CN203757997U - 一种节能电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能电热水器，所述的电热水器由第一加热仓和第二加热仓组成，所述的第一加热仓底部连接有进水管，第二加热仓设有出水管；所述的两个加热仓的底部均设有底盘，底盘上设有－通孔，通孔上安装有多晶硅发热体并用螺丝固定于底盘上；所述的底盘上还设有探测仓内水温的温度传感器；所述的两个加热仓的顶部之间设有水流连通管，连通管的一端延伸至第二加热仓的底部，水流从第一加热仓的顶部入口进入，从第二加热仓的底部流出再次加热。本产品主要是利用多晶硅发热片直接与水接触加热，这样的直接浸入式加热有利于热量直接转换，热量转换（利用）率达到100%，多晶硅发热片有升温迅速、环保、节能、安静，蓄热时间长等优点。

Description

一种节能电热水器

技术领域

本实用新型涉及到电热水器的加热装置，具体是一种节能电热水器。

背景技术

在生活的今天，热水器已是我们不可缺少的家用电器，电热水器的加热方法主要有以下几种：1.金属电热管，2.表面镀膜，3.陶瓷电热棒，4.PTC陶瓷电热片，5.电磁加热，6.微波加热，7.电阻丝加热，8.直接电极式加热，上述各类方式加热都有利弊；比如：

金属电热管加热法：主要是指镍铬丝电热管加热，电热管又分铁质电热管、不锈钢电热管、铜质电热管。绝大多数贮水式电热水器也采用该类电热管加热，该方法是一种比较成熟，也比较价廉物美的电加热方法。但这种加热管也有局限，在中国很多地方水质较差的情况下，该类发热管直接对水进行加热十分容易结水垢，结水垢后直接影响电热水器产品的使用寿命；即热式电热水器体积小功率大，贮水式常用的防止水垢产生的手段很难在即热式中实现，由于加热杯体积很小，电热管本身尺寸也必须做得很小，小尺寸加热管势必会加大加热密度，即增加单位面积的加热量，此种情况下电热管的寿命会缩短。另外，电热管的制作，一般都是在密封的金属管内放入镍铬电阻丝、在电阻丝和管壁之间用氧化镁粉填充绝缘的，于是就会面临一些问题，氧化镁粉在低温时绝缘良好，但达到一定温度时氧化镁粉会碳化，碳化后的氧化镁粉就没有绝缘能力了。

一般金属电热管在干烧情况下功率在7W/cm2以下较好，而能保证只在水中加热而不干烧的情况下，一般每功率在20～25W/cm2以下可以使用。按目前我国电热管制造工艺现状，如果功率超过30W/cm2是比较危险的，功率超过40W/cm2更加危险。但市面上不少的即热式电热水器电热管的功率密度超过40W/cm2甚至50W/cm2以上，如果只是靠电子控制来保证不干烧，万一控制失灵一次，烧坏绝缘，后果将不堪设想。

铁质金属电热管用在电热水器上，因其易生锈，很少被采用;不锈钢金属电热管目前采用较多，但它相对铜质金属电热管来说，更容易产生水垢，但铜质金属电热管相对成本更高。

表面镀膜加热方法：又分非金属镀膜、金属表面绝缘后再镀膜两种，非金属表面镀膜又分有陶瓷管式、玻璃管式、石英管式等，镀膜方法又有涂膜、喷涂和印刷等多种方法；非金属表面镀膜虽然有多种多样，关键在于两点：一是非金属材料本身的选择;二是镀膜的方法，材料本身选择不好，满足不了电热水器急冷急热，承受水压，绝缘性能，导热性能等特殊要求；镀膜方法的好坏，是影响电热膜的使用寿命，功率衰减大小的关键因素；对玻璃管式:材料本身耐急冷急热能力差，急冷急热时容易破裂，耐水压能力也差，在出口封闭式(后制式)热水器中，普通玻璃管式是很难满足要求的；陶瓷管式:材料本身耐急冷急热能力还好，但陶瓷管烧结时工艺尺寸较难保证，在后期产品安装时密封困难，容易出现热水器漏水现象;石英管式:单晶体管式材料比前两种要好，单晶体管式耐急冷急热能力更强，在1300℃时急冷至0℃多次不会出现问题，且绝缘性能良好，耐腐蚀，耐压力，不结水垢，工艺尺寸有保障，只是成本较高,为达到节约成本的目的，有人采用普通石英管;镀膜方法不论采用何种电热膜材料，关键是电热膜与非金属材料本身的结合强度以及电热膜的衰减幅度，电热膜靠中温固化和高温烧结以及超高温化合反应，效果是十分不同的，好的产品使用上万小时功率衰减率约为0.3%～0.5%。而使用涂膜固化的，使用几百小时功率衰减则超过20%以上，甚至整片脱膜而无法再使用；超高温化合反应单晶体管式非金属镀膜电加热，十分安全，长时间使用不腐蚀，不结水垢，绝缘不损坏，功率衰减幅度基本可以忽略不计，应当是当今即热式电热水器最好的电热方法之一,但其缺点是制造工艺复杂，成本相对较高，在产品上非金属和金属接口处工艺要求极高，批量生产时是一个关键质量控制点，否则容易造成封闭式产品的漏水；金属表面绝缘后再镀膜，关键在于金属表面的绝缘，什么样的绝缘可以耐高温，又可以随金属一起热胀冷缩而保持绝缘性能不变?目前已有多家高校和研究所正在努力研发之中，如果只是简单在金属表面搪瓷绝缘就镀膜，而搪瓷热胀冷缩是会有裂纹产生，产生裂纹后的搪瓷，绝缘性能基本就无法保证了。

陶瓷电热棒和PTC陶瓷电热片法：本身都是十分良好的电热材料，具有安全、快速、热效率高等众多优点；陶瓷发热棒以一片或多片陶瓷电热材料伸入水中达到加热目的，因其独特的加热原理，几乎没有漏电隐患存在，而且较容易采购，成本不太高；PTC陶瓷电热片，属正温度系数电热材料，温度低，电阻小，加热功率大，温度高，电阻大，加热功率小；但它的缺点是功率衰减幅度较大，用在大功率的即热式电热水器上，极易导致半年甚至几个月内，功率发生大幅度衰减而出现热水器水温不热的现象，现在基本上不再使用了。

电磁及微波加热法也是一种比较好的电热方法，目前市场上电磁炉大行其道，但将该方法用在即热式电热水器上，电磁盘的体积和制作成本直接影响了它的发展，电磁盘做小了影响使用寿命，电磁盘做足后体积大，成本高，目前在即热式电热水器行业使用并不多；微波加热要达到即热式电热水器所需要的大功率目前还有困难，用在贮水式电热水器上也许还可以，市场并无企业批量推出产品，可能暂时还停留在研发阶段。

金属管路夹层中放置电阻丝加热法：如镍铬丝或PTC等，该类型的产品要求绝缘材料在耐高温高压的情况下必须耐潮湿，从目前市面上可采购的绝缘材料来说，能够满足要求的还没有发现，如果只是采用云母来进行绝缘(其它家用电器产品大部分都是用云母)，在热水器上使用，受潮，漏水等现象是很难避免的，而云母绝缘材料受潮后几乎没有一点绝缘能力，在金属管路夹层接口处采用密封胶防止云母类绝缘材料受潮这种被动的保护方法，又因没有较好的耐高温密封胶而影响其发展；如果能有耐高温又耐潮湿的新型绝缘材料，该类型加热方法应当是即热式电热水器最好的加热方法之一，但在还没有这种绝缘材料的情况下，使用这种方法是危险的。

直接电极式电热方法：该类产品结构简单，加热速度快，热效率高，但必须水质优秀，目前我国绝大部分自来水是不能满足要求。

综上多种加热方法，在电热水器这个特殊的行业里，有很多特殊性在里面。比如：1、体积小功率大(几乎是家电中功率最大的产品)；2、使用环境湿度大；3、使用时因水质原因易产生水垢；4、因水电同时存在且水具有一定的压力；5、发生干烧温升极大破坏也大；6、使用者无任何绝缘保护并且全身是水等等。所以，电热水器产品的安全性必须比普通家电产品更加引起生产企业的注意，不但要满足产品安全认证所有要求，还需要考虑在长久使用和在环境潮湿情况下使用的安全问题，真正做到为消费者的人身安全负责。

发明内容

针对以上问题，本实用新型旨在提供一种具有结构简单、安装方便、加热效率高、热转换率好，利用多晶硅发热体加热的节能型电热水器。

本实用新型的采用的技术方案如下：

一种节能电热水器，所述的电热水器由第一加热仓（1）和第二加热仓（2）组成，所述的第一加热仓（1）底部连接有进水管（8），第二加热仓（2）设有出水管（7）；所述的两个加热仓的底部均设有底盘（3），底盘（3）上设有－通孔（31），通孔（31）上安装有多晶硅发热体（4）并用螺丝固定于底盘（3）上；所述的底盘（3）上还设有探测仓内水温的温度传感器（5）；所述的两个加热仓的顶部之间设有水流连通管（6），连通管（6）的一端延伸至第二加热仓（2）的底部，水流从第一加热仓（1）的顶部入口进入，从第二加热仓（2）的底部流出再次加热。

所述的第二加热仓（2）设置的出水管（7）的一端延伸至仓内顶部，热水从出水管（7）顶部出口进入后对外流出。

所述的多晶硅发热体（4）为多晶硅发热片，发热片的两脚分别连接电源的正极和负极。

所述的底盘（3）上设有两个或两个以上通孔（31），通孔（31）上安装有两片或两片以上多晶硅发热体（4）并用螺丝固定于底盘（3）上。

所述的进水管（8）上设有流量控制器（9）。

本实用新型的有益效果是：本产品所采用加热的发热体为多晶硅发热片，多晶硅发热片直接与水接触加热，这样的直接浸入式加热有利于热量直接转换，热量转换（利用）率达到100%；多晶硅发热片有升温迅速、环保、节能、安静，蓄热时间长，可拆卸再利用，花费少并且不需要维修的优势，正常使用寿命达50年以上；利用晶硅发热是应用最广的半导体材料，经过加工后的晶硅片具有高纯度和优良的电学和机械等性能。

附图说明

图1为本实用新型的产品热水器的剖视图；

图2为本实用新型的产品底盘和多晶硅发热片安装结构立体图；

图3为本实用新型的产品底盘结构立体图；

图4为本实用新型的产品底盘和多晶硅发热片安装结构剖视图；

图5为本实用新型的产品多晶硅发热片结构图；

具体实施方式

下面结合实施例和附图说明进一详述如下：

参照图1－图5所示：一种节能电热水器，所述的电热水器由第一加热仓1和第二加热仓2组成，所述的第一加热仓1底部连接有进水管8，第二加热仓2设有出水管7；所述的两个加热仓的底部均设有底盘3，底盘3上设有－通孔31，通孔31上安装有多晶硅发热体4并用螺丝固定于底盘3上；所述的底盘3上还设有探测仓内水温的温度传感器5；所述的两个加热仓的顶部之间设有水流连通管6，连通管6的一端延伸至第二加热仓2的底部，水流从第一加热仓1的顶部入口进入，从第二加热仓2的底部流出再次加热；所述的第二加热仓2设置的出水管7的一端延伸至仓内顶部，热水从出水管7顶部出口进入后对外流出；所述的多晶硅发热体4为多晶硅发热片，发热片的两脚分别连接电源的正极和负极；所述的底盘3上设有两个或两个以上通孔31，通孔31上安装有两片或两片以上多晶硅发热体4并用螺丝固定于底盘3上；所述的进水管8上设有流量控制器9。

具体工作过程如下：

正常使用时水从进水管8进入第一加热仓1预加热，在第一加热仓1内的温度传感器5用于探测水温是否达到预设温度值，如果水流量大或水的温度低的时候，通过温度传感器5会自动控制多晶硅发热片加热功率或者自动控制流量控制器9控制水流量以达到预设温度值再流入第二加热仓2，为了保证两仓的水流始终保持活性流动，连通管6的一端延伸至第二加热仓2的底部，水流从第一加热仓1的顶部入口进入，从第二加热仓2的底部流出再次加热，从第一加热仓1流到第二加热仓2的水已经是热水，因为在第二加热仓2没有外界温差大的水进入，进入的水始终是具有一定温度的热水，所以二次加热的时候能快速升温；水在第二加热仓2二次加热后从仓内的出水管7顶部出口进入后对外流出；当流量控制器9探测到没有水进入时，系统会自动控制多晶硅发热片停止加热或处于保温状态；此种贮水式的多晶硅加热效果相当于即热/速热式热水器，但比其他电热水器用电量小（功率低），节能效果明显；多晶硅发热片能适应电热水器急冷急热现象，在0℃时急冷至1000℃以上多次使用不会出现问题，符合绝缘性能、导热性能等的特殊要求，耐腐蚀，耐压力，不结水垢等优点。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种节能电热水器，其特征在于：所述的电热水器由第一加热仓(1)和第二加热仓(2)组成，所述的第一加热仓(1)底部连接有进水管(8)，第二加热仓(2)设有出水管(7)；所述的两个加热仓的底部均设有底盘(3)，底盘(3)上设有－通孔(31)，通孔(31)上安装有多晶硅发热体(4)并用螺丝固定于底盘(3)上；所述的底盘(3)上还设有探测仓内水温的温度传感器(5)；所述的两个加热仓的顶部之间设有水流连通管(6)，连通管(6)的一端延伸至第二加热仓(2)的底部，水流从第一加热仓(1)的顶部入口进入，从第二加热仓(2)的底部流出再次加热。

2.根据权利要求1所述的一种节能电热水器，其特征在于：所述的第二加热仓(2)设置的出水管(7)的一端延伸至仓内顶部，热水从出水管(7)顶部出口进入后对外流出。

3.根据权利要求1所述的一种节能电热水器，其特征在于：所述的多晶硅发热体(4)为多晶硅发热片，发热片的两脚分别连接电源的正极和负极。

4.根据权利要求1所述的一种节能电热水器，其特征在于：所述的底盘(3)上设有两个或两个以上通孔(31)，通孔(31)上安装有两片或两片以上多晶硅发热体(4)并用螺丝固定于底盘(3)上。

5.根据权利要求1所述的一种节能电热水器，其特征在于：所述的进水管(8)上设有流量控制器(9)。