CN202135348U - 电加热组件及应用该电加热组件的电热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电加热组件及应用该电加热组件的电热水器，涉及电加热技术领域，解决了现有电热水器在加热管干烧时，无法有效抑制加热管温度的过快上涨，加热管温度迅速升高导致电热水器内部部件被损坏的问题。本实用新型实施例中，电热管内部采用了电热丝与正温度系数热敏电阻串联的结构，当加热管处于干烧状态时，随着电热丝温度的升高，该正温度系数热敏电阻的温度也不断升高，由于正温度系数热敏电阻具有温度升高电阻增大的特性，因此，在供电电压不变的条件下，流过正温度系数热敏电阻和电热丝的电流不断减小，从而降低了电热丝发热功率，进而减缓了加热管温度上升的速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电加热技术领域，尤其涉及电加热组件及应用该电加热组件的电热水器。
背景技术
电热水器内部的核心部件是电加热组件，其包括：加热管及用于固定加热管于电热水器内胆上的法兰。其中，加热管由电热丝、氧化镁粉和不锈钢管体构成。电热丝通电后产生热量，热量通过氧化镁粉和不锈钢管体传导后进入电热水器内的水中，以对水进行加热。
在加热水的过程中，通过水的热传导和水受热后在电热水器内胆中的运动可以将加热管产生的大部分热量带走，因此加热管内部的温度会比较低。但当电热水器内部缺水，导致加热管干烧时，由于空气的导热性远低于水，加热管在空气中进行加热时，热量就不能及时被空气带走而是在加热管内部聚集，这会导致加热管内部温度很高，进而造成加热管内部的电热丝被烧断，或者加热管爆管。通过试验发现，加热管干烧时内部温度超过正常使用时的温度时间仅需1分钟左右。
现有技术通过温度传感器检测电热水器内胆中介质(水或空气)的温度，当检测到的温度超过了温控器设定的上限或在单位时间内检测到的温升超过一定的数值，则控制器判断为加热管干烧，通过继电器来切断电源。
上述两种技术都有一定的局限性：通过设定温度上限来判断加热管干烧的技术，其缺点在于加热管干烧时电热水器内胆中热量靠空气传导，传导速率慢，当温度传感器检测到温度上限时，靠近加热管的部分内胆的温度已经远远高于这个值，将会造成该部分内胆中的部件损坏。
通过在单位时间内检测温升来判断干烧的技术，其缺点在于需要多次判断，判断次数过少会造成误判；另外，由于温度传感器检测温度的速度慢，检测得到的温度有一定滞后，因此，多次判断所需的判断时间会较长，同样会造成电热水器内胆中温度过高，导致内部部件损坏。
由上述分析可知，现有的电热水器在加热管干烧时，无法有效抑制加热管温度的过快上涨，导致加热管在短时间内温度迅速升高，容易造成电热水器内部部件被损坏。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种电加热组件及应用该电加热组件的电热水器，可在加热管干烧时，有效地抑制加热管温度的过快上涨。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种电加热组件，包括：加热管及固定所述加热管的法兰，所述加热管包括不锈钢管体及封装在所述不锈钢管体内的电热丝，其中，所述电加热组件还包括封装在所述不锈钢管体内的正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻与所述电热丝串联形成防干烧加热单元。
一种电热水器，包括上述电加热组件，所述电加热组件的所述法兰安装于所述电热水器的内胆上。
本实用新型实施例提供的电加热组件及应用该电加热组件的电热水器中，当加热管处于干烧状态时，随着加热管中电热丝温度的升高，与电热丝串联的正温度系数热敏电阻的温度也不断升高，由于正温度系数热敏电阻具有温度升高电阻增大的特性，因此，由电热丝和该正温度系数热敏电阻构成的防干烧加热单元的电阻也不断增大。在供电电压不发生变化的前提下，流过该防干烧加热单元电流的电流强度会随着温度的上升而减小，从而降低了防干烧加热单元的发热功率，进而减缓了加热管温度上升的速度，避免了在电加热组件使用时，加热管温度在短时间内迅速升高，而温度传感器检测速度慢导致的电加热组件及使用该组件的电加热设备中部件的损坏。
同时，由于流过防干烧加热单元电流的电流强度会随温度的升高而减小，这种电流的变化可以作为判断加热管是否干烧的判断依据，提供给控制单元作为对加热管通断电动作的触发依据，从而在加热管干烧时切断加热管的供电电源，此方法与现有技术将温度传感器测温结果作为对加热管通断电动作的触发依据相比具有判断时间短的特点，可以有效的减短判断时间及加热管干烧时间，从而进一步防止内胆温度过高及热量聚集带来的危害。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种电加热组件的侧视图；
图2为图1中圆圈部分加热管的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供一种电加热组件，如图1所示，该电加热组件包括：加热管11及固定加热管11的法兰12。图1中圆圈内为加热管11的局部剖视图，该圆圈部分的结构如图2所示，加热管包括不锈钢管体21及封装在其内的电热丝24。另外，该电加热组件还包括封装在不锈钢管体21内的正温度系数热敏电阻22，该正温度系数热敏电阻22与电热丝24串联形成防干烧加热单元。加热管还包括填充在不锈钢管体21内的氧化镁粉23。
正温度系数(Positive Temperature Coefficient，简称为：PTC)是指材料的电阻值随材料自身温度的升高而增大的一种特性，因此，正温度系数热敏电阻具有随自身温度的升高而增大的电阻值。
本实用新型实施例中的正温度系数热敏电阻的材料可以是以BaTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体，其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使其半导化，同时还可添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物及起熔合、成型作用的添加物。可采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂及其固溶体半导化，从而得到PTC热敏电阻材料，其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化。
需要说明的是正温度系数热敏电阻与电热丝串联的形式并不限于图2所示的正温度系数热敏电阻连接于两段电热丝之间，也可以是一个正温度系数热敏电阻的一端与一段电热丝的一端连接形成防干烧加热单元，还可以是多个正温度系数热敏电阻及多段电热丝串联，或是本领域技术人员所知的其他连接形式。
上述电加热组件在使用时，加热管通电，电流流过电热丝及正温度系数热敏电阻，使得该电热丝及正温度系数热敏电阻上产生热量。热量通过填充在不锈钢管体内的氧化镁粉传导至不锈钢管体，再传导至与不锈钢管体外表面接触的介质(液体或空气)。如果与不锈钢管体外表面接触的介质为空气时，表明该电加热组件的加热管处于干烧状态。随着电热丝温度的升高，与其串联的正温度系数热敏电阻的温度也不断升高，由于正温度系数热敏电阻具有温度升高电阻值增大的特性，因此，由电热丝和该正温度系数热敏电阻形成的防干烧加热单元的电阻也不断增大。在供电电压不发生变化的前提下，流过该防干烧加热单元电流的电流强度会随着温度的上升而减小，从而降低了该防干烧加热单元的发热功率，进而减缓了加热管温度上升的速度，避免了使用该电加热组件时，加热管温度在短时间内迅速升高，而温度传感器检测速度慢导致的电加热组件及使用该组件的电加热设备中部件的损坏。
同时，由于流过防干烧加热单元电流的电流强度会随温度的升高而减小，这种电流的变化可以作为判断加热管是否干烧的判断依据，提供给控制单元作为对加热管通断电动作的触发依据，从而在加热管干烧时切断加热管的供电电源，此方法与现有技术将温度传感器测温结果作为对加热管通断电动作的触发依据相比具有判断时间短的特点，可以有效的减短判断时间及加热管干烧时间，从而进一步防止内胆温度过高及热量聚集带来的危害。
本实用新型实施例还提供一种应用上述电加热组件的电热水器，其中，该电加热组件的法兰安装于该电热水器的内胆上。
本实用新型实施例提供的电热水器由于使用了上述电加热组件，能防止该热水器缺水导致加热管干烧时，加热管温度的过快上升，还能在加热管温度达到允许的最高值时，立即停止向加热管供电，从而进一步保证了电热水器内部部件不被损坏。
当然，电加热组件也可包括现有的温度传感器，以在其正常加热水等液体物质的过程中检测该液体物质的温度。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种电加热组件，包括：加热管及固定所述加热管的法兰，所述加热管包括不锈钢管体及封装在所述不锈钢管体内的电热丝，其特征在于，所述电加热组件还包括封装在所述不锈钢管体内的正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻与所述电热丝串联形成防干烧加热单元。
2.一种电热水器，其特征在于，包括权利要求1所述的电加热组件，所述电加热组件的所述法兰安装于所述电热水器的内胆上。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104640256A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-05-20 | 唐海鸥 | 改进结构的电热管及采用该电热管的充液式电暖器 |
| CN106403195A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-15 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种空调电辅热装置的控制方法及装置 |
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2011
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