CN104697179A - 即热式电热水器及其电能补充结构 - Google Patents
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Abstract
一种即热式电热水器及其电能补充结构，包含具有进水口、出水口的容器（1）和安装在容器内的电热源（2）；其特征是：还包含电能补充结构；电能补充结构包含电池（3）和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置；电热源（2）通过开关连接供电线路，也通过开关连接电池（3）。一种电能补充结构，包含一个散热壳体（39），最少是电池（3）置于其中；散热壳体置于一个外层容器（40）内，外层容器和散热壳体间形成环形容腔；该环形容腔内填充相变工质，构成一个热管蒸发段；而对应的热管冷凝段（49）置于一个具有进口和出口的保温水箱（5）内，并且连通热管蒸发段。
Description
技术领域
本专利申请涉及热水器，尤其是即热式电热水器。
背景技术
与储水式电热水器相比，即热式电热水器有即开即用，不用时不存在耗电和散热损失的优点。但是，发明人从互联网得知也认可：“洗澡水温最适当为42℃，中老年人可略高1-2℃”，以及：淋浴需要2～4升/分的流量；按此（0℃进水，44℃出水，4升/分流量，并且忽略转换和散热损耗）计算淋浴用即热式电热水器所需要的最大功率约为12.3kw；这个对用户端供电线路（指住户或企业内的供电线路，下文称“供电线路”）提出了过高的要求。经不完全调查，市售的即热式电热水器功率介于4.5～8kw之间；可见厂商在设计上也考虑供电线路的一般情况而降低了功能方面的标准；尽管如此，多数家庭的供电线路仍然负荷不起市售的即热式电热水器。现有的移峰填谷储能装置其针对的是供电端的电路，而且其峰值、谷值与电路设计值之间的关系大致如图1所示，（即使有人尝试）其不适于应用在用户端的前文所述的负荷峰值大大高于（1.5倍以上）设计值的如图2所示的情形。以电池（包含超级电容电池）为主体的储能装置在车辆上已经得到越来越广泛的应用，而且其技术性能和经济性也在快速的优化进程中。
发明内容
本专利申请的目的是提出一种即热式电热水器及其电能补充结构，以降低即热式电热水器对供电线路的要求。
本专利申请的技术方案是：为即热式电热水器设置电能补充结构，电能补充结构包含电池（含超级电容电池）和电池管理电路（包含检测、控制和充电电路、放电电路，可能还包含逆变器）。当供电线路处于低负荷并且电池未充满时（并且优选在峰谷电价的谷值时段），充电电路工作；当供电线路的负荷接近满负荷时，降低充电功率直至停止充电；当供电线路的负荷超出设计值时，电池直接或者经过逆变器给供电线路或者某特定设备补充供电；停电时，电池直接或者经过逆变器作为应急电源使用。
即：一种即热式电热水器，包含具有进水口、出水口的容器和安装在容器内的电热源；其特征是：还包含电能补充结构；电能补充结构包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置（因为电压基本不变，可表现为电流表）；电热源通过开关连接供电线路，也通过开关连接电池。
当供电线路处于低负荷并且电池未充满时（并且优选在峰谷电价的谷值时段），充电电路工作；当供电线路的负荷接近满负荷时，降低充电功率直至停止充电；当供电线路的负荷超出设计值时，电池直接或者经过逆变器给供电线路或者某特定设备补充供电；停电时，电池直接或者经过逆变器作为应急电源使用。
以及：一种电能补充结构，包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；其特征是：检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置（因为电压基本不变，可表现为电流表）。
另外，提高热水器的进水温度，也有利于降低即热式电热水器对供电线路的要求。因此提出：一种电能补充结构，包含电池和电池管理电路；其特征是：包含一个散热壳体（比如金属壳体，尤其是不锈钢壳体），最少是电池置于其中；散热壳体置于一个外层容器内，外层容器和散热壳体间形成环形容腔；该环形容腔内填充相变工质（比如氨水），构成一个热管蒸发段；而对应的热管冷凝段置于一个具有进口和出口的保温水箱内，并且连通热管蒸发段。进一步的，即热式电热水器的容器和电热源置于保温水箱内。
本专利申请的有益效果：由上述结构和分析可知，本专利申请能够降低即热式电热水器对供电线路的要求，有利于即热式电热水器替代储水式电热水器，有节能效果，也给人们的生活带来便利。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利申请进一步说明。
图1是现有移峰填谷储能装置所针对的供电端的电路的峰值、谷值与电路设计值之间的关系图。
图2是本专利申请所需针对的用户端供电线路的峰值、谷值与电路设计值之间的关系图。
图3是实施例的电路示意图。
图4是实施例电能补充结构的示意图。
图中标记说明：1 容器；2 电热源（电热管）；3 电池；39 散热壳体； 40 外层容器；49 热管冷凝段； 5 保温水箱； 6 充电电路；7 放电电路；8 逆变器。
具体实施方式
如图所示，一种即热式电热水器，包含具有进水口、出水口的容器1和安装在容器内的电热源2；其特征是：还包含电能补充结构；电能补充结构包含电池3和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置（因为电压基本不变，可表现为电流表）；电热源2通过开关连接供电线路，也通过开关连接电池3。
当供电线路处于低负荷并且电池未充满时（并且优选在峰谷电价的谷值时段），充电电路工作；当供电线路的负荷接近满负荷时，降低充电功率直至停止充电；当供电线路的负荷超出设计值时，电池直接或者经过逆变器给供电线路或者某特定设备补充供电；停电时，电池直接或者经过逆变器作为应急电源使用。
如图3所示，电热源2包含2个电热管，分别通过开关连接到供电线路和电池3。
以及：一种电能补充结构，包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；其特征是：检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置（因为电压基本不变，可表现为电流表）。
另外，提高热水器的进水温度，也有利于降低即热式电热水器对供电线路的要求。因此提出：一种电能补充结构，包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；其特征是：包含一个散热壳体39（比如金属壳体，尤其是不锈钢壳体），最少是电池3置于其中；散热壳体置于一个外层容器40内，外层容器和散热壳体间形成环形容腔；该环形容腔内填充相变工质（比如氨水），构成一个热管蒸发段；而对应的热管冷凝段49置于一个具有进口和出口的保温水箱5内，并且连通热管蒸发段。进一步的，保温水箱5内设置有即热式电热水器的容器1和电热源2。进一步的，检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置（因为电压基本不变，可表现为电流表）。
关于“检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置”，假使仅检测一台或数台重点设备的功率总和，而忽略众多小功率设备，视为等效替换。
Claims (7)
1.一种即热式电热水器，包含具有进水口、出水口的容器（1）和安装在容器内的电热源（2）；其特征是：还包含电能补充结构；电能补充结构包含电池（3）和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置；电热源（2）通过开关连接供电线路，也通过开关连接电池（3）。
2.根据权利要求1所述的即热式电热水器，其特征在于：电热源（2）包含2个电热管，分别通过开关连接到供电线路和电池（3）。
3.一种电能补充结构，包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；其特征是：检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置。
4.一种电能补充结构，包含电池和包含检测控制电路和充电电路、放电电路的电池管理电路；其特征是：包含一个散热壳体（39），最少是电池（3）置于其中；散热壳体置于一个外层容器（40）内，外层容器和散热壳体间形成环形容腔；该环形容腔内填充相变工质，构成一个热管蒸发段；而对应的热管冷凝段（49）置于一个具有进口和出口的保温水箱（5）内，并且连通热管蒸发段。
5.根据权利要求4所述的电能补充结构，其特征在于：保温水箱（5）内设置有即热式电热水器的容器（1）和电热源（2）。
6.根据权利要求5所述的电能补充结构，其特征在于：电热源（2）包含2个电热管，分别通过开关连接到供电线路和电池（3）。
7.根据权利要求5或6之任一所述的电能补充结构，其特征在于：检测控制电路包含用户端供电线路总功率检测装置。
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