CN202171340U - 一种电热换能器及采用该换能器的即热式电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电热换能器，包括换能器壳体，所述换能器壳体上设有进水口和出水口，所述的换能器壳体内绝缘密闭封装有与外界电源零线连接的零线电极板和与外界电源火线连接的火线电极板，所述的零线电极板与火线电极板之间形成一条流通水道，所述流通水道的一端与进水口接通，另一端与出水口接通，另外还公开了一种采用该换能器的即热式电热水器。该电热转能器和热水器利用交变电场激活水中带电离子高速运动的原理来实现加热水，电热转换效率在98%以上，充分节约电能。本实用新型作为一种性能优良电热换能器和热水器广泛用于日常生活当中。

Description

一种电热换能器及采用该换能器的即热式电热水器

技术领域

本实用新型涉及一种能量转换装置，特别是一种电热换能器，以及一种采用该换能器的即热式电热水器。

背景技术

我们的生活中有很多实现电能与热能相互转换的器件，如电炉、电烤箱、电饭煲、电热毯、电烙铁、电熨斗、电水壶等等，这些电热换能器的电热转换原理基本一致：电流通过电热丝产生热量，热量再被周围介质吸收。但由于电热丝的发热效率和周围介质的吸收效率不高，导致电热转换效率比较低，比如常用的电水壶，它的电热转化效率只有80%左右，因为加热效率低，所以要延长加热时间。

特别的，目前日常生活中的电热水器，普遍采用的桶式电热水器，在洗浴前需要将整桶水烧热再使用，若使用者用的较少，桶里剩余的热水就白白浪费掉了，下次使用时又要重新烧水，这样重复如此对资源造成了大量浪费，而且每次使用前，大概需要半小时到一小时的烧水时间，这样洗浴就很不方便。

为此，市场上出现了即热式电热水器，其基本特点是：冷水进热水出，只要一开水龙头，短时间内即能源源不断地连续供给热水，不用热水时，关上 水龙头即可。而即热式电热水器是采用直接传导的加热方式进行工作的，与日常生活中的电热换能器的电热转换原理基本一致：电热元件置于槽板的槽中，当冷水流经槽中时便能直接流经电热元件表面而被加热，延长水槽的长度就可以得到不断得到热水，这样的电热水器的电热转化效率在90%左右。但是由于其采用直导式加热原理，决定了电热转化效率无法进一步提升，也造成了一定资源的浪费；而且，这样的电热水器使用时必须先通水，让水先流到板槽内，才能开启加热按钮，这样才能避免电热元件“干烧”。

实用新型内容

为了解决上述电热换能器和电热水器产生的问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、高效率的电热换能器以及一种便捷、高效的电热水器，该电热换能器可以短时间、高效率地将水加热，该电热水器可以快速产生热水，而且电热转化效率很高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电热换能器，包括换能器壳体，所述换能器壳体上设有进水口和出水口，所述的换能器壳体内绝缘密闭封装有与外界电源零线连接的零线电极板和与外界电源火线连接的火线电极板，所述的零线电极板与火线电极板之间形成一条流通水道，所述流通水道的一端与进水口接通，另一端与出水口接通。在交变电场中，水中的各种带点粒子在电场力的作用下高速运动，从而产生热量。

进一步，所述的流通水道呈波浪状或螺旋状分布，这样可以增加水在换能器内的流动距离，水温可以进一步提高。

进一步，所述的零线电极板和火线电极板是由含铜石墨成型制成。

进一步，所述的换能器壳体由左换能腔和右换能腔构成，所述的两个换能腔内均设有零线电极板和火线电极板，所述同一腔体内的零线电极板和火线电极板之间形成左右流通水道，所述的左右流通水道通过连通水道连接。所述的左右流通水道呈波浪状或螺旋状分布。将换能器分成两个换能腔后，每个换能腔内都有零线电极板和火线电极板，这样每个换能腔就是一个电热换能器，两个换能腔级联后就是个大的电热换能器，水在换能器内的流动距离进一步加长，这样更有利于加热水。

进一步，所述两个换能腔内的火线电极板均由两块小火线电极板组成，装置共有4块小火线电极板。

进一步，所述的4块小火线电极板的长短不一。

进一步，所述的4块小火线电极板的长度比从小到大依次为2:3:4:5。

一种采用上述电热换能器的即热式电热水器，所述的即热式电热水器还包括主控板和按钮板，所述主控板上设有为其供电的且与外界电源相接的电源变压器，所述主控板上还设有通过接线插座受按钮板上开关控制的继电器，所述的继电器与电热换能器内的小火线电极板一一对应，继电器的一端接在与其对应的小火线电极板上，另一端接在外界电源零线上。将每个火线电极板分成两个小火线电极板，可以通过按钮板上的按钮控制所述的继电器的开合，从而控制对应的小火线电板工作与否，不同的小火线电板组合工作，就可以得到不同的水温。

进一步，所述的外界电源是频率为50HZ的220V家用交流电源，若采用更高的电源电压和/或频率，同种工作状态下的电热换能器得到的水温更高。其地线接到进水口、出水口以及热水器外壳上，由于采用水作为导电体而工作，所以为了保证安全使用，主控板上还设计有多重保护电路，而且热水器进出水口和壳体必须接地。若发生漏电时，保护电路会发出报警，且同时切掉电源使热水器停止工作，确保安全。

进一步，所述的按钮板上还设有用于实时显示水温的液晶显示屏或数码管，这样可以更方便观察实时水温。

进一步，所述电热换能器中的进水口上设有水流线圈传感器，所述的水流线圈传感器连接到继电器上，并控制接通火线与继电器。当打开水龙头且有一定水压的水进入进水口时，水流线圈传感器采集到水流信号送到主控板上，并控制继电器连上火线。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型采用了不同本质的加热原理，在交变电场中，水中的各种带点粒子在电场力的作用下高速运动，从而产生热量，直接将电能转换为化学热能，无须经过中间环节，这样加热时间短，同时效率很高，可以不断的即时提供热水。同时，若电热换能器的流通水道内没有水时，零线电极板和火线电极板就不能导通，不会产生“干烧”现象。此外，在交变电场中，水分子会被激活，各种离子高速运动相互碰撞，水中的有害微生物也会被除去，这样水质就会得到明显改善；而且经过交变电场处理的水变成了弱酸性离子水，对治疗皮肤病有一定的帮助。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是电热换能器的第一实施例结构图；

图2是电热换能器的第二实施例结构图；

图3电热换能器的第三实施例结构图；

图4即热式电热水器的第一实施例结构图。

具体实施方式

参照图1，本电热换能器的一种结构，包括换能器壳体1，所述换能器壳体1上设有进水口2和出水口3，所述的换能器壳体1内绝缘密闭封装有与外界电源零线连接的零线电极板4和与外界电源火线连接的火线电极板5，所述的零线电极板4与火线电极板5之间形成一条流通水道6，所述流通水道6的一端与进水口2接通，另一端与出水口3接通。

本电热换能器的原理是：水是电的良导体，水质越硬导电性能越好。当零线电极板和火线电极板接到交变电源时，冷水（通常来自自来水）从进水口进入换能器壳体之后，在交变电场中，水中的各种带电粒子在电场力的作用下高速运动，从而产生热量，达到加热水的目的，加热后的水是离子水，对一些皮肤病有一定的疗效。 

优选的是，所述的流通水道6呈波浪状或螺旋状分布，这样可以增加水在换能器内的流动距离，水温可以进一步提高。

优选的是，所述的零线电极板和火线电极板是由含铜石墨成型制成。

参照图2，本电热换能器的另一种结构，所述的换能器壳体1由左换能腔11和右换能腔12构成，所述的两个换能腔内均设有零线电极板41、42和火线电极板51、52，所述同一腔体内的零线电极板和火线电极板之间形成左右流通水道61、62，所述的左右流通水道61、62通过连通水道63连接，所述的左右流通水道61、62呈波浪状或螺旋状分布。将换能器分成两个换能腔后，每个换能腔内都有零线电极板和火线电极板，这样每个换能腔就是一个电热换能器，两个换能腔级联后就是个大的电热换能器，水在换能器内的流动距离进一步加长，这样更有利于加热水。

参照图3，本电热换能器的第三种结构，所述两个换能腔内的火线电极板51、52均由两块小火线电极板组成，装置共有4块小火线电极板511、512、521、522。

优选的是，所述的4块小火线电极板的长短不一，通过通断不同长短的小火线电极板及对应的零线电极板工作组合，可以调节水被加热的程度。

参照图4，一种采用上述电热换能器的即热式电热水器，它的一种结构图，除了电热换能器外，还包括主控板7和按钮板8，所述主控板7上设有为其供电的且与外界电源相接的电源变压器71，所述主控板7上还设有通过接线插座受按钮板8上开关控制的4个继电器721、722、723、724，所述的4个继电器与电热换能器内的4块小火线电极板一一对应，继电器的一端接在与其对应的小火线电极板上，另一端接在外界电源零线上。将每个火线电极板分成两个小火线电极板，可以通过按钮板上的按钮控制所述的继电器的开合，从而控制对应的小火线电板通电与否，不同的小火线电板组合工作，就可以得到不同的水温。

优选的是，所述的外界电源是频率为50HZ的220V家用交流电源，若采用更高的电源电压和/或频率，同种工作状态下的电热换能器得到的水温更高。其地线接到进水口、出水口以及热水器外壳上，由于采用水作为导电体而工作，所以为了保证安全使用，主控板上还设计有多重保护电路，而且热水器进出水口和壳体必须接地。若发生漏电时，保护电路会发出报警，且同时切掉电源使热水器停止工作。

优选的是，所述的按钮板上还设有用于实时显示水温的液晶显示屏或数码管，在调节电极板不同的组合的同时，可以更方便观察实时水温。

优选的是，所述电热换能器中的进水口2上设有水流线圈传感器21，所述的水流线圈传感器21连接到继电器72上，并控制开关K3接通火线与继电器72。在本实施例中，只有进水口2有一定的水压时，开关K3才接通，继电器72才连接到火线上。因此，当断水后，无论按钮板上的开关（K1、K2）怎么控制，所有的电极板都无法通电工作，就不会对换能腔内的余水加热，这样既安全又节约电能。

本实施例的热水器工作流程为：当打开水龙头且有一定水压的水进入进水口2时，水流线圈传感器21采集到水流信号送到主控板上，并控制合上开关K3，当需要调节水温时，调节按钮板上的开关（K1、K2），可以控制不同的电极板的工作组合，得到不同的水温，并在显示屏或数码管上显示出来实时水温，当关闭进水口时，开关K3断开，整个电热换能器就停止工作。

整个过程中，除了极少数热量随壳体散失，能量转换率可达到98%以上。此外，水体进过换能腔，在工频交变电场中水分子会被激活，各种离子高速运动相互碰撞，生成了弱酸性的离子水，对治疗一些皮肤病有一定的帮助，水质也会得到明显改善，水中的有害微生物也会被去除。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电热换能器，包括换能器壳体（1），所述换能器壳体（1）上设有进水口（2）和出水口（3），其特征在于：所述的换能器壳体（1）内绝缘密闭封装有与外界电源零线连接的零线电极板（4）和与外界电源火线连接的火线电极板（5），所述的零线电极板（4）与火线电极板（5）之间形成一条流通水道（6），所述流通水道（6）的一端与进水口（2）接通，另一端与出水口（3）接通。

2.根据权利要求1所述的一种电热换能器，其特征在于：所述的流通水道（6）呈波浪状或螺旋状分布。

3.根据权利要求1所述的一种电热换能器，其特征在于：所述的换能器壳体（1）由左换能腔（11）和右换能腔（12）构成，所述的两个换能腔内均设有零线电极板（41、42）和火线电极板（51、52），所述同一腔体内的零线电极板和火线电极板之间形成左右流通水道（61、62），所述的左右流通水道（61、62）通过连通水道（63）连接。

4.根据权利要求3所述的一种电热换能器，其特征在于：所述的左右流通水道（61、62）呈波浪状或螺旋状分布。

5.根据权利要求3所述的一种电热换能器，其特征在于： 所述两个换能腔内的火线电极板（51、52）均由两块小火线电极板组成，装置共有4块小火线电极板（511、512、521、522）。

6.根据权利要求5所述的一种电热换能器，其特征在于：所述的4块小火线电极板的长短不一。

7.根据权利要求6所述的一种电热换能器，其特征在于：所述的4块小火线电极板的长度比从小到大依次为2:3:4:5。

8.一种采用上述电热换能器的即热式电热水器，其特征在于：所述的即热式电热水器还包括主控板（7）和按钮板（8），所述主控板（7）上设有为其供电的且与外界电源相接的电源变压器（71），所述主控板（7）上还设有通过接线插座（J1、J2）受按钮板（8）上的开关（K1、K2）控制的继电器（72），所述的继电器（72）与电热换能器内的小火线电极板一一对应，继电器（72）的一端接在与其对应的小火线电极板上，另一端通过火线开关（K3）接在外界电源火线上。

9.根据权利要求8所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述的按钮板上还设有用于实时显示水温的液晶显示屏或数码管。

10.根据权利要求8或9所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述电热换能器中的进水口（2）上设有水流线圈传感器（21），所述的水流线圈传感器（21）连接到继电器（72）上，并控制火线开关（K3）接通火线与继电器（72）。

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