CN211041389U - 一种即热式电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种即热式电热水器，包括壳体、加热装置和控制装置；加热装置包括进水管、出水管和加热部件；加热部件包括上导流架、下导流架、以及十根加热管，所述十根加热管分为第一加热管组和第二加热管组，进水管连通第一加热管组入口端，第一加热管组加热管与第二加热管组加热管首尾连通，第二加热管组出口端连接出水管；所述加热管竖直设置，其上端插入上导流架、下端插入下导流架，在上导流架和下导流架内部开设有流道；在加热管的上端和下端分别连接导电管卡。本实用新型结构简单、设计合理、使用方便、便于检修，第一加热管组和第二加热管组单独控制，避免长时间加热，降低结垢率，延长使用寿命；水电分离，安全性高。

Description

一种即热式电热水器

技术领域

本实用新型涉及一种即热式电热水器，属于电热水器技术领域。

背景技术

近年来，即热式电热水器受到了越来越多人们的喜爱。即热式电热水器可实现对冷水的快速加热，只要开启出水阀门，就能在短时间内源源不断供给热水，不用热水时，关上出水阀门并切断水路，即可在短时间内停止加热。即热式电热水器无需预热和等待，就能供应温度适宜的热水，快捷方便又节能环保；而且，即热式电热水器无需储水装置，因而体积小巧、安装方便，占地面积小、节省空间。

但是，由于即热式热水器是使用较大功率的电发热体对流经区域的冷水进行快速加热，且无储水装置，因而需要发热体频繁工作发热。这会导致发热体表面的结垢率远高于储水式热水器，尤其是对于非金属管发热体，长久使用后不仅结垢率高，而且功率衰退明显、热水的出水速度变慢、能耗量显著增加。如何改善这一情况，是亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种即热式电热水器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种即热式电热水器，包括壳体、加热装置和控制装置。所述加热装置包括进水管、出水管和加热部件；所述加热部件包括上导流架、下导流架、以及夹持在两者之间的十根加热管，所述十根加热管按照加热控制的不同分为第一加热管组和第二加热管组，进水管连通第一加热管组的入口端，第一加热管组的加热管与第二加热管组的加热管首尾交错连通，第二加热管组的出口端连接出水管，形成蛇形的水流通路；

所述加热管均为竖直设置，其上端插入上导流架、下端插入下导流架，在上导流架和下导流架内部均开设有用于连通相邻两根加热管的管内腔的流道；在加热管的上端和下端分别连接用于传输电流的导电管卡，导电管卡通过导线与控制主板相连；

所述加热装置还包括设置在进水管上的进水温度传感器、流量传感器、第一可控硅整流器、第二可控硅整流器，设置在出水管上的出水温度传感器。

本实用新型的进一步改进在于：所述第一加热管组的五根加热管两端连接第一导电管卡，第一导电管卡通过导线连接第一可控硅整流器和控制主板；第二加热管组的五根加热管两端连接第二导电管卡，第二导电管卡通过导线连接第二可控硅整流器和控制主板。

本实用新型的进一步改进在于：所述上导流架的下端面上、下导流架的上端面上均开设有十个与加热管的管端相配适的插槽，插槽与用于连通相邻加热管的流道相连通。

本实用新型的进一步改进在于：每根所述加热管的两端与插槽之间均设置有用于增强密封性的防水胶套。

本实用新型的进一步改进在于：所述上导流架、下导流架之间还安装有加固丝杆。

本实用新型的进一步改进在于：所述第一加热管组、第二加热管组的结构相同，均由四根并排设置的加热管、以及一根向侧方伸出的加热管组成；第一加热管组、第二加热管组合围设置。

本实用新型的进一步改进在于：所述壳体底部设置进水口和出水口，进水管贯穿进水口、出水管贯穿出水口；在壳体外表面上还设置有控制面板和温控开关。

本实用新型的进一步改进在于：所述控制装置包括控制主板、控制面板和电源线，在控制主板上设置有若干个接线柱和若干个电连接的端口。

本实用新型的进一步改进在于：所述控制主板为单片机。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种即热式电热水器，结构简单、设计合理、使用方便、便于检修；通过第一加热管组和第二加热管组的单独控制，可根据实际的进水水温和设定温度来调控加热情况，加热功率高时采用两组同时加热，加热功率低时采用某一组单独加热，避免加热管无谓工作；由于加热管的工作时间降低，使得结垢率大大降低，并减少加热管功率降低等状况的发生，大大延长了热水器的使用寿命。

本实用新型所采用的加热体为二氧化硅玻璃管，在二氧化硅玻璃管外壁覆盖导电薄膜，导电薄膜外侧覆盖PET凝胶。所述二氧化硅玻璃管具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、电绝缘性高等优点，在长期加热下不易发生形变。导电薄膜外侧的PET凝胶，能够使远红外辐射不外散，导电薄膜所产生的热能最大限度的被水吸收，减少了能量损耗，提高了热效率；功率衰减小，经300多小时连续使用运行，其功率衰减小于0.01％；同时，PET凝胶具有良好的电绝缘性，在高温高频下其电性能仍较好，极大的提高了加热安全性能。

本实用新型结构合理，水电分离，加热部件与加热介质完全绝缘，不存在漏电问题，安全耐用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型加热装置部分的结构示意图；

图3为本实用新型加热部件的俯视结构示意图；

图4为本实用新型加热部件的仰视结构示意图；

图5为本实用新型加热管与导电管卡的连接结构示意图；

图6为本实用新型加热管的结构示意图；

图7为本实用新型导电管卡的结构示意图；

图8为本实用新型控制主板的结构示意图；

图中，1-壳体，11-控制面板，12-温控开关，21-进水管，211-进水温度传感器，212-流量传感器，213-第一可控硅整流器，214-第二可控硅整流器，22-出水管，221-出水温度传感器，23-上导流架，231-流道，24-下导流架，25-加热管，251-二氧化硅玻璃管，252-导电薄膜，253-PET凝胶，26-导电管卡，261-主连接板，262-卡臂，263-卡钉，27-加固丝杆，28-防水胶套，281-通孔，29-保护壳，3-控制主板，4-电源线。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。

一种即热式电热水器，如图1～图8所示，包括壳体1、加热装置和控制装置。其中，加热装置包括进水管21、出水管22、以及用于快速加热冷水的加热部件，用于实现冷水的即时加热；控制装置包括控制主板3、控制面板112、电源线4和若干连接导线，实现对加热电路的连通控制、温度和流量的设定和监控等功能。

所述壳体1内部为空腔结构，加热装置和控制主板3固定设置在壳体1内部。所述壳体1的底部设置进水口和出水口，进水管21贯穿进水口、出水管22贯穿出水口。在壳体1表面上还设置有控制面板112和温控开关12，控制面板112和温控开关12均通过导线与控制主板3连接。所述控制面板112上设置液晶显示屏和人工控制按钮，液晶显示屏用于显示热水器状态和水温，人工控制按钮可以实现热水器的开启和关闭、以及出水温度的设定；通过人工控制按钮可以向控制主板3发送信号，控制主板3接收信号后进行设备通电、设备断电等操作。当加热装置在应当停止加热的情况下仍然加热时(例如热水温度超过设定温度、加热管热量传输不良、导线短路等非正常情况下)，可以通过温控开关12及时断电、避免干烧。

所述壳体1内腔与加热装置、控制主板3之间的空隙中还填充有用于保温和阻燃的阻燃棉。

如图2～图4所示，所述加热部件包括上导流架23、下导流架24、以及夹持在两者之间的十根加热管25，在上导流架23、下导流架24、加热管25的外部设置有保护壳29。所述十根加热管25按照加热控制的不同分为第一加热管组和第二加热管组，进水管21连通第一加热管组的入口端，第一加热管组的加热管25与第二加热管组的加热管25交替连通，第二加热管组的出口端连接出水管22，形成蛇形的水流通路。

在加热管25的顶部和底部分别设置导电管卡26，导电管卡26通过导线连接可控硅整流器和控制主板3，通电后电流沿导电管卡26传输至加热管25、对加热管25内流动的冷水进行加热。所述第一加热管组的五根加热管两端连接第一导电管卡，第一导电管卡通过导线连接第一可控硅整流器213和控制主板3；第二加热管组的五根加热管两端连接第二导电管卡，第二导电管卡通过导线连接第二可控硅整流器214和控制主板3；由于连接的导电管卡不同，使得第一加热管组、第二加热管组成为两个完全独立控制的加热单元，可实现第一加热管组、第二加热管组分别独立加热、或者两者同时加热。

所述加热管25均为竖直布置，其上端插入上导流架23、下端插入下导流架24，在上导流架23和下导流架24内部均开设有用于连通相邻两根加热管25的管内腔的流道231；加热管25首尾相连，形成蛇形的水流通道。

所述第一加热管组、第二加热管组均由四根并排设置的加热管、以及一根向侧方伸出的加热管组成；第一加热管组、第二加热管组合围设置。

优选的，所述第一加热管组中并排设置的四根加热管、第二加热管组中并排设置的四根加热管交错布置，向侧方伸出的两根加热管分别位于两排加热管的两端。

进一步优选的，所述第一加热管组和第二加热管组中，向侧方伸出的加热管与另外四根并排设置的加热管所构成平面之间呈120°夹角。

所述上导流架23的下端面上、下导流架24的上端面上均开设有十个与加热管25管端相对应的插槽，插槽形状与加热管25管端的外形相配合，插槽与用于连通相邻加热管25的流道231相连通；在每根加热管25两端与插槽之间均设置还有防水胶套28，防水胶套28套装在加热管25端口，其中心开设有用于水流通过的圆孔。所述插槽提高了加热管25与导流架之间的连接稳定性，防水胶套28能够显著增加加热管25与插槽之间的接触密封性，防止水分渗出加热管25，避免水电接触造成危险。

为了增强加热部件的稳定性和牢固性，在上导流架23和下导流架24之间还安装有加固丝杆27；所述加固丝杆27的两端设置外螺纹，上导流架23和下导流架24上开设有与外螺纹相配合的内螺孔，通过螺纹配合实现上导流架23和下导流架24的牢固夹持。在本实施例中，所述加固丝杆27数量为四根，靠近上导流架23和下导流架24的四角；也可根据加热管25的长度等情况适量增减，一般为偶数根，以保证支撑的平衡性。

如图6所示，所述加热管25的基材为二氧化硅玻璃管251，在二氧化硅玻璃管251的外壁上采用气相沉积法覆盖一层导电薄膜252，导电管卡26卡固在导电薄膜252上；通电后，电流通过导电管卡26传导至导电薄膜252实现发热，从而对加热管25内部流动的冷水进行升温。在导电薄膜252的中部刷覆一层PET凝胶253，在实现绝缘的同时增加对导电薄膜252的保护，避免其在运输和安装过程中造成损伤。

如图7所示，所述第一导电管卡、第二导电管卡结构相同，包括主连接板261、以及固定设置在主连接板261上的五个卡臂262，卡臂262与主连接板261之间通过卡钉263固定连接。所述五个卡臂262的位置与五根加热管25的位置一致，其大小与加热管25外径相配合；卡臂262合抱卡在加热管25外侧，保证与加热管25充分接触。

具体来说，所述导电管卡26为紫铜镀银管卡，有效改善导电接触阻抗，增强信号传输；所述上导流架23、下导流架24均为高强阻燃耐高温尼龙导流架，能够耐受170℃的高温，并具有强阻燃性，避免加热管25过热导致的安全隐患，有效提高使用安全性。

所述加热装置还包括设置在进水管21上的进水温度传感器211、流量传感器212、第一可控硅整流器213、第二可控硅整流器214，设置在出水管22上的出水温度传感器221。所述进水温度传感器211、流量传感器212、第一可控硅整流器213、第二可控硅整流器214、出水温度传感器221均设置于壳体1内部，且通过导线与控制主板3相连接。

所述进水温度传感器211和出水温度传感器221用于实时监测进水和出水的温度，温度传感器的感应探头插入进水管21内部、其导线连通至控制主板3，感应探头实时测试进水温度并传输至控制主板3，控制主板3通过对进水温度和出水温度的判断，调节加热电流大小，使出水温度基本恒定在设定温度上。

所述流量传感器212安装在进水管21的外壁上，其水流转子组件插入进水管21内，进水流过转子组件时，磁性转子转动、且转速随着流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制主板3，由控制主板3判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，从而通过比例阀控制加热电流，维持出水温度的稳定；同时，若检测到没有水流流过时则通过控制主板3使加热装置立即停止加热，避免干烧带来火灾隐患。

所述第一可控硅整流器、第二可控硅整流器具有反应灵敏、可以小功率控制大功率的优点；当流量传感器检测到进水管中有水或无水时，可控硅整流器的控制极接收控制主板的控制信号，迅速做出反应，控制加热管组加热电路的通断。

所述控制主板3是即热式电热水器的控制部件，一方面其与外部电源电连接、为热水器的加热提供电力输送，另一方面实时接收来自各感应部件和用户所设置的信号信息，及时调整加热电流的大小，控制加热速度，保证出水温度。在控制主板3上设置有若干个接线柱和若干个电连接端口，用于和各检测部件进行安装连接。所述接线柱主要用于与交流电源、整流元件等的线路连接，例如双向可控硅整流器零线接线柱、电源线零线接线柱、电源线火线接线柱、发热单元火线接线柱、地线接线柱；所述电连接的端口主要用于感应设备、显示设备等部件的快接，其具体包括：漏电保护线圈端口、进水温度传感器端口、出水温度传感器端口、水流量传感器端口、温控开关端口、显示控制屏端口、双向可控硅整流器端口；具体可见图8所示。

所述控制主板3上还设置有保险丝，当控制主板3电流过大时立即熔断而断点，避免安全隐患。

为了提高即热式热水器的使用安全，在加热装置和控制装置之间设置分隔板，实现水电分离。

所述控制主板为可以写入程序的PLC控制器，通过程序控制各个元件的运行。本实施例中控制主板为单片机，例如选用STC89C52，其具体的控制方式并非本实用新型的主体，该领域技术人员可以根据需要自行选择，在此不做详细描述。

在本实用新型中，二氧化硅玻璃管、导电薄膜、PET凝胶、进水温度传感器、流量传感器、第一可控硅整流器、第二可控硅整流器、出水温度传感器均为常规市售产品，只要能达到相应功能即可使用。元件的具体规格和选材，根据即热式电热水器的具体规格要求确定，在此不做明确限定。

一种即热式电热水器的工作过程为：

A、接通电源，控制主板检测机器内部电路是否正常，电路正常进入步骤B，若电路有问题，显示屏会出现相应的故障代码、提示用户注意；

B、打开进水管阀门通水，待水流稳定后，开机，流量传感器感应到水流达到设定加热流速后，继电器接通加热电源，发热管通电加热；

C、控制主板根据进水温度传感器、出水温度传感器、流量传感器、显示控制屏所收集的进水温度、出水温度、水流速、设定温度等信息，计算出所需的加热功率，通过第一可控硅整流器、第二可控硅整流器调节加热部件的的具体加热情况；

当冷水温度和设定温度差距较大时，第一加热管组、第二加热管组同时通电供热，实现快速出水；当冷水温度和设定温度相差不大时，仅驱动第一加热管组或第二加热管组进行单独加热，另一组处于备用状态，减少加热管的加热次数，有效控制管壁生垢、提高传热效率。

D、确定加热部件的加热情况后，冷水沿加热管蛇形穿梭流动，吸收来自加热管的热量、实现温度的升高，出水温度将稳定保持在设定温度值，用户可以获得预定温度的热水。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种即热式电热水器，包括壳体、加热装置和控制装置，其特征在于：所述加热装置包括进水管、出水管和加热部件；所述加热部件包括上导流架、下导流架、以及夹持在两者之间的十根加热管，所述十根加热管按照加热控制的不同分为第一加热管组和第二加热管组，进水管连通第一加热管组的入口端，第一加热管组的加热管与第二加热管组的加热管首尾交错连通，第二加热管组的出口端连接出水管，形成蛇形的水流通路；

所述加热管均为竖直设置，其上端插入上导流架、下端插入下导流架，在上导流架和下导流架内部均开设有用于连通相邻两根加热管的管内腔的流道；在加热管的上端和下端分别连接用于传输电流的导电管卡，导电管卡通过导线与控制主板相连；

所述加热装置还包括设置在进水管上的进水温度传感器、流量传感器、第一可控硅整流器、第二可控硅整流器，设置在出水管上的出水温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述第一加热管组的五根加热管两端连接第一导电管卡，第一导电管卡通过导线连接第一可控硅整流器和控制主板；第二加热管组的五根加热管两端连接第二导电管卡，第二导电管卡通过导线连接第二可控硅整流器和控制主板。

3.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述上导流架的下端面上、下导流架的上端面上均开设有十个与加热管的管端相配适的插槽，插槽与用于连通相邻加热管的流道相连通。

4.根据权利要求3所述的一种即热式电热水器，其特征在于：每根所述加热管的两端与插槽之间均设置有用于增强密封性的防水胶套。

5.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述上导流架、下导流架之间还安装有加固丝杆。

6.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述第一加热管组、第二加热管组的结构相同，均由四根并排设置的加热管、以及一根向侧方伸出的加热管组成；第一加热管组、第二加热管组合围设置。

7.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述壳体底部设置进水口和出水口，进水管贯穿进水口、出水管贯穿出水口；在壳体外表面上还设置有控制面板和温控开关。

8.根据权利要求1所述的一种即热式电热水器，其特征在于：所述控制装置包括控制主板、控制面板和电源线，在控制主板上设置有若干个接线柱和若干个电连接的端口。

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：所述控制主板为单片机。

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