CN208312702U - 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，包括：循环管路和相变材料；循环管路的至少一侧贴设于相变材料，循环管路的出水端依次设有第一温度传感器、泵、加热器和第二温度传感器；循环管路上还设有进水管、出水管、流量传感器和三通阀。第一温度传感器用于测量相变材料的温度，第二温度传感器用于测量加热器出口的水温度，通过监控相变材料温度和加热器出口的水温度，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。

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，所述循环管路的出水端依次设有测量所述相变材料温度的第一温度传感器、泵、加热器和测量所述加热器的出口水温度的第二温度传感器；所述第一温度传感器位于所述泵的进口一侧，所述加热器的进口与所述泵的出口连接；

所述循环管路上还设有进水管，所述进水管的一端与所述循环管路的进水端连通，另一端作为进水口；所述进水管上设有测量所述进水管内进水流量的流量传感器；

所述循环管路上还设有三通阀和出水管，所述三通阀连接所述循环管路的进水端和出水端，所述出水管的一端与所述三通阀连通，另一端作为出水口。

进一步地，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：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流量传感器间隔设置，且位于所述流量传感器的上游。

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，所述三通阀为恒温阀。

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相变材料的温度，第二温度传感器用于测量加热器出口的水温度，通过监控相变材料温度和加热器出口的水温度，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。

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：

循环管路100；循环管路的进水端110；循环管路的出水端120；第一温度传感器121；泵122；加热器123；第二温度传感器124；限温器125；进水管130；流量传感器131；单向安全阀132；进水口133；三通阀140；出水管150；出水口151；第三温度传感器152；相变材料160；内胆170。

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”、“顺时针”、“逆时针”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。

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的相变电热水器一个可选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100和相变材料160。其中，循环管路100的至少一侧贴设于相变材料160，循环管路的出水端120依次设有测量相变材料160温度的第一温度传感器121、泵122、加热器123、测量加热器123的出口水温度的第二温度传感器124；第一温度传感器121位于泵122的进口一侧，加热器123的进口与泵122的出口连接；循环管路100上还设有进水管130，进水管130的一端与循环管路的进水端110连通，另一端作为进水口133；进水管130上设有测量进水管130内进水流量的流量传感器131；循环管路上还设有三通阀140和出水管150，三通阀140连接循环管路的进水端110和出水端120，出水管150的一端与三通阀140连通，另一端作为出水口151。

本实施例中，相变材料160用于储存或释放热量，具体地，相变材料160可以通过与循环管路100内的被加热过的水进行换热，将循环管路100内的水的热量进行储存。相变材料160还可以通过将其储存的热量释放给循环管路100内的水，以便出水管150处的热水满足供应需求。进水管130的进水口133可以与相变电热水器外部的水源装置连接，如进水口133可与用户的自来水管连接，出水口151可以与浴室的花洒连接。通过第一温度传感器121和第二温度传感器124分别监控相变材料160温度和加热器123出口的水温度，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。

需要说明的时，将加热器123设置在循环管路的出水端120，实现了加热器123对来自与相变材料160换热后的部分循环管路100内较热的水进行加热，而不是对来自进水管130的冷水加热。一方面，当进水管130关闭，需要对相变材料160进行加热时，这样设置可以缩短对相变材料160的加热时间。另一方面，如果相变材料160中储存的热量足够的话，在放水时，这样的设置可以无需开启加热器123加热，节省了电量。

在本实用新型的一个可选的实现方式中，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。

三通阀140与循环管路的出水端120连通的一端为热端，三通阀140与循环管路的进水端110连通的一端为冷端，三通阀140与出水管150连通的一端为出水端，三通阀140可通过调节冷端和热端的开度来调节出水温度，从而使第三温度传感器152测量到的出水温度达到预设温度。具体地，三通阀140可以为恒温阀。

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单向安全阀132，单向安全阀132设置在进水管130上，单向安全阀132与流量传感器131间隔设置，且位于流量传感器131的上游。单向安全阀132避免了循环管路中的水倒流至进水口133。

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能够限定最高加热温度的限温器125，限温器125设置在加热器123上。在加热器123上设置限温器125，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内胆170，内胆170内设有容置空间，相变材料160和与相变材料160接触的部分循环管路设置在容置空间内。

内胆170用于安装相变材料160，并起到保温效果，减少了相变材料160热量的散失。可以理解的是，为了提高换热效率，增加换热管与相变材料160的接触面积，与相变材料160接触的部分循环管路可以呈螺旋或蛇形设置，位于容置空间内的部分循环管路可以是并联设置，也可以串联设置，

本实用新型还提供了用于上述实施例的相变电热水器的水温控制方法，该水温控制方法包括：

进水管130关闭时，第一温度传感器121测量相变材料160的温度低于第一温度阈值时，开启泵122，并启动加热器123；使泵122驱动循环管路内的水经循环管路的出水端120向进水端方向流动，水流进加热器123，加热器123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110再次流入循环管路内，相变材料160与循环管路中的加热后的水进行热交换；第一温度传感器121测量相变材料160的温度达到第一温度阈值时，泵122停止驱动，且加热器123停止工作。

本实施例中，开启泵122前，调节三通阀140与循环管路100连通的两端的开度一样大，且三通阀140与循环管路的出水端120和进水端110连通。泵122用于驱动水在循环管路100内的循环流动。泵122可以在相变材料160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160的温度小于第一温度阈值-5℃时，启动泵122。加热器123加热过程中，相变材料160通过与循环管路100内的水换热，相变材料160的温度超过或等于第一温度阈值时，关闭加热器123，如切断加热器123的电源，泵122继续工作第一预设时间后停止，第一预设时间可以为20s、30s、40s或45s。

需要说明的是，本实用新型实施例中，相变材料160的温度可以是相变材料160自身的温度，也可以是与相变材料160接触的部分循环管路100内的水温度。

根据本实用新型实施例的一种可选的实现方式，水温控制方法还包括：进水管130关闭时，第二温度传感器124测量加热器123出口水温度达到第二温度阈值时，泵122停止驱动，且加热器123停止工作。

具体地，时刻测量加热器123出口的水温度，当加热器123的出口水温度小于第二温度阈值，如当加热器123的出口水温度小于88℃、90℃、91℃、93℃、95℃或98℃时，在第二预设时间内开启加热器123，如在6s、10s、12s或15s内开启加热器123。当加热器123加热至加热器123出口的水温度超过或等于第二温度阈值，如加热至热器出口的水温度超过或等于88℃、90℃、91℃、93℃、95℃或98℃时，关闭加热器123，如切断加热器123电源，泵122继续工作第一预设时间后停止。

以上控制模式是进水管130关闭时，即流量传感器131测量到进水管130的进水流量为0时，相变电热水器的工作模式。

当开启进水管130时，根据本实用新型实施例的一个可选的实现方式，流量传感器131测量到进水口133有水流时，加热器123停止工作。

根据本实用新型实施例的另一个可选的实现方式，水温控制方法还包括：第三温度传感器152测量出水管150的出水温度与第三温度阈值的差值超过预设范围时，调节三通阀140与循环管路的出水端120连通的热端的开度和三通阀140与循环管路的进水端110连通的冷端的开度，并在第三温度传感器152测量出水管150的出水温度与第三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140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140出口端的水温度。三通阀140可以与电机相连，三通阀140可以通过电机控制其冷端和热端的开度。三通阀140出水温度与第三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140的出口端水温度大于第二温度阈值2℃以上时，三通阀140通过电机减小热端开度，增加冷端开度。当三通阀140的出口端水温度小于第二温度阈值2℃以上时，三通阀140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140的出口端水温度与第三温度阈值之差在2℃以内，控制出水口151出水。

根据本实用新型另一个可选的实现方式，水温控制方法还包括：开启进水管130，水由进水管130第一次流向循环管路内时，关闭三通阀140与循环管路的进水端110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，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，所述循环管路的出水端依次设有测量所述相变材料温度的第一温度传感器、泵、加热器和测量所述加热器的出口水温度的第二温度传感器；所述第一温度传感器位于所述泵的进口一侧，所述加热器的进口与所述泵的出口连接；

所述循环管路上还设有进水管，所述进水管的一端与所述循环管路的进水端连通，另一端作为进水口；所述进水管上设有测量所述进水管内进水流量的流量传感器；

所述循环管路上还设有三通阀和出水管，所述三通阀连接所述循环管路的进水端和出水端，所述出水管的一端与所述三通阀连通，另一端作为出水口。

2.根据权利要求1所述的相变电热水器，其特征在于，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。

3.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流量传感器间隔设置，且位于所述流量传感器的上游。

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，所述三通阀为恒温阀。

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。