CN208312700U - 一种相变电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种相变电热水器，相变电热水器包括：循环管路和用于蓄热的相变材料；循环管路的至少一侧贴设于相变材料，循环管路的进水端依次设有泵、加热器、分别测量加热器的出口水流量和水温度的第一流量传感器和第一温度传感器；加热器的进口与泵的出口连接；循环管路的出水端设有测量相变材料温度的第二温度传感器；循环管路还设有进水管、第二流量传感器、第一支管、三通阀、出水管、第二支管和第三温度传感器。本实用新型的相变电热水器提高了恒温效果。

Description

一种相变电热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器，特别涉及一种相变电热水器。

背景技术

电热水器使用方便舒适，与太阳能热水器等其他类热水器相比售价较低而得到广泛使用。通常，电热水器带有较大的储水箱积存热量，造成电热水器体积较大，需要较大的安装空间。为了提高洗浴舒适度，达到恒温效果，通常电热水器会利用恒温阀调节出水管的冷热水开度，这种方式虽然能达到一定的恒温效果，但水箱或水管内的水会产生局部温度过高或干烧现象，不仅恒温效果较差，而且浪费电能，有时还会对热水器的一些部件造成损害。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种相变电热水器。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型实施例的相变电热水器，所述相变电热水器包括：循环管路和用于蓄热的相变材料；

所述循环管路的至少一侧贴设于所述相变材料，所述循环管路的进水端依次设有泵、加热器、分别测量所述加热器的出口水流量和水温度的第一流量传感器和第一温度传感器；所述加热器的进口与所述泵的出口连接；所述循环管路的出水端设有测量所述相变材料温度的第二温度传感器；

所述循环管路的进水端还设有进水管，所述进水管上设有测量所述进水管内进水流量的第二流量传感器；

所述循环管路的出水端还设有第一支管、三通阀、出水管和第二支管，所述三通阀的第一端通过所述第一支管与所述循环管路的出水端连通，所述三通阀的第二端通过所述第二支管与所述进水管连通，所述三通阀的第三端与所述出水管连通；所述出水管上还设有测量所述出水管内出水温度的第三温度传感器。

进一步地，所述相变电热水器还包括设置在所述循环管路上的单向阀，所述单向阀连接所述循环管路的出水端和进水端。

进一步地，所述三通阀为恒温阀。

进一步地，所述相变电热水器还包括能够限定最高加热温度的限温器，所述限温器设置在所述加热器上。

进一步地，所述相变电热水器还包括：单向安全阀，所述单向安全阀设置在所述进水管上，所述单向安全阀与所述第二流量传感器间隔设置，且位于所述第二流量传感器的上游。

进一步地，所述相变电热水器还包括：内胆，所述内胆内设有容置空间，所述相变材料和与所述相变材料接触的部分所述循环管路设置在所述容置空间内。

本实用新型实施例提供了一种相变电热水器，相变材料能够储存热量，当循环管路内的水温较低时，循环管路内的水会置换相变材料存储的热量，避免使用储水箱储存热量，减小了电热水器的体积。第一温度传感器用于测量加热器出口水温度，第二温度传感器用于测量相变材料的温度，第三温度传感器用于测量出水管的出水温度，既避免了局部水温度过热，又保证了出水温度的恒定，提高了恒温效果。第一流量传感器用于检测加热器出口的水流量，避免了泵空转或堵转。

附图说明

图1为本实用新型实施例的相变电热水器的一个可选的结构示意图；

附图标记：内胆100；容置空间110；相变材料120；循环管路130；循环管路的进水端131；循环管路的出水端132；第二温度传感器140；出水管150；出水口151；第三温度传感器152；恒温阀153；进水管160；进水口161；第二流量传感器162；单向安全阀163；单向阀170；泵180；加热器190；限温器191；第一流量传感器192；第一温度传感器193。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清除、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含只能所指示的技术特征的数量。术语“上游”、“下游”是以水流动的方向为参考。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型第一方面实施例提供了一种相变电热水器，参见图1所示的本实用新型实施例相变电热水器的一个可选的结构示意图进行说明。

本实用新型实施例的相变电热水器包括：循环管路130和用于蓄热的相变材料120。

其中，循环管路130的至少一侧贴设于相变材料120，循环管路的进水端131依次设有泵180、加热器190、分别测量加热器190的出口水流量和水温度的第一流量传感器192和第一温度传感器193；加热器190的进口与泵180的出口连接；循环管路的出水端132设有测量相变材料120温度的第二温度传感器140；循环管路的进水端131还设有进水管160，进水管160上设有测量进水管160内进水流量的第二流量传感器162；循环管路的出水端132还设有第一支管、三通阀、出水管150和第二支管，三通阀的第一端通过第一支管与循环管路的出水端132连通，三通阀的第二端通过第二支管与进水管160连通，三通阀的第三端与出水管150连通；出水管150上还设有测量出水管150内出水温度的第三温度传感器152。

本实施例中，相变材料120用于储存或释放热量，具体地，相变材料120可以通过与循环管路130内的被加热过的水进行换热，将循环管路130内的水的热量进行储存。相变材料120还可以通过将其储存的热量释放给循环管路130内的水，以便出水管150的热水满足供应需求。进水管160的一端与循环管路130相连，另一端作为进水口161，进水口161可以与相变电热水器外部的水源装置连接，如进水口161可与用户的自来水管连接，出水管150的一端与三通阀相连，另一端作为出水口151，出水口151可以与浴室的花洒连接。通过第一温度传感器193和第二温度传感器140分别监控加热器190出口的水温度和相变材料120温度，避免了局部水温过热或干烧现象，有效保证了出水温度的恒定。

可以理解的是，为了提高换热效率，增加循环管路130与相变材料120的接触面积，与相变材料120接触的部分循环管路130可以呈螺旋或蛇形设置，与相变材料120接触的部分循环管路130可以是并联设置，也可以串联设置。图1示例性地示出了与相变材料120接触的部分循环管路130呈蛇形设置，其中水在循环管路130内的循环流动方向为逆时针方向。三通阀与循环管路130的第一端(即图1中三通阀的左端)为热端，三通阀的第二端(即图1中三通阀的右端)为冷端，三通阀的第三端(即图1中三通阀的下端)为出口端，通过调节三通阀冷端和热端的开度能够调节出口端的水温度，提高了出水温度的恒温效果。具体地，三通阀可以为恒温阀153。

在本实用新型的一个可选的实现方式中，相变电热水器还包括设置在循环管路130上的单向阀170，单向阀170连接循环管路的出水端132和进水端。单向阀170只允许水自循环管路的出水端132流向循环管路的进水端131，而不能逆向流动，保证了冷水进入循环管路130后向加热器190方向流动。

根据本实用新型的一个可选的实现方式，相变电热水器还包括能够限定最高加热温度的限温器191，限温器191设置在加热器190上。在加热器190上设置限温器191，可以防止加热过程中水的温度过高而汽化，避免了水温过热，提高了恒温效果。

根据本实用新型的另一个可选的实现方式，相变电热水器还包括单向安全阀163，单向安全阀163设置在进水管160上，单向安全阀163与第二流量传感器162间隔设置，且位于第二流量传感器162的上游。图1示例性示出了进水管160上设置的单向安全阀163，单向安全阀163避免了循环管路130中的水倒流至进水口161。

在本实用新型的一个可选的实现方式中，相变电热水器还包括内胆100，内胆100内设有容置空间110，相变材料120和与相变材料120接触的部分循环管路130设置在容置空间110内。

内胆100用于安装相变材料120，并起到保温效果，减少了相变材料120热量的散失。

根据本实用新型第二方面实施例的水温控制方法，用于上述实施例的相变电热水器，水温控制方法包括：进水管160关闭时，第二温度传感器140测量相变材料120的温度低于第一温度阈值时，开启泵180，并启动加热器190；使泵180驱动循环管路130内的水经循环管路的出水端132向进水端方向流动，水流进加热器190，加热器190对所进入的水进行加热后，加热后的水由循环管路的进水端131再次流入循环管路130内，相变材料120与循环管路130中的加热后的水进行热交换；第二温度传感器140测量相变材料120的温度达到第一温度阈值时，泵180停止驱动，且加热器190停止工作。

本实施例中，进水管160关闭时，第二温度传感器140测量相变材料120的温度低于第一温度阈值时，开启泵180。泵180可以在相变材料120的温度小于第一温度阈值一定温度范围后，再启动，如相变材料120的温度小于第一温度阈值-5℃时，启动泵180。相变材料120的温度可以是相变材料120自身的温度，也可以是与相变材料120接触的部分循环管路130内的水温度。第一温度传感器193时刻测量加热器190出口水温度，第一温度传感器193测量加热器190出口水温度小于第三温度阈值时，如当第一温度传感器193测量加热器190的出口水温度小于88℃、90℃、91℃、93℃、95℃或98℃时，在第一预设时间内启动加热器190，如在6s、10s、12s或15s内启动加热器190。泵180驱动循环管路130内的水经循环管路的出水端132向进水端方向流动，水流进加热器190，加热器190对所进入的水进行加热后，加热后的水由循环管路的进水端131再次流入循环管路130内，相变材料120与循环管路130中的加热后的水进行热交换；第二温度传感器140测量相变材料120的温度达到第一温度阈值时，泵180停止驱动，且加热器190停止工作。具体地，当相变材料120的温度等于或大于第一温度阈值时，加热器190停止工作，如切断加热器190的电源，泵180继续工作第二预设时间后停止，第二预设时间可以为20s、30s、40s或45s。以上控制模式是进水管160关闭时，即第二流量传感器162检测到进水管160的进水流量为0时，相变电热水器的工作模式。

当进水管160开启，即进水管160内有水流量时，泵180不工作，相变电热水器的工作模式为：第一流量传感器192测量加热器190出口水流量大于预设流量，且第一温度传感器193测量加热器190出口水温度大于第四温度阈值时，如第一流量传感器192测量加热器190出口水流量大于2L/MIN、3L/MIN或5L/MIN，且第一温度传感器193测量加热器190出口水温度大于88℃、90℃、91℃、93℃、95℃或98℃时，启动加热器190，否则，加热器190不加热。第四温度阈值可以与第一温度阈值相等。

在本实用新型水温控制方法的一个可选的实现方式中，水温控制方法还包括：第三温度传感器152测量出水管150的出水温度与第二温度阈值的差值超过预设范围时，调节三通阀与循环管路的出水端132连通的热端的开度和三通阀与循环管路的进水端131连通的冷端的开度，并在第三温度传感器152测量出水管150的出水温度与第二温度阈值的差值在预设范围内时，控制出水管150出水。

具体地，第三温度传感器152可以设置在出水管150与三通阀相连的一端，即第三温度传感器152测量的出水管150温度即指三通阀出口端的水温度。三通阀可以与电机相连，三通阀可以通过电机控制其冷端和热端的开度。三通阀出水温度与第四温度阈值的差值的预设范围可以设为0～2℃、0～3℃、0～4℃或0～5℃。以0～2℃为例：当出水管150的出水温度，如三通阀170的出口端水温度大于第四预设温度2℃以上时，三通阀170通过电机减小热端开度，增加冷端开度。当三通阀170的出口端水温度小于第四预设温度2℃以上时，三通阀通过电机增大热端开度，减小冷端开度，通过不断的测量和调节，直至三通阀的出口端水温度与第四温度阈值之差在2℃以内，控制出水管150出水。

在本实用新型水温控制方法的一个可选的实现方式中，水温控制方法还包括：开启泵180后，泵180驱动水向加热器190方向流动时，第一流量传感器192测量加热器190的出口水流量低于设定阈值时，泵180停止驱动。

例如，开启泵180后，泵180驱动水向加热器190方向流动时，第一流量传感器192测量加热器190的出口水流量为0L/MIN，或低于0.1L/MIN或0.5L/MIN时，泵180停止驱动。若第一流量传感器192测量加热器190的出口水流量不为0L/MIN，或不低于0.1L/MIN或0.5L/MIN时，泵180继续工作。

在本实用新型水温控制方法的一个可选的实现方式中，水温控制方法还包括：开启进水管160，水由进水管160第一次流向循环管路130内时，关闭三通阀与循环管路的进水端131连通的冷端。可以理解的是，相变电热水器在第一次使用时，需要先上水，保证循环管路130内有水。

根据本实用新型实施例的相变电热水器的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种相变电热水器，其特征在于，所述相变电热水器包括：循环管路和用于蓄热的相变材料；

所述循环管路的至少一侧贴设于所述相变材料，所述循环管路的进水端依次设有泵、加热器、分别测量所述加热器的出口水流量和水温度的第一流量传感器和第一温度传感器；所述加热器的进口与所述泵的出口连接；所述循环管路的出水端设有测量所述相变材料温度的第二温度传感器；

所述循环管路的进水端还设有进水管，所述进水管上设有测量所述进水管内进水流量的第二流量传感器；

所述循环管路的出水端还设有第一支管、三通阀、出水管和第二支管，所述三通阀的第一端通过所述第一支管与所述循环管路的出水端连通，所述三通阀的第二端通过所述第二支管与所述进水管连通，所述三通阀的第三端与所述出水管连通；所述出水管上还设有测量所述出水管内出水温度的第三温度传感器。

2.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，所述相变电热水器还包括设置在所述循环管路上的单向阀，所述单向阀连接所述循环管路的出水端和进水端。

3.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，所述三通阀为恒温阀。

4.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，所述相变电热水器还包括能够限定最高加热温度的限温器，所述限温器设置在所述加热器上。

5.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，所述相变电热水器还包括：单向安全阀，所述单向安全阀设置在所述进水管上，所述单向安全阀与所述第二流量传感器间隔设置，且位于所述第二流量传感器的上游。

6.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，所述相变电热水器还包括：内胆，所述内胆内设有容置空间，所述相变材料和与所述相变材料接触的部分所述循环管路设置在所述容置空间内。