CN113188249A - 电热水器 - Google Patents

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杨昆
罗岚
金胜昔
宋宪磊
余忆心
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Abstract

本申请涉及一种电热水器，包括箱体、加热层和电焰释放单元，加热层设置于箱体内，并将箱体的内部分为不连通的储水空间和加热空间，电焰释放单元设置于加热空间，电焰释放单元在通电后对加热层放电，在加热空间产生电焰对储水空间存储的水进行加热。通过控制电焰释放单元放电产生电焰对储水空间的水进行间隔加热，不与水直接接触，降低因漏水导致用户触电的风险，有效提高了电热水器的使用安全性。

Description

电热水器
技术领域
本申请涉及电器设备技术领域，特别是涉及一种电热水器。
背景技术
随着社会生活水平的提高,快速、安全的生活用水也逐渐成为大众关注的焦点。电热水器作为一种以电作为能源进行加热的热水器，适用于家庭淋浴、盆浴等场合。
传统电热水器的加热方式是使用电热丝直接与水接触进行加热，如果电热水器出现漏水情况很容易漏电而威胁到用户生命安全，存在使用安全性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电热水器使用可靠性低的问题，提供一种电热水器，能达到有效提高使用安全性的效果。
一种电热水器，包括箱体、加热层和电焰释放单元，所述加热层设置于所述箱体内，并将所述箱体的内部分为不连通的储水空间和加热空间，所述电焰释放单元设置于所述加热空间，所述电焰释放单元在通电后对所述加热层放电，在所述加热空间产生电焰对所述储水空间存储的水进行加热。
在其中一个实施例中，所述加热层包括层叠设置的导电加热层和非导电加热层，且所述非导电加热层位于所述导电加热层远离所述加热空间的一侧。
在其中一个实施例中，电热水器还包括水温感温包和电焰温度感温包，所述水温感温包位于所述储水空间，所述电焰温度感温包位于所述加热空间。
在其中一个实施例中，电热水器还包括控制器，所述控制器连接所述电焰释放单元、所述水温感温包和所述电焰温度感温包。
在其中一个实施例中，电热水器还包括搅拌结构，所述搅拌结构设置于所述储水空间，且连接所述控制器。
在其中一个实施例中，所述箱体包括存储箱体和加热箱体，所述储水空间设置于所述存储箱体，所述加热空间设置于所述加热箱体。
在其中一个实施例中，电热水器还包括设置于所述存储箱体的进水口和出水口，且所述出水口的位置低于所述进水口的位置。
在其中一个实施例中，电热水器还包括设置于所述存储箱体的气压释放口。
在其中一个实施例中，电热水器还包括设置于所述存储箱体的清洁剂容纳盒和排污口。
在其中一个实施例中，电热水器还包括设置于所述加热箱体的压力释放口。
上述电热水器，在箱体内设置加热层，将箱体的内部分为不连通的储水空间和加热空间，储水空间用于存储水，电焰释放单元设置于加热空间，电焰释放单元在通电后对加热层放电，在加热空间产生电焰对储水空间存储的水进行加热。通过控制电焰释放单元放电产生电焰对储水空间的水进行间隔加热，不与水直接接触，降低因漏水导致用户触电的风险，有效提高了电热水器的使用安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为一实施例中电热水器的结构示意图；
图2为一实施例中电热水器的结构框图；
图3为一实施例中电热水器的温度控制流程图；
图4为一实施例中电热水器的防干烧流程图；
图5为一实施例中电热水器的自清洁流程图。
附图标记说明：1、加热箱体；2、电焰释放单元；3、电焰温度感温包；4、压力释放口；5、排污口；6、水温感温包；7、出水口；8、气压释放口；9、清洁剂容纳盒；10、进水口；11、搅拌结构；12、导电加热层；13、非导电加热层；14、加热空间、15、储水空间；16、控制器。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电热水器，包括箱体、加热层和电焰释放单元2，加热层设置于箱体内，并将箱体的内部分为不连通的储水空间15和加热空间14，储水空间15用于存储水，电焰释放单元2设置于加热空间14，电焰释放单元2在通电后对加热层放电，在加热空间14产生电焰对储水空间15存储的水进行加热。其中，电焰释放单元2具体可设计为电焰针。
具体地，可通过控制器连接电焰释放单元2，在需要加热水时对电焰释放单元2进行供电，以使电焰释放单元2与加热层进行放电，在加热空间14释放电焰对加热层进行加热，经过热传导使得储水空间15存储的水升温，实现间隔加热。其中，根据加热层的设置方式，可将箱体分为两个部分。如图1所示，箱体包括存储箱体和加热箱体1，储水空间15设置于存储箱体，加热空间14设置于加热箱体1。可以理解，存储箱体和加热箱体1的具体位置关系并不唯一，本实施例中，加热层横向设置在箱体中，则存储箱体为电热水器的上层箱体，加热箱体1为电热水器的下层箱体，电焰释放单元2固定于下层箱体内。对应地，储水空间15为上层箱体空间，加热空间14为下层箱体空间。
加热层的具体结构也不是唯一的，在一个实施例中，加热层包括层叠设置的导电加热层12和非导电加热层13，且非导电加热层13位于导电加热层12远离加热空间14的一侧。具体地，导电加热层12可采用导热良好的导体制作，非导电加热层13可采用导热良好的非导体制作。当控制器对电焰释放单元2供电后，电焰释放单元2与导电加热层12进行放电，产生电焰对导电加热层12进行加热，产生的热量通过非导电加热层13传递后给储水空间15中的水进行加热。本实施例中，通过设置非导电加热层13，可以防止导电加热层12意外损坏而导致的安全隐患；非导电加热层13还可以防止无水干烧造成的导电加热层12的氧化，而致使加热效率下降的情况。
可以理解，在其他实施例中，加热层也可以是只包括导电加热层12，利用电焰释放单元2与导电加热层12进行放电，在加热空间14产生电焰对导电加热层12加热，以使储水空间15存储的水升温，同样可实现间隔加热。
上述电热水器，在箱体内设置加热层，将箱体的内部分为不连通的储水空间15和加热空间14，储水空间15用于存储水，电焰释放单元2设置于加热空间14，电焰释放单元2在通电后对加热层放电，在加热空间14产生电焰对储水空间15存储的水进行加热。通过控制电焰释放单元2放电产生电焰对储水空间15的水进行间隔加热，不与水直接接触，降低因漏水导致用户触电的风险，有效提高了电热水器的使用安全性。
在一个实施例中，继续参照图1，电热水器还包括水温感温包6和电焰温度感温包3，水温感温包6位于储水空间15，电焰温度感温包3位于加热空间14。其中，水温感温包6具体安装在存储箱体内壁上，水温感温包6的数量可以是一个，也可以是两个以上。当水温感温包6的数量为多个时，还可将多个水温感温包6分布在存储箱体的不同位置。通过水温感温包6检测储水空间15中存储水的温度，以便实时了解实际水温，针对性地对电焰释放单元2的加热功率进行调节。进一步地，电焰温度感温包3固定安装在加热箱体1内壁，通过电焰温度感温包3检测电焰温度，可用于检测电热水器是否处于加热状态，以及是否出现干烧现象等。
在一个实施例中，如图2所示，电热水器还包括控制器16，控制器16连接电焰释放单元2、水温感温包6和电焰温度感温包3。控制器16的具体类型并不唯一，例如可选择CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、MCU(Micro Control Unit)等，本实施例中，控制器16采用MCU。控制器16根据水温感温包6发送的信号确定实际水温，若实际水温低于用户设置的目标温度，则根据实际水温和设定水温采用功率节能算法控制电焰释放单元2工作，在最短的时间内以最节省电功率(电焰)的方式达到设置的水温值，实现节能的目的。若实际水温不低于目标温度，则减小电焰释放单元2的功率，保持水恒温。
其中，当水温感温包6的数量为多个时，可将多个水温感温包6采集的温度数据的平均值作为实际水温。控制器16在得到实际水温后，可以是结合实际水温与用户设置的目标温度之间的温度差，先控制所有电焰释放单元2全功率运行，然后降低运行功率和/或减少通电的电焰释放单元2的数量，利用余热和低功率加热使水温达到目标温度，在最短时间以最省功率的方式达到设定水温。
具体地，假设用户设置温度为T1，测试水温为T2，电热水器的换热效率为g，单个电焰释放单元2的最大功率为P，最小为0。某时刻电热水器的功率为Po，则水接受的能量为Wo＝g*Po；水温需上升的温升为T＝T2-T1，需要的总能量为f(T)。则功率节能算法的目标为在最短的时间内，通过电焰提供该能量。为达该目的，需使电焰释放单元直接在导热能力的上限工作一段时间，产生的能量达a*f(T)，a为系数，在剩余的(1-a)*f(T)中利用余热和低功率温热达到目标水温附近，再进行功率的动态减小。
此外，控制器16还结合水温感温包6和电焰温度感温包3反馈的信号，进行防干烧检测。具体地，在电焰释放单元2通电加热的过程中，水温感温包6和电焰温度感温包3分别采集水温和电焰温度，控制器16根据水温和电焰温度分别计算水温温升和空气温升，若水温温升和空气温升相等，则说明出现干烧，控制器16控制电焰释放单元2停止加热。若水温温升和空气温升不相等，具体为水温温升小于空气温升时，则说明未出现干烧，继续进行加热。
在一个实施例中，如图1所示，电热水器还包括搅拌结构11，搅拌结构11设置于储水空间15，且连接控制器16。控制器16可在控制电焰释放单元2进行加热的同时，还控制搅拌结构11转动，调整水温均匀，防止冷热不均，还可防止水垢沉积。搅拌结构11的具体结构并不唯一，本实施例中搅拌结构11为涡扇。
在一个实施例中，电热水器还包括设置于存储箱体的进水口10和出水口7，且出水口7的位置低于进水口10的位置。具体地，进水口10位于存储箱体的顶部，出水口7可设置在存储箱体的中部侧壁区域。通过进水口10导入水到存储箱体后，控制器16控制电焰释放单元2放电产生电焰，对存储箱体内的水进行加热。加热后的热水从出水口7流出，以供用户使用。
进一步地，在一个实施例中，电热水器还包括设置于存储箱体的清洁剂容纳盒9和排污口5。其中，排污口5设置在存储箱体的底部，低于出水口7的位置。清洁剂容纳盒9还可连接控制器16，在需要对存储箱体进行清洗时，可通过控制器16控制清洁剂容纳盒9打开，以使清洁剂和水进入存储箱体，然后控制器16控制搅拌结构11工作，使存储箱体内充分清洁，之后将水从排污口5排出。
在一个实施例中，电热水器还包括设置于存储箱体的气压释放口8。通过在存储箱体设置气压释放口8，防止水温过大引起的危险。进一步地，在一个实施例中，电热水器还包括设置于加热箱体1的压力释放口4。在加热箱体1设置压力释放口4，在电焰加热后会发生空气膨胀，通过压力释放口4自动释放空气避免危险。
在一个实施例中，电热水器还可包括连接控制器16的控制板。用户可通过控制板控制电热水器的开启、关闭，还可通过控制板设置目标温度、定时加热、一键启动清洁等功能。当控制板发送加热指令至控制器16后，控制器16控制电焰释放单元2进行放电，产生电焰进行加热。在加热过程中，控制器16启动搅拌结构11进行充分加热。
此外，控制板还可用于控制电热水器进行清洗。当控制板发送清洗指令至控制器16后，控制器16控制出水口7关闭，进水口10打开。同时，控制器16还控制电热水器的清洁剂容纳盒9打开，以使清洁剂和水进入存储箱体，然后控制器16控制搅拌结构11工作，之后将水从排污口5排出。可以理解，控制板的具体结构并不唯一，可包括按键、旋钮和调节开关中的至少一种。
此外，在一个实施例中，电热水器还可包括连接控制器16的交互装置。交互装置可以包括显示器和/或报警器，其中，显示器可以是采用显示屏或数码显示管，显示屏可以是采用LED(Light Emitting Diode，半导体发光二极管)显示屏或LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示器)显示屏。报警器可以是采用报警灯或扬声器。以交互装置包括显示器和报警器为例，控制器16可通过显示器显示电热水器的相关状态信息，例如处于加热/待机状态、显示当前加热目标温度等。此外，控制器16还可在检测到电热水器出现异常，例如出现干烧时，通过报警器显示相关提示信息，以告知用户出现异常。
为便于更好地理解上述电热水器，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
本申请提供的一种全新的电热水器结构及系统，相比于传统电热水器，具有高精准控水温、水电隔离，防干烧，水垢强力自清洁，水垢排污口、进水口、出水口防堵塞，耗能检测，节能控制、智能控制热能等功能。
如图1所示，电热水器的结构包括：
部件1：加热箱体，作为电热水器的下层箱体，用于安置电焰释放单元，感温包等。
部件2：电焰释放单元，固定于下层箱体，与部件12放电，加热部件12。
部件3：电热水器的电焰温度感温包，固定于部件1，用于测试电焰温度，防止误判。
部件4：压力释放口，于部件1开孔形成，下层箱体在电焰加热后空气膨胀，为避免危险而通过部件4自动释放。
部件5：排污口，位于上层箱体底部，可选地与部件11、部件9联动，完成自清洁动作。
部件6：水温感温包，位于上层箱体靠近底部，上层箱体可选地安装1个或多个部件6，至少一个部件6，用于测定水温，多个部件6用于测定多点水温，用于反馈电焰功率控制，以达最优加热方式及节能处理。
部件7：出水口，位于上层箱体排污口之上，用于释放热水。
部件8：上层箱体的气压释放口，防止水温过大引起的危险。
部件9：清洁剂容纳盒，位于上层箱体顶部，可选地与部件5、部件11联动，完成自清洁动作。
部件10：进水口，位于上层箱体顶部，释放水源进入上层箱体。
部件11：设置在上层箱体的搅拌结构，用于调整水温均匀，防止冷热不均，可选地与部件5、部件9联动，完成自清洁动作。
部件12：导电加热层，作为加热层1，接受部件2的电弧，实现加热。
部件13：非导电加热层，作为加热层2，可选，用于防止部件12意外损坏，导致的安全隐患；防止无水干烧造成的部件12的氧化，致使加热效率下降。
部件14：加热空间，作为下层箱体空间，电焰释放空间。
部件15：储水空间，作为上层箱体空间，存储水。
电热水器还包括控制器，控制器连接电焰释放单元2、水温感温包6和电焰温度感温包3。控制器的具体类型并不唯一，例如可选择CPU、MCU等，本实施例中，控制器采用MCU。控制器根据水温感温包6发送的信号确定实际水温，若实际水温低于用户设置的目标温度，则根据实际水温和设定水温采用功率节能算法控制电焰释放单元2工作，在最短的时间内以最节省电功率(电焰)的方式达到设置的水温值，实现节能的目的。若实际水温不低于目标温度，则减小电焰释放单元2的功率，保持水恒温。
具体地，温度控制流程如图3所示，MCU在开机后开启温度巡航，保存用户的水温设置操作，读取水箱水温，若水箱水温低于设定温度，则进行电焰点火加热，并利用功率节能算分进行控制，再次读取水箱水温。当水箱水温不低于设定温度后，则减小电焰功率，使水保持恒温。其中，功率节能算法目的为在最短的时间内以最节省电功率(电焰)的方式达到设置的水温值，实现节能的目的，同时，由于电焰加热功率可控，可以实现水温的精准控制。假设用户设置温度为T1，测试水温为T2，电热水器的换热效率为g，单个电焰释放单元2的最大功率为P，最小为0。某时刻电热水器的功率为Po，则水接受的能量为Wo＝g*Po；水温需上升的温升为T＝T2-T1，需要的总能量为f(T)。则功率节能算法的目标为在最短的时间内，通过电焰提供该能量。为达该目的，需使电焰释放单元直接在导热能力的上限工作一段时间，产生的能量达a*f(T)，a为系数，在剩余的(1-a)*f(T)中利用余热和低功率温热达到目标水温附近，再进行功率的动态减小。
电热水器可具备防干烧功能，实现方式如图4所示。通过读取水温感温包数据TW，根据水温感温包数据TW计算水温温升TW，同时，根据电焰温度感温包采集的数据计算空气温升Ta。如果水温温升TW等于空气温升Ta，则说明出现干烧，停止加热。如果水温温升TW不等于空气温升Ta，则说明未出现干烧，继续加热。
电热水器的强力自清洁流程如图5所示，在用户启动一键清洁功能后，释放适量容纳盒中的清洁剂，搅拌结构11搅动水T分钟，清洗接收后水由排污口5排出。同时，搅拌结构11也可以作为将水温混和均匀的方式，也可以采用每次加热时，搅拌结构搅动水，防止水垢沉积，用水时都能少量排出的方式。
电热水器还可包括连接控制器的控制板。用户可通过控制板控制电热水器的开启、关闭，还可通过控制板设置目标温度、定时加热、一键启动清洁等功能。当控制板发送一键清洗指令至控制器后，控制器控制出水口7和排污口5关闭，进水口10打开。同时，控制器还控制电热水器的清洁剂容纳盒9打开，以使清洁剂和水进入存储箱体，然后控制器控制搅拌结构11工作，之后将水从排污口5排出。
电热水器还可包括连接控制器的交互装置。交互装置可以包括显示器和报警器，其中，显示器可以是采用显示屏或数码显示管，显示屏可以是采用LED显示屏或LCD显示屏，报警器可以是采用报警灯或扬声器。控制器可通过显示器显示电热水器的相关状态信息，例如处于加热/待机状态、显示当前加热目标温度等。此外，控制器还在检测到电热水器出现异常，例如出现干烧时，通过报警器显示相关提示信息，以告知用户出现异常。
上述电热水器，解决了电热水器漏电导致消费者安全的问题，同时还大幅减少水箱中的水垢，节省镁棒。该电热水器能实现高精准控水温、水电隔离、防干烧，无电热水器的漏电问题，能够水垢强力自清洁。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电热水器，其特征在于，包括箱体、加热层和电焰释放单元，所述加热层设置于所述箱体内，并将所述箱体的内部分为不连通的储水空间和加热空间，所述电焰释放单元设置于所述加热空间，所述电焰释放单元在通电后对所述加热层放电，在所述加热空间产生电焰对所述储水空间存储的水进行加热。
2.根据权利要求1所述的电热水器，其特征在于，所述加热层包括层叠设置的导电加热层和非导电加热层，且所述非导电加热层位于所述导电加热层远离所述加热空间的一侧。
3.根据权利要求1所述的电热水器，其特征在于，还包括水温感温包和电焰温度感温包，所述水温感温包位于所述储水空间，所述电焰温度感温包位于所述加热空间。
4.根据权利要求3所述的电热水器，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接所述电焰释放单元、所述水温感温包和所述电焰温度感温包。
5.根据权利要求4所述的电热水器，其特征在于，还包括搅拌结构，所述搅拌结构设置于所述储水空间，且连接所述控制器。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电热水器，其特征在于，所述箱体包括存储箱体和加热箱体，所述储水空间设置于所述存储箱体，所述加热空间设置于所述加热箱体。
7.根据权利要求6所述的电热水器，其特征在于，还包括设置于所述存储箱体的进水口和出水口，且所述出水口的位置低于所述进水口的位置。
8.根据权利要求6所述的电热水器，其特征在于，还包括设置于所述存储箱体的气压释放口。
9.根据权利要求6所述的电热水器，其特征在于，还包括设置于所述存储箱体的清洁剂容纳盒和排污口。
10.根据权利要求6所述的电热水器，其特征在于，还包括设置于所述加热箱体的压力释放口。
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