CN108413607A - 一种燃电快速热水装置及热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃电快速热水装置及热水器，涉及热水器领域。该燃电快速热水装置包括，电加热装置和燃气加热装置，电加热装置包括电加热管、螺旋换热管和容液罐，电加热管和螺旋换热管容置于容液罐中，螺旋换热管沿电加热管长度方向布置，电加热装置和燃气加热装置通过进液管路连接。本发明所提出的燃电快速热水装置，适用地区更广，不受安装条件限制，在有燃气或电的地方均可使用，并且本热水器为用户提供了热源选择模式，可根据能源价格实时切换、达到更省钱的目的。本热水器的电热部分采用水电分离式加热方式，效地解决了传统电热水器的漏电隐患，安全性更高。
Description
技术领域
本发明涉及热水器领域，具体而言，涉及一种燃电快速热水装置及热水器。
背景技术
现有燃气热水器，加热热源(燃气燃烧)单一，仅在燃气压力充足、气量充足的情况下可正常工作，在燃气供应不足地区或者未铺设燃气管道的乡村远郊地区无法使用，受燃气供应条件限制，使得不能充分发挥其快速产热水的作用。对于现有的电热水器，通常为容水式电热水器，需要较长时间才能将水加热到预设温度，当其内部的热水使用完时需要较长时间的等待，因此并不能满足用户即时即用的需求。通常，在电热水器内胆中，通过电热装置直接加热水都存在热水出水温度不均匀现象，严重影响用户的感官体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃电快速热水装置，其具有结构简单，并且能够在燃气不充分的情况下，通过电加热进一步提高热水温度的特点。
本发明的另一目的在于提供一种热水器，其具有结构简单，能够在燃气不充分的情况下，通过电加热进一步提高热水温度，并且可以自由切换燃气模式和电加热模式的特点。
本发明提供一种技术方案：
一种燃电快速热水装置，包括电加热装置、燃气加热装置、进水管和出水管，电加热装置包括电加热管、螺旋换热管和容液罐，电加热管和螺旋换热管容置于容液罐中，燃气加热装置包括换热器，进水管连接换热器与螺旋换热管，进水管用于向电加热装置和燃气加热装置提供待加热的水，出水管用于排出经电加热装置和燃气加热装置加热的水，螺旋换热管沿电加热管长度方向布置，螺旋换热管一端与进水管连接，另一端与出水管连接，容液罐用于容置传热介质以加热螺旋换热管内的水。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，螺旋换热管为异形换热管。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，螺旋换热管为波纹管。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，电加热管采用纳米超晶格电热管。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，螺旋换热管以所述电加热管为中心，呈螺旋布置。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，容液罐设置有循环进液管和循环出液管，循环进液管用于向容液罐补充传热介质，循环出液管用于释放容液罐内压力并排出容液罐内的蒸汽。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，循环进液管与容液罐底部连接。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，循环出液管一端设置于容液罐顶部区域，另一端贯穿容液罐并向外延伸。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，循环出液管与出水管之间设置有热交换装置，热交换装置用于将循环出液管内蒸汽的热量传递给出水管内的水。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，容液罐内的液体在标况下沸点大于或等于100℃。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，容液罐内的液体为水。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，容液罐内的液体为纯净水水。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，容液罐内的液体为油液。
一种热水器，包括一种燃电快速热水装置，燃电快速热水装置包括电加热装置、燃气加热装置、进水管和出水管，电加热装置包括电加热管、螺旋换热管和容液罐，电加热管和螺旋换热管容置于容液罐中，燃气加热装置包括换热器，进水管连接换热器与螺旋换热管，进水管用于向电加热装置和燃气加热装置提供待加热的水，出水管用于排出经电加热装置和燃气加热装置加热的水，螺旋换热管沿电加热管长度方向布置，螺旋换热管一端与进水管连接，另一端与出水管连接，容液罐用于容置传热介质以加热螺旋换热管内的水。
相比现有技术，本发明提供的一种燃电快速热水装置及热水器的有益效果是：
本发明所提出的燃电快速热水装置及热水器，适用地区更广，不受安装条件限制，在有燃气或电的地方均可使用，并且本热水器为用户提供了热源选择模式，能够在燃气不充分的情况下，通过电加热进一步提高热水温度的特点，并且本燃电快速热水装置可根据能源价格实时切换、达到更省钱的目的。本热水器的电热部分采用水电分离式加热方式，效地解决了传统电热水器的漏电隐患，安全性更高；采用螺旋换热管能够有效的增加单位体积的换热表面积，并且待加热水在螺旋换热管内沿程均匀加热，最终使出水温度均匀，从而提高换热效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的第一实施例提供的燃电快速热水装置结构示意图；
图2为本发明的第一实施例提供的燃电快速热水装置的电加热结构示意图；
图3为本发明的第一实施例提供的燃电快速热水装置的波纹管结构图；
图4为本发明的第一实施例提供的燃电快速热水装置的示意性结构图。
图标：10-电加热装置；20-燃气加热装置；100-容液罐；101-电加热管；102-螺旋换热管；103-波纹管；204-换热器；300-进水管；303-出水管；400-进气管；401-循环出液管；402-循环进液管；500-控制器；600-热交换装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。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。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
第一实施例：
本实施例提供了一种燃电快速热水装置，应用于热水器，如图1所示，该燃电快速热水装置包括电加热装置10、燃气加热装置20、进水管300和出水管303，电加热装置10包括电加热管101、螺旋换热管102和容液罐100，如图2所示，电加热管101和螺旋换热管102容置于容液罐100中，燃气加热装置20包括换热器204，进水管300连接换热器204与螺旋换热管102，进水管300用于向电加热装置10和燃气加热装置20提供待加热的水，出水管303用于排出经电加热装置10和燃气加热装置20加热的水，螺旋换热管102沿电加热管101长度方向布置，螺旋换热管102一端与进水管300连接，另一端与出水管303连接，容液罐100用于容置传热介质以加热螺旋换热管102内的水。
螺旋换热管102为异形换热管。
螺旋换热管102为波纹管103绕制的螺旋状，如图3所示。
需要说明的是，本实施例中所涉及到的螺旋换热管102为异形换热管，其目的在于，异形换热管相较于普通圆形换热管具有更大的换热面积密度，即单位体积能够提供更多的换热面积，并且由其结构特性能够加速换热管与流体之间的热传递，从而提高换热效率；除本实施例所涉及的波纹管103外，螺旋换热管102还可以是螺旋扁管，方管等。
电加热管101采用纳米超晶格电热管。
需要说明的是，本实施例中所涉及到的电加热管101是以纳米超晶格电热管为核心发热元件，通过电源驱动半导体电子、空气、水分子结合高速撞击运动的多能源组合发热技术，集快速加热、水流控制、SCM及PLC自动化控制为一体，形成多能联动的复合热能输出，具有不结垢、无衰减、几乎无阻抗、使用寿命长、核心发热元器件电热转换率达98％，并由多种能源叠加集成，能效比达2.0及以上。通过采用纳米超晶格电热管作为电热热源，可以有效的防止由传热恶化而造成的电热管损坏和漏电，极大的提高了电热部分的安全性和经济性。
螺旋换热管102以电加热管101为中心，呈螺旋布置。
容液罐100设置有循环进液管402和循环出液管401，循环进液管402用于向容液罐100补充传热介质，循环出液管401用于释放容液罐100内压力并排出容液罐100内的蒸汽。
循环进液管402与容液罐100底部连接。
循环出液管401一端设置于容液罐100顶部区域，另一端贯穿容液罐100并向外延伸。
循环出液管401与出水管303之间设置有热交换装置600，热交换装置600用于将循环出液管401内蒸汽的热量传递给出水管303内的水，有利于提高出水管303内水的温度，从而提高系统能效。
容液罐100内的液体在标况下沸点大于或等于100℃。
容液罐100内的液体为纯净水。
需要说明的是，本实施例中所涉及到的容液罐100内的液体为纯净水，其目的在于，由于纯净水所含杂质较少甚至不含杂质，因此在电加热过程中在换热管表面不易产生水垢，从而保证了与螺旋换热管102之间的传热优良性。另一方面，容液罐100内所容置的液体为低粘度，高沸点的液体，其原因在于一方面，低粘度液体与换热管壁面和电加热管101壁面的粘附力较小，流体与壁面之间的边界层较薄，导热热阻较小，有利于流体与壁面之间的热量传递；另一方面，较高沸点的液体能够在沸腾时与螺旋换热管102内的待加热水产生较大的温差，从而有利于待加热水迅速到达预设温度。
本发明的实施例还提供了一种热水器，包括上述的一种燃电快速热水装置。
为使本方案更易于理解，接下来将结合附图进行说明，如图4所示，当用户需要使用热水时，待加冷水经进水管300依次经过燃气加热装置20的换热器204和电加热装置10的容液罐100，通过燃气加热装置20时，待加热水进行一次加热，此时一次加热后的水出水温度手受燃气压力和燃气量的影响，若此时燃气充足，一次加热水的出水温度大于或等于预设值，如50℃，所述预设值可根据用户需求自行调节，此时，控制器500控制电加热装置10处于断电状态，一次加热水经管路流出待用户使用；若当燃气不足或停气时，一次加热水的出水温度并不能满足用户需求，此时，控制器500控制电加热装置10处于接通状态，对一次加热水进行二次加热，二次加热水的出水温度可通过电加热管101进行功率变化输出，以满足用户的用水需求。
综上所述：
本发明实施例提供的燃电快速热水装置，包括电加热装置10和燃气加热装置20，通过电加热装置10对燃气加热装置20加热后的水进行辅助加热以满足用户使用需求。本发明所提出的燃电快速热水装置，适用地区更广，不受安装条件限制，在有燃气或电的地方均可使用，并且本热水器为用户提供了热源选择模式，可根据能源价格实时切换、达到更省钱的目的。本热水器的电热部分采用水电分离式加热方式，效地解决了传统电热水器的漏电隐患，安全性更高；另一方面，以高沸点的液体作为热传导介质，增加待加热水与传热介质之间的传热温差，从而提高了热传导速率，同时，采用螺旋状的异形换热管能够有效的增加单位体积的换热表面积，从而提高换热效率。
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，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也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。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种燃电快速热水装置，其特征在于，包括电加热装置、燃气加热装置、进水管和出水管，所述电加热装置包括电加热管、螺旋换热管和容液罐，所述电加热管和所述螺旋换热管容置于所述容液罐中，所述燃气加热装置包括换热器，所述进水管连接所述换热器与所述螺旋换热管，所述进水管用于向所述电加热装置和所述燃气加热装置提供待加热的水，所述出水管用于排出经所述电加热装置和燃气加热装置加热的水，所述螺旋换热管沿所述电加热管长度方向布置，所述螺旋换热管一端与所述进水管连接，另一端与所述出水管连接，所述容液罐用于容置传热介质以加热所述螺旋换热管内的水。
2.根据权利要求1所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述螺旋换热管为异形换热管。
3.根据权利要求2所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述螺旋换热管为波纹管。
4.根据权利要求1所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述电加热管采用纳米超晶格电热管。
5.根据权利要求1所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述螺旋换热管以所述电加热管为中心，呈螺旋布置。
6.根据权利要求1所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述容液罐设置有循环进液管和循环出液管，所述循环进液管用于向所述容液罐补充传热介质，所述循环出液管用于释放所述容液罐内压力并排出所述容液罐内的蒸汽。
7.根据权利要求6所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述循环进液管与所述容液罐底部连接。
8.根据权利要求6所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述循环出液管一端设置于所述容液罐顶部区域，另一端贯穿所述容液罐并向外延伸。
9.根据权利要求6所述的燃电快速热水装置，其特征在于，所述循环出液管与所述出水管之间设置有热交换装置，所述热交换装置用于将所述循环出液管内蒸汽的热量传递给所述出水管内的水。
10.一种热水器，其特征在于：所述热水器包括如权利要求1-9任一项所述的燃电快速热水装置。
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