CN114087783A - 蓄能式电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄能式电热水器，包括：外壳，所述外壳上设置有进水管和出水管；电加热部件，所述电加热部件用于通电产生热量；相变蓄能部件，所述相变蓄能部件用于吸收或释放热量；换热水管，所述换热管用于输送待加热的水；防烫组件，所述防烫组件包括三通管、旁通管和自动混水模块，所述旁通管连接在所述自动混水模块和所述三通管之间，所述三通管用于向所述进水管和所述旁通管输送冷水，所述自动混水模块用于根据所述出水管的出水温度控制所述旁通管的进水量。本发明采用相变蓄能部件存储热量以实现大水流量即热式加热的要求，通过防烫组件来避免出水水温过高而烫伤用户，进而提高用户使用体验性。

Description

蓄能式电热水器

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，尤其涉及一种蓄能式电热水器。

背景技术

目前，电热水器是人们日常生活中常用的家用电器。电热水器分为储水式热水器和即热式热水器。而即热式热水器因其能够实时输出热水被逐渐推广使用。

现有技术中的即热式热水器，通常采用电加热部件直接加热水管中流动的水，而由于受用户家中用电功率的限制，即热式热水器的出水量较小；另外，在使用时，当关水再次开启时，由于水管中存有较高温度的水，进而容易输出温度过高的水而烫伤用户。

鉴于此，如何设计一种出水量大且使用安全性高的电热水器是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种蓄能式电热水器，采用相变蓄能部件存储热量以实现大水流量即热式加热的要求，通过防烫组件来避免出水水温过高而烫伤用户，进而提高用户使用体验性。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

在一个方面，本发明提供了一种蓄能式电热水器，包括：

外壳，所述外壳上设置有进水管和出水管；

电加热部件，所述电加热部件用于通电产生热量；

相变蓄能部件，所述相变蓄能部件用于吸收或释放热量；

换热水管，所述换热管用于输送待加热的水；

防烫组件，所述防烫组件包括三通管、旁通管和自动混水模块，所述旁通管连接在所述自动混水模块和所述三通管之间，所述三通管用于向所述进水管和所述旁通管输送冷水，所述自动混水模块用于根据所述出水管的出水温度控制所述旁通管的进水量；

其中，所述电加热部件、所述相变蓄能部件和所述换热水管设置在所述外壳中，所述换热水管连接在所述进水管和所述出水管之间，所述电加热部件与所述相变蓄能部件热传导，所述换热水管与所述相变蓄能部件热传导，所述三通管连接在所述进水管上，所述自动混水模块连接在所述出水管上。

进一步的，所述相变蓄能部件为相变蓄能板，所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变。

进一步的，所述相变蓄能部件包括换热壳体和填充在所述换热壳体中的固液相变工质。

进一步的，所述外壳中设置有多个所述相变蓄能部件，相邻两个所述相变蓄能部件之间设置有所述电加热部件；所述换热水管包括多个子换热水管、分流管和汇流管，所述子换热水管连接在所述分流管和所述汇流管之间，所述子换热水管与对应的所述相变蓄能部件热传导。

进一步的，所述子换热水管设置在所述相变蓄能部件的内部；或者，所述子换热水管夹在相邻的两个所述相变蓄能部件之间。

进一步的，所述自动混水模块包括管体、芯体和感温驱动件，其中，所述管体的一端设置有端盖，所述管体的另一端设置有出水口，所述管体的侧壁开设有第一安装口和第二安装口， 所述芯体可滑动的设置在所述管体中并用于部分或全部遮挡住所述第二安装口，所述感温驱动件位于所述管体中，所述感温驱动件用于根据所述出水口的水温驱动所述芯体在所述管体中滑动；其中，所述第一安装口与所述出水管连接，所述第二安装口与所述旁通管连接。

进一步的，所述管体的内管壁设置有挡圈，所述感温驱动部件为记忆弹簧，所述记忆弹簧的一端部设置在所述挡圈上，所述记忆弹簧的另一端部设置在所述芯体上。

进一步的，所述第一安装口靠近所述出水口布置，所述第二安装口远离所述出水口布置；

其中，所述感温驱动件随所述出水口的水温上升而伸展；或者，所述感温驱动件随所述出水口的水温上升而回缩，所述芯体与所述端盖之间形成第一腔体，所述芯体上还开设有连通所述第一腔体的第一通孔，所述芯体的外周圈设置有第一密封圈，所述第一密封圈贴靠在所述管体的内管壁上，所述第一密封圈位于所述第一安装口和所述第二安装口之间，所述芯体还用于部分遮挡住所述第一安装口。

进一步的，所述第一安装口远离所述出水口布置，所述第二安装口靠近所述出水口布置；

其中，所述芯体的外周圈设置有第二密封圈，所述第二密封圈贴靠在所述管体的内管壁上，所述第二密封圈位于所述第一安装口和所述第二安装口之间，所述芯体与所述端盖之间形成第二腔体，所述芯体上还开设有连通所述第二腔体的第二通孔；从所述第一安装口流入的水先进入到所述第二腔体中并经由所述第二通孔流向所述出水口。

进一步的，所述芯体还用于部分遮挡住所述第一安装口。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过在外壳中配置相变蓄能部件来吸收存储电加热部件产生的热量，并利用相变蓄能部件来加热换热水管中流动的水，而由于相变蓄能部件能够在不用水时吸收存储大量的热量，进而满足在换热水管中大流量水流的加热要求；与此同时，防烫组件能够通过自动混水模块来混合热水和冷水，以避免电热水器的出水温度过高而烫伤用户，进而提高了蓄能式电热水器的使用可靠性，以提高用户体验性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明蓄能式电热水器一实施例的结构原理图;

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1防烫组件的结构示意图之一；

图4为图3中自动混水模块的剖视图之一；

图5为图3中自动混水模块的剖视图之二；

图6为图3中自动混水模块的剖视图之三；

图7为图1防烫组件的结构示意图之二;

图8为图7中自动混水模块的剖视图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

实施例一，如图1所示，本发明提供一种蓄能式电热水器，包括：

外壳100，所述外壳上设置有进水管101和出水管102；

电加热部件200，所述电加热部件用于通电产生热量；

相变蓄能部件300，所述相变蓄能部件用于吸收或释放热量；

换热水管40000，所述换热管用于输送待加热的水；

防烫组件500，所述防烫组件包括三通管1、旁通管3和自动混水模块2，所述旁通管连接在所述自动混水模块和所述三通管之间，所述三通管用于向所述进水管和所述旁通管输送冷水，所述自动混水模块用于根据所述出水管的出水温度控制所述旁通管的进水量；

其中，所述电加热部件、所述相变蓄能部件和所述换热水管设置在所述外壳中，所述换热水管连接在所述进水管和所述出水管之间，所述电加热部件与所述相变蓄能部件热传导，所述换热水管与所述相变蓄能部件热传导，所述三通管连接在所述进水管上，所述自动混水模块连接在所述出水管上。

在实际使用过程中，在用户不用热水的过程中，通过电加热部件200可以通电加热以对相变蓄能部件300提供热量。相变蓄能部件300能够充分的吸收热量并实现相变，进而可以在相变蓄能部件300中积存大量的热量。而在用户使用热水时，外部供水管（如自来水管）中的冷水从三通管1流入并经由进水管101进入到换热水管400中，而流动的水流将经过换热水管400与相变蓄能部件300之间进行热交换，进而利用相变蓄能部件300释放的热量来加热换热水管400中流动的水，热水将从出水管102输出至自动混水模块2，自动混水模块2根据出水管102的出水温度来调节旁通管3的冷水进入量，以使得最终输出的水达到用户所要求的水温范围内，最终流向用水终端（如花洒）。

通过利用相变蓄能部件300来事先存储足够的热量，便可以无需采用较大功率的电加热部件200进行加热，以降低电加热部件200对功率的要求。同时，电加热部件200不与水直接接触，这样，便可以有效的减少或避免因电加热部件200漏电而造成安全事故。与此同时，通过自动混水模块2来调节最终出水的温度，避免从所述出水管102输出的热水过高而烫伤用户，以提高使用安全性和用户体验性。

实施例二，如图2所示，为了提高蓄热能力和加热均匀性。则在外壳1中设置有多个相变蓄能部件300，相邻两个相变蓄能部件300之间设置有电加热部件200。

具体的，在实际组装过程中，在相邻的两个相变蓄能部件300之间均配置有电加热部件200，这样，电加热部件200释放的热量，能够被两侧布置的相变蓄能部件300有效的吸收，进而使得相变蓄能部件300能够均匀的加热，且电加热部件200夹在两个相变蓄能部件300之间，以使得电加热部件200释放的热量能够高效被吸收利用，以提高能量利用率。

在一些实施例中，为了使得换热水管400中的水快速且高效的加热，则对于换热水管400而言，其包括多个子换热水管401、分流管402和汇流管403，子换热水管401连接在分流管402和汇流管403之间，子换热水管401与对应的相变蓄能部件300热传导。

具体的，通过采用分流管402水进行分流处理，以使得水分别进入到各个子换热水管401中，水流分流后，通过各个子换热水管401能够与各个相变蓄能部件300进行换热，以使得增大换热面积并提高加热效率。其中，分流管402的进口形成进水管101，而汇流管403的出口形成出水管102而为了更有效的增大子换热水管401的换热面积，则子换热水管401整体呈盘管式结构。另外，对于分流管402和汇流管403的具体结构形式，则可以采用常规技术中具有分流功能和具有汇流功能的部件，在此不做赘述。

在另一个实施例中，子换热水管401夹在相邻的两个相变蓄能部件300之间，子换热水管401和电加热部件200可以同时夹在两个相变蓄能部件300之间。而为了有效的提高安全可靠性，以减少出现漏电的情况发生，则对于所述子换热管而言，其可以设置在相变蓄能部件300的内部。具体的，所述子换热管整体内置在相变蓄能部件300中，以通过相变蓄能部件300将子换热水管401与电加热部件200间隔开。这样，便可以有效的通过相变蓄能部件300对子换热水管401起到绝缘防护的作用。

在某一实施例中，对于相变蓄能部件300的具体表现实体可以采用多种相变形式，例如：可以采用固液相变或固固相变。具体的，相变蓄能部件300整体呈板装结构，相变蓄能部件300用于吸收或释放热量以进行固固相变。例如：相变蓄能部件300可以采用可以采用三水合醋酸钠等材料制成以实现固固相变，即将粉末状三水合醋酸钠压制形成板状结构以获得相变蓄能板。而对于采用固液相变的方式，则相变蓄能部件300包括换热壳体和填充在所述换热壳体中的固液相变工质。而由于采用固液相变工质的情况下，固液相变工质的具体成分可以采用常规技术中的材料，在此不做限制和赘述。

在另一个实施例中，对于电加热部件200而言，电加热部件200可以为电加热板，电加热板与相变蓄能部件300贴靠在一起，以增大换热面积。或者，电加热部件200可以为电加热管，电加热管采用S型管结构贴靠在相变蓄能部件300上以增大换热面积。

实施例三，如图3-图6所示，为了实现机械式限温控制，则自动混水模块2包括管体21、芯体22和感温驱动件23，其中，管体21的一端设置有端盖210，管体21的另一端设置有出水口211，管体21的侧壁开设有第一安装口212和第二安装口213， 芯体22可滑动的设置在管体21中并用于部分或全部遮挡住第二安装口213，感温驱动件23位于管体21中，感温驱动件23采用记忆合金材料制成并用于根据出水口211的水温驱动芯体22在管体21中滑动。其中，三通管1具有一进口11和两个出口12，进口11则与外界供水源连接以用于引入自来水，旁通管3的一管口与其中一所述出口连接，另一管口与第二安装口213连接，而三通管1的另一出口12则与进水管101连接。

在实际使用时，三通管1通过其中一个出口12与进水管101连接，而管体21的第二安装口213则与出水管102连接。在用户使用过程中，自来水经由三通管1进入到换热水管400内，换热水管400内的热水则经由第一安装口212进入到管体21内并从出水口211输出。而在通过出水口211输出热水的过程中，感温驱动件23由于采用记忆合金材料制成，则会根据出水口211的出水温度不同而发生形变，进而带动芯体22移动，通过移动芯体22来设置开关第二安装口213。

具体过程如下：当出水口211的出水温度较高时，此时，感温驱动件23发生形变并带动芯体22离开第二安装口213，以打开第二安装口213，并且，随着水温的增加，则感温驱动件23的形变程度继续增大以增大第二安装口213的开度。反之，随着出水口211出水温度降低，感温驱动件23逐渐复位，以增大芯体22遮盖住第二安装口213的面积，并且，在出水口211的出水温度较低不需要进行冷热水混合时，则芯体22完全遮盖住第二安装口213，以截断冷水的流入。

对于管体21上配置的端盖210，端盖210可以独立与管体21并采用螺纹连接的方式，封堵住管体21的一端部；或者，所述端盖与管体21为一整体结构。

在一些实施例中，为了方便安装感温驱动件23，则可以在管体21的内管壁设置有挡圈214，感温驱动件23设置在挡圈214和芯体22之间。具体的，通过在管体21的内管壁布置挡圈214，挡圈214一方面能够对感温驱动件23起到安装支撑的作用，另一方面挡圈214位于管体21中并靠近出水口211，挡圈214可以确保水能够从出水口211顺畅的输出。

在某些实施例中，对于第一安装口212和第二安装口213的位置，可以有多种形式，以下结合附图进行说明。

在一实施例中，如图4所示，第一安装口212靠近出水口211布置，第二安装口213远离出水口211布置。具体的，换热水管400输出的热水经由第一安装口212直接流向出水口211，而远离出水口211布置的第二安装口213则在芯体22打开第二安装口213时引入冷水。

其中，对于感温驱动件23而言，其可以随温度的增加而伸展，或者，可以随温度的增加而回缩。为此，对于感温驱动件23随温度的增加而伸展的情况下，如图2所示，芯体22仅用于打开或关闭第二安装口213。而对于感温驱动件23随温度的增加而回缩的情况下，如图5所示，感温驱动件23随出水口211的水温上升而回缩；芯体22与所述端盖之间形成第一腔体201，芯体22上还开设有连通第一腔体201的第一通孔221；从第二安装口213流入的水先进入到第一腔体201中并经由第一通孔221流向出水口211。具体的，当需要进行冷热水混合时，随着出水口211水温的增加，感温驱动件23回缩，进而使得芯体22朝向出水口211方向移动。芯体22露出第二安装口213，以使得第二安装口213与第一腔体201连通，从第二安装口213进入的冷水先进入到第一腔体201中，然后，在经由第一通孔221流向出水口211，以实现冷热水的混合。

另外，为了避免第一安装口212和第二安装口213流入的水相互干扰，则可以在芯体22的外周圈设置有第一密封圈222，第一密封圈222贴靠在管体21的内管壁上，第一密封圈222位于第一安装口212和第二安装口213之间，芯体22还用于部分遮挡住第一安装口212。具体的，在将芯体22装入到管体21中后，第一密封圈222挤压贴靠在管体21的内管壁上，并将第一安装口212和第二安装口213间隔开，进而实现第二安装口213流入的水只能经由第一通孔221流出。

而在另一个实施例中，如图6所示，第一安装口212远离出水口211布置，第二安装口213靠近出水口211布置；芯体22的外周圈设置有第二密封圈223，第二密封圈223贴靠在管体21的内管壁上，第二密封圈223位于第一安装口212和第二安装口213之间，芯体22与所述端盖之间形成第二腔体202，芯体22上还开设有连通第二腔体202的第二通孔224；从第一安装口212流入的水先进入到第二腔体202中并经由第二通孔224流向出水口211。

具体的，电热水器中换热水管400输出的热水能够通过第一安装口212进入到第二腔体202中，然后，热水经由第二通孔224流向出水口211。而对于第二安装口213而言，则由感温驱动件23来控制芯体22移动，进而实现开关第二安装口213，以实现冷热水的混合。同样的，利用第二密封圈223可以有效的将第一安装口212和第二安装口213间隔开。

在某些实施例中，为了更加有效地避免热水烫伤用户，在对于可以移动的芯体22而言，其还用于部分遮挡住第一安装口212。具体的，随着出水口211水温的增加，芯体22在管体21中移动，进而使得第二安装口213打开。而随着出水口211的水温持续上升，则第二安装口213的开度逐渐增大，同时，芯体22朝向第一安装口212方向移动并部分遮挡住第一安装口212。

实施例四，如图7-图8所示，基于上述实施例三，可选的，对于感温驱动件23而言，其可以采用记忆合金制成的弹片，或者，感温驱动件23为记忆弹簧。以感温驱动件23为记忆弹簧为例，所述记忆弹簧的一端部设置在挡圈214上，所述记忆弹簧的另一端部设置在芯体22上。所述记忆弹簧能够依据出水口211的出水温度自动伸缩，以调节冷热水的混合程度。

而在一些实施例中，为了方便用户或操作人员来调节触发混水的温度，所述蓄能式电热水器还包括调节组件4，调节组件4包括螺杆41和档杆42，档杆42设置在螺杆41的一端部；所述端盖上开设有螺纹孔（未标记），螺杆41螺纹连接在所述螺纹孔中，螺杆41穿过芯体22并延伸至所述记忆弹簧中，档杆42横向贯穿所述记忆弹簧并贴靠在所述记忆弹簧的弹簧圈上。

具体的，工厂操作人员或用户可以通过转动螺杆41来调节参与伸缩的记忆弹簧的弹簧圈圈数，进而实现控制所述记忆弹簧的伸缩量，这样，便可以实现调节冷热水混合的触发温度。同样的，在某些特殊情况下，当用户需要用高温水而不需要进行混水的情况下，则通过转动螺杆41以使得将档杆42移动至芯体22位置，进而使得，所述记忆弹簧无法因温度变化而伸缩，进而实现高温出水而不进行混水处理，更有利于提高用户对用水温度多样性的要求。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蓄能式电热水器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设置有进水管和出水管；

电加热部件，所述电加热部件用于通电产生热量；

相变蓄能部件，所述相变蓄能部件用于吸收或释放热量；

换热水管，所述换热管用于输送待加热的水；

防烫组件，所述防烫组件包括三通管、旁通管和自动混水模块，所述旁通管连接在所述自动混水模块和所述三通管之间，所述三通管用于向所述进水管和所述旁通管输送冷水，所述自动混水模块用于根据所述出水管的出水温度控制所述旁通管的进水量；

其中，所述电加热部件、所述相变蓄能部件和所述换热水管设置在所述外壳中，所述换热水管连接在所述进水管和所述出水管之间，所述电加热部件与所述相变蓄能部件热传导，所述换热水管与所述相变蓄能部件热传导，所述三通管连接在所述进水管上，所述自动混水模块连接在所述出水管上。

2.根据权利要求1所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述相变蓄能部件为相变蓄能板，所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变。

3.根据权利要求1所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述相变蓄能部件包括换热壳体和填充在所述换热壳体中的固液相变工质。

4.根据权利要求1所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述外壳中设置有多个所述相变蓄能部件，相邻两个所述相变蓄能部件之间设置有所述电加热部件；所述换热水管包括多个子换热水管、分流管和汇流管，所述子换热水管连接在所述分流管和所述汇流管之间，所述子换热水管与对应的所述相变蓄能部件热传导。

5.根据权利要求4所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述子换热水管设置在所述相变蓄能部件的内部；或者，所述子换热水管夹在相邻的两个所述相变蓄能部件之间。

6. 根据权利要求1-5所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述自动混水模块包括管体、芯体和感温驱动件，其中，所述管体的一端设置有端盖，所述管体的另一端设置有出水口，所述管体的侧壁开设有第一安装口和第二安装口， 所述芯体可滑动的设置在所述管体中并用于部分或全部遮挡住所述第二安装口，所述感温驱动件位于所述管体中，所述感温驱动件用于根据所述出水口的水温驱动所述芯体在所述管体中滑动；其中，所述第一安装口与所述出水管连接，所述第二安装口与所述旁通管连接。

7.根据权利要求6所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述管体的内管壁设置有挡圈，所述感温驱动部件为记忆弹簧，所述记忆弹簧的一端部设置在所述挡圈上，所述记忆弹簧的另一端部设置在所述芯体上。

8.根据权利要求7所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述第一安装口靠近所述出水口布置，所述第二安装口远离所述出水口布置；

其中，所述感温驱动件随所述出水口的水温上升而伸展；或者，所述感温驱动件随所述出水口的水温上升而回缩，所述芯体与所述端盖之间形成第一腔体，所述芯体上还开设有连通所述第一腔体的第一通孔，所述芯体的外周圈设置有第一密封圈，所述第一密封圈贴靠在所述管体的内管壁上，所述第一密封圈位于所述第一安装口和所述第二安装口之间，所述芯体还用于部分遮挡住所述第一安装口。

9.根据权利要求7所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述第一安装口远离所述出水口布置，所述第二安装口靠近所述出水口布置；

其中，所述芯体的外周圈设置有第二密封圈，所述第二密封圈贴靠在所述管体的内管壁上，所述第二密封圈位于所述第一安装口和所述第二安装口之间，所述芯体与所述端盖之间形成第二腔体，所述芯体上还开设有连通所述第二腔体的第二通孔；从所述第一安装口流入的水先进入到所述第二腔体中并经由所述第二通孔流向所述出水口。

10.根据权利要求9所述的蓄能式电热水器，其特征在于，所述芯体还用于部分遮挡住所述第一安装口。

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