CN105222327A - 热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器，本发明实施方式的热水器包括热交换室、等离子体发生器、输水装置、原料管理系统以及控制器。等离子体发生器用于产生等离子体并释放至热交换室，等离子体与在热交换室内与输水装置发生热交换以加热输水装置。原料管理系统用于给等离子体发生器提供原料。控制器用于控制等离子体发生器及原料管理系统运行。本发明的热水器采用等离子体发生器产生等离子体对输水装置和里面的水进行加热，加热效率高，而且无加热元件与水接触，因此也更安全可靠。

Description

热水器

技术领域

本发明涉及家用电器技术，特别涉及一种热水器。

背景技术

现有的热水器有燃气热水器、电热水器和太阳能热水器。燃气热水器需要铺设燃气管道，安装不便，燃气有泄露及爆炸的危险，易导致用户中毒、烧伤甚至炸伤，燃烧还消耗氧气。电热水器一般须将电热管等加热元件浸泡在水中进行加热，有漏电的风险。太阳能热水器受天气的影响很大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种热水器，其包括：

热交换室；

与所述热交换室连接的等离子体发生器，所述等离子体发生器用于产生等离子体并将所述等离子体释放至所述热交换室；

与所述热交换室连接的输水装置，所述等离子体用于在所述热交换室内与所述输水装置发生热交换以加热所述输水装置；

与所述等离子体发生器连接的原料管理系统，所述原料管理系统用于给所述等离子体发生器提供产生所述等离子体的原料；以及

控制器，所述控制器用于控制所述等离子体发生器及所述原料管理系统的运行。

本发明实施方式的热水器通过等离子体发生器产生的等离子体在热交换室内与输水装置发生热交换的方式对输水装置进行加热，从而使输水装置输送的水升温以供用户使用，克服了现有某些热水器的缺点如燃气易泄露。

在某些实施方式中，所述原料包括气体原料。

在某些实施方式中，所述热水器包括多个与所述控制器连接的所述等离子体发生器，所述控制器用于控制多个所述等离子体发生器的运行以控制所述等离子体的产生速度。

在某些实施方式中，所述热水器包括与所述控制器连接的输入面板，所述控制器用于根据所述输入面板的用户输入控制多个所述等离子体发生器的运行。

在某些实施方式中，所述原料包括气体原料；所述原料管理系统包括形成有进气口的原料室及设置于所述进气口的第一风机，所述原料室与所述等离子体发生器连通；

所述第一风机用于将所述气体原料吹入所述原料室及所述等离子体发生器；

所述热交换室形成有出气口，所述出气口用于排出热交换后所形成的物质。

在某些实施方式中，所述第一风机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第一风机以调控所述进气口的气流大小。

在某些实施方式中，所述原料管理系统包括第二风机及与所述等离子体发生器连通的原料室；所述热交换室与所述原料室之间形成有通气口；所述第二风机设置于所述通气口，并用于将热交换后形成的物质吹入所述原料室以作为所述原料，以及将所述原料室里的所述原料送入所述等离子体发生器。

在某些实施方式中，所述热交换室与所述原料室形成封闭结构。

在某些实施方式中，所述热交换室包括第一交换室及第二交换室；所述第一交换室与所述第二交换室之间形成有开口；所述输水装置用于输水通过所述第一交换室或所述第二交换室；所述开口形成于远离所述等离子体发生器或远离所述通气口的位置。

在某些实施方式中，所述第二风机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第二风机以调控所述通气口的气流大小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种实施方式的热水器的结构示意图。

图2是本发明一种实施方式的热水器的功能模块示意图。

图3是本发明另一种实施方式的热水器的结构示意图。

图4是本发明另一种实施方式的热水器的功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用于实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1～图2，本发明一种实施方式的热水器100包括热交换室10、与热交换室10连接的等离子体发生器20、与热交换室10连接的输水装置30、与等离子体发生器20连接的原料管理系统40以及与等离子体发生器20及原料管理系统40连接的控制器50。

等离子体发生器20用于产生等离子体并将等离子体释放至热交换室10。等离子体用于在热交换室10内与输水装置30发生热交换以加热输水装置30。

原料管理系统40用于给等离子体发生器20提供产生等离子体的原料。控制器50用于控制等离子体发生器20及原料管理系统40的运行。

这样，热水器100通过等离子体发生器20产生的等离子体在热交换室10内与输水装置30发生热交换的方式对输水装置30进行加热，从而使输水装置30输送的水升温以供用户使用，克服了现有某些热水器的缺点，如燃气易泄露、加热元件与水接触易漏电以及加热受天气影响等。等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。可采用直流弧光放电法、交流工频放电法、高频感应放电法、低气压放电法和燃烧法等方式使某些物质离子化，形成等离子体。等离子体形成后携带大量能量，并可通过热交换等方式将携带的能量释放出去并恢复为普通形态的物质，如气体。

在本实施方式中，等离子体发生器20用于将原料离子化以产生等离子体，等离子体携带大量能量，并在热交换室10中与输水装置30发生热交换以使输水装置30所输送的水升温。等离子体态的原料释放能量后恢复普通形态。可以理解，相比于传统的电热水器，采用这种加热方式加热元件与水完全隔离，没有漏电的风险，因此更加安全可靠。

在本实施方式中，等离子体发生器20所采用的原料包括气体原料，气体原料包括水蒸气、稀有气体、空气、氧气、氢气或它们的混合物等。其中，水蒸气的离子化及热交换效果较优，且离子化后不会产生有害的氮氧化物。稀有气体化学性质稳定，不易产生有害物质。空气最容易得到，成本最低。此外，气体原料还有重量轻、流动性好、易得到等优点，从而满足本实施方式的设计需求，很好地进行离子化和热交换。

请参图1，输水装置30可为从热水器100外部穿过热交换室10的输水管道。输水管道在热交换室10内弯曲设置以更高效地与等离子体发生热交换。输水管理的材质可以是热传导良好的金属，如铜。

由于等离子体与输水装置30发生热交换的效率较高，能满足用户的热水使用需求，输水装置30的出水端可直接与花洒等用水设备连接，即时加热后直接供应给用户热水。热水器100的输水装置30的出水端也可与储水装置(图未示)连接，将加热后的水储存起来以备使用。

相比于储水式电热水器100，这样既节约了空间，又使用户用水无须预热。

请参图1，在本实施方式中，热水器100包括两个等离子体发生器20，每个等离子体发生器20分别与控制器50连接。这样控制器50可以控制等离子体发生器20的运行以控制等离子体的产生速度，进而调节加热功率。

具体的，控制器50可以通过控制等离子体发生器20开启或关闭的个数来调控热水器100的加热功率，或通过控制单个等离子体发生器20的运行功率来控制热水器100的加热功率。

可以理解，在其它实施方式中，等离子体发生器20的数量还可为1个、3个或其它数量，具体的数量视乎实际需求所决定。当热水器100包括单个等离子体发生器20时，控制器50可通过控制单个等离子体发生器20的运行功率来控制热水器100的加热功率。

请参图2，在本实施方式中，热水器100包括与控制器50连接的输入面板60。输入面板60用于接收用户输入。例如，输入面板60包括多个功能按键，用户通过单个功能按键或多个功能按键的组合输入控制指令，控制器50根据用户输入来控制多个等离子体发生器20的运行。

这样，用户在用水的时候，就可以控制热水器100的加热功率的大小进而控制出水温度。

请参图1，在本实施方式中，作为一个示例，原料采用气体原料，原料管理系统40包括原料室41及第一风机43，原料室41形成有进气口411，使得原料室41与外部连通。

原料室41与等离子体发生器20连通。第一风机43设置在进气口411处，并用于把外部的气体原料吹入原料室41以及等离子体发生器20。

等离子体发生器20将气体原料离子化以产生等离子体并释放入热交换室10以让等离子体与输水装置30发生热交换。形成于热交换室10的出气口11用于排出热交换后形成的物质，一般是只包含少量或几乎不包含等离子体的气体，但其温度相对常温仍然较高。

这样，气体原料在第一风机43的作用下更容易进入等离子体发生器20，原料室41可作为一个暂存气体原料的空间，可同时为多个等离子体发生器20提供气体原料，排气口将热交换后形成的气体排出，以减少热交换室10的气压，使新的气体更容易进入热交换室10。

由于等离子体发生器20的运行功率或开启个数是可以调控的，在本实施方式中，较佳地，控制器50还用于调控原料进入等离子体发生器20的速度。

具体地，第一风机43与控制器50连接，控制器50用于控制第一风机43以调控进气口411的气流大小。

进一步地，在某些实施方式中，控制器50可以根据等离子体发生器20的运行功率大小或用户设置的加热温度来调控进气口411的气流大小，以使气体原料进入等离子体发生器20的速度与等离子体的产生速度相适应。

这样，使既能满足等离子体发生器20的用料需求，又尽量不造成资源浪费。

请参图1～图2，热水器100还包括电源模块70，电源模块70用于给等离子体发生器20、原料管理系统40及控制器50的运行提供电能。控制器50可以控制电源模块70。

综上，本实施方式的热水器100通过等离子体发生器20产生的等离子体在热交换室内与输水装置30发生热交换的方式对输水装置30进行加热，从而使输送的水升温以供用户使用，避免了燃气热水器燃气管道安装不便、燃气易泄露以及电热水器加热元件与水接触易漏电的问题，且本实施方式的热水器100加热不易受天气影响。

此外，本实施方式的热水器100通过控制器50控制等离子发生器20开启的个数或单个等离子发生器的运行功率来调控热水器100的加热功率，通过与控制器50连接的控制面板60方便用户亲自控制热水器100的加热功率。

进一步地，本实施方式的热水器100通过设置进气口411、出气口11及第一风机43使气体原料不断地进入原料室41及排出热交换室10，以完成加热的过程。

请参图3～图4，本发明另一实施方式的热水器200中，热水器200包括热交换室10a、与热交换室10a连接的等离子体发生器20a、与热交换室10a连接的输水装置30a、与等离子体发生器20a连接的原料管理系统40a以及与等离子体发生器20a及原料管理系统40a连接的控制器50a。

等离子体发生器20a用于产生等离子体并将等离子体释放至热交换室10a。等离子体用于在热交换室10a内与输水装置30a发生热交换以加热输水装置30a。

原料管理系统40a用于给等离子体发生器20a提供产生等离子体的原料。控制器50a用于控制等离子体发生器20a及原料管理系统40a的运行。

请参阅图1～图2，本发明的另一种实施方式的热水器200包括热交换室10a、与热交换室10a连接的等离子体发生器20a、与热交换室10a连接的输水装置30a、与等离子体发生器20a连接的原料管理系统40a以及与等离子体发生器20a及原料管理系统40a连接的控制器50a。

等离子体发生器20a用于产生等离子体并将等离子体释放至热交换室10a。等离子体用于在热交换室10a内与输水装置30a发生热交换以加热输水装置30a。

原料管理系统40a用于给等离子体发生器20a提供产生等离子体的原料。控制器50a用于控制等离子体发生器20a及原料管理系统40a的运行。

这样，热水器200通过等离子体发生器20a产生的等离子体在热交换室10a内与输水装置30a发生热交换的方式对输水装置30a进行加热，从而使输水装置30a输送的水升温以供用户使用，克服了现有某些热水器的缺点。

与上一种实施方式不同的是，在本实施方式中，热水器200采用将原料循环利用的方式。

请参图3～图4，具体的，本实施方式的热水器200中，原料管理系统40a包括第二风机45及与等离子体发生器20a连通的原料室41a。热交换室10a与原料室41a之间形成有通气口413。第二风机45就设置于通气口413，并用于将热交换后形成的物质吹入原料室41a以作为原料，以及将原料室41a里的原料送入等离子体发生器20a。

一般气体原料经过等离子体发生器20a只是部分被离子化，形成包含一定比例等离子体的混合气体。混合气体与输水装置30a热交换后，形成只包含少量或几乎不包含等离子体的气体，但因其温度相对常温仍然较高，所以仍含有一定能量。为了不浪费这部分残留的能量，提高热水器200的整体效能，本实施方式中热交换室10a与原料室41a通过通气口413连通，并在通气口413设置第二风机45，使热交换后形成的混合气体回到原料室41a重新作为原料。

进一步的，热交换室与原料室形成封闭结构，这样就避免了内部气体与外部空气之间发生流通。这样一方面能减少能量的散失，另一方面气体原料在里面循环利用，尤其是非空气类原料如惰性气体在使用时，封闭的环境可防止空气的进入，进而有效避免空气中的氮气等在离子化过程中产生氮氧化物等有害物质。

请参图3，为了在有限的热交换室10a空间里使等离子体尽可能充分地发生热交换，较佳的，在本实施方式中，热交换室10a包括第一交换室13及第二交换室15。第一交换室13与第二交换室15之间形成有开口。输水装置30a用于输水通过第一交换室13及第二交换室15。开口形成于远离等离子体发生器20a或远离通气口413的位置。通气口413形成于第二交换室15与原料室41a之间。

可以理解，等离子体产生后，需在第一交换室13充分流动，经过通气口413到达第二交换室15，再在第二交换室15充分流动，由通气口413进入原料室41a。这样，等离子体得以在热交换室10a内充分流动以与输水装置30a充分发生热交换。

与上一种实施方式相类似的，为使原料进入等离子体发生器20a的速度可调节，在本实施方式中，第二风机45与控制器50a连接，控制器50a用于控制第二风机45以调控通气口413的气流大小。

较佳的，在某些实施方式中，控制器50a用于根据等离子体的运行功率大小或用户设置的加热温度来调控通气口413的气流大小，以使原料进入等离子体发生器20a的速度与等离子体产生速度相适应。

这样，使既能满足等离子体发生器20a的用料需求，又尽量不造成浪费。

本实施方式的热水器200中未展开的其它部分，如有关输水装置30a、电源模块70a、等离子体发生器20a的数量以及控制面板60a的内容，可参考以上实施方式的热水器100的对应部分，在此不再详细展开。

综上，由于采用了循环利用气体原料的模式，比起上一种实施方式，本实施方式的热水器200将热交换后的混合气体循环利用，因此热量损失较少，加热效能更高，更符合节能环保的理念。此外，本实施方式的热水器200采用封闭结构，因此可使用水蒸气或惰性气体作为原料时，不易混入空气，也不易在离子化过程中产生氮氧化物等有害物质。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种热水器，其特征在于，包括：

热交换室；

与所述热交换室连接的等离子体发生器，所述等离子体发生器用于产生等离子体并将所述等离子体释放至所述热交换室；

与所述热交换室连接的输水装置，所述等离子体用于在所述热交换室内与所述输水装置发生热交换以加热所述输水装置；

与所述等离子体发生器连接的原料管理系统，所述原料管理系统用于给所述等离子体发生器提供产生所述等离子体的原料；以及

控制器，所述控制器用于控制所述等离子体发生器及所述原料管理系统的运行。

2.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述原料包括气体原料。

3.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述热水器包括多个与所述控制器连接的所述等离子体发生器，所述控制器用于控制多个所述等离子体发生器的运行以控制所述等离子体的产生速度。

4.如权利要求3所述的热水器，其特征在于，所述热水器包括与所述控制器连接的输入面板，所述控制器用于根据所述输入面板的用户输入控制多个所述等离子体发生器的运行。

5.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述原料包括气体原料；

所述原料管理系统包括形成有进气口的原料室及设置于所述进气口的第一风机，所述原料室与所述等离子体发生器连通；

所述第一风机用于将所述气体原料吹入所述原料室及所述等离子体发生器；

所述热交换室形成有出气口，所述出气口用于排出热交换后所形成的物质。

6.如权利要求5所述的热水器，其特征在于，所述第一风机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第一风机以调控所述进气口的气流大小。

7.如权利要求1～4中任意一项所述的热水器，其特征在于，所述原料管理系统包括第二风机及与所述等离子体发生器连通的原料室；所述热交换室与所述原料室之间形成有通气口；所述第二风机设置于所述通气口，并用于将热交换后形成的物质吹入所述原料室以作为所述原料，以及将所述原料室里的所述原料送入所述等离子体发生器。

8.如权利要求7所述的热水器，其特征在于，所述热交换室与所述原料室形成封闭结构。

9.如权利要求7所述的热水器，其特征在于，所述热交换室包括第一交换室及第二交换室；所述第一交换室与所述第二交换室之间形成有开口；所述输水装置用于输水通过所述第一交换室及/或所述第二交换室；所述开口形成于远离所述等离子体发生器或远离所述通气口的位置；所述通气口形成于所述第二交换室与所述原料室之间。

10.如权利要求7所述的热水器，其特征在于，所述第二风机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第二风机以调控所述通气口的气流大小。