TWI727748B - 能快速啟動加熱的電熱水器系統及其加熱方法 - Google Patents

Abstract

一種能快速啟動加熱的電熱水器系統，包括一內膽、一進水管、一出水管、一集熱罩、一加熱器及一導流板。進水管及出水管連接於內膽，且進水管及出水管伸入內膽內。集熱罩設置於內膽內，加熱器設置於集熱罩內，集熱罩內形成一加熱區。導流板設置於內膽內，用以將內膽內區分為一低溫區、一中溫區及一高溫區。冷水由進水管進入內膽時具指向性功能，將冷水集中衝擊至感溫器所在壁面，使用熱水時可快速啟動加熱。導流板能將低溫區的水導引利用集熱罩中加熱器餘熱提升低溫為中溫水後，才進入加熱區升溫，所需提溫熱值變少，中溫水可加速轉換為高溫水，延長熱水供應時間。集熱罩可集中加熱範圍，加熱效率較佳，並導流至高溫區出水管，能量直接傳遞。

Description

能快速啟動加熱的電熱水器系統及其加熱方法

本發明涉及一種電熱水器內膽流道結構，尤指一種能快速啟動加熱的儲熱式電熱水器系統及其加熱方法。

現有技術中有一種貯備型電熱水器提早加熱結構，例如TWM273700等專利，該類結構利用一冷水管注入內膽腔體內，使水流向感溫器，透過偵測溫度變化使加熱器提早加熱。然而現有結構並未將後續水流方向進行妥善利用，任冷水在內膽內四處溢散與高溫熱水直接混合降溫，或流向底部冷水處後直接流入加熱器進行冷水加熱，此作法冷水與需求熱水的溫度差距過大，加熱時溫度上升不易，桶內儲存的熱水就會快速流失，可持續供給熱水的時間就會變短。因家用熱水器中，貯備型電熱水器的熱值與天然瓦斯熱水器比較下相對有限，例如電熱水器6kW規格熱值不到天然瓦斯熱水器10L的三分之一，所以內膽桶內熱能需充分利用並且冷、熱不相混，亟需改善現有內膽水流方式，以延長熱水可使用量。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統及其加熱方法，能使所需提溫熱值變少，中溫水可加速轉換為高溫水，延長熱水供應時間。

為了解決上述的技術問題，本發明提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統，包括：一內膽，該內膽為一中空容器；一進水管；一出水管，該進水管及該出水管連接於該內膽，且該進水管及該出水管伸入該內膽內；一加熱器，該加熱器設置於該內膽內；一集熱罩，該集熱罩為一中空體，該加熱器位於該集熱罩內，該集熱罩內形成一加熱區，該集熱罩的側壁設有至少一進水口，該集熱罩的頂部設有至少一出水口；一導流板，該導流板設置於該內膽內，用以將該內膽內區分為一高溫區、一中溫區及一低溫區，該中溫區及該低溫區位於該集熱罩的外圍，且該中溫區及該低溫區與該集熱罩相鄰接，該高溫區位於該低溫區的上方，該中溫區位於該高溫區及該低溫區的一側，該高溫區位於該集熱罩的上方，且該加熱區及該中溫區之間通過該進水口相連通，該高溫區與該集熱罩的出水口相連通，該進水管位於該內膽的中溫區內，該出水管通過該內膽的低溫區而延伸至該高溫區，該出水管的上端位於該高溫區內，該導流板上設有至少一第一貫孔及至少一第二貫孔，該第一貫孔及該第二貫孔位於該中溫區及該低溫區之間，使該中溫區及該低溫區通過該第一貫孔及該第二貫孔相連通；以及一感溫器，該感溫器設置於該內膽上，該進水管的上端朝向該感溫器，能用以將冷水集中衝擊至該感溫器所在壁面，且該導流板能將該低溫區的水導引利用該集熱罩中加熱器餘熱提升低溫為中溫水後，才進入該加熱區升溫。

為了解決上述的技術問題，本發明提供一種能快速啟動加熱的電熱水器加熱方法，包括步驟：提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統；使冷水經由該進水管進入該內膽，將冷水集中衝擊至該內膽上該感溫器所設置的壁面，使該感溫器冷卻後快速啟動該加熱器，且冷水通過該第一貫孔進入該低溫區；使冷水通過該第二貫孔進入該中溫區，引流過程中，能將該低溫區的冷水導引利用該集熱罩中的加熱器傳導熱提升溫度至中溫水後再流到該中溫區；以及使該中溫區內的中溫水通過該進水口流進該集熱罩內的加熱區，利用該加熱器加熱該集熱罩內的水，經該加熱器加熱後的水，再由該出水口流出，使熱水進入該高溫區，再以該出水管輸出加熱完成的熱水。

本發明的有益效果在於，本發明所提供的能快速啟動加熱的電熱水器系統及其方法，使用熱水時可快速啟動加熱，冷水導流後不溢散，不會與中、高溫水混合，稀釋熱水溫。本發明能將低溫區的水導引利用集熱罩中的加熱器餘熱提升低溫水為中溫水後，才進入加熱區升溫，所需提溫熱值變少，中溫水可加速轉換為高溫水，延長熱水供應時間。本發明集熱罩可集中加熱範圍，加熱效率較佳，並導流至高溫區出水管，能量直接傳遞。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖3，本發明提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統，包括一內膽1、一進水管2、一出水管3、一加熱器4、一集熱罩5、一導流板6及一感溫器7。

該內膽1為一中空容器，能作為儲水、搭載流道結構及裝設加熱器4等元件的母體。該內膽1可呈橫式或直立的設置，在本實施例中，該內膽1呈立式的設置，內膽1內部能容納欲加熱的水，該內膽1能以金屬或非金屬材質製成，內膽1的材質、形狀及構造並不限制，可因應需要而適當的變化。

該進水管2及出水管3連接於內膽1，且進水管2及出水管3伸入內膽1內，進水管2可輸入冷水至內膽1內，且經由出水管3輸出內膽1內加熱完成的熱水。進水管2及出水管3可連接於內膽1的底部或側壁等位置，在本實施例中，進水管2及出水管3連接於內膽1的底部，但進水管2及出水管3設置的位置並不限制，可因應需要而適當的變化。在本實施例中，進水管2呈彎折狀，使得進水管2的上端能朝向感溫器7。出水管3較佳是直立的設置於內膽1內，且出水管3的上端較佳是靠近內膽1的頂部。

該加熱器4設置於內膽1內，該加熱器4可為電熱管等加熱裝置，加熱器4設置於內膽1內靠近底部的位置，加熱器4亦可固定於內膽1的底部。

該集熱罩5較佳是以金屬材質製成，集熱罩5的材質並不限制，該集熱罩5為一中空體，其外形並不限制，在本實施例中，該集熱罩5形成一直立狀的罩體（例如方形罩體），集熱罩5罩設於加熱器4外，使加熱器4位於集熱罩5內，該集熱罩5內形成一加熱區53。該集熱罩5的側壁(至少一側)設有至少一進水口51，本實施例揭示設有多個進水口51，該些進水口51以設置於集熱罩5的側壁下半部為較佳，該些進水口51可為圓形或其他形狀的孔洞，進水口51的形狀並不限制。該些進水口51可整齊的排列，也可交錯的排列，該些進水口51貫穿集熱罩5靠近內膽1的中溫區12的側壁，使該集熱罩5的內部可與內膽1的中溫區12相連通，亦即進水口51位於加熱區53及中溫區12之間，使加熱區53及中溫區12之間可通過進水口51相連通，使中溫區12內的水能通過進水口51進入集熱罩5的加熱區53內。該集熱罩5的頂部設有至少一出水口52，使集熱罩5的頂部呈開口狀，熱水能通過出水口52流出集熱罩5外。

該導流板6設置於內膽1內，該導流板6由多個板體構成，用以將內膽1內區分為一高溫區11、一中溫區12及一低溫區13，中溫區12及低溫區13位於集熱罩5的外圍，且中溫區12及低溫區13與集熱罩5相鄰接。該高溫區11位於低溫區13的上方，該中溫區12位於高溫區11及低溫區13的一側。該進水管2位於內膽1的中溫區12內，該出水管3可通過內膽1的低溫區13而延伸至高溫區11。

在本實施例中，該導流板6包含一第一板體61、一第二板體62及一第三板體63，第一板體61呈橫置狀設置，第一板體61的邊緣連接於內膽1的內壁，該第一板體61及集熱罩5的出水口52可位於相同的水平高度，該出水管3的上端的水平高度高於第一板體61的水平高度。第二板體62可呈直立狀設置，第二板體62連接於第一板體61的一側，且第二板體62向上延伸，第二板體62的上端與內膽1之間可形成一縫隙14，使高溫區11及中溫區12的頂部之間相連通，用於高溫區11及中溫區12的壓力平衡。第三板體63可呈直立狀設置，第三板體63連接於第一板體61的底部，且第三板體63向下延伸，第三板體63的邊緣連接於內膽1的內壁。

該高溫區11可位於第一板體61的上方及第二板體62的一側之間，高溫區11位於集熱罩5的上方，高溫區11與集熱罩5的出水口52相連通，且出水管3的上端位於高溫區11內。該中溫區12可位於第二板體62及第三板體63的一側。該低溫區13可位於第一板體61的下方及第三板體63的一側之間。

該導流板6上設有至少一第一貫孔631及至少一第二貫孔632(如圖4至圖7所示)，第一貫孔631用以供進水管2輸出的冷水通過進入低溫區13，第二貫孔632用以供低溫區13中的冷水通過進入中溫區12。第一貫孔631及第二貫孔632可設有一個或多個，第一貫孔631及第二貫孔632可設於第三板體63上，且第一貫孔631靠近第三板體63的一側，第二貫孔632靠近第三板體63的另一側。第一貫孔631及第二貫孔632位於中溫區12及低溫區13之間，使中溫區12及低溫區13可通過第一貫孔631及第二貫孔632相連通。較佳的，第一貫孔631及第二貫孔632的水平高度低於進水管2的上端的水平高度。第一貫孔631及第二貫孔632間隔的設置，該集熱罩5可位於第一貫孔631及第二貫孔632之間。

該感溫器7設置於內膽1上，亦即該感溫器7可設置於內膽1的壁面上，該加熱器4及感溫器7電性連接於電熱水器系統的控制單元(圖略)，由於該控制單元為現有技術，故不予以贅述。該進水管2的上端朝向感溫器7，使得冷水由進水管2進入內膽1時具指向性功能，能將冷水集中衝擊至內膽1上感溫器7所在的壁面，使用熱水時可快速啟動加熱。

[第二實施例]

請參閱圖4至圖7，本發明另提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統的加熱方法，包括步驟：

首先，提供一種能快速啟動加熱的電熱水器系統，包括一內膽1、一進水管2、一出水管3、一加熱器4、一集熱罩5、一導流板6及一感溫器7(如圖1至圖3所示)。由於該電熱水器系統的結構與上述實施例相同，故不再加以贅述；

而後，使冷水經由進水管2進入內膽1(如圖4所示)，並將冷水集中衝擊至內膽1上感溫器7所設置的壁面，使感溫器7冷卻後快速啟動加熱器4，且冷水通過第一貫孔631進入低溫區13，冷水位於低溫區13，冷水與熱水不混流。

接著，使冷水(低溫水流)通過第二貫孔632進入中溫區12(如圖5所示)，引流過程中，能將低溫區13的冷水導引利用集熱罩5中的加熱器4傳導熱提升溫度至中溫水後再流到中溫區12。

而後，使中溫區12內的中溫水通過進水口51流進集熱罩5內的加熱區53(如圖6所示)，利用加熱器4加熱集熱罩5內的水，中溫水集中加熱溫升快，經加熱器4加熱後的水，可以藉由熱浮力使熱水向上升，再由出水口52流出，引流熱水往高溫區11(如圖7所示)，使熱水利用自然對流進入高溫區11，集中熱水至出水管3，此時即可利用出水管3輸出加熱完成的熱水。

[實施例的有益效果]

本發明的有益效果在於，本發明所提供的能快速啟動加熱的電熱水器系統及其加熱方法，使用熱水時可快速啟動加熱，冷水導流後不溢散，不會與中、高溫水混合，稀釋熱水溫。本發明能將低溫區的水導引利用集熱罩中的加熱器餘熱提升低溫水為中溫水後，才進入加熱區升溫，所需提溫熱值變少，中溫水可加速轉換為高溫水，延長熱水供應時間。本發明集熱罩可集中加熱範圍，加熱效率較佳，並導流至高溫區出水管，能量直接傳遞。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:內膽 11:高溫區 12:中溫區 13:低溫區 14:縫隙 2:進水管 3:出水管 4:加熱器 5:集熱罩 51:進水口 52:出水口 53:加熱區 6:導流板 61:第一板體 62:第二板體 63:第三板體 631:第一貫孔 632:第二貫孔 7:感溫器

圖1為本發明電熱水器系統的立體圖。

圖2為本發明電熱水器系統的剖視圖。

圖3為本發明電熱水器系統內部結構的立體圖。

圖4為本發明電熱水器系統使用狀態的示意圖(一)。

圖5為本發明電熱水器系統使用狀態的示意圖(二)。

圖6為本發明電熱水器系統使用狀態的示意圖(三)。

圖7為本發明電熱水器系統使用狀態的示意圖(四)。

1:內膽

11:高溫區

12:中溫區

2:進水管

3:出水管

5:集熱罩

51:進水口

52:出水口

6:導流板

61:第一板體

62:第二板體

63:第三板體

631:第一貫孔

7:感溫器

Claims (5)

1. 一種能快速啟動加熱的電熱水器系統，包括：一內膽，該內膽為一中空容器；一進水管；一出水管，該進水管及該出水管連接於該內膽，且該進水管及該出水管伸入該內膽內；一加熱器，該加熱器設置於該內膽內；一集熱罩，該集熱罩為一中空體，該加熱器位於該集熱罩內，該集熱罩內形成一加熱區，該集熱罩的側壁設有至少一進水口，該集熱罩的頂部設有至少一出水口；一導流板，該導流板設置於該內膽內，用以將該內膽內區分為一高溫區、一中溫區及一低溫區，該中溫區及該低溫區位於該集熱罩的外圍，且該中溫區及該低溫區與該集熱罩相鄰接，該高溫區位於該低溫區的上方，該中溫區位於該高溫區及該低溫區的一側，該高溫區位於該集熱罩的上方，且該加熱區及該中溫區之間通過該進水口相連通，該高溫區與該集熱罩的出水口相連通，該進水管位於該內膽的中溫區內，該出水管通過該內膽的低溫區而延伸至該高溫區，該出水管的上端位於該高溫區內，該導流板上設有至少一第一貫孔及至少一第二貫孔，該第一貫孔及該第二貫孔間隔的設置，該集熱罩位於該第一貫孔及該第二貫孔之間，且該第一貫孔及該第二貫孔位於該中溫區及該低溫區之間，使該中溫區及該低溫區通過該第一貫孔及該第二貫孔相連通，該第一貫孔用以供該進水管輸出的冷水通過進入該低溫區，該第二貫孔用以供該低溫區中的冷水通過進入該中溫區；以及一感溫器，該感溫器設置於該內膽上，該進水管的上端朝向 該感溫器，能用以將冷水集中衝擊至該感溫器所在壁面，且該導流板能將該低溫區的水導引利用該集熱罩中加熱器餘熱提升低溫為中溫水後，才進入該加熱區升溫。
2. 如請求項1所述的能快速啟動加熱的電熱水器系統，其中該導流板包含一第一板體、一第二板體及一第三板體，該第一板體呈橫置狀設置，該第一板體及該集熱罩的出水口位於相同的水平高度，該出水管的上端的水平高度高於該第一板體的水平高度，該第二板體呈直立狀設置，該第二板體連接於該第一板體的一側，且該第二板體向上延伸，該第二板體的上端與該內膽之間形成一縫隙，該第三板體呈直立狀設置，該第三板體連接於該第一板體的底部，且該第三板體向下延伸，該高溫區位於該第一板體的上方及該第二板體的一側之間，該中溫區位於第二板體及該第三板體的一側，該低溫區位於該第一板體的下方及該第三板體的一側之間，該第一貫孔及該第二貫孔設於該第三板體上，且該第一貫孔靠近該第三板體的一側，該第二貫孔靠近該第三板體的另一側。
3. 如請求項2所述的能快速啟動加熱的電熱水器系統，其中該第一貫孔及該第二貫孔的水平高度低於該進水管的上端的水平高度。
4. 如請求項1所述的能快速啟動加熱的電熱水器系統，其中該進水管呈彎折狀。
5. 一種能快速啟動加熱的電熱水器加熱方法，包括步驟：提供一種如請求項1至4中任一項所述的能快速啟動加熱的電熱水器系統；使冷水經由該進水管進入該內膽，將冷水集中衝擊至該內膽上該感溫器所設置的壁面，使該感溫器冷卻後快速啟動該加熱器，且冷水通過該第一貫孔進入該低溫區； 使冷水通過該第二貫孔進入該中溫區，引流過程中，能將該低溫區的冷水導引利用該集熱罩中的加熱器傳導熱提升溫度至中溫水後再流到該中溫區；以及使該中溫區內的中溫水通過該進水口流進該集熱罩內的加熱區，利用該加熱器加熱該集熱罩內的水，經該加熱器加熱後的水，再由該出水口流出，使熱水進入該高溫區，再以該出水管輸出加熱完成的熱水。

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