发明实施例提供的电热水龙头采用了防电墙的技术；“防电墙”(即水电阻衰减隔离法)就是利用了水本身所具有的电阻(如国标规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω.cm)，通过对电热水龙头内通水管材质的选择(绝缘材料)，管径和距离的确定形成“隔电墙”。当电热水龙头通电工作时，加热内胆的水即使有电，也会在通过“隔电墙”时被水本身的电阻衰减掉而达到将电隔离的目的，使热水龙头进出水两端达到几乎为零的电压和0.02mA/kw以下的极微弱电流。

防电墙的作用采用“隔电墙”技术可以阻隔电热龙头本身可能产生的漏电；所以电热水龙头采用“隔电墙”技术可以充分保证人的洗浴安全。

优选的，所述稀土厚膜电热元件与所述突跳式温控器串联；所述突跳式温控器，用于当水温上升至报警温度(例如125摄氏度)时，切断稀土厚膜电热元件的电连接；

优选的，所述稀土厚膜电热元件还串联有热敏电阻。需要说明的是，当125度突跳式温控器不能工作时用于超温保护；这样一来对于水温控制的保护就提供了双重保护，增加了电热水龙头的安全系数。

优选的，位于所述外套管与所述稀土厚膜电热元件之间还设置有石棉隔热层。其中石棉隔热层可使外套管的温度不至于烫伤使用者，并且可以实现对保温作用，减少热水的水温损失。

其中，外套管可以采用聚酰胺复合材料(一种环保型塑料)具有优异的耐热性能(即极高的热稳定性)、高强度和耐久性；另外，工程塑料也是可以作为结构材料本发明实施例中的外套管的结构材料，工程塑料有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。工程塑料包括聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、ABS注塑件等。其中，作为本发明实施例最优选的方案为ABS注塑工程塑料内胆(ABS，AcrylonitrileButadiene Styrene plastic，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)是一种高端的特种工程塑料，具有突出的高强度特点，同时还具有抗压、耐高温、绝缘性稳定、耐水解、抗老化性优等特点。

下面对本发明实施例提供的电热水龙头的具体工作原理和操作进行一下详细说明：

工作原理：

用户通过(启动/关闭)按钮启动或关闭电磁阀使自来水通过泄压阀进入第二防电墙，经过水流传感器时，传感器给出信号，使加热器开始工作将水加热至设定温度(温度控制部份由感温探头II测量出未加热水温，通过微电脑芯片计算出加热至设定温度加热器所发出的功率，通过可调硅控制加热器功率大小，感温探头I测量出加热后的水温并通过LED显示器显示出来，如不需要对水加热时可设定水温至常温水以下),经过不锈钢五金件导入至水龙头出水口处，通过第一防电墙出水。主控板共有按钮三个，LED显示屏一个，其中按钮分别是：启动/关闭按钮、温度加按钮、温度减按钮；

安全方面：本水龙头共有六处安全保护：1.泄压阀(保证产品在非正常状态下的压力控制)；2.水流传感器(保护产品在无水流状态下不能启动加热器)；3.防电墙II(有效去除泄漏电流)；4.防电墙I(有效去除泄漏电流)；5.125度突跳式温控器(保护产品在非正常状态下的测试控制)；6.加热器自带热敏电阻(当125度突跳式温控器不能工作时用于超温保护)；

需要说明的是，我司所设计产品外观与传统水龙头基本一致，可更好的体现水龙头的美观效果。加热器为稀土厚膜电热元件，加管热管外有绝缘涂层，通过的水不会直接与加热器接触因此可做到水电分离效果，大大的提高了产品的安全性。我司所设计产品可通过内置微电脑芯片控制加热器功率及水流，精确的将通过的水加热到任何设定温度。我司所设计产品采用稀土厚膜电热元件加热，可在2秒以内将通过的水加热到设定温度有效的提高了热效能。而我司设计采用先进的是稀土厚膜加热元件，该产品使用寿命长，性能稳定。具有快捷方便，省电节能的优点。

本领域技术人员应该可以理解：本发明提供的电热水龙头，采用稀土厚膜电路电热元件，超强的导热性，热效率极高；永不结水垢，寿命特长；

水电完全分离，安全百分百，除此之外具有多类似防电墙、泄压阀、热敏电阻、突跳式温控器等多重保护结构彻底解决了安全问题，保证了产品的安全性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电热水龙头装置，其特征在于，

包括主管道和设置在所述主管道的进水端的泄压阀、水量调节阀；位于所述主管道的进水端处的所述泄压阀之后依次设置有第二防电墙和套接在主管道外的外套管；

所述外套管内自进水端至出水端依次设置有第二感温探头、水流传感器、电磁阀、稀土厚膜电热元件、突跳式温控器、主控板和第一感温探头；还包括与所述主控板电连接的显示屏；

所述稀土厚膜电热元件为管状件，所述稀土厚膜电热元件的管内流通水，且管外还设置有绝缘涂层；所述稀土厚膜电热元件的管外与所述电磁阀和所述主控板电连接；

所述水流传感器，用于判断外套管内水流量，若当前外套管内处于无水状态，则控制稀土厚膜电热元件处于禁止启动状态；

所述主控板，用于接收第二感温探头探测的靠近进水端处未加热的水温，计算出加热至设定温度所需的加热功率；并按照所需的加热功率对稀土厚膜电热元件进行加热控制，控制加热到所述设定温度；还用于接收第一温度感温探头探测的靠近出水端处的加热后的水温，并将所述加热后的水温发送给所述显示屏进行显示；

所述显示屏，用于显示加热后的水温；

所述主控板还集成有启动/关闭按钮以及温度加按钮、温度减按钮三个按钮；所述启动/关闭按钮，用于对所述稀土厚膜电热元件进行控制开启或停止加热的操作；所述温度加按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度增加加热的操作；所述温度减按钮，用于对稀土厚膜电热元件进行温度停止加热的操作。

2.如权利要求1所述的电热水龙头装置，其特征在于，

所述稀土厚膜电热元件与所述突跳式温控器串联；

所述突跳式温控器，用于当水温上升至报警温度时，切断稀土厚膜电热元件的电连接。

3.如权利要求1所述的电热水龙头装置，其特征在于，

所述稀土厚膜电热元件还串联有热敏电阻。

4.如权利要求3所述的电热水龙头装置，其特征在于，

位于所述外套管与所述稀土厚膜电热元件之间还设置有石棉隔热层。

5.如权利要求1所述的电热水龙头装置，其特征在于，

所述显示屏为LED显示屏。