CN105865034B - 热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水器及其控制方法。具体地，本发明提供了一种热水器，包括用于储水的内胆和电化学除垢装置。特别地，所述电化学除垢装置包括第一电极片、第二电极片和间隔层，且所述第一电极片、所述间隔层和所述第二电极片依次叠置后沿所述内胆内壁卷绕一周成圆筒状。此外，本发明还提供了一种用于该热水器的控制方法。本发明的热水器及其控制方法因为电化学除垢装置的特殊结构和安装位置，显著地提高了电化学除垢装置的阻垢面积，防止或大大减缓了热水器的加热管和内胆内壁的结垢。

Description

热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及除垢技术领域，特别是涉及一种具有除垢功能的热水器及其控制方法。

背景技术

现有的储水式电热水器将金属管状加热管置于内胆内直接对水进行加热。通常自来水含有一定浓度的钙、镁离子，当水受热或蒸发时，钙、镁化合物等析出沉淀，会在加热管表面和内胆内壁上沉积形成水垢。水垢的导热率低，加热管的表面沉积的水垢达到一定厚度时会降低加热管与水之间的热交换效率，增大电能消耗。此外，当水垢过厚时，加热管因其内部的热量不能及时向外传导而出现烧断发热丝的现象，缩短了加热管的使用寿命。

目前，避免电热水器的加热管结垢的方法主要包括两种方式：一是在表面涂覆疏水材料，减少水垢附着；二是在进水管进口处添加硅磷晶药罐或滤芯，降低钙镁离子反应活性，达到阻垢的目的。然而在加热管表面涂覆疏水材料只能减少加热管结垢，并不能降低电热水器内胆中水垢的形成和改变内胆中水的水质；而硅磷晶法属于化学法，水中额外添加化学物质，影响用户身体健康，而且硅磷晶药罐或滤芯难以和电热水器集成，需要额外安装，既占空间又不美观。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有的热水器的至少一个缺陷，提供一种新颖的热水器，其能够防止或减缓热水器的加热管和内胆内壁上结垢，且结构简单。

本发明第一方面的一个进一步的目的是要增大电化学除垢装置的有效阻垢面积，提高热水器的阻垢效果。

本发明第一方面的另一个进一步的目的是要避免内胆内的水电解析氢。

本发明第一方面的又一个进一步的目的是要便于电化学除垢装置的安装。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种用于上述热水器的控制方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种热水器，包括用于储水的内胆和电化学除垢装置。特别地，所述电化学除垢装置包括第一电极片、第二电极片和间隔层，且所述第一电极片、所述间隔层和所述第二电极片依次叠置后沿所述内胆内壁卷绕一周成圆筒状。

可选地，所述第一电极片和所述第二电极片是柔性的。

可选地，所述第一电极片和所述第二电极片均由活性炭纤维制成。

可选地，所述间隔层由无纺布制成。

可选地，所述电化学除垢装置还包括：两个分别具有多个电极柱的电极柱组，每个所述电极柱组的多个电极柱分别沿相应所述第一电极片和所述第二电极片的周向方向间隔地设置，且每个所述电极柱沿平行于所述内胆轴线的方向至少部分地伸入相应所述第一电极片和所述第二电极片。

可选地，一个所述电极柱组的多个电极柱与另一所述电极柱组的多个电极柱沿周向方向相互间隔地设置。

可选地，所述第一电极片与所述第二电极片接入的电压为1.8V至2.5V。

可选地，所述电化学除垢装置还包括：极性切换开关，配置成在开启所述电化学除垢装置时，使所述第一电极片和所述第二电极片的正负极性反转。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种用于上述任一种热水器的控制方法，包括：在开启所述热水器的加热管时，开启所述电化学除垢装置；在关闭所述加热管时，延迟第一预设时间关闭所述电化学除垢装置。

可选地，所述第一预设时间为0.5min至5min。

可选地，所述控制方法还包括：在所述加热管关闭后，所述电化学除垢装置在关闭第二预设时间后开启，在工作第三预设时间后关闭，且以此循环直至所述加热管开启。

可选地，所述第二预设时间为10min至30min；所述第三预设时间为5min至30min。

可选地，在开启所述电化学除垢装置时，使所述电化学除垢装置的第一电极片和第二电极片的正负极性反转。

本发明的热水器及其控制方法因为电化学除垢装置的特殊结构和安装位置，显著地提高了电化学除垢装置的阻垢面积，防止或大大减缓了热水器的加热管和内胆内壁的结垢。

进一步地，由于本发明热水器及除垢方法中第一电极片和第二电极片均由活性炭纤维制成，比表面积大使阻垢效果好，且成本低。此外，柔性电极片也容易安装。

进一步地，由于本发明热水器及除垢方法中，电极柱不仅可以连通电源与相应电极片，且能够起到支撑、固定相应电极片的作用。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的热水器的示意性剖视图；

图2是图1中A处的示意性局部放大图；

图3是根据本发明一个实施例的热水器的示意性主视图；

图4是图1中B处的示意性局部放大图；

图5是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，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，术语“上”、“下”、“前”、“后”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而不是要求本发明必须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。在本发明视图中的坐标系中：X轴表示横向方向，Y轴表示纵向方向，Z轴表示竖向方向。

图1是根据本发明一个实施例的热水器的示意性剖视图，图中仅示出了内胆10和电化学除垢装置的至少部分部件。如图1所示，并参考图2，本发明实施例的热水器一般性可包括用于储水的内胆10和延伸进内胆10并对其内的水进行加热的加热管。为了防止内胆10内壁结垢和加热管上结垢，本发明实施例的热水器还包括电化学除垢装置，其可包括第一电极片21、第二电极片22和间隔层23。特别地，第一电极片21、间隔层23和第二电极片22依次叠置后沿内胆10内壁卷绕一周成圆筒状，显著增大了第一电极片21和第二电极片22的除垢面积，提高了电化学除垢装置的阻垢/除垢效率，也提高了加热管对内胆10内的水的加热效率。

如图3所示，本发明实施例中的内胆10可包括水平横向设置的内胆桶身11、第一封头12和第二封头13，其中，第一电极片21、间隔层23和第二电极片22依次叠置后沿内胆桶身11的内壁卷绕一周；第一封头12和第二封头13分别连接于内胆桶身11的两端。内胆桶身11上开设有安装进水管和出水管等的安装孔14，第一电极片21、间隔层23和第二电极片22的相应位置处也具有通孔，以便于进水管和出水管等的安装。

为了便于第一电极片21和第二电极片22的安装，第一电极片21和第二电极片22是柔性的。具体地，第一电极片21和第二电极片22可由柔性导电材料制成。在本发明的一些优选的实施例中，第一电极片21和第二电极片22均由活性炭纤维制成。活性炭纤维可首先制成活性炭纤维毡，第一电极片21和第二电极片22均可包括相互层叠的一层或多层活性炭纤维毡。由活性炭纤维制成的电极片的比表面积大，能进一步提高电化学除垢装置的阻垢效果。此外，由活性炭纤维制成的电极片也具有成本低的优势。

在本发明的一些实施例中，第一电极片21和第二电极片22接入的电压值可为1.8V至2.5V，阻垢效果好且避免水电解析氢。电化学除垢装置还可包括：极性切换开关，配置成在开启电化学除垢装置时，使电化学除垢装置的第一电极片21和第二电极片22的正负极性反转，以防止第一电极片21或第二电极片22上形成的微晶碳酸钙过多，在第一电极片21和第二电极片22的正负极性反转后，可使第一电极片21或第二电极片22上的微晶碳酸钙脱落脱落，随水流冲走。

在本发明的一些实施例中，间隔层23由无纺布制成，以允许水流从第一电极片21和第二电极片22之间流过。在本发明的一些替代性实施例中，第一电极片21和第二电极片22之间间隔层23可为纸质隔膜、尼龙纤维以及多孔聚合物板等。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，电化学除垢装置还包括：两个分别具有多个电极柱24的电极柱组，每个电极柱组的多个电极柱24分别沿相应第一电极片21和第二电极片22的周向方向间隔地设置，且每个电极柱24沿平行于内胆10轴线的方向至少部分地伸入相应第一电极片21和第二电极片22。每个电极柱组中电极柱24可为3至8个，优选为4个、5个。每个电极柱组中的部分电极柱24全部伸入相应第一电极片21和第二电极片22；另一部分电极柱24的部分电极柱段伸入相应第一电极片21和第二电极片22，其余部分电极柱段延伸并穿过内胆10上的法兰盘15，固定于法兰盘15并在法兰盘15的外侧连接电连线。进一步地，一个电极柱组的多个电极柱24与另一电极柱组的多个电极柱24沿周向方向相互间隔地设置。

图5是根据本发明一个实施例的热水器的控制方法的流程图。本发明实施例还提供了一种用于上述任一种热水器的控制方法，其包括：在开启热水器的加热管时，开启电化学除垢装置；在关闭加热管时，延迟第一预设时间关闭电化学除垢装置。第一预设时间可为0.5min至5min。进一步地，在开启电化学除垢装置时，使电化学除垢装置的第一电极片21和第二电极片22的正负极性反转，以使第一电极片21或第二电极片22上的微晶碳酸钙脱落脱落，延长电极的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，该热水器的控制方法还包括：在加热管关闭后，电化学除垢装置在关闭第二预设时间后开启，在工作第三预设时间后关闭，且以此循环直至加热管开启。如图6所示，当加热管关闭后，热水器判断在第一预设时间段内是否开启加热管，若加热管在第一预设时间段内开启，则电化学除垢装置继续工作；若加热管在第一预设时间段内未开启，则关闭电化学除垢装置，且热水器判断在第二预设时间段内是否开启加热管。若加热管在第二预设时间段内开启，则开启电化学除垢装置；若加热管在第二预设时间段内未开启，则开启电化学除垢装置，且热水器继续判断在第三预设时间段内是否开启加热管。若加热管在第三预设时间段内开启，则电化学除垢装置继续工作；若加热管在第三预设时间段内未开启，则关闭电化学除垢装置，热水器再次判断在第二预设时间段内是否开启加热管。第二预设时间可为10min至30min；第三预设时间可为5min至30min。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (12)

1.一种热水器，包括用于储水的内胆和电化学除垢装置，其特征在于，

所述电化学除垢装置包括第一电极片、第二电极片和间隔层，且

所述第一电极片、所述间隔层和所述第二电极片依次叠置后沿所述内胆内壁卷绕一周成圆筒状；

所述电化学除垢装置还包括：两个分别具有多个电极柱的电极柱组，每个所述电极柱组的多个电极柱分别沿相应所述第一电极片和所述第二电极片的周向方向间隔地设置，且每个所述电极柱沿平行于所述内胆轴线的方向至少部分地伸入相应所述第一电极片和所述第二电极片。

2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，

所述第一电极片和所述第二电极片是柔性的。

3.根据权利要求2所述的热水器，其特征在于，

所述第一电极片和所述第二电极片均由活性炭纤维制成。

4.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，

所述间隔层由无纺布制成。

5.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，

一个所述电极柱组的多个电极柱与另一所述电极柱组的多个电极柱沿周向方向相互间隔地设置。

6.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，

所述第一电极片与所述第二电极片接入的电压为1.8V至2.5V。

7.根据权利要求6所述的热水器，其特征在于，

所述电化学除垢装置还包括：极性切换开关，配置成在开启所述电化学除垢装置时，使所述第一电极片和所述第二电极片的正负极性反转。

8.一种用于权利要求1至7中任一项所述热水器的控制方法，其特征在于，包括：

在开启所述热水器的加热管时，开启所述电化学除垢装置；

在关闭所述加热管时，延迟第一预设时间关闭所述电化学除垢装置。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

所述第一预设时间为0.5min至5min。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述加热管关闭后，所述电化学除垢装置在关闭第二预设时间后开启，在工作第三预设时间后关闭，且以此循环直至所述加热管开启。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，

所述第二预设时间为10min至30min；

所述第三预设时间为5min至30min。

12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

在开启所述电化学除垢装置时，使所述电化学除垢装置的第一电极片和第二电极片的正负极性反转。

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